Устройство задержки импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K5/13 H03K17/28 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к аналогобым устройствам задержки импульсов. Известно устройство задержки импульсов на цепочке последовательно включенных однок,анальных полевых транзисторов с изолированным затвором. Затвор каждого транзистора в цепочке соединен со сто ком того же транзистора, а задерживаемый импульс подается на один конец этой цепочки, к другому концу которой подключен конденсатор. При подаче импульса на вход такой цепочки выходное напряжение на стоке какого-либо из транзисторов появляется через время, необходимое для заряда емкостей затворов всех транзисторов от начала цепочки до точки съема выходного напряжения. Подключая выход к различным точкам схемы, можно изменять время задержки переднего фронта. Для формирования заднего фронта импульса и его задержки существует специальная раз рядная цепь, управляемая разрядным импульсом и представляющая собой цепочку Последовательно включенных полевых транзисторов с изолированным затвором. Затворы этих транзисторов соединены параллельно и на них подается разрядный импульс. Разрядная цепь подсоединена к задерживающей цепи параллельно l . К недостаткам этой схемы относятся зависимость выходного напряжения от времени задержки, необходимость формирования специального разрядного импульса для приведения схемы в исходное состояние, малое время задержки переднего фронта импульса, так как в качестве элементарной ячейки задержки используется собственная емкость затвора полевого транзистора. Известно также устройство задержки импульсов, содержащее нагрузочный конденсатор, первая обкладка которого подключена к общей шине, а вторая - к одному выводу цепи заряда, состоящей из последовательно соединен ых МДП транзисторов одного типа проводимости, аятвор каждого из которых подключен через пер вый конденсатор свя;зи к стоку, и цепь разряда, включенную между второй обкладкой нагрузочного конденсатора и о& щей шиной f2j . известное устройство имеет не достаточно высокое максимальное время задержки и время задержки зависит от амплитуды выходного сигнала. Цель изобретения - увеличение максимального времени задержки и исключение зависимости задержки от амплитуды выходного сигнала - достигается тем, что в устройство задеряски импульсов, содержащее нагрузочный конденсатор, общую шину, цепь заряда из последовательно со единенных МДП транзисторов одного типа проводимости и цепь разряда, введена .ши на питания, подключенная к другому выводу цепи заряда, а цепь разряда выпол- нена в виде последовательно включенных МДП-транзисторов другого типа проводимости, затвор ка кдого из которых черев второй конденсатор связи подключен к ис току, причем затворы ficex МДП транзисторов цепей заряда и разряда объединены и-подключены к входному выводу устрой ства.., Принципиальная схема устройства задержки изображена на чертеже. В процессе работы устройства, когда напряжение на его входе равно нулю, все р-канальные МДП транзисторы открыты, п-канальные закрыты и конденсатор 1 подключен к шине питания 2. Если на вхо схемы подать положительк(ый импульс с амплитудой, большей разности напряжения -питания и величины порогового напряжения р-канальных МДП транзисторов , то Y -канальный МДП транзистор 3 открывается, а р-канальные МДП транзисторы последовательно закрываются, конденсатор 1 отключается от и общего провода и на нем сохраняется высокий потенциал. Конденсатор 5 начинает зйряжаться током открытого транзистора 3 и, когда разность потенциалов на нем достигнет порогового напряжения п-канального МДП транзистора 6, он открывается и начинается заряд конденсатора 7 Утот процесс повторяется до тех пор, пока не откроется последний в цепочке п-канальный транзистор 3, тогда происходит разряд конденсатора 1 через откры тые транзисторы. Задержка переднего фронта определяется амплитудой входного импульса, емкостью конденсатора, промежутком исток-затвор транзистора, пороговым напряжением, крутизной и числом транзисторов в цепочке. В момент включения входного импульса И Канальные МДП транзисторы последовательно закрываются, а МДП транаиотор 4 открывается, конденсатор 1 оказывается i отключенным ОТ обшего провода и шины питания 2 и на нам сохраняется нулевой потенциал. Конденсатор 8 начинает заряжаться током открытого транзистора 4 и, когда разность потенциалов на нем достигнет порога открывания транзистора 9, он открывается и начинается заряд конденсатора Ю. Этот процесс .повторяется до тех пор, пока не откроется транзистор 4, тогда конденсатор 1 начинает заряжаться через открытые р-канальные МДП транзисторы до напряжения шины питания 2. Задержка заднего фронта зависит от амплитуды входного импульса, напряжения питания, емкости конденсато- ра промежутка исток-затвор р-канального МДП транзистора, порогового на пряжения, крутизны и числа транзисторовв цепочке. Задержка переднего и заднего фронтов осуш.ествляется независимо и ее можно сделать любой в диапазоне до NtT- или МТ, где Н , А - число транзисторов, задержка на одном транзис-п. ч торе соответственно для переднего и заднего фронтов. Если не принимать, в расчет парамез . ры транзисторов и внешние напряжения, то Ij и С-х, зависят только от емкости конденсаторов, щунтируюших промежутки исток-затвор транзисторов, т.е. для расчета на требуемое время задержки .необходимо оптимально выбрать значение емкости указанных конденсаторов и количастно транзисторов в цепочках, В общем случае значение емкостей указанных конденсаторов : 1ожет быть различным не только для разных цепочек, но и для одной цепочки. Для регулирования времени задержки как переднего, так и заднего фронтов в некотором диапазоне можеТ быть использовано смещение .подложек. Известно, что при увеличении смешения на подложке полевого транзистора с изолированным затвором его пороговое напряжение-увеличивается, а крутизна уменьшается. .Для данкой схемы .это приводит к.тому, что время задерижи увеличивается. Это удобный способ независимого регулирования времени задержки переднего и заднего фронтов импульса, развязанный от входа и выхода схемы. Как указывалось выше, задержку можно изменять, регулируя амплитуду входного импульсаИЛИ напряжение источника питания, но при этом происходит одновременное изменение задеряжи как переднего, так. и заднего фронтов импульса, Причем если одна из задержек при этом увеличивается, то другая уменьшается и изменения происходят по разным законам. Задержка переднего фронта является: нелинейной функцией амплитуды входного Напряжения, задержка заднего фронта ли нейно зависит от амплитуды входного напpЯ№eнийJПодложки транзисторов одного типа проводимости на чертеже соединены вместе и подключены к источнику смещения 11 для МДП транзисторов с п-каналом и к источнику смещения 1 для МДП транзисторов с р-каналом. Это не единственный .способ подключения подложек. На калщую из них может быть подано автономное смещение. Кроме того, подложка каждого из транзисторов может соединять ся с соответствующим электродом источника питания или с истоком того же тран зистора. Из анализа работы схемы следует, что задержанньш импульс инвертировав относительно входного. Поэтому, если требует ся получить задержанный импульс без инверсии, на выходе схемы следует включит инвертор. Изменение устройства по .сравнению с известным дало качественное изменение принципа задержки импульса. В данном устройстве :задержкиТе же транзисторы работают как активные эле- менты в переключающем режиме, поэтому недостатки, отмеченные выше для известного устройства,, устранены. Формулаизобретения Устройство задержки импульсов, содержащее нагрузочный конденсатор, первая обкладка которого подключена к о щей шине, а вторая - к одному выводу цепи заряда, состоящей из последовательно соединенных МДП транзисторов одного типа проводимости, затвор каждого ив которых подключен через первый конденсатор связи к стоку, и цепь разряда, включенную между второй обкладкой нагрузочного конденсатора и общей шиной, отличающееся тем, что, с целью увеличения максимального времени задержки и исключения зависимости времени задержки от амплитуды выходного сигнала, в него.введена шина питания, подключенная к другому выводу цепи заряда, а цепь разряда выполнена в виде последовательно включенных МДП транзисторов другого типа проводимости, затвор каждого из которых через второй конденсатор связи подключен к истоку, причем затворы всех МДП транзисторов цепей зар$ща и разряда, объединены и подключены к входному выводу устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3638047, кл. 307-293, 07.11.72. а. Патент США № 358408, кл. 5О7-276, 14.03.71.

Вход