Аналоговый ключ Советский патент 1979 года по МПК H03K17/60 

(54) АН.ШОГОВЫЙ КЛЮЧ

I

Изобретение относится к областям аналоговой и импульсной техники и может быть использовано для построения многоканальных коммутаторов В аналоговых блоках интегрирования, аналого-цифровых преобразователях, цифроаналоговых преобразователях и других аналоговых и цифроаналоговых устройствах.

Известен аналоговый ключ, содержащий р-д-р и п-р-п транзисторы ъ схеме управления, a ъ качестве переключающего элемента используется п-канальный полевой транзистор с р-п переходом 1.

Недостатком этого ключа является большая потребляемая мощность и низкое быстродействие.

Известен также аналоговый ключ, содержащий переключающие элементы на п-канальных палеsbK транзисторах с р-п переходом, затворы которых соединены с выходом управляющего каскада, ВХОД которого соединен с выходом соглассвателя уровня 2.

Недостатком этого ключа является большая потребляемая мощность.

Цель нзобретегош - уменьше1ше потребляемой мощности.

Данная цель достигается тем, что в aнaлoгoвo ключе, содержащем переключающие элемерггы на п-канальных полевых транзисторах с р-п переходом, затворы которых соешшены с выходом управляющего каскада, вход которого соединен с ВЫХОДОМ соглвсователя уровня, управляющий каскад выполнен ъ виде триггера, одно плечо которого содержит р-п-р транзистор и запуска щий п-р-п транзистор, при этом база р-п-р транзистора соединена с коллектором запускающего транзистора и через первый резистор соединена с эмнттером р-п-р транзистора и общей шиной, другое плечо триггера содержит п-р-п

s транзистор и запускающий р-п-р транзистор, причем база п-р-п транзистора соедннена с кол лектором запускающего транзистора и через вто рой резистор соединена с эмиттером п-р-п тра зистора и с шиной питанмя, коллекторв р-п-р

0 и п-р-п транзисторов, соединены между собой через диод, включенный з прямом направлении, при этом коллектор п-р-п транзистора являете ВЫХОДОМ управляющего каскада, базы запускаю щих транзисторов объединены и подключены через третий резистор к коллектору р-п-р транзистора, а эмиттеры запускающих транзисторов объединены и подключены к точке соединения резисторов Делителя напряжения, при этом базы запускающих транзисторов являются входом управляющего каскада. Сущность изобретения поясняется принципиаль ной схемой аналогового ключа, приведенной на чертеже. Аналоговый кточ содержит управляющий каскад, содержащий триггер, построенный на транзисторах 1, 2 и 3, 4. В базовые цепи р-п-р и п-р-п транзисторов 2 и 4 включены резисторы 5 и 6 соответственно. Эмиттеры запускающих транзисторов 1, 3 по.дключены к точке соедине1-шя резисторов 7, 8. Резистор 9 предназначен для запуска триггера, а резисторы 7, 8 вместе с резистором 9 и согласователем уровня, состоящим из резистора 10, транзистора 11, резистора 12, дают возможность произвольно устанавливать триггер в одно из устойчивых состояний. С помощью принципиальной схемы, приведенной на чертеже, реализуется нормально закрытое состояние ключа. Ключ работает следующим образом. Допустим на управляющем входе А присутствует зфовень логического нуля. Тогда транзистор 11 закрыт, а транзисторы 3, 4 - опсрыты. Эмиттер1п ш ток транзистора 3 поддерживается за счет резистора 7. Напряжение на базе транзистора 4 равно напряжешгю коллектора транзис тора 3 и отличается от напряжения источника пи тания 13 на велич101у5 равную падению напряжения на переходе эмиттер-база открытого транзис тора 4. Напряжегше на коллекторе транзистора 4 равно Источнику 13. Диод 14 прямо смещен, поэтому потенщ1ал на базе транзистора 3 будет выще напряжения источника питания на величину падения напряже шя на открытом диоде 4, Поскольку транзистор 3 открыт, то потенциал на эмиттерах транзисторов J и 3 будет Бьшга потенциала базы транзистора 3 на величину падения напряжения на открытом р-п перехо де эмиттер-база. Так как переход эмш-гер-база транзистора 1 обратно смещен, транзистор 1 за крыт н ток его коллектора равен нулю. Отсюда следует, что и транзистор 2 закрыт, Огриаательное напряжение коллектора трашистора 4 подается на затвор ключевого элемента, состоящего из транзисторов Д5, 16, 17. В общую точку исток-сток транзисторов 15, 16 через диод 18 подается напряже ше смещения, равное или большее разности напряжения между источником питания 13 и величиной отсечкн ключевых транзисторов 15, 16, 17. Когда на затворы транзисторов 15, 16, 17 по рется отрицательное напряжение, то транзистоы 15, 17 закрыты - ключ разомкнут и сигнальый вход 19 не шунтируется с источником питаия 13, При подаче на вход А логической едиицы появляется ток коллектора транзистора 1, который, протекая по цепям элементов 12 и , 14, 4, увеличивает напряжение на базах транисторов 1 и 3. В момент, когда напряжение на азах станет равным половине напряжения исочника питания транзистор 3 закроется, следоательно, транзистор 4 закроется тоже. При дальейшем увеличении напряжения на базах запусающих транзисторов 1 и 3 откроются транзисор 1 и транзистор 2. С окончанием процесса ереключения возшжнет второе устойчивое сосояние, в котором транзисторы 3,4 - закрыты, а транзисторы 1, 2 - открыты. Отсюда следует, что напряжение на затворах транзисторов 15, 16, 17 будет равно величине коммутируемого напряжения, так как транзисторы 15 и 16 открыты, а диоды 14, 18 смещены в обратном направлении и не проводят. Ключ 17 открыт и на выходе 19 присутствует сигнал, равный величине входного сигнала 20. Источник опорного напряжения представляет собой делитель напряжения, состоящий из элементов 21, 22, 23 с повторителем на транзисторе 24 с резистором 25. Выходное напряжеш е с повторителя подается через диод 18 в общую точку исток-сток транзисторов 15 и 16., Формула изобретения Аналоговый ключ, содержадйШ переключающие элементы на п-канальных полевых транзисторах с р-п переходом, которых соединены с выходом управляющего каскада, вход которого соединен с вькодом согласователя уровня, отличающийся тем, что, е целью уменьшения потребляемой мощности, угсравляющий каскад выполнен в виде триггера, одно плечо которого содержит р-п-р транзистор и заяускаювий п-р-г 1рашйстор, при этом база р-п-р транзистора соедшгеш с коллектором запускающего трайзиехора и через первый резистор соешшена с эмиттером р-п-р 1ранзистора и общей щнной, другое плечо триггера содержит п-р-п транзистор и запускающий р-п-р транзистор, гфичем база п-р-п транзистора соединена с коллектором завускающего транзистора и через второй резистор соеданена с эмиттером п-р-п транзистора и с щиной питания, коллекторы р-п-р и п-р-п транзисторов соединены между собой че; рез диод, включенный в прямом направлении, при этом коллектор п-р-п транзистора является выходом управляющего каскада, базы запускающих 1ранзисторов объединены и подключены

6847416

через третий резистор к коллектору р-п-р тран-Источники информации, принятые во внимаэистора, а эмиттеры запускающих транзисторовние при экспертизе

объединены и подключены к точке соединения1. Авторское свидетельство СССР № 556556,

резисторов делителя напряжения, при этом базыкл. Н 03 К 13/22, 29.07.75. запускающих транзисторов являются входом уирав- s 2. Патент США № 3969633, кл. Н 03 К 17/60,

ляющего каскада.1974.