Формирователь импульсов на моп-транзисторах Советский патент 1980 года по МПК H03K19/08 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в у-строПствах импульсной техники И автоматики.

Известен формирователь импульсов Э на МОП-транзисторах, содержащий входной инвертор с динамической токостабилизирующей нагрузкой, выходной и дополнительный двухтактные усилители, затворы которых соединены параллель-О но, дополнительный транзистор, исток которого подключен к стоку нагрузочного транзистора входного инвертора, а затвор и исток - к полюсу источника питания, .смещающий кон- 15 денсатор, включенный между выходом дополнительного двухтактного усилителя и истоком дополнительного транзистора ll.

Однако при подаче отрицательного 20 импульса на вход формирователя, смещающий конденсатор заряжается со стороны дополнительного транзистора до напряжения и„„-U op , где Uj,, напряжение источника питания, Unop - «5 пороговое напряжение. При поступлении на вход устройства нулевого потенциала закрываются нижние транзисторы инвертора и двухтактных усилителей , и происходит увеличение отрицатель- 30

ного потенциала на выходе входного инвертора до величины равной Uf|(jp . После этого срабатывает положительная обратная связь через дополнительный двухтактный усилитель и смещающий конденсатор и напряжение, на выходе входного инвертора достигает вeличиныar2Ц -Uf,Qp , а на выходе двухтактных усилителей - 0,, . Если фронт входного сигнала имеет большую длительность, то во время переходного процесса нижний транзистор инвертора закрывается медленно и происходит потеря заряда, накопленного на смещающем конденсаторе. Потеря заряда-.

AU..

где i - ток через нижний транзистор инвертора; t - время в течение которого зак{йлвается нижний транзистор инвертора; С - величина смещающего конденсатора. Этоявление приводит к увеличению спада выходных импульсов формирователя.

Цель изобретения - уменьшение длительности спада выходных импульсов при больших дпительностях фронтов входннх СИгналов. .Псставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов на МОП-транзисторах, содержащий вход ной инвертор с динамической токоста билиэируючей нагрузкой, выходной и дополнительный двухтактные усилители, входы которого попарно объединены, дополнительный МОП-транзистор, исток которого подключен к стоку нагрузочного МОП-транзистора входног инвертора, а сток - к полюсу источника питания, смещающий конденсатор включенный между выходом дополнитель ного двухтактного усилителя и истоком дополнительного МОП-транзистора введен дополнительный инвертор с токостабилизирующей динамической нагрузкой, вход которого подключен к выходу выходного .двухтактного уси лителя, а затвор, нагрузочного МОПтранзистора соединен с затвором дополнительного МОП-транзистора, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема формирователя на МОП-транзисторах. Формирователь на МОП-транзистора содержит дополнительный инвертор с токостабилизирующей нагрузкой (тран зисторы 1,2,3 и конденсатор 4), входной инвертор с токостабилизирующей нагрузкой (транзисторы 5,6,7 и конденсатор 8), дополнительный , транзистор 9, смещающий конденсатор 10,дополнительный двухтактный усилитель, состоящий из транзисторов 11,12 и выходной двухтактный уси литель, состоящий из транзисторов 13, 14. Работа устройства осуществляется- следуюи1им образом. При наличии на выходи устройства (точка ж) отрицательного потенциала транзистор 3 открыт и конденсатор 4 заряжается до величины потенциала UnnUnop i (точка а). При поступ лении на вход устройства отрицатель ного потенциала открываются транзйс торы 7,12 и 14. В точках д, е, устанавливается нулево потенциал, что привс1ит к закрывани транзистора 3 и установлению на вых де дополнительного инвертора, благо даря токостабилизирующей нагрузке, отрицательного потенциала равного , а в точке - потенциала равноjy,f,-Unop Транзистор 9 открыт го -хаи, и происходит заряд конденсатора 10 в точке г до потенциала Uv,rt и, гдеьи - падение напряжения между стоком и истоком|транзистора 9, в результате протекания тока и заряд конденсатора 8 до величины iiU,-и пор. При подаче на входустро ства положительного перепада напряжения транзисторы 7,12,14 закрывают Отрицательный потенциал в точке д нарастает/ это приводит к увеличению потенциала в точке . Нарастание потенциала в точке д происходит не за счет заряда накопленного на конденсаторе 10, а за счет тока, протекающего от источника через открытый транзистор 9. Поэтому, при больших длительностях фронтов при неполностью закрытом транзисторе 7 не происходит разряда конденсатора 10 и на протяжении всего положительного перепада потенциал конденсатора равен . Когда напряжение в точке д достигает порогового -напряжения транзистора 11, последний открывается и напряжение в точке е начинает повышаться, что в свою очередь приводит к повышению напряжения в точке г. Когда напряжение в точке д достигает величины порогового напряжения транзистора 13, последний открывается и в точке ж начинает наростать отрицательный потенциал .Когда потенциал в точке ж достигает величины,равной пороговому напряжению транзистора 3, последний открывается, потенциал в точке б станет близким- к нулевому, что приведет к понижению потенциала в точке а до величины равной Uy,- . Транзистор 2 закрывается и дальнейшее повышение потенциала в точке д будет происходить за счет заряда, накопленного на конденсаторе 10, Скорость нарастания отрицательного потенциала на выходной клемме при емкостной нагрузке определяется зарядным током через открытый транзистор 13. Зарядный ток г a-(,,-M) , где Од - чютенциал точки д ; Ux -, потенциал точки ж; U - пороговое напряжение транзистора 13. Таким образом зарядный ток увеличивается по квадратичному закону при увеличении зарядного напряжения и9--Иc, где Uc-fo накопленный на конденсаторе 10 заряд. Так как заряд на конденсаторе не меняет своей величины до тех пор, пока потенциал в точке д не достигнет величины равной сумме пороговых напряжений транзисторов 13. и 3, благодаря тому, что происходит заряд конденсатора 10, через открытый транзистор 9, то это приводит к увеличению потенциала Uc 10, а, следовательно, и уменьшению спада выходных импульсов-. Введение дополнительного элеменга - усилителя с токостабилизирующейнагрузкой позволяет увеличить эффективное напряжение на затворе верхнего транзистора выходного усипителя, что по квадратичному закону увеличивает зарядный ток выходного каскада и приводит к уменьшению спада выходных импульсов, а, следовательно, и к повышению быстродействия устройства. Этот эффект особенно значителен при больших длительностях фронтов входных сигналов.

Формула, изобретения

Формирователь импульсов на МОПтранзисторах, содержащий входной инвертор с динамической токостабилизирую1чей нагрузкой, выходной и дополнительный двухтактные усилители, входы которых попарно объединены, дополнительный МОП-транзистор, исток которого подключен к стоку нагрузочного МОП-транзистора входного инвертора, а сток - к полюсу источника питания, смещаюадай конденсатор, включенный между выходом дополнительного двухтактного усилителя и источника дополнительного МОП-транзистора, отличающийся тем,что с целью уменьшения длительности спада выходных импульсов, в лего введен дополнительный инвертор с токостабилизирующей динамической нагрузкой, вход которого подключен к выходу выходного двухтактного усилителя, а

0 затвор нагрузочного МОП-транзистора соединен с затвором дополнительного МОП-транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1. Авторское свидетельство СССР № 420125, кл. П 03 К 19/08,11.02.72 (прототип).