Формирователь тока выборки дляблОКОВ пАМяТи Советский патент 1981 года по МПК G11C7/00 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛБ ТОКА ВЫБОРКИ ДЛЯ БЛОКОВ ПАМЯТИ

I

Изобретение относится к вь1числительной технике и может найти применение при создании магнитных запоминающих устройств (ЗУ) в качестве формирователей токов выборки адресных цепей.

Известен формирователь тока выборки, содержащий входное и выходное устройства с трансформаторной связью между ними 1.

Недостатком известного формирователя тока выборки является наличие в нем межкаскадного трансформатора связи, приводящего к искажению фронта импульса тока выборки, ограни ению быстродействия и ограничению степени возможной интеграции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому рещению является формирователь тока выборки, который содержит ключевые транзисторные входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах д-р-а и р-п-р типах проводимости. Входной каскад вьшолнен на транзисторе rt-p-a типа, база которого через первый резистор подключена ко входу формирователя, к которому подключен второй резистор. Другой вывод резистора соединен с источником питания. Коллектор данного транзистора через резистор соединен с

базой транзистора р-гг-р типа выходного каскада, эмиттер последнего через резистор соединен с базой и подключен к источнику положительного смещения. Отсутствие трансформатора связи между входным и выход- . ньш каскадом в этом формирователе тока выборки улучщает форму импульса тока выборки, обеспечивая достаточно крутые фронты импульса тока и обладает диапазоном рабочих частот до 500 кГц при амплитуде выходного импульса порядка 300 мА и позволяет осуществить непосредственно управление от комплекса логических схем 2.

Однако транзистор выходного транзисторного каскада, выполненного в виде ключа напряжения, работает в режиме насыщения, внося задержки при входе в насыщение транзистора и выходе из него. Это приводит к ограничению быстродействия формирователя тока выборки. Кроме того, в

ключе напряжения нарастание тока через индуктивность происходит по экспоненциальному закону с постоянной времени; прямо пропорциональной индуктивной составляющей нагрузки, значительная величина которой характерна для адресных шин магнитных ЗУ, что приводит к затягиванию фронта импульса тока выборки, ухудшая временные параметры ЗУ.

Для уменьшения длительности фронта импульса тока необходимо увеличивать активную составляюшую нагрузки, величина которой связана с длительностью фронта тока обратно пропорциональной зависимостью. Это приводит к необходимости увеличения номинала положительного смещения, сохраняя требования к его стабильности. В результате снижаются весогабаритные показатели блока питания магнитных ЗУ, в которых используются эти формирователи.

Последнее время быстро развиваются ЗУ на тороидальных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, в которых использован режим частичного переключения магнитного потока для повышения быстродействия, и на запоминаюш.их элементах со считыванием-без разрушения типа биакс, .что приводит к возникновению необходимости формирования тока выборки с высокими временными характеристиками (малая длительность 50-100 НС и период следования 150--200 не).

Цель изобретения - повышение надежности формирователя (меньшая длительность, крутой фронт, высокая частота повторения).

Поставленная цель достигается тем, что формирователь тока выборки содержит ключевые входной и выходной каскады, выполненные на транзисторах различного типа проводимости, при этом база транзистора ключевого транзисторного выходного каскада соединена с источником питания через первый резистор, ключевой выходной каскад формирователя содержит второй резистор, включенный между источником питания Е и эмиттером транзистора ключевого выходного каскада, база транзистора которого соединена с коллектором транзистора ключевого входного каскада.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема формирователя тока выборки.

Формирователь тока выборки содержит транзисторные ключевые входной 1 и выходной 2 каскады, выполненные на транзисторах 3 и 4 различного типа проводимости (на приведенной схеме л-р-л и р-а-р типа), первый и второй резисторы 5 и 6 транзисторного ключевого каскада, источник 7 питания, нагрузку 8 и источник 9 напряжения CM.eiueния, полярность которого противоположна полярности источника 7 питания. Транзисторный ключевой входной каскад 1 содержит третий и четвертый резисторы 10 и 11. Общая точка 12 связи третьего и четвертого резисторов 10 и 11 является входом формирователя тока выборки. Нагрузка 8 в состав предлагаемого устройства не входит и изображена на чертеже лишь для пояснения работы формирователя.

Формирователь тока выборки работает следующим образом.

В статическом состоянии, т.е. при отсутствии сигналов выборки потенциал точки 12, оп|ределяемый исходным состоянием выходного каскада логической схемы управления, низкий и транзистор 3 транзисторного ключевого входного каскада 1 находится в режиме отсечки. Транзистор 4 транзисторного ключевого выходного каскада 2 находится также в режиме отсечки, что обеспечивается выбором определенного номинала первого резистора 5. -При поступлении на вход формирователя тока выборки положительного импульса транзистор 3 транзисторного ключевого входного каскада 1 переходит в режим насыщения, что обеспечивается Bbi6opoM определенного номинала третьего резистора 10 и четвертого резистора 11, фиксируя потенциал базы транзистора 4 транзисторного ключевого выходного каскада около ypoBHjf земли. Так как между

эмиттером транзистора 4 транзисторного ключевого выходного каскада и источником 7 питания включен второй резистор 6 отрицательной обратной связи, то транзистор 4 находится в активном режиме. В комплексной нагрузке 8 протекает ток выборки, величина которого определяется номиналами второго резистора 6 и источника 7 питания и практически не зависит от величины напряжения источника 9 смещения.

Ток через индуктивную составляющую

нарастает линейно и время нарастания тока при прочих равных условиях примерно в 2 раза быстрее, чем в известном формирователе. По окончании входного сигнала транзистор 3 транзисторного ключевого входного каскада 1 и транзистор 4 транзисторного

ключевого выходного каскада 2 переходят в исходное состояние (режим отсечки),прерывая ток в нагрузке.

Построение формирователя тока с непо- . средственной связью между входными и выходными транзисторными ключевыми каскадами, выходной каскад которого выполнен в виде ключа тока, обеспечивает высокие временные характеристики и стабильность адресных токов выборки магнитных ЗУ. Это

позволяет существенно повысить быстродействие этих ЗУ, особенно ЗУ на тороидальных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, в которых использован режим частичного переключения потока и на сердечниках со сложным магнитопроводом, в которых считывание происходит без разрушения информации, так как быстродействие этих магнитных ЗУ в основном зависит от быстродействия электронного обрамления. Вместе с тем, в предлагаемом формироватес. ле тока выборки снимаются требования к

стабильности и величине номинала источ ника , что приводит к понижению весогабаритных показателей блока питания ЗУ,

в которых будут использоваться эти формирователи.

Кроме того, когда требуемая амплитуда тока не превышает 160 мА, в качестве входного каскада можно использовать транзисTQpHo-транзисторную логическую интегральную схему, например, 133 серии. В упрощенной схеме предлагаемого формирователя происходит дополнительное расширение диапазона рабочих частот до 5 мГц за счет увеличения быстродействия входного каскада и сокраш,ается количество компонентов, входящих в схему формирователя, повыщая его надежность.

Таким образом, предлагаемый формирователь тока выборки выполнен в виде ключа тока с непосредственной связью между входными и выходными каскадами, благодаря чему обеспечивается формирование крутых, с постоянной скоростью нарастания через индуктивность фронтов тока (до 10 не), исключаются задержки насыщения, расширяя диапазон рабочих частот формирователя.

Схема предлагаемого формирователя, выполненная на кремниевых интегральных транзисторных сборках 1НТ251 и 2ТС622А, обладает следующими параметрами: минимальная длительность выходного импульса порядка 250 не при максимальной амплитуде 600 аМ; минимальный период следования импульсов тока порядка 400 не.

Использование предлагаемого формирователя тока позволяет существенно повысить быстродействия ЗУ, уменьщить его габариты и повысить надежность его работы.

Формула изобретения

Формирователь тока выборки для блоков памяти, содержащий ключевые входной и выходной, каскады, выполненные на транзисторах, различно типа проводимости, при этом база транзистора ключевого выходного каскада соединена с источником питания через первый резистор, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности формирователя, ключевой выходной каскад содержит второй резистор, включенный между источником питания и эмиттером транзистора ключевого выходного каскада, база транзистора которого соединена с коллектором транзистора ключевого входного каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 381095, кл. G И С 7/00, 1973 (прототип).

11

Вход

К