Преобразователь уровней напряжения

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 167725 19) (11 3 К 19 094 51) ВСЕСРКЛ"" ОПИС ИЕ ИЗ ЕТЕНИЯ ТЕ).,. .: ")ВНБЛ:1011".1ээптгд:т,ж АВТОРСКО ВУ ВИ ЕТЕЛЬС ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный инвертор на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном и переключающем и-канальном включенный между первой шиной питания и общей шиной, и двухтактный повторитель, включенный между первой шиной питания и входной шиной, на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном и переключающем п-канальном, затвор которого подключен к второй шине питания, к входной шине подключен затвор переключающего транзистора двухтактного инвертора, шину прямого выхода, к которой подключены стоки транзисторов повторителя и затвор нагрузочного транзистора двухтактного инвертора, и шину инверсного выхода, к которой подключены стоки транзисторов двухтактного инвертора и затвор нагрузочного транзистора повторителя, и два форсирующих р-канальных транзистора, сток первого из них соединен со стоком нагрузочного транзистора двухтактного инвертора, а сток второго - со стоком нагрузочного транзистора повторителя, отличаюиийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены четыре инвертора, вход первого инвертора соединен со стоком переключающего транзистора двухтактного инвертора, а выход - с входом второго инвертора и истоком второго форсирующего транзистора, выход второго инвертора соеди- Ж нен с затвором первого форсирующего транзистора, вход третьего инвертора соединен со стоком переключающего транзистора повторителя,а выход - с входом четвертого инвертора и истоком первого форсирующего транзистора, выход четвертого инвертора соединен с затвором второго форсирующего транзистора.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано в цифровых устройствах.Известно устройство, содержащее инвертор и повторитель, затвор управляющеготранзистора которого подключен к дополнительной шине питания 11.Недостаток этого устройства - низкоебыстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является быстродействующий преобразователь уровней напряжения на дополцяйщих МДП-транзисторах,содержащий двухтактный инвертор на двухтранзисторах, цагрузочном р-канальном ипереключающем п-канальном, включенныймежду первой шиной питания и общей шинойи двухтактный повторитель на двух транзисторах, нагрузочном р-канальном и переключающем л-канальном, затвор которогоподключен к второй шине питания, включенный между первой шиной литания и входной шиной, к которой подключен также затвор переключающего транзистора инвертора, шину прямого выхода к которой подключены стоки транзисторов повторителя и затвор цагрузочного транзистора ицвертора, ишину инверсного выхода, к которой подключены стоки транзисторов инвертора и затворцагрузочного транзистора повторителя, и двафорсирующих р-канальных транзистора, первый из них подключен параллельно нагрузочному транзистору инвертора, а второй - параллельно нагрузочному транзистору повторителя, и два двухвходовых элемента ИЛИ сзадержкой по первому входу, выход первогоэлемента ИЛИ подключен к затвору первогофорсирующего транзистора, а его первыйи второй входы - соответственно к шинаминверсного и прямого выхода, выход второгоэлемента ИЛИ подключен к затвору второгофорсирующего транзистора, а его первыйи второй входы - соответственно к шинампрямого и инверсного выхода 2.Недостаток известного устройстваотносительная сложность схемы,Цель изобретения - повьцпение надежности.Поставленная цель достигается тем, чтов преобразователь, содержащий двухтактныйцнвертор на двух транзисторах, нагрузочномр-канальном, и переключающем и-канальномвключенный между первой шиной питания иОбщей шиной, и двухтактный повторитель,включенный между первой шиной питания ивходной шиной на двух транзисторах,нагрузочном р-канальном и переключающем п-канальном, затвор которого подключен к второй шине питания, к входнойшине подключен также затвор переключающего транзистора двухтактного инвертора,шину прямого выхода, к которой подключеныстоки транзисторов повторителя и затворцагрузочного транзистора двухтактного инвертора, и шину инверсного выхода, к которой подключены стоки транзисторов двухтактного инвертора и затвор нагрузочного транзистора повторителя, и два форсирующих р-канальных транзистора, сток первого из них соединен со стоками нагрузочного транзистора двухтактного инвертора, а сток 5второго - со стоком нагрузочного транзистора повторителя. введены четыре инвертора, вход первого инвертора соединен со стоком переключающего транзистора двухтактного инвертора, а выход - с входом второго1 О инвертора и истоком второго форсирующеготранзистора, выход второго инвертора соединен с затвором первого форсирующего транзистора, вход третьего инвертора соединен со стоком переключающего транзистора повторителя, а выход - с входом четвертого15 инвертора и истоком первого форсирующеготранзистора, выход четвертого инвертора соединен с затвором второго форсирующеготранзистора. На чертеже представлена электрическая принципиальная схема быстродействующего 20 преобразователя уровней напряжения на дополняющих МДП-транзистора.х. Преобразователь содержит двухтактный инвертор 1 на двух транзисторах, нагрузочцом р-канальном транзисторе 2 и переклю -чающем п-канальном транзисторе 3, включенный между первой шиной 4 питания и общей шиной 5, двухтактцый повторитель 6, включенный между шиной 4 и входной шиной 9 на двух транзистора.х, цагрузочцом р-канальном 7 и переключающем а-канальном 8 к входной шине подключен также затвор транзистора 3, шину прямого выхода 1 О, подключенную к стокам транзисторов 7 и 8 и к затвору транзистора 2, шину инверсного выхода 11, подключенную к стокам транзисторов 2 и 3 и к затвору транзистора 7, 35 к стокам транзисторов 2 ц 7 подключенысоответственно стоки форсирующих транзисторов 12 и 13, инверторы 14 - 17, вход инвертора 14 соединен с шиной 11, а выход - с входом инвертора 15 и истоком форсирующего транзистора 13, выход ицвертора 405 соединен с затфором форсирующего транзистора 12, вход иывертора 16 соединен со стоком переключающего транзистора 8, а выход - с входом инвертора 17 и истоком форсирующего транзистора 12, выход инвертора 17 соединен с затвором форсирующего транзистора 13.Преобразователь работает следующимобразом.В исходном состояции на входной шине 9напряжение соответствует логическому 0.Тогда транзисторы 8 и 2, открыты, а транзисторы 3 и 7 закрыты. При этом на прямом выходе 10 поддерживается уровень логического 0, а ца инверсном выходе 11логической.При изменении напряжения на входнойшине Ч с логического О на логическую1 переключающий транзистор 3 открывается, а транзистор 8 закрывается по истоку.1167725 Составитель Л. Кабанов Редактор И. Ковальчук Техред И. верес Корректор Л. Тяско Заказ 4444/53 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Напряжение на инверсном выходе начинает уменьшаться с уровня напряжения шины 4 до уровня логического О. Последнее возможно благодаря тому, что крутизны нагрузочных транзисторов 2 и 7 выбираются значительно меньше крутизны транзисторов 3 и 8 Уменьшение напряжения на инверсном выходе 11 приводит к переключению инвертора 14. В результате открывается форсирующий транзистор 13, и напряжение на прямом выходе 10 повышается до уровня напряжения на шине. После переключения инверторов 16, 17 на затворе форсирующего транзистора 13 устанавливается высокий уровень напряжения и транзистор закрывается. Поскольку после переключения инверторов 15 и 16 напряжения на затворе, истоке и стоке форсирующего транзистора 12 становятся равными логическому О, то транзистор 12 также закрыт. Таким образом, после переключения преобразователя оба форсирующих транзистора оказываются закрытыми, что позволяет обеспечить последующее переключение преобразователя при подаче уровня логической 1 на входную шину 9. Уровеыь напряжения на прямом выходе 10 поддерживается с помощью открытого нагрузочного транзистора 7.При изменении напряжения на входнойшине 9 с логической 1 на логический 0 переключающий транзистор 3 закрывается, 5 а транзистор 8 - открывается. Напряжениена прямом выходе начинает уменьшаться с уровня напряжения шины 4 до уровня логического О. Умен ьшение н апряжения на прямом выходе 10 приводит к переключению инвертора 16. В результате открывается форсирующий транзистор 12, и напряжение на инверсном выходе повышается до уровня напряжения на шины питания.Технико-экономические показатели преобразователя заключаются в том, что при изготовлении по КМДП технологии с пороговыми напряжениями и-канальных транзисторов 0,5 - 1,0 В устройство обеспечивает преобразование уровня логической 1 величиной )2,0 В в уровень логической 1 величиной 9 - 15 В за такое же время как и в про тотипе, однако содержит на шесть транзисторов меньше, что позволяет (на 18 - 20 Я) уменьшить плошадь, занимаемую преобразователем на кристалле.