Высоковольтный логический элемент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН И 9) (11)ар 4 Н 03 К 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАЬ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРР 8644571, кл. Н 03 К 19/00, 1979.Микросхема К 1109 КН 4, схема электрическая принципиальная ЮФЗ3.438,008,ЭЗ,(54)(57) высоковОльтный логИЧеСКИйЭЛЕМЕНТ, содержащий входную логическую схему, шина питания которой соединена с первой шиной питания элемента, входы - с входами элемента,а выход подключен к базе фазорас-щепляющего транзистора первого типапроводимости, коллектор которого соединен с базой первого транзисторапервого типа проводимости и черезрезистор с первой шиной питания элемента, эмиттер первого транзисторачерез два последовательно включенныхдиода смещения поключен к базе второго транзистора первого типа проводимости, которая через токозадающийрезистор соединена с общей шиной,эмиттер второго транзистора соединен с общеи шинои, а коллектор подключен к базе первого транзистора, коллектор которого соединен с базой третьего транзистора второго типа проводимости и через резистор с второй шиной питания элемента, эмиттер третьего транзистора соединен с второй шиной питания элемента, а коллектор подключен к базе первого составного транзистора сложного инвертора, коллектор которого подключен к второй шине питания элемента, эмиттер - к выходу элемента и через развязывающий диод к коллектору третьего транзистора и коллектору второго составного транзистора сложного инвертора, эмиттер Е которого соединен с общей шиной, а база подключена к эмиттеру фазорасщепляющего транзистора, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия логического е элемента, в него введен четвертый транзистор первого типа проводимости, база которого через первый дополнительный резистор соединена с его эми тером и общей шиной и через второй дополнительный резистор с эмиттером фазорасщепляющего транзистора, а коллектор - с базой второго транзистора, 120041251 О15 20 25 ЗО 40 45 50 55 Из обре тени е отно сит ся к импуль сной технике, в частности к высоко- вольтным логическим элементам для управления газоразрядными индикаторными панелями переменного и постоянного тока,Цель изобретения - повышение быст родействия путем увеличения базовых токов .выходных" транзисторов во время переходного.процеба,: На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого логического ээлемента,Высоковольтный логический элементсодержит входную логическую схему 1,шина питания которой соединена с первой шиной 2 питания, входы - с входами 3 элемента, а выход подключенк базе фазорасщепляющего транзистора4 первого типа проводимости, коллектор которого через резистор 5 соединен с первой шиной 2 питания и с базой первого транзистора 6 первоготипа проводимости генератора 7 тока,эмиттер первого транзистора 6 черездва последовательно включенных диода8 и .9 смещения соединены с базой второго транзистора 10 генератора 7 тока и через токозадающий резистор 11с общей шиной, эмиттер второго транзистора 10 соединен с общей шиной,а коллектор - с базой первого транзистора 6, коллектор которого черезрезистор 12 соединен с второй шиной13 питания элемента и базой третьеготранзистора 14 второго типа проводимости, эмиттер которого соединен с второйшиной 13 питания, а коллектор - сбазой первого составного транзистора 15 сложного инвертора 16, коллектор которого соединен с второйшиной 13 питания, а эмиттер. - с выходом 17 элемента и через раэвязывающий диод 18 - с коллектором второго составного транзистора 19, эми 1тер которого соединен с общей шиной,а база - с эмиттером фазорасщепляющеготранзистора 4 и через первыйдополнительный резистор 20 с базойчетвертого транзистора 21 первоготипа проводимости, эмиттер которогосоединен с общей шиной и через второй дополнительный резистор 22 с егобазой, а коллектор подключен к базевторого транзистора 10.Логический элемент работает следующим образом,В статическом состоянии, когда навсе входы 3 входной логической схемы 1 подан высокий уровень напряжения, на ее выходе - высокий уровеньнапряжения и, следовательно, открытыи насыщены фазорасщепляющий транзистор 4, нижний второй составной транзистор 19 и четвертый транзистор 21,Ток, протекающий по резистору 5,перехватывается из базы первого тран.зистора 6 в коллектор фазорасщепляющего транзистора 4, на котором устанавливается уровень напряжения04 = 20 + Б = 1,6-1,8 В, меньшии отпирающего потенциала базы первого транзистора 6, равного П а ++ 2 Усм = 1 ь 9 2,1 В,Первый транзистор 6 и последовательно включенные третий транзистор 14 и первый составной транзистор 15 закрыты. На выходе элемента 17 - низкий уровень выходного сигнала Пкэм 9 + Пз = 16 1 ф 8 В. В этом состоянии отсутствует потребление оч высоковольтной второй шины 13 питания.Когда на один или несколько входов 3 входной логической схемы 1 по-, дан низкий уровень напряжения, то в статическом режиме фазорасщепляющий транзистор 4 и последовательно соединенные с ним второй составной транзистор 19 и четвертый транзистор 21 заперты, На базе первого транзис- тора 6 устанавливается потенциал Цэьб + 2 Псм + Пз 8 ц и генератор 7 тока обеспечивает в базу третьего транзистора 14 стабилизированный ток, равный .0 /Куровень которого выбирается из условий насыщения третьего транзистора 14 и минимума потребляемой и рассеиваемой мощности. На выходе элемента сформирован высокий уровень напряжения (Е-2 11 э 8 бикэн ), где Е - напряжение на второй шйне питания,Время переходного процесса переключения элемента из состояния с низким уровнем в состояние с высоким уровнем выходного сигнала зависит от времени выключения второго составного транзистора 19, работающего в режиме глубокого насыщенняя, а это,время определяет ся количе ством накопленного заряда в базе второгО нижнего составного транзистора 19, вре1200412 оставитель А, Яехред О.Ващишина орректор А. Обруч Ивано актор 871 венного коми етений и отк 35, Раушская дписнСССР 7878/61 . ТирВНИИПИ Государпо делам изо113035, Москва,к тии наб.,филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 менем рассасывания этого заряда, а также скоростью включения третьего транзистора 14 и величиной его коллекторного тока, Четвертый транзистор 21 в этом процессе продолжает .5 оставаться открытым вследствие инерционности его выхода из режима глубо-. кого насыщения, Ток генератора 7 тока на время переходного процессадостигает величины 11, , Ви + Хк, 10э югде 1 - коллекторный ток четвер-катого .Ранзистора 21 при Пкэг = ЦБэю. Так как Лк, зависит от Х в статическом состоянии, то выбором номинала резистора К можно получить 15 кгП эВ 1 . Благодаря увеличенному току генератора 7 тока значительно быстрее открывается третий транзистор 14 и его возросшим коллек торным током форсировано рассасывает ся коллекторный заряд второго состав:ного транзистора 19 и формируется более крутой передний фронт выходного сигнала элемента. После запирания четвертого транзистора 21 коллекторный ток первого транзистора 6 устанавливается на уровне 1110/К, Выбором номиналов резисторов 20 и 22 обес- печивается одинаковое время запирания транзисторов 19 и 21. При этом достигается оптимальная длительность форсирующего импульса генератора 7 тока, когда минимален вклад этого импульса в среднюю потребляемую элементом мощность.Четвертый транзистор:21 не влияет на переходный процесс, логического элемента из состояния с высоким уровнем выходного сигнала в состояние с низким, так как ток, которым включается он и нижний составной транзистор 19, отбирается фазорасщепляющимтран-. зистором 4 из базы первого транзистора 6, и последний, запираясь, уже не может выдать коллекторный ток больший, чем до начала запирания,