Многопороговый кмоп-компаратор тока

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1 130928 03 К 5/24, 6 06 В 1/01 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 394671 (22) 16.08.8 (46) 07.05.8 (71) Одесск (72) И. В. (53) 621.374 (56) Контр Экспресс-инф 4. Бюл.й политех Ковал ьков 5 (088.8) ольно-изм ормация. 17ический и рител ьн 984,техникас. 22 - 24 ЫЛ КМОП-КОМ(54) МНОГОПОРОГОПАРАТОР ТОКА(57) Изобретение можедля построения кодирулей, а также в контрблоках автоматики. Црасширение диапазонаненни точности. Мног т быть использовано щих преобразовательно-измерительных ель изобретения змерения при сохраопороговый КМОПА Ел (ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ компаратор тока содержит Х и-канальных МОП-транзисторов 1 - 1 - М, дополнительный п-канальный МОП-транзистор 3, х - 1 р-канальных МОП-транзисторов 2 - 12 - (М - 1), генератор 4 опорного тока, источник 5 измеряемого тока и токовое зеркало 6. Предложенное функциональное соединение элементов схемы, а также то, что все п-канальные МОП-транзисторы выполнены одинаковыми и имеют равные мощности рассеивания, позволяет достичь высокой идентичности их параметров, а следовательно, высокой точности установки опорных токов. Это позволяет выполнять ком паратор тока со значительно большим числом порогов и расширить диапазон измерения . токов. 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения кодирующих преобразователей, а также в контрольно-измерительных блоках автоматики.Целью изобретения является расширение диапазона измерения тока при сохранении точности за счет возможности увеличения числа порогов.На чертеже представлена принципиальная схема многопорогового КММП-компаратора тока.Предлагаемый компаратор тока содержит М п-канальных ММП-транзисторов 1 - 1 - :1 - М, стоки которых являк)тся выходами устройства, истоки подключены к шине нулевого потенциала, соединенной с затворами И - 1 р-канальных ММП-транзисторов 2 - 1 - :2 - (М - 1), включенные исток- стоками соответственно между стоками соседних п-канальных ММП-транзисторов 1 вв ; 1 - М, а затворы всех и-канальных ММП-транзисторовв 2 в : 1 - М соединены со стоком дополнительного и-канального ММП-транзистора 3, затвор которого соединен с затвором первого и-канального ММП-транзистора- 1, а исток - с шиной нулевого потенциала, при этом сток дополнительного п-канального ММП-транзистора 3 соединен с выходом генератора 4 опорного тока, а источник 5 измеряемого тока подключен к истоку первого п-канального ММП-транзистора 1 - 1 через токовое зеркало б, выполненное на р-канальных ММП- транзисторах 7 и 8,Устройство работает следующим образом.Выходной ток 1 генератора 4 опорного тока с помощью токовых зеркал, образованных дополнительным транзистором 3 и и-канальными ММП-транзисторами- 1 - ; - :1 - Х, размножается, образуя К одинаковых опорных токов 1 в = 1 = 1 од, =" = = 1. Измеряемый ток 1, отражаясь с помощью токового зеркала 6, протекает к точке соединения стока транзистора- 1 и истока транзистора 2 - 1.При 1= 0 все п-канальные транзисторы 1 - 1-; - 1 - М оказываются в режиме насыщения, и на выходах устройства устанавливаются низкие потенциалы, т. е. нулевые. Все р-канальные ММП-транзисторы 2 - 1 - : - ;2 - (М -) заперты, поскольку их пороговые напряжения значительно больше напряжений сток-исток насыщенных ММП-транзисторов-- :1 - М, При нарастании ток первоначально весь протекает через сток- исток ММП-транзистора 1 - 1, Но до тех пор, пока 11, транзистор 1 - 1 остается в насыщенном состоянии, и на выходах компаратора сохраняются нули. Транзистор-выходит из насыщения и переходит в активную область работы, когда 1 достигает значения 1,1 -- 1 Это приводит к резкому нарастанию напряжения исток-сток транзистора 1 - 1, равного напряжению затвор- исток транзистора 2 в 1.Когда это напряжение превысит пороговые значения напряжения на затворе транзистора 2 в 1, равного нескольким вольтам, транзистор 2 - 1 отпирается, открывая путь для протекания избыточного тока 1, - 1,. На первом выходе устанавливается 1, т. е. вьюсокий потенциал равный пороговому напряжению транзистора 2 - 1.При дальнейшем нарастании 1 разностный ток 1 - 1, 1,протекает через исток- сток транзистора 2 - 1 и сток-исток транзистора- 2, Когда 1 х достигает значения 1 о, + 121 на втором выходе компаратора также устанавливается высокий потенциал 1, так как транзистор 1 - 2 выходит из режима насыщения и отпирает транзистор 2 - 2. Аналогичным образом происходит отпирание следующих р-канальных ММП-транзисторов и переход в активный режим работы и-канальных ММП-транзисторов при дальнейшем нарастании измеряемого тока 1 х.Таким образом, при протекании тока 25 1 в -1 х -( + )1.и на первом, втором,)-м выходах компаратора устанавливается 1, а на остальных выходах присутствует О. Ток 1 преобразуется в единичный унитарный код.Благодаря тому, что в предлагаемом уст- ЗО ройстве все п-канальные ММП-транзисторывыполняются одинаковыми и имеют равные мощности рассеивания, достигается высокая идентичность их параметров, а следовательно, высокая точность установки опорных токов, Это позволяет выполнять компаратор тока со значительно большим числом порогов и расширить диапазон измерения тока.Кроме того, в предлагаемом устройстве за счет снижения величин опорных токов можно повысить чувствительность компаратора, 40 определяемую минимальными значениямитоков 1 оп, = 1 ол = 1 оп "1 щм .Чувствительность же известного многопорогового КММП-компаратора тока, определяемая разностью пороговых уровней компаратора 1 11 ограничена точностью выполнения неодинаковых с возрастающей мощностью рассеивания транзисторов токовых зеркал опорного тока.Формула изобретения50Многопороговый КММП-компаратор тока, содержащий Х п-канальных ММП-транзисторов, стоки которых являются выходами, истоки подключены к шине нулевого по тенциала, затворы всех п-канальных ММПтранзисторов, кроме первого, соединены со стоком дополнительного и-канального ММП- транзистора, затвор которого соединен с1309288 Составитель Н. МаркинРедактор Л. Лангазо Техред И. Верес Корректор А. ЗимокосовЗаказ 1448/54 Тираж 902 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 затвором первого п-канального МОП-транзистора, а исток - с шиной нулевого потенциала, генератор опорного тока, М - 1 р-канальных МОП-транзисторов, источник измеряемого тока и токовое зеркало, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения тока при сохранении точности, между стойками соседних п-канальных МОП-транзисторов последовательно включены соответственно исток-стоки р-канальных транзисторов, затворы которь 1 х подключены к шине нулевого потенциала, выход генератора опорного тока соединен со стоком дополнительного п-канального МОП-транзистора, а выход источника измеряемого тока подключен через токовое зеркало к стоку и-канального МОП-транзистора.