Повторитель напряжения на кмдп-транзисторах

СОЮЗ СОНЕ ГСКИХСОЦИАЛИС 1 ИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (3) 5 Н 03 )г,11 2 О ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(54) ПОВТО КМДП-ТРА Н 3 (57) Изобрете нике, Цельизо способности и сти. Повторит эисторахсоде 1,выполненн р хичение чагрузочной ебляемой мощноия на КМДП-траннциальный каскад торах 2 и 3, генеретения -увел снижение пот ль напряжен житдиффере ый на транзи ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ НАИСТОРАХние относится миосхемоте Изобретение относится к микросхемотехнике и может использоваться на емкосгную нагрузку в качестве буферной схемыпри передаче цифровых сигналов разныхуровней,Цель изобретения - увеличение нагрузочной способности и снижение потребляемой мощнОсти,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема повторителя напряжения на КМДП-транзисторах,Повторитель напряжения на КМДП-транзисторах содержитдифференциальный каскадна двух транзисторах 2, 3, генераторе 4 токаотражателе 5 тока, корректирующий конденсатор 6, выходной каскад 7 на первом 8 и втором9 транзисторах, источник 10 напряжения смещения, выполненный на третьем транзисторе11 и токозадающем элементе 12, инвертиру.ющий каскад 13, выполненный на четвертом14, пятом 15 транзисторах, управляемый источник 16 напряжения смещения, выполратсре 4 тока и отражателе 5 тока, Выходной каскад 7 выполнен на транзисторах 8 и 9, Источник 10 напряжения сме цения выпопчен на трзчзисоре 11 и токоэадающем элемен-е 12, Инвертируюший каскад 13 выполнен на транзисторах 14 и 15, Управляемый источник 16 напряжения смещения выполнен на гранзис 1 орах 18 и 19 и конденсаторе 17. Кроме того, г:овторитель содержит корректирующий конденсатор 6 и шины 22 и 23 пи ания, Данный повторитель имеет высокую нагрузочную способность на емкостную нагрузку при передаче цифровых сигналов разных Уг)овчеГ), обеспечивая при этом низкую мсщносгь потребления и высокую надежность путем устранения большого тока короткого замыкания выхода на общую шину. 1 ил,псиный на конденсаторе 17, шестом 18 и "одьмом 19 транзисторах, входы 20, 21 для подачи сигналов первого и вгорого напряженич смещения соответственно, перпая и вторая шины 22, 23 питания,Повторитель наг ряжения на КМДП-транзисторах работает следующим образом.При нулевом входном напряжении, когда и выходное напряжение равно О, и нет тока нагрузки, токозадающий элемент 12 обеспечивает небольшой начальный ток транзистора 11, который отражается в генераторе тока на транзисторе 9, при этом токи тра)зисторов 2 и 3 дифференциального каскада 1 равны друг другу, а их сумма равна току генератора 4, при этом напряжение на стоке транзистора 14, равное Ого+ 01 вп, открывает транзистор 18 и разряжает конденсатор 17. где Ого - напряжение, подаваемое на вход 20, при котором Ози 1 в - ОгоО 1 вп, 01 вп - пороговое напряжение транзистора 18; 0 зп 1 в - напряжение затвор-исток транзистора 18, и за 1656671крывает транзистор 19, имеющий большое пороговое напряжение, определяемое напряжением, подаваемым на вход 21. В этом режиме потребляемая мощность схемы минимальна, схема имеет высокую надежность при замыкании выхода на общую шину. При подаче на вход повторителя цифрового сигнала заданной амплитуды потенциал на входе повторителя становится больше, чем на выходе, и потенциал стока транзистора 2 уменьшается, так как ток транзистора 2 постоянен, Это приводит к уменьшению напряжения затвор-исток транзистора 8, его ток падает, а потенциал стока растет до тех пор, пока обратная связь не уравняет потенциалы на входе и выходе, При этом включается ускоряющее воздействие следующим образом: напряжением с выхода аналогового инвертирующего каскада 13 закрывается транзистор 18 и открывается транзистор 19, сопротивление которого определяется амплитудой входного сигнала (чем больше амплитуда, тем ниже его сопротивление), в этот момент конденсатор 17 разряжен и через транзистор 11 протекает большой ток, который, отражаясь в генераторе тока на тоанзисторе 9, обеспечивает большой ток емкостной нагрузки, т.е. повторитель напряжения имеет высокую в этот момент скорость нарастания, далее по мере заряда конденсатора 17 ток через транзистор 11 уменьшается по экспоненте, ток заряда емкости нагрузки также уменьшается по экспоненте, чем больше амплитуда входного сигнала, тем больше начальные токи транзисторов 11 и 9, при передаче фронта цифрового сигнала повторитель имеет повышенную скорость нарастания и потребляемую мощность, высокую нагрузочную способность, далее при передаче повторителем уровня заданной амплитуды конденсатор 17 заряжен и токи транзистора 11, генератора тока на транзисторе 9 минимальны, при этом повторитель имеет низкую мощность потребления и высокую надежность, что достигается путем устранения большого тока короткого замыкания выхода на общую шину. Когда при формировании отрицательного фронта входного сигнала напряжение на входе станет нулевым, транзистор 19 закрывается, а транзистор 8 открывается и разряжает конденсатор 17.Таким образом, КМДП-повторитель имеет высокую нагрузочную способность на емкостную нагрузку при передаче цифровых сигналов разных уровней (ТП, КМОП 5 В и др,), обеспечивая при этом низкую мощность потребления и высокую надежность путем 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 устранения большого тока короткого замыкания выхода на общую шину,Формула изобретения Повторитель напряжения на КМДП-транзисторах, ссдесгкащий д:4 ференциальнь.й каскад на двух транзис 1 орах с генератором тока и несимметричной и- груэкой, выполненной в виде отражаталя ка, при этом инвертирующий входдифференциальнсо каскада является входом псвтсрителя напряжения, выходной каскад, выполненный на первом и втором транзисторах, имеющих разнус структуру, стоки которых соединень; и подключены к неинвертируюшему входу дифференциального ка:када, а через ксгрректирующий конденсатор - к выходу отражателя тока и затвору первого транзистора а также источник напряжения смещения, выт 1 ол енный на третьем транзисторе и тскозадающем заемете, причем завоа и стОк ",)е".ть. о транзистооа соединены с гесьым зыводэ тсксзадзюще,с злеента. являются выходом и;-очн к напряжения смешения и пгд люч ц а,. к за ору второ о транзистора, .фстски что,ОГО Р 7;., тьегс транзисторов, д также нь,вод: бегания гв. ератог,а 1 ска дифференциального каскада -,:.,о сочень к первой шине питания, а: в,срой шине питания подключены ис-ск пе;.:а го гр: нз,стора и вывсг, пт:тания отр хотела тока, ол и ч а юци й с я тем, ггс г ль,о вс.ичсния нарузочнсй способности:,: снижения потребляемой мощное "л, в нес 4 еиь .1 ньертируйций каскад и управл;-вл ис с гник напряжения смещения. при этом инвертирулщий каскад еыпсл .он на четверг- и пято транзисторах, имегощ х раз. угс с рук туру, истоки которых соединены сс т:-гетственнс с второй и первой шинами истсчнжа питания, стоки соединены с затвором патогс транзистсоа и являю 1 ся выходом инвертирующего каскада, входом котора.с является затвор четг.-,гтэгс транзистора, который соединен с ин,тирующим входом дифф =ициальнст. кас.ада, управляющий источник напряжечия смещения выполнен на конденсаторе, шестом и седьмом транзисторах, имеющих разную структуру, затворы которых соединены с выходом инвертирующего каскада, стоки соединены и через конденсатор подключены к истоку шестого транзистора, второму выводу токоэадающего элемента и являются входом для подачи сигнала первого напряжения смещения. подложка седьмого 1 ранзистора является входом для подачи сигнала второго напряжения смещения, а исток соединен с затвором второго транзистора.1656671Составитель И. Водяхина . Редактор Г. Мозжечкова Техред М,Моргентал Корректор Н. Корол акаэ 2312 Тираж 479 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101