Трехстабильный аналоговый коммутатор

,Ж 1725384 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретениронным устройсзовано:в средсинформации и в г 6 д 00 1роля .сверхбольших .интегральных схем, Цель изобретения - повышейие быстродейл Цю 13 : ". ствия и технологичности; аналогового. комкое. научно-производствен- мутатора, Трехстабильный. коммутатор "Авангард": содержит преобразователь 1: уровней уп- ни С.Н;Семенов .: равляющих сигналов коммутатор,2 ин) : . формационййх входов, токозадающие идетельство СССР:элементы 3, 4 и коммутатор 5 третьего состо К 1760; 1982.яния. Выполнение коммутатора третьего сотестового контроля СБИС: стояния на двух транзисторах разного. типа ФР, .1980, рис,1. : проводимости и соединение их с транзисто- ИЛЬНЫЙ АНАЛОГОВЫЙ рами коммутатора информационйых входов;. а также с соответствующими выходами е относится к радиоэлект. блока преобразования уровней позволило твам и может быть исполь-. уменьшить задержку сигнала в процессе твах ебора и обработки коммутации, т,е. повысить быстродействие средствах тестового конт-. всего коммутатора. 1 ил.. Изобретение относится к области радиоэлектронных устройств и может быть использовано в средствах сбора и обработкиинформации и в средствах тестового. контроля сверхбольших интегральных схем(СБИС).Цель изобретения - повышение быстродействия.Схему транзисторов, содержащуюся впредлагаемом устройстве и представляющую собой токовые ключи отличает от известной то, что на базы транзисторовподаются уровни напряжения,(уровни управляющих сигналов), в то время как в известной схеме на.базу одного из трехтранзисторов приложено форсированноепостоянное напряжение, играющее рольопорного и задающего порог переключениядля других транзисторов.К тому же коллекторы транзисторов впредлагаемом устройстве подсоединены кразным цепям, не связанным с нулевой шиной, в отличие от известной, где два коллектора из трех соединены между собой, а всевместе через резисторы подключены к нулевой шине.На чертеже показан предлагаемый коммутатор,Коммутатор содержит преобразователь1 уровней управляющих сигналов, коммутатор 2 информационных входов, токозадающие элементы 3 и 4 и коммутатор 5 третьегосостояния,Преобразователь уровней управляющих сигналов содержит шесть стабилитро. нов 6 - 11, иэ которых катоды стабилитроновб - 9 через резисторы 12 - 15 подключены кположительному источнику питания, а аноды стабилитронов 6, 7, 10 и 11 через резисторы 16 - 19 подключены к отрицательномуисточнику питания, причем катод стабилитрона 7, точка соединения анода 8 и катода10, а также точка соединения анода 9 и. катода 11 подключены к входам устройства.Преобразователь 1 уровней имеетшесть выходов, четыре из которых черезрезисторы 20-23 подключены к базам транзисторов 24 - 27 коммутатора 2 информационных входов, а два других через резисторы28 и 29 подключены к базам транзисторов30 и 13 коммутатора 5 третьего состояния.Однотипные транзисторы 24, 25, 30 и26, 27, 31 коммутаторов 2 и 5 соединенымежду собой эмиттерами и через токоэадающие элементы 3 и 4 подключены к разнополярным источникам питания.Коллекторы раэнотипных транзисторов24, 26 и 25, 27, коммутатора 2 соединенымежду собой через управляющие диагоналидиодных мостов 32 и 33 соответственно, выходы которых соединены между собой и подключены через вспомогательный резистор к выходу 34 устройства, а входы подключены к. первому 35 и второму 36 информационным входам устройстваПринцип действия предлагаемого устройства состоит. в следующем.На управляющие входы 37-40 устройства подается определенная комбинация логических управляющих сигналов, которые с помощью преобразователя 1 преобразуются в уровни, необходимые для управления транзисторами коммутаторов 2 и 5.В зависимости от того, в какую цепь будет ответвляться ток токозадающего элемента 3 (аналогично из какой цепи будет вытекать ток токозадающего элемента 4), выход трехстабильного коммутатора будет подключен или к одному из двух информационных входов, или перейдет в высокоимпедансное состояние.Если, например, открыты транзисторы 24 и 26, а остальные закрыты, то токи токо- задающих элементов будут протекать через диодный мост 32, в результате чего потенциал выхода 34 будет соответствовать потенциалу входа 35 (первое состояние). В другом случае, когда открыты транзисторы 25 и 27 и остальные закрыты (для транзисто-. ров 30 и 31 допускается квазивыключенное состояние, что не отражается на работоспо-. собности схемы), токи протекают через диодный мост 33, в результате чего потенциал выхода 34 соответствует потенциалу входа 36 (второе состояние). И, наконец, если открыты транзисторы 30 и 31, а остальные закрыты, то ток через диодные мосты отсутствует, следовательно, выход переходит в высокоимпедансное состояние (третье состояние) или, иначе говоря, оба информационных входа 35 и 36 отключены от выхода,П р и м е р, Предположим, коммутатор работает в режиме коммутации информаци онных сигналов с входов 35 и Зб на выход,для чего на управляющие входы коммутатора подана комбинация логических уровней Зср.логики.Вх.37 О= - 1,6 ВВх.38 Оо= -0,8 В (1)Вх.39 О = - О,8 ВВх.40 Оо = - 1,6 Вгде О - логическая единица;О - логический нул ь.На входы 38 и 40 по отношению к вхо-,дам 37 и 39 соответственно всегда подаются инверсные сигналы,Тогда, с учетом напряжения стабилизации стабилитронов, напряжения на базах транзисторов 24, 25 и 30 будут следующими;Составитель В;НикитинТехред М,Моргентал Корректор Т.Малец Редактор Е,Папп Заказ 1185 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 1725384. 6ОБ Ост -1,6 В (2). ОБ = Ост - 1,6 В = Ост - (1,9 - 2,1) В (7) ОБ =Ост - 0,8 В, (3) ТеперьналряжениевточкесоединенияОу = Ост - 0,8 В, .:(4) эмиттеров привязйвается к напряжению. на где Ост, Ост, Ост - напряжения стабилиза- базе транзистора 30, которое равнот вции стабилитронов 7-9 5 Оэ 30 = Ост -(1,9-2,1) В,+ 0,7 В =Напряжение в точке соединения . =Ост -(1,2-1;4) В (8) эмиттеров будет:приведено к меньшему .Если сравнить (8) и (2), (3), то становится из напряжений, действующих на базах . очевидным то, что транзисторы 24 и 25 натранзисторов, соединенных эмиттерами;: дежно закрыты, и, следовательно, ток токоСучетом связанного и(2),(3) напряже-, 10 задающего элемента 3 шунтируется ние на эмиттере будет . транзистором.30;Оэ = Ост - 1;6 В.+ 0 7 = Ост - 0,9(5) Аналогично работает транзистор 31 соИз сравнения (5) с (2)- (4) видно, что тран- вместно с транзисторами:26 и.27,: зисторы 25 и 30 будут закрыты, транзистор Ф о р м у л а из о б р е т е н. и я : 24 открыт, ток токозадающего элемента:3 15: Трехстабильный айалоговый коммута; будет ответвляться в цепь с диодным мос-":. тор, содержащий .блок преобразования том 32 и на выход будет передаваться сиг- уровней управляющих сигналов, входы конал с входа 35.: торого соединены с управляющими входамиПри другом сочетании сигналов на вхо- устройства, коммутатор информационных дах 39 и 40 будетоткрыттранзистор 25 иток 20 входов; содержащий по два транзистора будет ответвляться в цепь с диодным мос- . разного типа проводимости, причем однотом 33, в результате чего на выход будет. типные транзисторы соединены между сопередаваться сигнал с входа 36 бой эмиттерами .и через токозадающиеАналогично работают транзисторы 26,. элементы подключены к разнополярным ис 27 и 31. 25 точникам питания, базы через резисторыВ.режиме работы коммутатора, когда подключены к соответствующим выходам выход переходит в высокоимпедансное со- блока преобразования уровней, а коллектостояние, транзисторы 30 и 31 открыты,:а . ры разнотипных транзисторов соединены остальные закрыты.между собой через диагонали диодных мосДля того, чтобы закрыть, предположим, 30 тов, выходы которых соединены с выходом транзисторы 24 и 25, необходимо понизить устройства, а входы подключены к информанапряжение в точке соединения эмиттеров ционным входам устройства, а также коммудо значения, приблизительно равного мень- татор третьего состояния, о т л и ч а ю щ и йшему иэ значений, действующих на базах с я тем, что, с целью повышения быстродей(выражения(2) и(З). Этодостигается за счет 35 ствия, коммутатор третьего состояния вы- того, что напряжения стабилизации стаби- полнен на двух транзисторах разного типа литронов 6 и 7 выбираются на 0,3-0,4.В проводимости, эмиттеры которых соедименьше напряжений стабилизации стаби- . нены с точками соединения эмиттеров литвоонов 8,9 и 10, 11, т.е. с учетом условия транзисторов соответствующего типа проОст =Ост940 водимости коммутатора информационныхОст = Ост (О,З - 0,5), (6) входов, базы подключены к соответствую- Тогда на базе транзистора 30 приложено щим выходам блока преобразования уров- напряжение ней, а коллекторы соединены между собой.