Аналоговый ключ

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 7.23782.с присоединением заявки Мо(51)М. КЛ.2 Н 03 К 17/56 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.М. Андри ев ский и В, Е. Прокофьев Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И,Ленина(54) лнллоговый ключ Изобретение относится к коммутационной и информационно-измерительной технике и может использоваться, в частности, при построении время- импульсных устройств и быстродействующих электронных коммутаторовИзнестны аналоговые ключи, содержащие коммутирующий полевой транзистор с изолированным затвором и источник смещения затвора и подложки транэисторон, причем затвор коммутирующегс) транзистора соединен с источнн(ком смещения через резистивный делитель напряжения, а между подложкой коммутирующего транзистора 15 и источником смещения включен диод 1 .К недостаткам подобных ключей на полевых транзисторах следует отнести малое быстродействие, наличие связи 20 между коммутируемым сигналом с цепью управления, сложность конструкции и большое потребление энергии.Наиболее близок по технической сущности и схемной реализации к 25 предлагаемому изобретению аналоговый ключ, содержащий коммутирующий полевой транзистор, два линеариэующих полевых транзистора, источник опорного напряжения и два диода, 30 причем сток коммутирующего полевого транзистора подключен к входной клемме устройства, а через первый резистор соединен со стоком первого линеаризующего транзистора, исток коммутирующего поленого транзистора подключен к выходной клемме устройства, а через второй резистор соединен со стоком второго линеариэующего транзистора, катод первого и анод второго диодов подключены к управляющему входу устройства и шине источника опорного напряжения соответственно 2 .Недостаток такого устройства - малое быстродействие.С целью унеличения быстродействия аналоговый ключ, содержащий коммутирующий полевой транзистор, два линеаризующих полевых транзистора, источник опорного напряжения и два диода, причем сток коммутирующего полевого транзистора подключен к входной клемме устройстна, а через первый резистор соединен со стоком первого линеариэующего транзистора, исток коммутирующего полевого транзистора подключен к выходной клемме устройства, ачерез второй резистор соединен состоком второго линеаризующего транзистора, катод первого и анод второго диодов подключены к управляющему входу устройства и шине источника опорного напряжения соответственно, содержит дополнительный полевой транзистор, причем затвор этоготранзистора непосредственно, аисток через дополнительный резисторсоединены с анодом первого диода,объединенные истоки линеаризующихполевых транзисторов и объединенныезатворы коммутирующего и линеариэующего полевых транзисторов соединенысс стоком и истоком дополнительногополевого транзистора соответственно,а катод второго диода подключенк истоку дополнительного полевоготранзистора.На чертеже представлена схемапредлагаемого аналогового ключа.Он содержит коммутирующий полевой 20транзистор 1, первый и нторойлинеариэующие полевые транзисторы2 и 3, первый и второй резисторы4 и 5, первый и второй диоды б и 7,дополнительный полевой транзистор8, дополнительный резистор 9,источник 10 опорного напряжения,входную 11 и выходную 12 клеммы,клемму 13 управляющего входа,Устройство Функционирует следующим образом,В начальный момент времени науправляющую входную клемму 11 ключа подается запирающее напряжениеО") , При этом все транзисторынаходятся в закрытом состоянии.,ИДиоды б и 7 открыты прямым смещением, так как О (Е . , гдеЕ , выходное напряжение источникаспорного напряженияПроцесс открывания ключа начинается с отпирания дополнительного транзистора 8при выполнении условия О ъЕ +О(ю(в) У Оп Отсгде О( ) - напряжение отсечкиотстранзистора 8, Полное открываниетранзистора 8 произойдет при О=ЕНо это условие одновременно являетсяи условием начала запирания диодовб и 7. Поэтому открывание транзистора 8 происходит быстро вследстниепереэаряда параэитной емкости затвор-исток транзистора 8 через малыесопротивления смещенных в прямомнаправлении диодов б, 7 и малые внутренние сопротивления источниковуправляющего напряжения и опорногосмещения. Аналогичные параэитныеемкости транзисторов 2 и 3 быстроразряжаются через малое сопротинление какала транзистора 8. Транзисторы 2 и 3 открываются, замыкаютлинеаризующие цепи, вследствие чего 60открывается коммутирующий транзистор 1 и коммутируемое напряжениепоявляется на выходной клемме 12устройства. Коммутируемое напряжение О, появляется также в точках 65 А и Б,так как транзисторы 2,3 и 8открыты. Диод 7 закрывается, таккак нсегда выполняется условие О ЕБыстрое включение коммутирующеготранзистора 1 обеспечивается подачей на его затвор сигнала управления через открытый диод б и низкоомный дополнительный резистор 9.Диод б закроется нри достиженииуправляющим напряжением О уровняО . Для надежного запиранйя диода ботпирающий сигнал управления долженбыть больше О, . Во включенном состоянии на затвор коммутирующего транзистора 1 подается половина напряжениямежду его стоком и истоком через каналы открытых транзисторов 2,3 и 8,чем обеспечивается линеаризация,Для запирания ключа необходимоизменить полярность управляющегосигнала на противоположную, Запирание транзисторов 2 и 3 происходитбыстро, так как заряд их паразитныхемкостей происходит от источникауправляющего сигнала с малой постоянной времени через открытый диод би низкоомный резистор 9. Далее при(УО-Ц; О где О - напряжениеотсечкй транзистора .1, коммутирующийтранзистор закрывается с той жепостоянной времени, что и транзисторы 2 и 3, При выполнении услонияЕ, +Озапирается транзистор 8и выход аналогового ключа отключается от его входа,Формула изобретенияАналоговый ключ, содержащий коммутирующий полевой транзистор,два линеариэующих полевых транзистора, источник опорного напряженияи два диода, причем "сток коммутирующего полевого транзистора подключенк входной клемме устройства, а черезпервый резистор соединен со стокомпервого линеаризующего транзистора,исток коммутирующего полевого транзистора подключен к выходной клеммеустройства, а через второй резисторсоединен со стоком второго линеаризующего транзистора, катод первогои анод второго диодов подключены куправляющему входу устройства и шинеисточника опорного напряжения соответственно, отличающийсятем, что, с целью унеличения быстродействия, аналоговый ключ содержитдополнительный полевой транзистор,причем затвор этого транзисторанепосредственно, а исток через дополнительный резистор, соединены санодом первого диода, объединенныеистоки линеариэующих полевых транзисторов и объединенные затворыкоммутирующего и линеариэующихполевых транзисторов соединены состоком и истоком дополнительногополевого транзистора соответствен723782 Составитель В,НефедовТехред М.Петко Корректор А.Гриценко Редактор Л. Гребенникова Тираж 995 ПодписноеЗаказ 452/43СССРцнИИПИ Государственного комитета СС, по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4 но, а катод второго диода подключен к истоку дополнительного полевого транзистора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9451194, кл . Н 03 К 17/60, 15,06 .72. 2. Авторское свидетельство СССР 9617840, кл, Н 03 К 17/56, 22,10,76