Аналоговый переключатель напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социапистических Республик(51)М. Кл,(22) Заявлено 170778 (21) 2643427/18-21с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 230980, Бюллетень Йо 35Дата опубликования описания 230980 Н 03 К 17/60 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения В,А. Шульгин Воронежский ордена Ленина государственный университет им. Ленинского комсомола(54) АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может использоваться в электронных устройствах коммутации, 5Известен четырехдиодный компенсированный переключатель, в котором коммутируемый сигнал через два одинаковых параллельно включенных резистора подводится к крайним выводам двух последовательно соединенны диодов, а снимается с точки соединения этих диодов 11 упомянутые резисторы; обеспечивают режим работы диодов по постоянному току. К точкам соединения 5резисторов и диодов подключены диоды управления, соединенные с разнополярными источниками управляющего напряжения. При наличии управляющих . сигналов управляющие диоды переходят 20 в проводящее состояние, в результате чего первые два диода запираются и тем самым отключают источник коммутирующего сигнала от нагрузки.Недостатком данного переключателя 25 является необходимость в использовании двух разнополярных источников управляющего напряжения. Точность компенсации напряжения смещения нуля в этой схеме недостаточно велика,поскольку она в значительной степени зависит от стабильности источника напряжения смещения.Переходное сопротивление Рв данного переключ;теля достаточно велико, поскольку источник коммутируемого сигнала подключен через сопротивления, величины которых не могут быть сделаны малыми. Известен также аналоговый переключатель напряжения, содержащий эмиттерный повторитель на транзисторе, вход которого через диод соединяется с входом переключателя, ключ тока, соединенный с источником управляющего напряжения и с выходом эмиттерного повторителя, диод, один вывод которого соединен с выходом эмиттерного повторителя, причем полярность включения диода обеспечивает его проводящее состояние при закрытом ключе тока и наоборот 2.Второй вывод этого диода соединен с входом выходного эмиттерного повторителя, который служит для компенсации смещения нуля и согласования с нагрузкой.Недостатком устройства является низкая точность передачи входногосигнала из-за неидентичности последовательно включенных р-п-переходов,Целью изобретения является повышение точности передачи входного .напряжения переключателем в его открытом состоянии.5Это достигается тем, что в аналоговый переключатель напряжения, содержащий эмиттерный повторитель натранзисторе, вход которого являетсявходом аналогового переключателя,10ключ тока, соединенный с источникомуправляющего напряжения и с выходомэмиттерного повторителя, и диод, катод которого соединен с выходомэмиттерного повторителя, введен инвертирующий повторитель тока, один 15вывод которого соединен с коллектором транзистора эмиттерного повторителя, а другой вывод соединен с анодом диода и с выходом аналоговогопереключателя, причем инвертирующий 20повторитель тока может быть выполнен на двух биполярных транзисторах,комплот ментарных транзистору эмиттерного повторителя, база и коллекторпервого транзистора соединены междусобой, с базой второго транзистораи с коллектором эмиттерного повторителя, коллектор второго транзисторасоединен с выходом устройства, аэмиттеры транзисторов соединены с30источником питания.На фиг, 1 представлена схема аналогового переключателя напряжения;на фиг. 2 - вариант аналогового переключателя.35Переключатель содержит эмиттерныйповторитель на транзисторе 1,вход 2которого является входом переключателя,ключ тока З,соединенный с клеммой 4для подключения источника управляющего напряжения, диод 5, соединенны й с вы ходом эмиттерного повторителя и выходной клеммой 6 аналогового переключателя, резистор 7 нагрузки эмиттерного повторителя, инвертирующий повторитель 8 тока (ИПТ), 45Ключ работает следующим образом.При закрытом ключе тока 3 токи через эмиттерный переход и диод 5 равны по величине, поэтому падения напряжения на них тоже Равны и компенсируют 50 друг друга. участие только двух последовательно включенных р-и-переходов в компенсации смещениянуля обеспечивает повышение точности передачи вхОднОГО напряжения переключателем в открытом состоянии. В том случае, когда ключ тока открыт, эмиттерный переход транзистора 1 смещается в обратном направлении, транзистор запираетбООтсутствие тока на входе ИПТ, а следовательно, и на его выходе приводит к запиранию диода 5. В результате этого источник компенсируемого напряженияения оказывается изолированным б 5 От выхода 6 двумя запертыми р-в-переходами, средняя точка между которыми замыкается на "землю" через открытый ключ тока 3 и источник управляющего напряжения.Инвертирующий повторитель тока аналогового переключателя напряжения может быть выполнен на двух биполярных транзисторах 9 и 10, комплиментарных транзистору 1 эмиттерного повторителя, База и коллектор первого из них соединены между собой, с базой транзистора 10 и со входом ИПТ. Коллектор транзистора 10 соединен с выходом ИПТ, а эмиттеры транзисторов 9 и 10 соединены с источником питания. Ключ тока выполнен на транзисторе 3.Устройство работает следующим образом.В открытом состоянии переключателя на эмиттерный переход транзистора 3 подано запирающее напряжение,в закрытом на клемму 4 подается положительный потенциал, смещающий эмиттерный переход транзистора 3 в прямом направлении. В этом режиме через него протекает весь ток сопротивления нагрузки 7. При этом транзистор 1 запирается, ток на входе и выходе ИПТ отсутствует. Эмиттерный переход транзистора в роли диода 5 также оказывается запертым. Поскольку в этом переключателе используется диодный ключ тока и применены транзисторы с Г 500 МГц, задержка переклюТчения достаточно мала и измеряется единицами наносекунд ( 5 нс), что н порядок лучше соответствующих параметров схемы прототипа.Предлагаемое устройство отличается простотой, удобно для изготовления по гибридно-пленочной технологии, поскольку содержит всего три полупроводниковых кристалла и один резисторФормула изобретения1. Аналоговый переключатель напряжения, содержащий эмиттерный повторитель на транзисторе, вход которого является входом аналогового переключателя, ключ тока, соединенный с источником управляющего напряжения и с выходом эмиттерного повторителя, и диод, катод которого соединен с выходом змиттерного повторителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности передачи входного напряжения переключателем в его открытом состоянии, в него введен инвертирующий повторитель тока, один вывод которого соединен с коллектором транзистора эмиттерного повторителя, а другой вывод соединен с анодом диода и с выходом аналогового переключателя.2. Переключатель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что инвертирующий повторитель тока выполнен на766013 фиг, 1 Составитель Н; ПрокоСтенина Техред Н.Граб рректорО, Бил Редакто ПодписноеСССРийаб., д. 4/5 Тираж 995сударственного комитетам изобретений и открыосква, Ж, Раушская акаэ 6527/53 ВНИИПИ Г по де 113035, Ужгород, ул. Проектная, 4 П "Патент" Фили двух биполярных транзисторах, комплиментарных транзистору эмиттерногоповторителя, база и коллектор первого транзистора соединены между собой,с базой второго транзистора и с коллектором эмиттерного повторителя,коллектор второго транзистора соединен с выходом устройства, а эмиттерытранзисторов соединены с источникомпитания. Источники иноформации,принятые во внимание при экспертизе 1. Арховский В,Ф. Схема переключения аналоговых сигналов, И Знергия, 1970, с, 62-68,2. Заявка Великобритании У 1409918 кл. Н 03 К 17/56, (НЗТ, Н 4 К) 15.05.75 (прототип).