Переключающее устройство

О-Й И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик а 767970 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУио делам изобретений и открытийМосковский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи(54) П.РЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и автоматики и может быть использовано для создания цифровых тонкопленочных, переключателей на полевых транзисторах с управляющим р-п-переходом.Известны переключающие устройства на полевых транзисторах с управляющим р-и-переходом 1.Их недостаток - сложность.Кроме того, известны переключающие устройства, содержащее полевые транзисторы, токоограничивающие элементы и источники питания 2.Недостаток этих устройств - необходимость в двух равнополярных источниках питания.Целью изобретения является упрощение устройства.Для этого в переключающее устройство, содержащее первый и второй полевые транзисторы, включенные последовательно с первым и вторым токоограничивающими элементами, затвор первого полевого транзистора подключен к входной шине, к сток второго - с выходной шиной, дополнительно введены полевые транзисторы, токоограничивающие элементы и диоды. При этом сток первого полевого транзистора соединен с шиной источника питания, аисток - с истоком третьего полевого транзистора, сток которого подключен к затвору второго полевого транзистора и через третий токоограничиваюший элемент - к шине источника питания, а затвор через первый диод соединен с обшей шиной и через четвертый токоограничиваюший элемент с затвором четвертого полевого транзистора. Его исток соединен с истоком 1 о второго полевого транзистора и через пятый токоограничивающий элемент с шиной источника литания, а сток через шестой токоограничивающий элемент - с обшей шиной, кроме того, затвор четвертого полевого транзистора через второй диод подключен к шине источника питания,Кроме того, в устройство введены дополнительные полевицетранзисторы, истоки которых соединены систоком первого йолевоо 0 го транзистора, стоки - с шиной источникапитания, а затворы - с соответствующими входными шинами.На чертеже представлена принципиаль.ная электрическая схема устройства.Устройство содержит полевые транзисторы 1 и 2, включенные последовательно стокоограничивающими элементами 3 и 4,причем затвор полевого транзистора 1 соединен с входной шиной 5, а сток транзистора 2 - с выходной шиной 6, полевые тран 5зисторы 7 и 8, включенные последовательнос токоограничивающими элементами 9 и10, диоды 11 и 12, токоограничивающийэлемент 13, который включен между затворами полевых транзисторов 7 и 8, шину 14источника питания, общую шину 15, дополнительные полевые транзисторы 16 - 16,входные шины 17 - 17 токоограничивающий элемент 18 и выходную шину 19.Устройство выполнено на полевых транзисторах с управляющим р-и-переходом. Вкачестве токоограничивающих элементов могут использоваться резисторы или полевыетранзисторы, истоки и затворы которых соединены между собой.Материалом для элементов устройства может служить тонкая поликристаллическаяпленка кремния на неориентированной подложке. Использование монокристаллическо го кремния также возможно,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на входную шину 5 юпереключающего устройства подается сигнал низкого уровня. На затвор транзистора7 подается напряжение с диода 11, открывающее транзистор 7. На токоограничивающем элементе 3 создается падение напряжения, запирающее транзистор 1, Следователь 30но, транзистор 1 закрыт, а транзистор 7 открыт, Ток стока транзистора 7 на токоограничивающем элементе 9 создает падениенапряжения, которое подается на затвортранзистора 2. На затвор транзистора 8 по- дступает напряжение с диода 12. Параметрытокоограничивающих элементов 3 и 9 выбираются такими, чтобы падение напряжения на токоограничивающем элементе 9 пре.вышало падение напряжения на диоде 12.В этом случае транзистор 8 окажется зак фрыт, а транзистор 2 открыт и падение напряжения с токоограничивающего элемента 4, создаваемое за счет тока стока транзистора 2 передается на выходную шину6 переключающего устройства. При подаче сигнала высокого уровня навходную шину 5 транзистор 1 открываетсяи его ток стока увеличивает падение напряжения на токоограничивающем элементе 3до уровня, обеспечивающего запирание тран- ффзистора 7. Падение напряжения на токоограничивающем элементе 9 уменьшается, транзистор 2 закрывается, уменьшая падение напряжения на токоограничивающем элементе 10, Это приводит к открыванию транзистора. 8, и падение напряжения, вызываемое током истока транзистора 8 на токоограничивающем элементе 10, окончательно закрывает транзистор 2. Падение напряжения на токоограничивающем элементе 4 уменьшается, и на выходную шину 6 посту-. пает низкий уровень сигнала. Таким образом осуществляется переключение устройства одного состояния в другое.В случае введения дополнительных полевых транзисторов 16, - 16.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии на входные шины 5, 17, - 17 переключающего устройства подается низкий уровень сигнала. Полевые транзисторы 1, 161 - 16 закрыты, полевой транзистор 7 открыт. Напряжение на токо- ограничивающем элементе 9 такое, что полевой транзистор 2 открыт, а транзистор 8 закрыт. Следовательно, на выходной шине 6 высокий уровень сигнала, а на выходной шине 19 низкий уровень сигнала. При подаче высокого уровня сигнала хотя бы на одну из входных шин 6,17, - 17, полевой транзистор, на вход которого подан высокий уровень сигнала, открыт, транзистор 7 закрыт. Падение напряжения на токоограничивающем элементе 9 уменьшается, следовательно, транзистор 2 закрыт, а транзистор 8 открыт. На выходной шине 6 низкий уровень сигнала, а на выходной шине 19 высокий уровень сигнала.Таким образом переключающее устройство выполняет логическую функцию ИЛИ/ ИЛИ-НЕ.Данные переключающие устройства могут составить основу схемотехники тонкопленочных интегральных схем со сверхбольшими физическими площадями, используе. мыми в функциональной электронике, в частности в устройствах отображения информации.Формула изобретения1, Переключающее устройство, содержащее первый и второй полевые транзисторы, включенные последовательно с первым и вторым токоограничивающими элементами, затвор первого полевого транзистора подключен к входной шине, а сток второго - с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, дополнительно введены полевые транзисторы, токоограничивающие элементы и диоды, причем сток первого полевого транзистора соединен с шиной источника питания, а исток - с истоком третьего полевого транзистора, сток которого подключен к затвору второго полевого транзистора и через третий токоограничивающий элемент - к шине источника питания, а затвор через первый диод соединен с общей шиной и через четвертый токоограничивающий элемент с затвором четвертого полевого транзистора, при этом его исток соединен с истоком второго полевого транзистора и через пятый токоограничиваю. Захарич ваКорректор Г. РешетниПодписноеСССРй,д. 4/5роектная, 4 дактор Е. Карауловаказ 7217/5ВНИИПИ Гопо делам113035, МоскваФилиал ППП Па Шуф5 о комитетаи и открыт ушская наб ород, ул. П щий элемент с шиной источника питания, а сток через шестой токоограничивающий элемент - с общей шиной, кроме того, затвор четвертого полевого транзистора через второй диод подключен к шине источника питания.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что введены дополнительные полевые транзисторы, истоки которых соединены с исто 1 ком первого полевого транзистора, стоки - с шиной источника питания, а затворы - с соответствующими входными шинами; Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Адамов Ю. Ф., Голубев А. П, Цифровые интегральные схемы на кремниевых полевых транзисторах с затвором Шотки, Зарубекная электронная техрика Ьо 11, июль 1978,гизд. ЦНИИ Электроника, с.48. 2. К 1 Рап Тпу апс апоВег ба АзМЕЛЕЕТ 1.орс, гоа 4-611 г сос Ка 1 е 1 ЕЕЕ 1 оцгпа о 1 во Ы-з 1 а 1 е с 1 гсцП, гоо 10 зс, Х 05 Ос 1 оЬег, 1977, рр. 485 - 486.