Преобразователь уровня сигнала для усилителя считывания

СОЮЗ СОВЕТСКИХССЦВПаПНеп пеРЕСПУБЛИН ае (и А(51) С 1 00 ЕН ф(ЕСОЮЗИАЯ ф 1 тЕЛТ 110ТЕХЙЛЧЕЩЩВВБЯИОТИКА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОВО(ОМУ СВЯВТЕЛЬСТВУ ена р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪЮ(56) 1. ИС К 155 РУ 7, И 63.487.046-05 ЭЗ.2, ИС ОЗУ ПГФ 348.701.1 ЭЗ (прототип) .(54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УРОВНЯ СИГНАЛА ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯСЧИТЫВАНИЯ, содержащий входной транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя, база которого является входом преобразователя, коллектор соединен с шиной питания, а эмиттер подключен к одному выводу первого резистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности преобразования логических уровней в диапазоне рабочих температур и напряжений он9 содержит ключевые транзисторы и усилительный транзистор, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора и выходом преобразователя, эмиттер - с шиной нулевого потенциала, а база - с базой первого ключевого транзистора, эмиттером второго ключевого транзистора и через второй резисторс шиной нулевого потенциала и эмит тером первого ключевого транзистора, коллектор второго ключевого транзистора подключен к шине питания, база - к коллектору первого ключевого транзистора и через третий резистор - к эмиттеру третьего ключевого транзистора, база третьего ключевого транзистора через чет-вертый резистор и коллектор третьего ключевого транзистора подключ к шине питания.1134966 напряжений. 2, Преобразователь по п.), о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, к базе первого ключевого транзистора подключена база четвертого ключевого транзистора, эмиттер которого соединен с шиной Изобретение относится к вычис-.лительной технике и может бьшь использовано при создании полупроводниковых интегральных схем памяти,Известен преобразователь уровнясигнала для усилителя считывания,в котором применены два эииттерныхповторителя с нагрузкой в виде резистивных делителей, нижний конецкоторых через общий диод подключенк шине "Земля", резисторы делителей,подключенные к эмиттерам транзисторову зашунтированные диодамир вклю "ченными в обратном направлении ГОднако известный преобразователь характеризуется высоким потреблением мощности. низкой точностьюпреобразования логических уровнейи низким быстродействием.Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь уровняСигнала для усиления считывания,содержащий два эмиттерпых повторителя с нагрузками в виде резистивных делителей, нижний конец которых через общий диод подключен кшине "Земля" 2,Данное устройство также характеризуется низкой точностью преобразовАния логических уровней, низкимбыстродействием и высокой потребляемой мощностью из-за того, что коэффициент передачи резистивных делителей, с помощью которых происходит преобразование уровней, значительно меньше единицы и сильно зависит от рабочей температуры и напряжения пита;,:я.Пель изобретения - повышение надежности, быстродействия и точностипреобразования логическкх уровнейв диапазоне рабочих температур и нулевого потенциала, а коллектор соединен с вторым выходом и через пятый резистор - с эмиттером пятого ключевого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, ,а база является вторым входом преобразователя. указанная цель достигается тем,что преобразователь уровня сигнала для усилителя считывания, содержащий входной транзистор, включенный 5 по схеме эмиттерного повторителя,база которого является входом преобразователя, коллектор соединен с шиной питания, а эмиттер подключен к одному выводу первого резистора, содержит ключевые транзисторы и усилительньй транзистор, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора и выходом преобразователя, эмиттер - с шиной нулевого потенциала, а база - с базой первого ключевого транзистора, эмит- тером. второго ключевого транзистора и через второй резистор - с шиной нулевого потенциала и эмиттером 2 О первого ключевого транзистора, коллектор второго ключевого транзистора подключен к шине питания, база - к коллектору первого ключевого тран. зистора и через третий резистор " к эмиттеру третьего ключевого транзистора, база третьего ключевого транзистора через четвертый резистор и коллектор третьего ключевого транзистора подключена к шине питания.К базе первого ключевого транзистора подключена база четвертого ключевого транзистора, эмиттер которого соединен с шиной нулевого потенциала, а коллектор соединен с вторым выходом и через пятый резистор - с эмиттером пятого ключевого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, база является вторым входом преобразователя. 40На чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя.49 Ьб 1 О 35 3 113Преобразователь содержит входной транзистор 1, включенный по схеме эмиттерного повторителя, база которого является входом преобразователя, Коллектор транзистора 1 соединен с шиной питания, а эмиттер подключен к одному выводу первого резистора 2, второй вывод которого соединен с коллектором усилительного транзистора 3 и выходом преобразователя. База транзистора 3 соединена с базой первого ключевого транзистора 4, эмиттером второго клю чевого транзистора 5 и через второй резистор б - с шиной нулевого потен циала и эмиттером транзистора 4. Коллектор транзистора 5 подключен к шине питания, база - к коллектору транзистора 4 и через третий резистор 7 - к эмиттеру третьего ключевого транзистора 8, база которого через четвертый резистор 9 и коллектор транзистора 8 подключена к шине питания.База транзистора 4 соединена с 25 базой четвертого ключевого транзистора 10, эмиттер которого соединен с шиной нулевого потенциала, а коллектор соединен с вторым входом и через резистор1 - с эмиттером30 транзистора 12, коллектор которого соединен с шиной питания, а база является вторым входом преобразователя.Устройство работает следующим образом.Ток источника опорного напряжения, задаваемый резистором 7 и после довательно включенным эмиттерным повторителем на транзисторе 8 прох 40 ходя через транзистор 4, создает на переходе база - эмиттер соответствующее этому току падение напряжения, которое, попадая на переходы базаэмиттер транзисторов 3 и .10, вы 45 зывает в их коллекторной цепи аналогичный ток, который, например, протекая через резистор 2, равный резистору 7, создает на нем падение напряжения, равное падению напряжения на50 резисторе 7.Н 2 й т(1 1 С 1 где цо - падение напряжения на эмиттерных переходах транзисторов (в данном случае .транзисторов 8, 4 и 5)Поэтому выходное напряжение преобразователя определяется входным напряжением за вычетом падения напряжения на эмиттерном переходе транзистора 1 и падения напряжения нарезисторе 2.вых=Цвх Цо,1 Цц 21 Цех, Оо(,1-щ++О лц ц0(Щ 041 051Так как цо разный транзисторовотличаются незначительно и их мож осчитать одинаковыми, то1 Вых бх Пь 0А так как входной сигнал отсчитывается от шины питания, то его можнозаписать в видеьх пит 6 х 7где цВх - входное напряжение, отсчитываемое от Е,.тогда 0 =Е -ц- вьх пит вх питф 2 оо-Оо ехРезистор 9 и транзистор 8 - эквиваленты транзисторов 1 и 12 и входного сопротивления источников входных сигналов - необходимы для поддержания равенства нагрузок в цепи коллекторов транзисторов 4,3 и 10 "токового зеркала" (обеспечивается свысокой точностью нормируемая осадка на резисторах 2 и 11 и транзисторах 1 и 2, на которую происходитсдвиг входного сигнала на выходахпреобразователя уровня) .Резистор б, необходимый для .задания тока, протекающего через транзистор 5, достаточного для созданияна нем стабильного Ц .кроме того,обеспечивает рассасывание избыточного заряда в базах транзисторов 3 и 10при переключении их иэ состояния логического "0" в состояние логической111 , повышая тем самым быстродействиепреобразователя . Повьппение быстродействия при переключении из состояния логической " 1 " в " 0 " об еспечивается избытком тока в цепи баз тр анзистор ов 3 и 1 О , создаваемого с помощью транзистора 5, который к томуже увеличивает точность пре образ ования ,Дополнительное повьппение быстродействия обеспечивается тем , чтотранзисторы 1 и 1 О работают в противофа з е, поэтому избыток тока в базеодного транзистора , образовавшийсяи ри е го переключении в с остоя ние логической", идет на ускорение переключе чия второго транзистора в состояние . логического "0 " , обеспечиваяускоренное р ассасывание избытка тока в базе выключающег ося транзистора ,1134966 Составитель Н.ЛатышенкоРедактор М.Петрова Техред Т.МаточкаГ Корректор О.Билак Заказ 10094/43 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Логические уровни выходного напряжения преобразователя уровня не зависят от температуры и напряжения источника питания и однозначно, беэ ослабления повторяют входные логические уровни на фоне добавки 2 0 О, которая необходима для создания оптимальных режимов работы следующих каскадов ИС, обеспечивая тем самью высокую точность преобразования.Высокая точность преобразования позволяет значительно снизить уровни логического перепада на входе и выходе преобразователя, тем самым значительно снижая время перезаряда паразитных емкостей на входе и выходе, что значительно повышает его быстродействие. Кроме того, высокие точность преобразования и быстродействие позволяют в ряде случаев снизить токи, протекающие в плечах преобразователя, а иногда и совсемисключить второе плечо вместе с вторым входом и выходом, что снижаетпотребляемую преобразователем мощность. Использование источника опорного напряжения с токоэадающим элементом, эквивалентным нагрузке в цепи источников тока, включенных как"токо. вое зеркало", выгодно отличает предлагаемый преобразователь уровня, так как повышена точность преобразования, устранена зависимость преоб% разованных уровней от изменения на"пряжения источника питания и рабочей температуры., повышено быстродействие и снижена потребляемая мощность, что существенно упрощает построение на 20 его основе высоконадежных, помехоустойчивых и быстродействующих ИС с малой потребляемой мощностью