Преобразователь уровней (его варианты)

(46) 07.09,86. Бюл. (72) А. А. Чайкин и 33 С. Ильч с 53) 621,37356) Мкртчянровней логичадно и связ ВАТЕЛЬ УРОВНЕЙ (ЕГО(54) ПР ВАРИАН (57) И провод пользо ней эл ности сигнал логики ЕОБРАЗТЫ) обрете иково ть триче я пре тран в уров о ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 088. 8)С. О. Преобразователи еских элементов. - М,1982, с, 35, рис. 2 ие относится к полуэлектронике. Может исля преобразования уровких сигналов, в частбразования уровнейисторно-транзисторнойи сигналов логики на комплементарных полевых транзисторахс изолированным затвором или в уровни сигналов приборов с зарядовойсвязью. Цель изобретения - повышениебыстродействия - достигается за счеттого, что в преобразователь уровней,выполненный на шести МОП-транзисторах, дополнительно введены седьмойи восьмой МОП-транзисторы первого типа. Преобразователь уровня (выполненный по первому варианту) содержитМОП-транзисторы 1-8, из которых 1, 4образуют первую комплементарную пару,а 2, 5 и 3, 6 вторую и третью пары,шины 9, 10 и 11 питания, входную шину 12, выходные шины 13 и 14, Схемапреобразователя уровня по второмуварианту приводится в описании изобретения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может использоваться для преобразования уровней электрических сигналов, в частности для преобразования уровнейсигналов транзисторно-транзисторнойлогики (ТТЛ) в уровни сигналов логики на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором(КМ ДП) или в уровни питания приборов с зарядовой связью (ПЗС).Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя уровней,На фиг. 1 и 2 изображены соответственно преобразователи уровней попервому и второму вариантам, предназначенные для преобразования положительного входного в положительноевыходное напряжение,Преобразователь уровня по первомуварианту содержит восемь МОП-транзисторов 1-8, из которых 1, 4 образуют ггервую комплементарную пару,а 2, 5 и 3, 6 вторую и третью, изкоторых первая включена между перивой 9 и второй 10 шинами питания, авторая и третья - между первой 9 итретьей 11 шинами питания, затворытранзисторов 1, 4,. 3 и 7 соединеныс входной шиной 12, затворы транзисторов 2 и 8 - с выходом первойпары (сток транзистора 1), а затворы транзисторов 5 и 6 с выходами соответственно третьей .(сток транзистора 3) и второй (сток транзисто 1.: 2) пар, причем транзисторы 7 и 8включены между второй"шиной 10 питания и стоками транзисторов 2 и 3,соединенных соответственно с выходными шинами 13 и 14.Преобразователь уровня по вгоромуварианту содержит шесть транзисторов 1-6, образующих три комплементарные пары, из которьгх 1, 4 образуют первую комплементарную пару,включенную между первой и второй шинами 9 и 10 питания, 2, 5 - вторую,включенную между входной шиной 12и третьей шиной 11 питания, 3, 6третью, включенную между .выходомпервой пары (сток транзистора 9)и третьей шиной 11 питания, и двадиода 15 и 16, включенные встречнопараллельно транзисторам 2 и 3 соответственно, причем затворы транзисторов 1, 3 и 4 соединены с входнойшиной 12, затвор транзистора 2 - состоком транзистора 1, а затворы1 О 20 транзисторов, 5 и 6 - с выходами соответственно третьей (сток транзистора 3) и второй (сток транзистора 2) пар.Преобразователь уровней по первому варианту работает следующим образом.Транзисторы 1 и 4 образуют инвертор входного сигнала и служат для формирования на двух входах триггера, образованного транзисторами 2,3, 5 и 6, взаимоинверсных сигналовуправления.Пусть в исходном состоянии навходной шине 12 присутствует нуле- .вой потенциал (потенциал шины 9).Транзисторы 4, 2 и 6 открыты, а остальные закрыты. На шине 13 присутствует потенциал шины 9, на шине 14 - потенциал шины 11.При изменении уровня сигнала на входной шине 12 на единичный потенциал (потенциал шины 10) транзистор 7 открывается и фо, сированно перезаряжает область стока тренэистора 5.Это изменение, воздействуя на затвортранзистора 6, вызывает его подэапирание. Одновременно единичный потенциал входной шины отпирает транзисЗ 0 тор 3. Таким образом, отпираниетранзистора 3 и запирание транзистора 6 происходят одновременно и регенеративный процесс опрокидываниятриггера на транзисторах 2, 3, 5 35 и 6 происходит быстрее, причем в дан"ном случае пороговые свойства транзистора 5 не влияют на этот процессПосле окончания переходных процессовтранзисторы 4, 3 и 5 оказываются от крытыми, на шине 13 присутствует потенциал шины 11, а на шине 14 - потенциал шины 9.Преобразователь уровней по второ"му варианту работает следующим обра зом.Пусть в исходном состоянии навходной шине 12 присутствует нуле-.вой потенциал (потенциал шины 9).Транзисторы 4, 2 и 6 открыты, а ос тальные закрыты. На шине 13 присутствует потенциал шины 9, а на шине 14 -потенциал шины 11.При изменении уровня сигнала навходной шине 12 на единичный потен циал (потенциал шины 10) транзисторы 1 и 3 открываются, Одновременновходной сигнал через открытый ди-од 15 перезаряжает область стока3 1256транзистора 5, подзапирая транзистор 6, Таким образом, как и в первомварианте, отпирание транзистора 3и запирание транзистора 6 происходятодновременно .и регенеративный процесс 5опрокидывания схемы осуществляетсябыстрее, причем пороговые свойстватранзистора 5 не влияют на этот процесс. После окончания опрокидываниясхемы транзисторы 1, 3 и 5 оказываются открытыми, а остальные закрытыми. На шине 13 присутствует потенциал шины 11, а на шине 14 - потенциал шины 9,Для преобразования положительного 15входного напряжения в биполярное выходное тип проводимости всех транзисторов изменяется на противоположный, вторая шина питания соединяетсяс общим проводом, к первой шине подключается положительная ЭДС, к третьей - отрицательная,По сравнению с известным быстродействие предлагаемого преобразователя уровней повышается за счет разрешения технического противоречия между необходимостью сохранения ключевого режима схемы для обеспечения ееэкономичности и необходимостью ееперевода в линейный режим для повышения бь стродействия. В начальныемоменты переключения в качестве активных элементов выступают введенныетранзисторы или диоды, которые закрываются осле нааа регенеративного процесса перебрасывания триггера,Формула изобретения1. Преобразователь уровней, со держащий шесть МОП-транзисторов, образующих три комплементарные пары, из которых первая включена между первой и второй шинами питания, а вторая и третья - между первой и третьей шинами питания, затворы 165транзисторов первой пары и МОП-транзистора первого типа третьей пары соединены с входной шиной, затвор транзистора первого типа второй пары - с выходом первой пары, а затворы МОП транзисторов второго типа второй и третьей пар - с выходами третьей и второй пары соответственно, соединенными также с соответствующими выхоцными шинами, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены седьмой и восьмой МОП-транзистары первого типа, включенные между выходами соответственно второй и третьей пары и второй шиной питания, причем их затворы соединены соответственно с входной шиной и выходом первой пары. 2. Преобразователь уровней, содержащий шесть МОП-транзисторов, образующих три комплементарные пары, иэ которых первая включена между первой и второй шинами питания, а вторая и третья истоками МОП-,транзисторов второго типа соединены с третьей шиной питания, затворы транзисторов первой пары и транзистора первого типа третьей пары соединены с входной шиной, затвор транзистора первого типа второй пары - с выходом первой пары, а затворы транзисторов второго типа второй и третьей пар - с выходами третьей и второй пары соответственно, соединенными также с выходными шинами, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй диоды, включенные встречно-параллельно транзисторам первого типа второй и третьей пары, причем истоки транзисторов первого типа второй и третьей пары соединены соответственно с входной шиной и выходом первой пары./5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна 834/55 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушская