Формирователь импульсов управления

%ных схем формио уменьшить ихз,п. ф-лы, 1 ил льс пользова н ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ УПРАЛЕНИЯ Изобретение относится ехнике и может быть и но для управления микросхемами с зарядовой связью, Целью изобретенияявляется повышение быстродействия,Для этого в формирователь импульсов,дополнительно введены транзисторы50-56 и соответствующие функциональные связи, Введение этих транзисторовпозволило при заданном максимальнодопустимом рабочем напряжении схемыиспользовать относительно тонкие низкоомные эпитаксиальныеизготовления интегральрователей и существеннпаразитные емкости. 1Изобретение относится к импульснойтехнике, предназначено для выполненияв виде интегральной микросхемы, и может быть использовано для управлениямикросхемами с зарядовой связью.5Цель изобретения - повышение быстродействия,На чертеже приведена прннципиальная электрическая схема формирователя импульсов .управления.Формирдватель импульсов управления содержит первый и.второй составные транзисторы 1 и 2, первый, второй, третий, четвертый транзисторы3-6, первый и второй диоды 7 и 8,первый, второй, третий, четвертыйи пятый резисторы 9-13, первую, вторую шины 14 и.15 источника питания,общую шину 16, шину 17 потенциального управления, генератор 18 тока,выходную шину 19; с пятого.по четырнадцатый транзисторы 20-29, двухэмиттерный транзистор 30, шестой и седьмой резисторы 31 и 32, управляемый ис. 25точник 33 опорного напряжения с шиной34 управления опорным напряжением ишиной 35 опорного напряжения, шину 36регулирования времени среза, шину37 регулирования времени нарастания 30выходных импульсов, шину 38 токовогоуправления, с пятнадцатого по двадцатый транзисторы 39-44, с восьмого подвенадцатый резисторы 45-49 и с двадцать первого по двадцать седьмой тран.зисторы 50-56, При этом коллекторпервого составного транзистора 1 соединен с первой. шиной 14 источникапитания, с коллектором двадцать шестого транзистора 55, с эмиттерамичетвертого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого ипятнадцатого транзисторов 6, 26, 27,28, 29, 39 и через двенадцатый резистор 49 - с первым выводом восьмогорезистора 45 и с базой двадцать шестого транзистора 55, эмиттер которогосоединен с коллектором шестнадца"того транзистора 40 и с базами двадцать первого, двадцать второго, двадцать третьего, двадцать четвертого,двадцать пятого.и двадцать седьмого.транзисторов 50, 51, 52, 53, 54, 56,коллекторы которых подключены.соответ.ственно.к базам одиннадцатого, четвертого, двенадцатого, четырнадцатого, тринадцатого и.пятнадцатого транзисторов 26, 6, 27, 29, 28, 39, аэмиттеры - с коллекторами соответ ственно седьмого, восьмого, девятого, десятОго, двухэмиттерного и двадцатого транзисторов 22, 23, 24, 25, 3030, 44, базы которых соединены сэмиттером шестнадцатого транзистора40, с базой и коллектором двенадцатого транзистора 43, база шестнадцатого транзистора 40 соединена со вторым выводом восьмого резистора 45,с шиной 34 и с коллектором семнадцатого транзистора 41, база которогосоединена с базой и коллектором восемнадцатого транзистора 42, с коллектором пятнадцатого транзистора 39и через одиннадцатый резистор подключена к общей шине 16, к эмиттерамсемнадцатого, восемнадцатого, третьего и шестого транзисторов 41, 42,5, 21, эмиттеры девятнадцатого.идвадцатого транзисторов 43, 44 подключены к общей шине 16 через девятый и десятый. резисторы.46 и 47, эмиттеры седьмого, восьмого, десятого.ипервый эмиттердвухэмиттерного тран-.зистора 22, 23, 25 30 через второй,третий, пятый и шестой резисторш подключены к шине 36, а второй эмиттердвухэмиттерного и девятого транзисторов 30 и 24 через седьмой и четвертый резисторы 32 и 12 подключены кшине 37, база первого составноготранзистора 1 соединена с коллекторами второго и двенадцатого транзисторов 4 и 27, а эмиттер - с выходной шиной 19 и с коллектором второго составного транзистора 2, эмиттер которого соединен со второй шиной15 источника питания, с эмиттеромвторого и с коллектором пятого транзисторов 4 и 20, базы первого, второго, пятого транзисторов 3, 4, 20 соединены соответственно с коллекторамитринадцатого, первого и одиннадцатого транзисторов 28, 3, 26, эмиттер пятого транзистора 20 подключен к шине38, к коллекторам третьего и четырнадцатого транзисторов 5 и 29, к эмиттеру первого и к базе второго составного транзисторов 3, 2 база третьеготранзистора 5 соединена с катодом втовторого диода 8, с коллектором шестого транзистора 21, между базой и коллектором. которого включен первый резистор 9, аноды первого и второго диодов 7, 8 соединены с коллектором четвертого транзистора 6 а катод первого диода 7 подключен к шине 17 потенциального управления,7 6а составной транзистор 1 заперт, Выходной потенциал на шине 19 формирователя определяется напряжением нашине 15 источника питания,Появление сигнала логической "1"на шине 17 потенциального управленияприводит к отпиранию транзистора 5,который перехватывает ток генератора18. Составной транзистор 2 запирается, транзистор 3 переходит в режимнасьпцения, выключая транзистор 4, Токколлектора транзистора 27 обеспечива-ет формирование положительного перепада напряжения на емкости нагрузки,подключенной к выходной шине 19, Приэтом через составной транзистор 1протекает импульс тока с .большой скоростью нарастания. На шине 14 источника питания возникает импульс напряжения помехи отрицательной полярности из-за наличия последовательнойактивно-индуктивной составляющей ееимпеданса, Помеха передается на эмиттер торцового р-и-р транзистора 27в запирающей полярности. Коллекторный ток транзистора 52 обеспечиваетвосстановление режима по постоянномутоку транзистора 27, Существенноеуменьшение емкости между базой транзистора 27 и подложкой ИС Формирователя (за счет малых размеров транзистора 52) позволяет уменьшить задержкумежду изменением потенциала на эмиттере и базе транзистора 27 и, какследствие уменьшить чувствительность коллекторного тока этого транзистора к импульсной помехе на шине14 источника питания, В результатеуменьшается время нарастания выходного напряжения на емкости нагрузкии повьппается быстродействие интегрального Формирователя импульсов управ-.ления,Конечное значение потенциала на -выходной шине 19 определяется напряжением на первой шине 14 источникапитанияТранзистор 20 обеспечиваетфиксацию потенциала на коллекторе открытого транзистора 5 (если напряжение на шине 15 превьпнает нулевоенапряжение на общей шине), что обеспечивает стабилизацию .времени задержки выключения формирователя при регулировке нижнего уровня выходныхимпульсов (которое задается напряжением на шине 15).Появление сигнала логического "0"на.шине 17 приводит к запиранию трлн 5152238Формирователь импульсов управления работает следующим образом,Коллекторный ток эталонного транзистора 39 благодаря действию отрицательной обратной связи в управляе- .мом источнике 33 опорного напряженияравен сумме токов, протекающих черезтокоэадающий элемент на резисторах45 и 49 и через токоотводящий резистор 48. Требуемое для нормальной работы токораспределение в интегральной схеме Формирователя обеспечивается выбором конструктивного выполнения.торцовых р-и-р транзисторов 156, 26, 27, 28, 29, 39, чтобы их коэффициенты передачи базового тока в номинальном режиме были одинаковы выбором площадей эмиттерных переходовсоответствующих п-р-и транзисторов (с 2022 по 25, 30, 44) и сопротивленийс 10 по 13, 32.и 47 резисторов, Конструкция упомянутых п-р-п транзисторов должна обеспечить максимальнуювоспроизводимость соотношения токов, 25поэтому эти транзисторы имеют относительно большие размеры. Транзистор 24 работает в цепи, задающейнаибольший ток, а именно. коллекторный ток транзистора 27, который обеспечивает перезаряд значительной паразитной емкости коллектор-подложкатранзистора 4 и базовый ток составного транзистора 1. Вследствие этоготранзистор 24 имеет весьма значительную емкость коллектор-подложка,Тем не менее режимный ток транзистсра 24 довольно незначительный, поэтому введенный транзистор 52, работающий как повторитель коллекторного тока трарзистора 24, может иметь минимальные размеры, определяемые лишь .технологическими допусками к его характеристикам не предъявляется никакихособых требований по согласованию с 45Ф.характеристиками других активных элементов), В результате его емкостьколлектор-подложка оказывается минимальной,При нулевом логическом сигнале нашине 17 потенциального управленияколлекторный ток транзистора 6 протекает через диод 7 в источник входного сигнала через шину 17. Транзистор5 заперт, ток генератора 18, выполненного на транзисторе 29, протекает вбазу составного транзистора 2, Транзистор 3 работает в инверсной активной области, транзистор 4 - насьпцен,1522387 Составитель В,ПятецкийРедактор И.Сегляник Техред М,Ходанич Корректор М,йароши Заказ,6978/55 Тираж 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета доизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 45Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, чя. Гагарина,1( 1 зистора 5, к отпиранию сначала транзистора 4, а затем и составного транзистора 2 (за счет разных порогов включения этих транзисторов). Соответствующим соотношением токов транзисторов 28 и 29 обеспечивается более быстрое уменьшение потенциала коллектора транзистора 4 по отношению к изменению потенциала на выходной шине 19, что позволяет исключить сквозной ток через составные транзисторы 1 и 2. Диод, шунтирующий эмиттерный переход составного транзистора 1, исключает его пробой при значительной ем 5 кости нагрузки на выходной шине 19,Введение транзисторов 50-56 позво- ляет при заданном максимально допустимом рабочем напряжением схемы ис 20 пользовать относительно тонкие низкоомные эпитаксиальные пленки для изготовления интегральных схем формирователей, Это дало возможность уменьшить размеры активных элементов и со- - 25 ответственно их паразитные емкости, за за счет чего достигается дополнительное повышение быстродействия формирователя при сохранении мощности потреб 3ления в статическом состоянии, Надеж 30 ная работа собственно формирующих цепей при повышенном напряжении на шине 14 источника питания достигается благодаря. тому, что элементы формирователя, к которым может быть приложено полное напряжение источника пи- З 5 тания (составные и второй транзисторы 1, 2, 4), используются в ключевом режиме, Что касается максимального допустимого напряжения коллектор - эмиттер торцовых р-и-р структур, то оно практически не отличается от максимального допустимого напряжения коллекторного перехода и-р-п транзистора,Формула изобретения1, Формирователь импульсов управ-.ления по авт,св, 1 1290501, о т л и -ч ающий с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, введеныс двадцать первого по двадцать пятыйтранзисторы имеющие п-р-и-структурупричем эмиттеры и коллекторы двадцатьпервого, двадцать второго, двадцатьтретьего, двадцать четвертого, двадцать пятого транзисторов включены вразрыв соответственно между коллекторами, седьмого, восьмого, девятого,десятого и двухэмиттерного транзисторов и базами одиннадцатого, четвертого, двенадцатого, четырнадцатого итринадцатого транзисторов, а базы соединены с второй шиной опорного напряжения регулируемого источника ойорного напряжения,2, Формирователь по и. 1, о т л ич а,ю щ и й с я тем, что регулируемый источник опорного напряжения дополнительно содержит двенадцатый резистор, двадцать шестой и двадцатьседьмой транзисторы, имеющие и-р-иструктуру, причем двенадцатый резисторвключен между первым выводом восьмого резистора и первой шиной источника питания, эмиттер и коллектордвадцать шестого транзистора включены в разрывсоответственно между коллектором шестнадцатого транзистора ипервой шиной источника питания, а база подключена к первому выводу восьмого резистора, эмиттер и коллектордвадцать седьмого транзистора включены в разрыв между коллектором двадцатого транзистора и базой пятнадцатого транзистора, а база соединенас эмиттером двадцать шестого транзистора и второй шиной опорного напряжения блока