Многоустойчивый кмоп-компаратор напряжения

(51)5 Н 5/24/ В 1/01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ КМОП-КОМПАРАТНАПРЯЖЕНИЯ ницескии инстиносится к импул использоваться та кж льнь льство СССР5/24, 16.08,88. апр ЬР ЬР3 15 изобретения является расширение Функциональных возможностей компаратора путем преобразования его входного на- пряжения е выходной позиционный единичнь.й код и уменьшение потребляемого тока, Подключение объединенных истоков выходных п-канальных МОП-транзисторов к шине питания через резистор 7 обеспечивает четкое переключение ,многоустойчивого КМОП-компаратора напряжения из одного устойчивого состояния е другое с помощью переключения р-канальных 1 и дополнительныхр-канальных 2 транзисторов. КМОП-компаратор содержит источник 8 входногосигнала, нагрузочные резисторы 5,генератор тока на транзисторе 9 и резисторе 10, генератор опорного токана транзисторе 11 и резисторе 12. ипараметрический стабилизатор, выполненный на стабилитроне 13 и резисторе 14. 1 ил.Изобретение относится к импульс,ной технике и может быть использованое параллепьных и е параллельно-пос-.ледовательных АЦП,а также в различных,определения уровня напряжения,Целью изобретения яеляется расши,рение Функциональных возможностейкомпаратора путем преобразования его:входного напряжения непосредственно,е позиционный единичный код и умень,шение потребляемого тока,Ма чертеже представлена принципиальная схема многоустойцивого КМОПкомпаратора напряжения,Многоустойчивый КМОП-компараторнапряжения содержит М последовательно соединенных 1-11"М и М до,полнительно введенных 2-1,2-Мр-канальных транзисторов две цепоч,ки 3-13-(М-) и 4-1, ,4-(М+1),5-(М+1), .М+1 и-канальных транзисторов 6-1, 6-(М+1), резистор 7,источник 8 входного сигнала, транзистор 9 и токозадающий резистор 10, образующие генератор опорного тока.транзистор 11 и. токозадающий резистор 12, образующие генератор тока.,стабилитрон 13 и оезистор 14, образующие параметрический стабилизатор,при этом затворы транзисторов 1-11-М подключены к точкам соединенияцепочки последовательно включенныхрезисторов 3-1,3-(М), а затворы транзисторов 2-12-М - к соединенным выводам резисторов цепочкипоследовательно включенных резисторов4-14-(М) истоки транэисторое2-12-М попарно соединены с истоками транзисторов 1-11-И, а их-токи вместе со стоком транзистораподключены к отрицательной шине20питания -Е через нагрузочные репзисторы 5-1. 5-(М), к которымподключены также затворы р-канальныхтранзисторов 6-1. 6-(М+1), стокитранзисторов 6-1 ,6-(М+1) являют -ся выходами многоустойчивого компаратора, а их истоки объединены и подключены к шине питания -Е через реп,эистор 7, цепочка резисторов 4-1, ,4-(М+1) включена между шинами питания; а цепочка резисторов 3-1.303-(И) - между источником 8 входногонапряжения и генератором опорного тока на транзисторе 9 и токоэадающемрезисторе 10, истоки последней парыр-канальных транзисторов 1-М и 2-М35 подключены к положительной шине питания +Ечерез второй генератор тока на транзисторе 11 и токозадающемрезисторе 12, а затворы транзистороегенераторов тока подключены к выходупараметрического стабилизатора напряжения на последовательно включенныхстабилитроне 13 и резисторе 14,Многоустойчиеый КМОП-компаратор45напряжения работает следующим образом,Падения напряжений на резисторах3-13-(М"1) первой цепочки отпротекания тока опорного генератора1на транзисторе 9 и резисторе 10устанавливают меньшими на величинуЛБ, , чем опорные напряжения, задаваемые резисторами 4-1, , 4-(М+1)второй цепочки, При входном напряжении ц = 0 на затворы входных транзисторов подаются более низкие напряжения, чем напряжения на .затвораопорных транзисторов 2-12-И,поэтому все транзисторы 2-1. ,2-М15617 5заперты, а транзисторы 1-1.1-М открыты. Ток 1, генератора натранзисторе 11 и резисторе 12, протекая через открытые транзисторы 1-М,1-1 и резистор 5-1, создает падениенапряжения, отпирающее выходной транзистор 6-1. На нулевом выходе компаратора появляется ток, величина которого определяется током 1, и соотношением сопротивлений резисторов 5-1и 7. Все остальные транзисторы 6-2,,6-М заперты,При увеличении напряжения на входе потенциалы на затворах одновременно всех транзисторов 1-11-М повышаются на одинаковую величину, таккак падения напряжений на резисторах3-1,,3-(М) от протекания стабильного тока 1, остаются постоянными, 2 ОКогда У превысит пороговое значение У р задаваемое на затворетранзистора 2-1, входной транзисторзапрется, а опорный транзистор 2-1отопрется, Ток 1 г начнет протекатьчерез транзистор 2-1 и резистор 5-2.Это приводит к появлению тока ужена первом выходе компаратора, остальные выходные транзисторы компаратора будут заперты и токи на остальныхвыходах,.компаратора будут отсутствовать.Когда входное напряжение Уувеличится еще на величину аБ,р, напряжение на затворе входного транзистора351-2 станет большим, чем пороговоенапряжение Б и, =. Ц , +51 на затпорор арворе транзистора 2-1. Открываетсятранзистор 2-2 и запрется транзистор1-2. Сигнал исчезнет с первого выхо Ода компаратора и появится на втором.Компаратор перейдет в новое состояние.Когда входное напряжение повысится еще на величину йЧр, компаратор снова изменит свое состояние; 45сигнал появится на его третьем выходе,ит,д,Таким образом при изменении входного напряжения изменяется позициявыходного сигнала, т,е. входное напряжение в предлагаемом компараторепреобразуется непосредственно в позиционный единичный код. Величина питающего тока компаратора определяется токами генераторов 1, и 1, иделителя ч1-(М+1) и не зависит от величины входного напряжения.Этот ток может быть в несколько раз,меньшим, чем ток питания известного 226многопорогового КМОП-компараторатока, определяемый суммой параллельно включенных опорных генераторов.Постоянство питающего тока предлагаемого компаратора обеспечивает ипостоянство теплового режима чтоположительно сказывается на стабиль. ности порогов срабатывания компаратора,Подключение объединенных истоковвыходных п-канальных МОП-транзисто- .ров к шине питания через резисторобеспечивает надежное и четкое переключение предлагаемого компаратораиз одного устойчивого состояния вдругое благодаря действию обратнойсвязи, Предлагаемый компаратор менеечувствителен к разбросу параметровтранзисторов, чем прототип. Гго пороги срабатывания определяются сопротивлениями резисторов и стабильностьютока 1Формула изобретения Многоустойчивый КМОП-компаратор напряжения, содержащий М+1 и-канальных МОП-транзисторов, стоки которых являются выходами, а истоки объединень, источник входного сигнала, М последовательно включенных р-канальных МОП-транзисторов, пос.ледник из которых истоком подключен к положительной шине питания через генератор тока на транзисторе и токозадающем резисторе, и генератор опорного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем преобразования входного напряжения компаратора в позиционный единичный код на выходе и уменьшения потребгяемого тока, в многоустоичивый КМОИ-компаратор дополнительно введены М р-канальных транзисторов, М+1 нагрузочных резисторов, параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне и резисторе, первая из Ми вторая из М+1 цепочки последовательно соединенных резисторов, соединенные выводы которых подключены соответственно к затворам последовательно соединенных и дополнительно введенных р-канальных МОП- транзисторов с попарно соединенными истоками, стоки последних и сток первого транзистора последовательной цепочки подключены к отрицательной шине питания через нагруэоцные резис156 ч 722 Составитель Н, МаркинТехред Л.Сердюкова Корректор Э. Лончэкова Редактор А. Пежнина Заказ 116 Тираж 661 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113935, Москва, Ж, Раушская наб., д. Й/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191 торы и к затворам выходных и-канальных МОП-транзисторов, обьединенные истоки которых подключены к отрицательной шине питания через резистор,5 при этом первая резисторная цепочка Включена между источником входного напряжения и генератором опорного тоКа, затвор транзистора котороговместе с затвором транзистора генератора тока последовательной цепочкитранзисторов подключены к выходу параметрического стабилизатора напряжения, а вторая резисторнэя цепочкавключена между шинами питания.