Генератор импульсов

, 182466 03 К 4/04, 3/О ГОСУДАРСТВЕ НЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР.4 ГЗЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ й инодстР алогог,под 1976, 3/26,(21) 4853947/21(56) Гребен А.Б, Проектирование анвых интегральных схем, Пер.с анред.Е.Х.Караерова. М.: Энергия,стр.42-44, 65-66, 69-70,Патент СВА РЬ 3803516, кл. Н 03 К1974. Изобретение относится к области электронной техники, в частности к электронным генераторам импульсов. Преимущественная область использования - интегральная электроника. Схема может быть применена квк составная часть операционного усилителя с периодической компенсацией дрейфа напряжения смещения, аналого-цифрового или цифроаналогового преобразователя, преобразователя напря-. жение-частота и других интегральных электронных устройств, содержащих генераторы импульсов напряжения, а также как самостоятельная интегральная схема,Цель изобретения - расширить функциональные воэможности устройства за счет дополнительного генерирования прямоугольных импульсов при одновременном обеспечении независимой регулировки вер хнего и нижнего уровней треугольных и прямоугольных импульсов; обеспечить возможность изготовления устройства по упрощенной В 1-ЕЕТ-технологии (повысить(57) Применение: изобретение относится к электронной технике, в частности к электронным генераторам импульсов, может использоваться в операционных усилителях с компенсацией дрейфа напряжения смещения. Сущность изобретения: устройство содержит дифференциальную транзисторную пару 1, 2, генераторы 3-8 тока. биполярные транзисторы 9, 10, 12, полевой транзистор 13, диод 14, конденсатор 11. 1 э.п.ф.лы, 1 ил. технологичность), при этом исключить зависимость формы и частоты импульсов от ко. зффициентэ передачи тока базы в цепь коллектора биполярных транзисторов.Схема электрическая принципиальная предЛагаемого генератора треугольных импульсов представлена нэ чертеже. а примером его конкретного выполнения может служить генератор треугольных импульсов, входящих в Состав микросхемы 1417 УД 21, где он используется в качестве генератора синхроси гнала.В состав схемы генератора входит компаратор на дифференциальной паре транзисторов 1 и 2; источники постоянного тока 3-8; транзисторы, работающие в ключевом режиме, 9 и 10; конденсатор 11; управляемый источник напряжения на транзисторах 12, 13 и диоде 14, шине источников питания положительного Осс+ и отрицательного Осс- напряжения, шины источников напряжения ограничения верхнего ОЬ и нижнего 01 уровней треугольных и прямоугольныхимпульсов, две выходные шины треугольных Оз и прямоугольных Огп импульсов напряжения,Величина тока источника на полевомтранзисторе определяется из соотношения:1- 1 ф 6/1 )Оо, (1)где 1 - ток стока (истока) полевого транзистора при нулевом напряжении затвор-исток (ток насыщения), А;М - удельная проводимость (крутизна)полевых транзисторов на кристалле микросхемы, А/В;- длина канала транзистора, мкм;Ю - ширина канала транзистора, мкм;Оо - напряжение отсечки полевых транзисторов на кристалле микросхемы, В,Необходимо отметить, что значения удельной крутизны и напряжения отсечки определяются параметрами технологическогомаршрута и для всех полевых транзисторовна кристалле одной микросхемы одинаковы,поскольку изготовление всех компонентовмикросхемы происходит в едином технологическом цикле. Поэтому величина тока источника в виде полевого транзистора сзакороченными затвором и источником определяется конструкцией транзистора, аименно отношением Ю/1. этого транзистора. Следовательно, задавая определенноеотношение Ю/1., можно обеспечить вполнеопределенный ток истсчника. Соотношение токов заряда и разряда можно, такимобразом, обеспечивать задавая определенное отношение М//1. источника тока заряда5 и источника тока разряда 7. Более точноесоотношение токов заряда и разряда можнообеспечить параллельным включением нескольких (в зависимости от требуемого соотношения) конструктивно идгнтичныхтранзисторов-источников тока заряда и разряда.Источник тока 4 задает рабочий токдифференциальной паре транзисторов компаратора, источники 3 и 6 управляют работой управляемого источника напряжения,источник 8, имеющий малое отношениеЮ/1., компенсирует ток утечки стока транзистора 2 и предотвращает ложное срабатывание (открывание) этим токомтранзисторов 9 и 0, работающих в ключевом режиме. Такой режим обеспечиваетсятем, что ток источника 4 больше тока источника 8, а разница токов этих источниковбольше или равна сумме токов источников 6и 7, при этом, если ток источника 4 протекает через канал транзистора 2 (разряд конденсатора 11), то транзисторы 9 и 10насыщаются и токи их коллекторов определяются только токами источников Б и 7 соответственно и не зависит от коэффициентовпередачи базы в цепь коллектора транзисторов 9 и 10. Благодаря этому токи зарядаи разряда конденсатора 11 тоже не зависят от коэффициентов передачи тока базы в 5 цепь коллектора транзисторов 9 и 1 О. Токисточника 6 должен быть больше тока источника 3 для того, чтобы при включении транзисторов 9 и 10 происходил переброс потенциала затвора транзистора 2 с высоко го уровня на низкий, а ток насыщения транзистора 13 должен быть не меньше тока источника 3, чтобы при отключении источника 6 транзистора 13 мог пропустить весь ток источника 3. В схеме присутствуют также 15 транзисторы 12, 13 и диод 14, составляющий источник напряжения, Транзистора 12ограничивает нижний уровень импульсов 2025 303540455055 генератора, а транзистор 13 - их верхний уровень. Эти уровни задаются напряжением на шинах источников напряжения верхнего ОЬ и нижнего О 1 урорней. Диод 14 выполняется на основе перехода коллектор- база п-р-и-транзистора и имеет высокое напряжение обратного пробоя, Диод предотвращает пробой переход эмиттер-база транзистора 12 в обратном направлении при перебросе потенциала затвора транзистора 2 на высокий уровень, Генератор работает следующим образом; допустим, что на затвор транзистора 2 подано отрицательное напряжение, его величина будет ограничена управляемым источником напряженияблагодаря открыванию транзистора 12 и диода 14. При этом величина напряжения на затворе транзистора 2 будет на 1.3-1.4 В (падение на открытых р-и-переходах эмиттера транзистора 12 и диода) ниже напряжения на шине источника О 1,На затворе транзистора 1 в этом время напряжение выше, чем на затворе транзистора 2, поэтому весь ток стока транзистора 4 протекает через канал транзистора 2 и,поскольку ток насыщения транзистора 4 больше тока насыщения транзистора 8, то транзисторы 9 и 10 открыты и, находясь врежиме насыщения, пропускают токи стоков соответственно транзисторов 6 и 7, при этом напряжение на коллекторах транзисторов 9 и 10 близки к напряжению отрицательного источника питания, Конденсатор11 разряжается током, протекающим через канал транзистора 7, равным его току насыщения, при этом напряжение на затворе транзистора 1 уменьшается по линейному закону, пока не сравнивается с напряжением на затворе транзистора 2. Когда эти напряхения сравниваются, происходит переброс компараторэ на транзисторах 1 и 2, ток стока транзистора 4 нач;наст протекать через канал транзистсра 1, прл этом20 25 30 35 40 45 транзисторы 9 и 10 закрываются и напряжение на затворе транзистора 2 скачком увеличивается, величина этого напряжения Цчдет ограничена благодаря открыванию транзистора 13 и протеканию тока стока транзистора 3 через его канал. При этом напряженйе на затворе транзистора 2 будет малоотличаться от ОЬ (так как токи насыщениятранзисторов 3 и 13 примерно одинаковы),а на участке база транзистора 12 - катод диода 14 будет присутствовать запирающая разность потенциалов, которая будет тем больше, чем больше заданная разница напряжений О 1 и ОЬ и в общем случае может превышать напряжение обратного пробоя перехода база-эминер транзистор 12, защита перехода от пробоя обеспечивается диодом 14.Поскольку транзисторы 9 и 10 закрыты,токи через каналы транзисторов 6 и 7 про текать не будут и напряжение на затворе транзистора 1 будет возрастать по линейному закону, пока не достигнет уровня напряжения на затворе транзистора 2, Когда эти уровни снова сравняются, произойдет обратный переброс компаратора, транзисторы 9 и 10 снова откроются и, поскольку ток насыщения транзистора 6 больше тока насыщения транзистора 3, произойдет быстрое уменьшение напряжения на затворе транзистора 2. Напряжение на затворе транзистора 1 снова будет уменьшаться по линейному закону и цикл заряда-раэряда конденсатора 11 повторится,Формула изобретения 1. Генератор импульсов, содержащий дифференциальную транзисторную пару, общий вывод которой соединен с первой шиной питания через первый генератор тока, первый выход - непосредственно, второй через параллельно соединенные второй генератор тока и переход эмипер - база первого транзистора подключены к второй шине питания, первую выходную шину, которая соединена с первым выводом третьего генератора тока, первым входом дифференциальной пары транзисторов непосредственно и через четвертый генератор тока - с первой шиной питания, первую шину опорного напряжения и второй транзистор. отл ича ю щийс я тем, что,с целью расширения функциональных воэможностей путем дополнительного генерирования прямоугольных импульсов при одновременном обеспечении независимой регулировки верхнего и нижнего уровней треугольных и прямоугольных импульсов, в него введены пятый и шестой генераторы тока, вторая шина опорного напряжения, вторая выходная шина, диод, третий и четвертый транзисторы, причем база третьего транзистора соединена с первой шиной опорного напряжения, коллектор - с первой шиной питания и через пятый генератор тока - с второй выходной шиной, вторым входом дифференциальной транзисторной пары, через диод - с эмиттером третьего транзистора, непосредственно - с истоком четвертого транзистора и через шестой генератор тока с коллектором первого транзистора, база которого соединена с базой второго транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом третьего генератора тока, эмиттер - с второй шиной питания и со стоком четвертого транзистора, затвор которого соединен с второй шиной опорного напряжения.2. Генераторпоп.1,отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности при одновременном исключении зависимости формы и частоты импульсов от коэффициентов передачи тока базы в цепь коллектора биполярных транзисторов, первый, второй и третий транзисторы выполнены и-р-и-типа проводимости, четвертый транзистор выполнен с каналом р-типа, дифференциальная транзисторная пара выполнена в виде двух полевых транзисторов с изоляцией затвора р-и-перехода и каналом р-типа с объединенными истсками, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой генераторы тока выполнены каждый в виде полевого транзистора с, изоляцией затвора р-и-переходом и каналом р-типа при объединении истока с затвором.1824667 СС+ ь П. ВласенМорге нтал Ко С. Кувако р Е. Пап аказ 2227 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москаа, Ж, Раушская наб., 4/5 Патент", г. Ужгоро Прои нно-издательский ком гарина, 10