Электронный переключатель на мднтранзисторах

О П И С А Н И Е (и) 547039ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советских Социалистических Респуодии(01) Дополнительное к (22) Заявлено 13.08.73 6 195490021 с присоединением заявкиГосударствеииюй комитет Совета Министров СССР до делам изссретеиийи отирчтий 23) Приоритет 53) У Бюллетеньисания 28,03.7 публиковано 15.02,77 ата опубликования о(72) Авторы изобретения Мансуров и В. П, Сидоренко) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЪ НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХИзобретение относится к областям аналоговой и аналогово-цифровой вычислительной техники и телеметрии.Известен электронньш переключатель на МДП-транзисторах, содержащее два последовательно соединенных ключевых транзистора одного типа проводимости, схему защиты выхода переключателя от перенапряжения, действующего на его входе, формирователь напряжения, сигнализирующего отрицательное перенапряжение, и формирователь напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение.К недостаткам известного устройства относится низкая надежность и сложность схемы.С целью повышения надежности и упрощения схемы электронного переключателя на МДП-транзисторах в нем схема защиты выполнена в виде двух цепочек последовательно соединенных транзисторов с индуцированным каналом одного типа проводимости, включенных между входом переключателя и положительным полюсом источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, прпчем средняя точка первой цепочки подключена к затвору ключевого транзистора, подсоединенного к входу, и через резистор вуправляющему входу переключателя, а средняя очка, второй цепочки соединена с затвором транзистора первой цепочки, подключенного к положительному полюсу источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, и через дополнительный транзистор, затвор которого соединен с затво ром второго транзистора первой цепочки, соединена с входом переключателя, затвор первого транзистора другой цепочки соединен со стоком этого транзистора и подключен к входу, а затвор второго транзистора подсоединен 10 к средней точке последовательно соединенныхтранзисторов входной цепочки формирователя напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, у которого первые транзисторы схем подачи напряжения на подлож ку и входной цепочки, затворы которых подкл 10 чены к положительному полюсу источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, подсоединены к входу переключателя, второй транзистор схемы пода чп напряжения на подложку, затвор которогоподключен к средней точке входной цепочки, подсоединен к положительному полюсу упомянутого источника, а точка соединения первого и второго транзисторов схемы подачи напря жения подключена к подложке, второй транзистор входной цепочки включен по схеме МДП-резистора и подсоединен к отрицатель.ному полюсу источника напряжения питания, причем точка соединения транзисторов вход ной цепочки подключена ко входу дополни 547039тельно введенного инвер тор а, включенного между положительным полюсом источника напряжения, сигнализирующего положительное еренапряжгниг, и отрицательным полюсом источника напряжения питания, а выход инвертора подключен к затвору выходного транзистора, включенного между положительным полюсом источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, и точкой соединения ключевых транзисторов, а формирователь напряжения, сигнализирующего отрицательное перенапряькение, выполнен на МДП-транзисторе, включенном между отрицательным полюсом источника напряжения, сигнализирующего отрицательное перенапряжение, и точкой соединения ключевых транзисторов, причем затвор его подключен к средней точке второй цепочки схемы защиты.На чертеже представлена принципиальнаясхема предлагаемого электронного переключателя на МДП-транзисторах.Переключатель содержит для последовательно соединенных ключевых транзистора 1 и 2 с индуцированным каналом одного типа проводимости, затворы которых объединены через резистор 3 и подключены к управляющему входу 4, Схема защиты выполнена в виде двух цепочек последовательно соединенных транзисторов, первая из которых содержит транзисторы 5 и 6, а вторая - 7 и 8. Точка соединения транзисторов 5 и 6 подключена к затвору транзистора 1, а общая точка транзистора 7 и 8 соединена с затвором транзистора 6 и через дополнительный транзистор 9, затвор которого соединен с затвором транзистора 5 и подключен к положительному полюсу источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, - с входом 10. Затвор транзистора 8 подсоединен к средней точечке транзисторов 11 и 12. Формирователь напряжения, сигнализирующего отрицательное перенапряжение, выполнен на МДП-транзисторе 13, включенном между отрицательным полюсом 14 источника напряжения, сигнализирующего отрицательное перенапряжение, и точкой соединения ключевых транзисторов 1 и 2. Формирователь напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, содержит схему подачи напряжения на подложку, выполненную на транзисторах 15 и 16, входную цепочку последовательно соединенных транзисторов 11 и 12, включенную между входом 10 и отрицательным полюсом 17 источника напряжения почитания, причем транзистор 11 включен по,схеме МДП-резистора, а затвор транзистора 12 подключен к положительному полюсу 18 источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, инвертор, выполненный на транзисторах 19 и,20 и включенный между положительным полюсом 18 источника и отрицательным, полюсом 17 источника напряжения питания. Вход инвертора подключен к точке соединения транзисторов 11 и 12, а его выход соединен с затвором выходного транзистора 21, включенно 5 1 О 15 20 25 зэ 35 4 Э 45 50 55 60 65 го между положительным полюсом 18 источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, и точкой соединения ключевых транзисторов 1 и 2, Затвор нагрузочного транзистора 19 подключен к управляющему входу 4, Схема подачи напряжения на подложку выполнена в виде цепочками последовательно соединенных транзисторов 15 и 16, включенной между входом 10 и положительным полюсом 18 источника напряжения, спгнализирукнцего положительное перенапряжение, причем затвор транзистора 15 подключен к точке соединения транзисторов 11 и 12, а затвор транзистора 16 подсоединен к положительному полюсу 18 источника напряжения. Точка соединения транзисторов 15 и 16 подключена к подложке 22, Аналоговый сигнал подастся на вход 10 и снимается с выхода 23. Управляющее напряжение подается па вход 4.Электронный переключатель на МДП-транзисторах работает следующим образом.В рабочем состоянии, при поступлении на управляющий вход 4 отрицательного напряжения, ключевые транзисторы 1 и 2 открываются, и аналоговый сигнал передается на выход 23 без искажений. Транзисторы 5 и 9 схемы защиты и транзисторы 12 и 16 формирователя напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, закрыты напряжением источника, Транзисторы 8 и 20 открываются суммарным действием положительного напряжения от полюса 18 и отрицательного напряжения, снимаемого с точки соединения транзисторов 11, 12. К затворам транзисторов 13 и 21 прикладываются запирающие напряжения, близкие к снимаемому с положительного полюса 18 источника напряжения, в результате чего на выход 23 не передаются напряжения с полюсов 14 и 18.Если на входе 10 действует отрицательное перенапряжение, то .к затвору транзистора 6, а, следовательно, и к затвору транзистора 13 через транзистор 7 прикладывается отрицательное напряжение,под действием которого транзисторы б и 13 открыты. Положительное напряжение от полюса 18 через открытый транзистор 6 прикладывается к затвору ключевого транзистора 1, не пропуская тем самым отрицательного сигнала перенапряжения на выход 23. При поступлении на управляющий вход 4 отрицательного напряжения на выход передается напряжение, близкое к снимаемому с полюса 14, сигнализирующее отрицательное перенапряжение на входе 10.Если на входе 10 действует положительное перенапряжение, превышающее напряжение с полюса 18, то транзисторы 5 и 9 схемы защиты открыты, а транзисторы 6, 7 и 8 закрыты, к затвору ключевого транзистора 1 прикладывается запирающее напряжение, близкое к сигналу перенапряжения, вследствие чего положительное перенапряжение не передается на выход 23 переключателя. Открытые транзисторы 12 и 16 обеспечат подачу положительного напряжения, близкого к сигналу пе 547039ренапряжения, соответственно на подложку 22 и па затвор транзистора 20.При поступлении на управляющий вход 4 отрицательного напряжения ключевой транзистор 2 и выходной транзистор 21 открываются, и на выход 23 переключателя передается напряжене, близкое снимаемому с полюса 18, сигнализирующгг положительное перенапряжениее на входе 10. Затвор нагрузсчного транзистора 19 подключен к управляющему входу 4, следовательно, в выключенном состоянии переключателя, когда к управляюцему входу 4 прикладывается положительное напряжение, транзистор 19 закрыт, в результате чего уменьшается мощность, потребляемая устройством. Формула изобретения 1, Электронный переключатель на МДП- транзисторах, содержащий два последовательно соединенных ключевых транзистора одного типа проводимости, схему защиты выхода переключателя от перснапряже гпя, действующего на его Входе, форхПрсватель напряжения, сиги алпзирующего отр;нательное перенапряжение и формирователь напряжения, сигпализирующего положительное перенапряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения схемы, схема зашиты выполнена в виде двух цепочек последовательно соединенных транзисторов с индуцированным каналом одного типа проводимости, включенных между входом переключателя и положительным полюсом источника напряжен.:я, сигнализирующего положительное перенапряжение, приСм средняя точка первой цепс:ки подключена к затвору ключсвогс транзисора, подсоединенного к входу, и через рез:стор - к управляющему входу переключателя, а средняя то гка второй цепочки соединена с затвором транзистора первой цепочки, подключенного к положительному полюсу источника напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжение, и через дополпительпый транзистор, за 10 15 20 25 30 35 40 45 твор которого соединен с затвором второго транзистора первой цепочками, соединена с входом переключателя, затвор первого транзистора другой цепочки соединен со стоком этого транзистора и подключен к входу, а затвор второго транзистора подсоединен к средней точке последовательно соединенных транзисторов входной цепочки формирователя напряжения, сигнализирующего положительное перенапряжснс, у которого первые транзисторы схе подачи напряжения на Подложку и Входной цепочки, затворы которых подключены к положительному полюсу источника напряжения, сигнализирующего положительное перенап 1 ян:снпс, псдсссзингчы 1. Входу переключателя, второй транзистор схемы подачи напряжения н 2 подложку, затВср которого подключен к средней точке входной цепочки, подсОединен и пОлОжительноху пол 10 су упомянутого источника, а точка соединения первого и второго транзисторов схемы подачи напряжения подключена к подложке, второй транзистор входной:;с;Очк; Включен,по схеме МДП- резистора и исдсседи:ен к отрицательному полОсу источника папряткепия питания причем точка сосдингпия транзисторов входной цепочки пОдключена кс Входу дополнительно введенного ипвсртора, включенного между положитглыы Пс;10 сом источи 1 а напряжения, сигнагпзируюшсго положительное перенапряи Отрпцатслшы Полюсом источника напряжен:я питания, а выход инвертора подключеи к затвору выходного транзистора, включенного меж-у положительным полюсом истОчника папряжсния, спгнализируОшеГО пО- ложтгль.ог пгрснапряжгниг, и тсчк: согди;ения ключсвьх транзисторов, а формирователь напряжения, с:пализирующего отрицательное перенапряжение, выполнен на МДП- транз;сторе. включенном хежду отрицательным полюсом источника напряжения, сигнализируюш;го отрицательное перенапряжение и тсчкОЙ ссгдипспи 1 клсчевых транзистороВ, причем затВор сгс под.лОчсн и С 1 сдне 1 точ 1 е второй цепочки схс пы защиты.Изд. М 204 Государственного комитета по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РауТирагк 105-1 Совета Министр открытий кая иаб., д. 45