Компаратор

,ю+ьп,Фее мьдн ие Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 14. 06, 78 (21) 2627885/18-21с присоединением заявки Ио(51)М. Ил,Н 03 К 5/24 (Э 05 В 1/01 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(54) КОМПАРАТОР Изобретение относится к радио-, электронике, а более конкретно к мно-, гоцелевым элементам микроэлектронной аппаратуры, применяемым в вычислительной и измерительной технике. 5Известен комиаратор, содержащий блок вычитания, который образует разность входных напряжений аО =О -Оусилитель, усиливающий разность входных сигналов дО, пороговый детек тор полярности, определяющий знак разности и выходной каскад, обеспечивающий необходимые уровни цифровых сигналов (13 .Одним из недостатков рассматриваемого комиаратора является то, что реализация данного комиаратора в полупроводниковом кристалле методами микроэлектроники сложна и нетехнологична, к тому же необходим дополни тельный отрицательный источник питания.Известен комиаратор, содержащий два триггера, основной и дополнительный, каждый из которых выполнен на 25 одном двухколлекторном п-р-и транзисторе.Устройство представляет собой разряд регистра сдвига, выполняющего прием и передачу информации из одно го триггера в другой по фронтам тактовых импульсов 2.Однако данное устройство не можетреализовать Функцию компаратора тока.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей и повышение надежности,Указанная цель достигается тем,что в компаратор, содержащий дватриггера, основной и дополнительный,каждый из которых выполнен на двухтранзисторах и-р-и типа и одном трайэисторе р-и-р типа, эмиттер каждогоиз которых соединен с источником тактового сигнала, коллекторы транзистора р-п-р типа основного триггерасоединены с базами транзисторов п-р-итипа, а два коллектора транзисторар-п-р типа дополнительного триггерасоединены с базами транзисторов и-р-итипа, одни из коллекторов которых соединены с выходными клеммами, введены элемент сравнения на двух транзисторах р-п-р типа,одноколлекторны.н двухколлекторный транзисторы и-р-птипа, эмиттеры которых соединены собщей шиной, коллекторы двухколлекторного транзистора и-р-и типа соединены с коллекторами транзистора р-и-ртипа основного триггера, а коллектор,триггера, причем эмиттеры транзисторов элемента сравнения соединены свходными клеммами, базы - с общей ши-,зой, а коллекторы соединены с коллек 1- торами двухколлекторного транзистораи-р-и типаНа фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого токового компаратора; на фиг, 2временная диаграмма; на фиг. 3топология предлагаемого токового компаратора; на фиг. 4 - разрез А-А нафиг, 3.Устройство содержит входные одноколлекторные р-и-р транзисторы 1 и 2,двухколлекторные п"р-и транзисторы3 и 4 основного триггера, двукколлекторый р-и-р транзистор 5 основного,одноколлекторый п-р-и транзистор б,двухколлекторный и-р-и транзистор 7,трехколлекторный р-п-р транзистор 8дополнительного триггера, двухколлекторные и-р-и транзисторы, образующие дополнительный триггер.Устройство работает следующим образом.На эмиттер транзистора 5 подается стробирующий импульс Ф, наэмиттер трайзистора 8 подается импульс Ф,При наличии импульса Ф на эмиттере р-и-р транзистора 5, коллектори-р-и транзистора 6 замыкается наземлю. Замкнутый на землю коллекторсоздает на базе и-р-и транзистора 7низкий потенциал за счет непосредственной связи базы с коллектором. Коллекторные переходы транзистора 7смещаются в обратном направлении иобрывают связь, замыкающую входнуюинформацию на землю. Одновременнов базах п-р-п транзисторов 3 и 4 начинают накапливаться заряды отстроб-импульса через р-п-р транзистор б за счет совмещения структурна ранее накопленные заряды на базовых емкостях до порога срабатывания.Основной триггер устанавливается вфодно из устойчивых состояний в зависимости от разности зарядов на базах транзистора. Допустим, что транзистор 3 включается, а транзистор 4выключается. Тогда за счет непосредственной связи коллекторов основноготриггера с базами транзисторов дополнительного (выходного) триггерапроисходит подготовка выходного триггера к приему информация, за счет раз.ностного накопления зарядов на узловых емкостях в базах и при подачеФ триггер устанавливается в состояние, определенное зарядами баэ,ЙПрисутствие Фа на транзисторе 8и отсутствие Ф на транзисторе 5 приводит к отключению транзистора б ивключению транзистора 7, через коллекторы которого протекают токи отанализируемого и опорного сигналов.Протекаемые токи заряжают базытранзисторов основного триггера, опрееляя последующее его состояние сриходом фАнализ, проведенный с использованием модифицированной модели ЭберсаИолла показывает, что переключениеосновного триггера в то или другоесостояние происходит при условииК А, Э ЕКР, .фк АЗ)ЕКРэи 1) 901).Ч,Ф я(5) эоИ) ЧтИгде),;, )- нормальные коэффициенР РМ(Р "Ф ты передачи тока транзисторов 1 и 2 соответственноф 36 приведенный к одному") коллектору нормальныйкоэффициент передачитока транзистора 5Эд б - начальный ток эмиттера.ЪоО ЭО(Этранзистора 1 и 2;д- начальный ток эмиттера .транзистора 5;О - напряжение на эмиттерАном переходе транзистора, на который подается опорный сигнал;О - напряжение на эмиттерном переходе транзистора 5.К 4,К ,К, К определяются технологическим разбросом изготовления р-п-р тран эисторов;Н (М К К отношения, по экспериментальным данным не 40 превышающие 5 в диапазоне токов от 0,1 Адо 5 мА.Предлагаемый компаратор предназначен для выполнения в составе интегральных схем с инжекционным питанием.Простота изготовления компаратора в одном кристалле со схемами интегральной инжекционной логики, обеспечение высокой степени. интеграции фо на кристалле, минимальное произведение потребляемой мощности на времяпереключения, а также изготовлениепо технологии биполярных интегральных схем обеспечивают положительный ээ эффект от применения предлагаемогокомпаратора.Формула изобретения60Компаратор, содержащий два триггера, основной и дополнительный,каждый,из которых выполнен на двухдого из которых соединен с источни.ком тактового сигнала, коллекторытранзистора р-и-р типа основноготриггера соединены с базами транзисторов и-р-и типа, а два коллекторатранзистора р-и-р типа дополнительного триггера соединены с базамитранзисторов и-р-п типа, одни из коллекторов которых соединены с выходными клеммами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей и повышения надежности, в него введенывлемент сравнения на двух транзисторах р-п-р типа, одноколлекторный идвухколлекторный транзистора и-р-птипа, эмиттеры которых соединены собщей шиной, коллекторы двухколлекторного транзистора и-р-п типа со" единены с коллекторами транзисторар-п-р типа основного триггера, а коллектор одноколлекторного транзистора и-р-п типа соединен с третьим коллектором р-п-р транзистора дополнительного триггера, причем эмиттерытранзисторов элемента сравнения соединены с входными клеммами, базы - собщей шиной, а коллекторы соединеныс коллекторами двухколлекторного 16транзистора п-р-п типа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Зарубежная радиоэлектроника.1976, 9 б, с. 53, рис. 27.2, Зарубежная электронная техника.1973, Р 19) с. 40, рис, 34 (прототип).сква Ж"35 Рауьская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Л. Николаеваедактор Ъ. Шаидо Техред А. Ач Ко ектор И. КускаПодписное