Интегральный преобразовательуровней toka b двоичный код

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заяйлено 17,01,79 (21) 2712753/18-21с присоединением зеявен йо(23) Приорнтет -1 цд 09558 Р 1 М, (з Н 03 К 13/20 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н .открытийДата опубликования описания 280281(72) Авторы изобретения М. Ф. Пономарев и А. В. Фомичев Таганрогский радиотехнический институт нм, В. Д. Калмыкова(54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УРОВНЕН ТОКА В ДВОИЧНЬ 1 й КОД Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к интегральным пре. образователям информации аналог-код, предназначенным для использования в вычислительной и измерительной технике.Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий входную и две выходных шины, шину питания и10 шину нулевого потенциала, соединенную с полупроводниковой и-областью - подложкой, которая является эмиттером всех и-р-и и базой всех р-и-р транзисторов преобразователя, В полупроводниковой и-области-подложке расположены 15 первая-восьмая р-области, а в пятой- восьмой р-областях расПоложено по одной и-области. Первая р-область является эмиттером первого двухколлек" торного р-и-р транзистора, вторая - 20 эмиттером второго р-и-р транзистора, а третья и четвертая р-области являются эмиттерами третьего двухэмиттерного р-и-р транзистора. Пятая-восьмая р-области являются .базами, а расположенные в них соответственно первая, вторая, третья и четвертая и-области- коллекторами и-р-и транзисторов, причем пятая и шестая р-области являются коллекторами первого двухколлекторно го р-и-р транзистора, а седьмая и восьмая р-области - коллекторами соответственно второго и третьего двухэмиттерного р-и-р транзисторов. В преобразователе первая р-область соединена со входной шиной, вторая, третья и четвертая р-области - с шиной питания, пятая р-область - с третьей и-областью и первой выходной шиной, шестая р-область - с четвертой и-обла стью и второй выходной шиной, седьмая и восьмая р-.области соединены соответственно с первой и второй и-областями.В этом АЦП производится преобразование входного аналогового сигнала в унитарный (единнчный) код, т. е. при разбиении участка преобразования входного аналогового сигнала по 3 дискрет ным уровням тока О, 1, 2 и 3 соответствует код 000, 001, 011, 111. Вместе с тем, в большинстве устройств вычислительной и измерительной техники ведется преобразование входного аналогового сигнала в двоичный код, т е. уровням тока О, 1, 2 и 3 соответствует код 00, 01, 10 и 11 ),11 .При использовании известного АПП в составе таких устройств необходим специальный преобразователь унитарного кода в двоичный, что приводитласти 11, 12, 13 и 14 с расположенными в них соответственно первой,второй, третьей и четвертой и-областями 15, 16, 17 и 18. Кроме того, ви-область-подложку введены р-области19-22, а в восьмую р-область 14 введена добавочная и-область 23. Приэтом,р-область 7 соединена с шиной1, р-области 8, 9, 10, 19 и 20 - с .шиной 4, р-область 11 - с и-областью 017 и шиной 2 р-область 12 - с и-обУластью 18 и шиной 3, р-области 13 и14 соединены соответственно с и-областями 15 и 16, р-области 21 и 22 соединены с и-областью 23.На электрической схеме замещения(фиг, 3) р-область 7 является эмиттером двухколлекторного р-и-р транзистора 24, р-область 8 - эмиттеромр-и-р транзистора 25, р-области 9 и10 - эмиттерами двухэмиттерного р-п-р 20 транзистора 26, р-области 11 и 12коллекторами двухколлекторного р-и-ртранзистора 24 и базами и-р-и транзисторов 27 и 28, р-область 13 - коллектором р-о-р транзистора 25 и базой 25 и-р-и транзистора 29, р-область 14коллектором двухэмиттерного р-и-ртранзистора 26 и базой и-р-и транзистора 30, п-области 15-18 - коллекторами и-р-п транзисторов 2730, соответственно, р-области 19и 20 - эмиттерами р-п-р транзисторов31 и 32, р-области 21 н 22 - коллекторами р-и-р транзисторов 31 и 32 иэмиттерами двухэмиттерного р-и-р транЗ 5 зистора 33, коллектором которого является р-область 13., добавочная и-область 23 является вторым коллекторомдвухколлекторного и-р-и транзистора30, соединенным с коллекторами р-и:ртранзисторов 30 и 31 и змиттерами 40 двухэмиттерного р-и-р транзистора 33.Преобразователь работает следующимобразом.Транзисторы 27-30 образуют триггеры (фиг. 2), При отсутствии входного 4 тока аналогового сигнала правые посхеме транзисторы этих триггеров насыщены, так как в их базы задаютсятоки от транзисторов 25 и 26, подключенных к шине питания, Поэтому, при Щ нулевом сигнале на входе преобразователя на выходах появится код 00,При подаче тока аналогового сигнала в эмиттер транзистора 24 черезего коллекторы в базы левых по схеметранзисторов триггеров задается ток,величина которого пропорциональнавходному току. Транзистор 24 имеетодинаковые коэффициенты передачи тока к каждому иэ коллекторов, т. е, вбазы .левых по схеме транзисторов триг. к увеличению занимаемой площади ипотребляемой мощности.Цель изобретения - уменьшение га".баритов и снижение потребляемой мощности.Поставленная цель достигается тем,что в интегральный преобразовательуровней тока в двоичный код, содержащий два триггера с непосредственными связями, выполненные на первом,втором, третьем и четвертом и-р-птранзисторах, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы.второго и Четвертого и-р-и транзисторов соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, первый одноэмиттерный и второй двухэмиттерный р-и-р транзисторы, эмиттеры которых соединены с шиной питания,базы - собщей шиной, а коллекторы -с базами соответственно второго и четвертого п-р-в транзисторов, а такжевходной двухколлекторный р-и-р транзистор, эмиттер которого соединен совходной шиной, база - с общей шиной,а коллекторы соединены с базами соответственно первого н третьего и-р-итранзисторов, введены третий и четвертый одноэмиттерные и пятый двухэмиттерный р-о-р транзисторы, базыкоторых соединены с общей шиной,эмиттеры третьего и четвертого р-п-ртранзисторов соединены с шиной питания, а их коллекторы - с эмиттерамипятого р-и-р транзистора, коллекторкоторого соединен с базой второгои-р-и транзистора, а четвертый о-р-итранзистор выполнен двухколлекторным,второй коллектор которого соединен сколлекторами третьего и четвертогор-и-р транзисторов, при этом коллекторные области третьего и четвертогор-и-р транзисторов совмещены с соответствующими эмиттерными областямипятого р-и-р транзистора, коллекторные области, первогО, второго, пятогои входного р-и-р транзисторов совмещены с соответствующими базовыми областями о-р-и транзисторов, а эмиттерные области н-р-и транзисторов ибазовые области р-и-р транзисторовсовмещены в общей полупроводниковойобласти-подложке,На фиг. 1 представлена структурапреобразователя; на фиг. 2 - разрезА-А на фиг. 1; на.фиг. 3 - электрическая схема преобразователя,Преобразователь уровней тока вдвоичный код содержит входную шину1, выходные шины 2 и 3, шину 4 питания и шину 5 нулевого потенциала, соедииенную с полупроводниковой и-областью-подложкой б, которая являетсяэмиттером всех о-р-д и базой всехр-о-р транзисторов преобразователя.В и-области-подложке расположеныпервая, вторая, третья и четвертаяр-области 7, 8, 9 и 10, а также пятая, шестая, седьмая и восьмая р-обгеров задаются равные токи В базыправых по схеме транзисторов триггеров задаются разные токи: в базу транзистора 29 - меньший, в базу транзистора 30 - больший. Тран809558 эистор 33 выключен, так как токи егоэмиттеров отводятся в коллектор насыщенного транзистора 30. Любой иэтриггеров схемы может переключитьсяв том случае, если в базу одного изего транзисторов задать больший ток,чем в базу другого. Поэтому, при увеличении входного тока до уровня, приКотором в базу транзистора 27 будетзадаваться больший ток, чем в базутранзистора 29, триггер переключится.На шине 2 зафиксируется высокий уровень напряжения, т. е. на выходахпреобразователя появится код 01.При дальнейшем увеличении входного тока наступит момент, когда в базу транзистора 28 будет задаваться 15ток, больший, чем в базу транзистора30. Триггер переключится, на шине 3появится высокий уровень напряжения,транзистор 30 закроется, При этомтранзистор 33 откроется, в базу транзистора 29 будет задаваться суммарный ток оттранзисторов 25 и 33, боль,ший, чем в базу транзистора 27, ивторой триггер переключится в исходное (нулевое) состояние, на выходахпреобразователя появится код 10.При дальнейшем увеличении входного сигнала до уровня, при которомв базы левых на схеме транзисторовбудет задаваться ток, большийчем вбазы правых, оба триггера включатсяв единичные состояния, т. е. на выходах преобразователя появится код 11,При изменении входного тока отнулевого до максимального цифровойкод на выходах устройства принимаетзначения 00, 01, 10, 11, т. е. предлагаемое устройство работает как преобразователь уровней тока в двоичныйкод.Изобретение совмещает в себе Функции преобразователя уровней тока вунитарный (единичный) код и преобразователя унитарного кода в двоичный.Преобразователь обеспечивает уменьшение занимаемой площади в 2 раза иснижение потребляемой мощности в2,8 раза по сравнению с известнымиустройствами,Источники информации,о принятые во внимание при экспертизе Формула изобретения 1. Интегральный преобразовательуровней тока в двоичный код, содержащий два триггера с непосредственными связями, выполненные на первомвтором, третьем и четвертом и-р-отранзисторах, эмитт ры которых соединены с общей шиной, а коллекторывторого и четвертого и-р-и транзисторов соединены соответственно спервой и второй выходными шинами,первый одноэмиттерный и второй двухэмиттерный р-и-р транзисторы, эмиттеры которых соединены с шиной питания, базы - с общей шиной, а коллекторы - с базами соответственно второго и четвертого и-р-о транзисторов,а также входной двухколлекторныйр-и-р транзистор, эмиттер которогосоединен со входной шиной, база - собщей шиной, а коллекторы соединеныс базами соответственно первого игретьего и-р-и транзисторов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и сниженияпотребляемой мощности, в него введенытретий и четвертый одноэмиттерные ипятый двухзмиттерный р-и-р транзисторы, базы которых соединены с общейшиной, эмиттеры третьего и четвертого р-и-р транзисторов соединены с шиной питания, а их коллекторы - с эмиттерамипятого р-и-р транзистора, коллектор которого соединен с базой второго и-р-п транзистора, а четвертыйи-р-и транзистор выполнен двухколлекторным, второй коллектор которого соединен с коллекторами третьего и четвертого р-и-р транзисторов,2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что коллекторные области третьего и четвертогор-о-р транзисторов совмещены с соответствующими эмиттерными областямипятого р-и-р транзистора, коллекторные области первого, второго, пятогои входного р-и-р транзисторов совмещены с соответствующими базовыми областями и-р-и транзисторов, а эмиттерные области и-р-п транзисторов ибазовые области р-п-р транзисторовсовмещены в общей полупроводниковойобласти-подложке. 1. Авторское свидетельство СССР9 600729, кл. Н 03 К 13/20, 1976