Инвертор

(53) (56) ро 1 яп оцгп с М гепсе г,ег 1 а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4259319/24-2110,06,8715,01,89. Бюл.2Таганрогский радиотехнический тут им. Д.В.КалмыковаП.А,Эемлянухин .621.374 (088,8)М 1 уопояа Н. ег. а 1. А 1.5 пз 1 К аг ВАМ 11 запя Иоче 1 Сзгсцюг Эеапй ЯЯТТесЬпо 1 ояу - 1 ЕЕЕ а 1 о 2 Бо 1 с 1-БСаге Сгсц 1 гз. Ч.1.3, 1984, Ь.291.уапааа Н. ей а 1. А 0,85 пз 1 КЬ аг ЕС 1. ВАМ Ехгепйей АЬзггасйз о б- (1984) 1 пегпаг.хопа 1 СопХеоп 8 о 1 Д Ясаге Печсез апй Иа 1 з КоЬе, 1984, р.226, Й 1 я,З.(57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в устройствах вычислительной техники и автоматики. Цельизобретения - повышение быстродействия инвертора и снижение потребляемой мощности. Инвертор содержит восемь резисторов, семь транзисторови два конденсатора. Введение второго конденсатора, щестого и седьмоготранзисторов позволяет увеличитьдинамический базовый ток транзисто"ров источников тока во время нарастания и спада входною сигнала. Этоприводит к увеличению крутизны фронтов выходных сигналов, при этом увеличивается быстродействие., статическая потребляемая мощность не изменяется. 2 ил.14518Изобретение относится к импульсной технике и может бить использовано в устройствах вичислительнойтехники и автоматики.Целью изобретения является повы 5шение быстродействия инвертора и сни.жение потребляемой им мощности,На фиг,1 приведена принципиальная электрическая схема инвертора;на фиг,2 - графики, поясняющие егоработу.Инвертор содержит первый транзистор 1, база которого является входом2 инвертора, коллектор первого транзистора 1 соединен с первым выводомпервого резистора 3 и базой седьмоготранзистора 4; эмиттеры второго 5и третьего 6 транзисторов соединеныс коллектором четвертого транзистора7; эмиттер первого транзистора 1 соединен с базой второго 5 и коллекторомшестого 8 транзисторов и первым выводом первого конденсатора 9, базатретьего транзистора б соединена сэмиттером седьмого 4 и колектором пятого 10 транзисторов и первим выводом второго конденсатора 11; базачетвертого транзистора 7 соединенас первой ниной 12 опорного напряжения, а второй вывод первого резистора 3 - со второй шиной 13 опорного напряжения, эмиттер четвертоготранзистора 7 соединен с первым выводом второго резистора 14, коллекторы второго 5 и третьего 6 транзис 35торов соединены с первыми выводамитретьего 15 и четвертого 16 резис"торов и является инвертирующим 17 инеинвертирующим 18 выходами устройства, вторые выводы третьего 15 ичетвертого 16 резисторов и коллекторседьмого транзистора 4 соединены собщей ниной 19, база шестого транзистора 8 соединена с первым выводом 45седьмого резистора 20 и вторым выводом второго конденсатора 11; базапятого транзистора 10 соединена спервым выводом восьмого резистора21 и вторым выводом первого конденсатора 9, второй вывод восьмого ре 50зистора 21 соединен с третьей ниной22 опорного напряжения, второй выводседьмого резистора 20 соединен с пер: вой шины 12 опорного напряжения,эмиттер шестого транзистора 8 .соединен с первым выводом седьмого резистора 23, а эмиттер пятого транзистора 10 - с первым выводом пятого ре 50 2сзистора 24, вторые выводи второго14, пятого 23 и шестого 24 резисторов соединены с шиной 25 питания,Инвертор работает следующим образом..Для обеспечения работы инверторак нему подключены шина 19 питания итри шинн опорного напряжения (12,13, 22), при этом в коллекторе транзистора 7 протекает ток, достаточныйдля быстрого переключения эмиттерносвязанной пари (второй 5 и третий 6транзисторы, третий 15 и четвертый16 резисторы), В коллекторе транзистора 8 протекает пок, близкий к токуколлектора транзистора 7, и обеспечивает падение потенциала на первомрезисторе 3 (ДЯ 2, где Ь П . - перепадвходного логического сигнала), В коллекторе транзистора 10 протекает достаточно малый ток (в десятки разменьше тока коллектора транзистора7), необходимый для привязки потенциала базы транзистора 6 в соответствии с потенциалом баз транзисторов1, 4.Условимся, что в исходном состоянии на входе 2 поддерживается низкийпотенциал. При этом на базе третьеготранзистора б установится потенциалПр =Р - -- Р -Ч (11о 2 к +1о ви на базе второго транзистора - потенциал: 11 р 1, (2)огде Е - величина напряжения навторой шине 13 опорного напряжения;Т. - ток коллектора шестого"к,транзистора 8;- коэффициент передачи базового тока в схеме с общимэмиттером;К - величина первого резис 1тора 3;-,падение потенциала напрямосмещенном р-и-переходе база - эмиттер транзистора;Гр- величина низкого уровнявходного потенциала набазе первого транзистора 1,Величина напряжения на второй шине 13 опорного напряжения, ток коллектора транзистора 8 и величина первого резистора 3 выбираются такими, чтобы потенциал базы второго транзистора3 145 5 был меньше потенциала базы третьего транзистора 6 приблизительно на ДП/2. Из распределения потенциалов на базах второго 5 и третьего 6 транзисторов можно заключить, что ток коллектора четвертого транзистора 7 замкнется на третий транзистор 6 и, соответственно, на неинвертирующем выходе 18 установится низкий потенциал, а на инвертирующем 17 - высокий еПовышение потенциала на входе 2 инвертора приводит к переключению устройства, что происходит следующим образом.Быстрое нарастание входного сигнала (передний фронт импульса)приводит к появлению емкостного токат = Гсй-С 1Д 1850 40 45 50 55 первого конденсатора 9, который, замыкаясь в коллектор первого транзистора 1, вызывает быстрое падение потенциала на первом резисторе 3 и, соответственно, снижение потенциала базы седьмого транзистора 4У 1 = +т .рй 2 "с,(4)Кроме этого емкостный ток первого конденсатора 9 распределяется между восьмым резистором 21 и базой пятого транзистора 10:Х = т. + Тр, (5)Из этого соотйошения следует, чтокэ = (Тс, Тя ) (Ъ, (6) где т. , Т - токи базы и коллектоа фра пятого транзистора соответственно;1 ОО - ток, ответвляющийсячерез восьмойрезистор. Из соотношения 6 видно, что в цепи коллектора развивается значительный ток (т. ъ Т), который6весьма быстро разряжает второй рабочий конденсатор 11 и паразитные емкости этого узла и соответственно понижает потенциал базы третьего транзистора 6, Таким образом, по фронту входного сигнала происходит противофазное изменение потенциалов баз второго 5 и третьего 6 транзисторов, что приводит к быстрому выравниванию потенциалов баз этих транзисторов и переключению инвертора, т,е. на инвертярующем выходе (171 установится,низ 5 10 15 20 25 30 35 кий потенциал, на неинвертирующем 1,181 - высокий. По мере достижения входным сигналом верхней амплитуды. прекращается действие емкостного тока, повышаются потенциалы баз седьмого 4 и третьего б.транзисторов ксвоей исходной величине.При быстрой смене входного сигнала с высокого уровня на низкий 1 эадний фронт) первый транзистор 1 запирается, ток коолектора транзистора 8 направлен на разряд первого конденсатора 9 и параэитных емкостей этого узла. При таком распределении сигналов танк коллектора первого транзистора 1 устремляется к нулю, соответственно начинается быстрое падение потенциала на первом резисторе 3, повышение потенциалов базы и эмиттера транзистора 4, что приводит к появления емкостного тока второго конденсатора 11, Этот ток, распределяясь между базой транэистЬра 8 и резистором 20, приводит к дополнительному увеличении тока коллектора транзистора и, соответственно, к более быстрому снижению потенциала базы второго транзистора 5, Подробное распределение токов и потенциалов приводит к достаточно быстрому установлению равенства потенциалов баз второго 5 и третьего 6 транзисторов и, соответственно, к переключению инвертора. Па инвертирующем выходе установится высокий потенциал, а на неинвертирющем - низкий,йормулаиэобретения Инвертор, содержаг 1 ий восемь резисторов, база первого транзистора соединена с входом инвертора, коллектор с первым выводом первого резистора, а эммитер - с первым выводом конденсатора и базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером третьего транзистора и коллектором четвертого транзистора, база которого соединена с первой шиной опорного напряжения, а эмиттер через второй резистор - с шиной питания, коллекторы второго и третьего транзисторов соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим выходами и с первыми выводами соответственно третьего и четвертого резисторов, база третьего транзистора соединена с коллектором пятого14518транзистора, эмиттер которого через, пятый резистор соединен с шиной питания и первым выводом шестого резистора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстро 5 действияи снижения потребляемоймощности, введены второй конденсатор, шестой и седьмой транзисторы, второй вывод первого резистора соединен с.второй шиной опорного напряжения, эмиттер первого транзистора - с коллектором шестого транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора, база 15 зо 6соответственно через седьмой резистор и второй конденсатор соединенас базами четвертого и третьего транзисторов, второй вывод первого конденсатора соединен с базой пятоготранзистора и через восьмой резистор подключен к третьей шине опорно"го напряжения, коллектор первоготранзистора соединен с базой седьмого транзистора, коллектор которогоподключен к вторым выводам третьегои четвертого резисторов и общей шине, а эмиттер . соединен с базой третьего транзистора.1451850 Составитель А.Яновтор А.Маковская Техред М.Ходанич Корректор С.Шекма акаэ 7091/55 Тираж 879 ПодписноеНИИПИ Государственногб комитета ао изобретениям и открыти113035, Москва, 3-35, Раушская наб д. 4/ ри ГКНТ СС Производственно-поли юг Ъ ое предприятие, г. Уагород, ул. Проектная, 4