Усилитель-формирователь на металло= диэлектрических полупроводниковых транзисторах

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналистицеских Республик(11) 531284 1) Дополнительное к авт. свид-ну 5252472) Заявлено 17,04.74 (21) 2015371/21 1) М. Кл.- Н 03 К 19/08// //Н 03 К 5/02 с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР во делам изооретений н открытий(45) Дата опубликования огисания 23,12.76 53) ЪДК 621,3(54) УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ МЕТАЛЛО 2 Изобретение относится к усилителям и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.Известен усилитель-формирователь импульсов на МДП-транзисторах одного типа проводимости, содержащий инвертор с токостабилизируюшей нагрузкой и дополнительным транзистором, включенным последовательно с нагрузочным транзистором, двухтактный усилитель-формирователь, два на О копительных конденсатора и зарядный транзистор, При этом обеспечивается на двухтактном выходе амплитуда сигнала, равная напряжению источника питания Е ( 11.питОднако известное устройство не может 15 обеспечить на выходе амплитуду сигнала выше напряжения источника питания, неэко номично по требуемой мошности источника питания и имеет сравнительно малое быстродействие, 2011 елью изобретения является увеличениеамплитуды выходного сигнала, уменьшениепотребляемой мощности и увеличение быстродействия.Для этого в усилитель-формирователь на б МДП-транзисторах по авт. св.,в 525247 введены второй двухтактный усилитель-формирователь, второц дополнительный МДП- транзистор ц М + 1 смешаюшцх конденсаторов, М последовательных цепей, каждая из которых включена между полюсом источника питания и обшей шиной ц состоит из дополнительного МДП-транзцстора ц двухтактного усилителя-формирователя, причем затворы инвертируюших МДП-транзцсторов всех двухтактных усилителей-формирователей обьединены и подключены к входному выводу, затворы неинвертируюших МДП- транзисторов всех двухтактных усилителей формирователей подключены к выходу инвертора с токостабилцзируюшей нагрузкой, второй дополнительный МДП-транзцстоо включен последовательно с первым двухтактным усилителем-формирователем, а его затвор объединен с затвором дополнительных МДП-транзисторов в каждой и из й последовательных цепей и подключен к истоку заданного транзистора, первый из+ 1 смещаюших конденсаторов включен между выходом второго двухтактного уси531284 пятьС, + С,Н 3лителя-формирователя и истоком второго дополнительного транзистора, второй смещающий конденсатор включен между выходом первого двухтактного усилителяормирователя и средней точкой дополнительного МДП-гранзистора и двухтактного усилитеЬ ля-формирователя первой последовательной цепи, а остальные смещающие конденсаторы включены между выходами двухтактныхусилителей-формирователей предыдущих и средними точками дополнительных МДП-тран 9 зисторов и двухтактных усилителей-формирователей следующих последовательных цепей.На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема усилителя; на фиг. 2 - И эпюры напряжений в характерных точках усилителя.Усилитель 4 ормирователь на металло- диэлектрических полупроводниковых транзисторах содержит транзистор 1, конден- ЯО сатор 2, транзисторы 3 - 5, накопительный конденсатор 6, зарядный транзистор 7, накопительный конденсатор 8, МДП-транзисторы 9 и 10, смещающий конденсатор 11, транзисторы 12 14, конденсатор 15, И транзисторы 16 - 18, характерные точки 19 - 26, инвертор 27, усилители-формирователи 28 и 29.Устройство состоит из инвертора 27 с токостабилизирующей нагрузкой и дополни тельного МДП-транзистора в стоке нагрузочного транзистора, состоящего из транзисторов 1, 3, 4, 5 и конденсатора 2, первого накопительного конденсатора 6, зарядного транзистора 7, накопительного конден сатора 8, МДП-транзисторов 9 и 10 второго двухтактного усилителяормирователя 28, первого смешаюшего конденсатора 11, втсрого дополнительного транзистора 12, включенного последовательно с первым 4 О двухконтактны м усилителем-фор мир ователем 29 и состоящего из транзисторов 13 и 14 второго смешающего конденсатора 15 транзисторов 16, 17 и 18 первой из И последовательных цепей. ФбУсилитель-формирователь работает следующим образом.В исходном состоянии входная шина усилителя находится под нулевым потенциалом, накопительный кондесатор 6 заряжается через зарядный транзистор 7 и в точке 22 устанавливается потенциал, равный Е О,питгде О о - пороговое напряжение МДП-транзисторов.С приходом отрицательного перепада на вход усилителя-формирователя в точке 22 устанавливается потенциал, равный О вх+ + Е - О о, который превышает уровеньпитЕ пит,Транзисторы 5, 10, 14 и 18 открываются, и в точке 21 и выходах всех двухтактных усилителейформирователей устанавливаются потенциалы, близкие к нулю, при этом верхние транзисторы двухтактных усилителей закрыты и ток не проводят.Накопительный конденсатор 8 и смещаюшие конденсаторы 11 и 15 заряжаются через открыте пары транзисторов 3 и 14, 12 и 10, 16 и 14, Так как напряжение в точке 22 превышает Е, то в точках 20,пит24 и 26 устанавливаются потенциалы, оавные Е , Конденсатор 2 также зарядитсяпитчерез транзисторы 1 и 5 и в точке 19 установится потенциал, равный Е - ОпитС приходом положительного перепада напряжения на вход усилителя-формирователя транзисторы 5, 1014 и 18 закрываются, Потенциалы в точках 21 и 19 начинают синхронно возрастать, так как транзистор 4 остается открытым разностью напряжений между точками 19 и 21 благодаря накопленному заряду на конденсаторе 2.Кроме того, с приходом положительногопеоепада входного импульса потенциал вточке 22 установится равным Ег - Оои транзисторы 3,12 и 16 закрываются, таккак на их истоках будет действовать болееотрицательное напряжение, чем на затворах.При достижении в точке 21 потенциала,равного О, транзисторы 9,13 и 17 открываются, отрицательные потенциалы на выходах двухтактных усилителей-формирователейначинают возрастать, что, в свою очередь,приводит к возрастанию отрицательных потенциалов в точках 20, 24 и 26.Напряжения в точках 20,24 и 26 будутсоответственно равны:иО - Е + О26пит 25,В установившемся режиме потенциалы всоответствующих характерных точках усилителя будут равны:3 пит,О24 25 пит,О.ОЗЕ-Овых пит о.При работе усилителя-формирователя наемкостную нагрузку и при равных значенияхемкостей конденсаторов 11 и 15 амплитуда выходных импульсов будет определятьсявыражением5 53где С - емкость конденсаторов 11 и 15,С- емкость нагрузки,и будет не более ЗЕ - Опит оС приходом на вход отрицательного перепада напряжения переходные процессы повтоэ яютс я,Последовательно соединение заряженныхсмешаюших конденсаторов позволяет повышать амплитуту выходных импульсов доболее высоких напряжений ( 4 Е - 5пит пити т. д.), дополнительно вводя при этом смещаюшие конденсаторы и последовательныецепи, состоящие из двухтактных усилителей-формирователей и дополнительного МДПтранзистора.Уменьшение требуемой мощности питанияи увеличение быстродействия осуществляются благодаря уменьшению емкостной нагрузки на выходе инвертора с токостабилизируюшей нагрузкой, так как повышенное напряжение можно снимать с выходов двухтактных усилителей-формирователей, которые в этом случае являотся согласующими между нагрузкой и выходом инверторас токостабилизируюшей нагрузкой и потребляошими энергию во время переходных процессов.Формула изобретенияУсилител формирователь на металло- диэлектрических полупроводниковых транзисторах по авт, св. Мо 525247, о т л и - ч а ю ш и й с я тем что, с целью увеличения амплитуды выходного сигнала, уменьшения потребляемой мощности и увеличения быстродействия, в него введены второй двухтактный усилитель-формирователь, второй дополнительный МДП-транзистор и 1284 68 + 1 смешаюших конденсаторов, М-последовательных цепей, каждая из которыхвключена между полюсом источника питания и обшей шиной и состоит цз дополнительного МДП-транзистора и двухтактногоусилителя-формирователя, причем затворыинвертируюших МДП-транзисторов всех двухтактных усилителей-формцрователей обьединены и подключены к входному выводу, 16затворы нецнвертирующих МДП-трнзцсторов всех двухтактных услллцтелеймформирователей подключены к выходу инвертора стокостабилцзцруюшей нагрузкой, второй дополнительный МДП-транзистор включен последовательно с первым двухтактным уси- Илителем.формирователем, а его затвор обьединен с затвором дополнительных МДПтранзисторов в каждой цз Й последовательных цепей ц подключен к истоку зарядноготранзистора, первый из+ 1 смещаюшцх ф конденсаторов включен между выходом второго двухтактного усилителя-формирователяи истоком второго дополнительного транзистора, второй смещающий конденсаторвключен между выходом первого двухтактного усилителя-формирователя ц среднейточкой дополнительного МДП-транзцстораи двухтактного усилителя-формирователяпервой последовательной цепи, а остальныесл ешаюшие конденсатооы включены между ЗО выходамц двухтактных усилителей-формирователей предыдуших и средними точкамцдополнительных МДП-транзисторов и двухтактных усилителей-формцрователей следующих последовательных цепей.фф Источники информации, грцнят.:е во внимание прц экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР Ло 525243, МКИ Н 03 К 19/08,40 14,04, 74.531284 фа Ф Ь ил УЕлищ итуприянов едакт 02 ка д. 4/ ушск ЕпитЕлит ЕлимЕииа Составитель Вьковский Техред Н 5419/183 Тираж ИПИ Государственного кочитпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р лиал ППП фПатентф, г. якишевАндрейчукКорректор Подписноеовета Министровкрытий ород, ул, Проектная,