Транзисторное реле

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 953727(23) Приоритет -Н 03 К 17/60 Ьеудвретванвй кемнтет СССР лф делаю изобретений и открытнй) ТРАНЗИСТОРНОЕ РЕ у еть Изобретение предназначено для использования преимущественно в виде полупроводниковой интегральной микросхемы в устройствах автоматики и управления.Известно высокочувствительное по ток транзисторное реле на транзисторах рвэ 5 ного типа, проводимости, првднаэначенное для работы в условиях импулвсных динамических помех, включающее в себя двв-три транзистора, первый иэ которых имеет, по отношению к остальным, проти воположный тип проводимости, и его эмиттер через один или несколько диодов смещения соединен с шиной питания, цепь положительной реэистивной Обратной связи, ттервый и второй резисторы которой соединены с базой первого транзистора, второй вывод первого резистора соединен с шиной питания, а второй вывод второго резистора подключен к коллекто- то ру второго транзистора, соединенному через третий резистор с шиной питания, Цепь положительной обратной связи обео-. пеиюает помехоустойчивость в условиях импульсных динамических помех. Помехсьустойчивость транзисторного реле определяется величиной коэффициента возврата,равного отношению тока отпускания к току срабатывания реле 1 .Недостатком устройства являетчто его реализация методами полупниковой интегральной технологии,но если транзисторное реле должно имвысокую чувствительность по току (несколько сот микроампер и менее), затруднена, так как второй резистор этих устройств будет иметь номинал несколькосотен килоом. Для получения этого резистора необходимо проводить отдельныеспециализированные технологические операции получения высокоомного слоя, чтоповышает трудовые затраты и сннжеет выход годных.Наиболее близким по технической сутик предлагаемому устройству являетсятранзисторное реле (усилитель релейноготипа, управляемый током), цепь обратнойсвязи которого содержит делитель напря7 4Так как каждый резистор делителяапряжения звшунтирован диодом, то призменении температуры и напряжения иоочника питания падение напряжения наэтом делителе будет изменяться оаинакоо с потенциалом базы первого транэиоора, что стабилизирует ток обратной свяи, протекающий через второй резистор истабилизирует коэффициент возврата,Вывод из одного резистора, входящегосостав реэистивного делителя и подюченного к второму выводу второго резистораобеспечивает необходимую величину коэффициента возврата.Такая схемотехника позволяет получить наименьшее число изолированныхобластей, необходимых для реализациирезисторов делителя напряжения методамиполупроводниковой интегральной технологии, так как резистор и диод можно выполнять в одной изолированной областисовмещенными,На фиг, 1 изображена электрическаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - разрез диоаа и резистора делителя напряжения; на фиг, 3 - вид сверху,Устройство выполнено в виде полупроводниковой интегральной микросхемы сдиэлектрической изоляцией элементов.Транзисторное реле (фиг, 1 ) состоитиз четырех транзисторов 1 - 4. Первыйтранзистор 1 р- П -р типа, а второй 2,третий 3 и четвертый 4 -П-р-П типа,Эмиттер первого транзистора подключенчерез диод смещения 5 к шине источникапитания (+Е). База транзистора 1 (точка А) соединена с цепью положительнойрезистивной обратной связи, состоящейз резисторов 6 - 8 и делителя напряжения иэ двух последовательно соединенных одинаковых резисторов 9, каждый нэкоторых зашунтирован диодом 10, Одиниэ резисторов имеет вывод 11,которыйсоединен с резистором 7.Резисторы 12 задают рабочие режимытранзисторов 3 и 4, В цепь коллекторатранзистора 4 включена нагрузка 1 3.Резисторы 9 и диоды, составляющиеделитель напряжения, выполнены следующим образом (фиг. 2 и 3). На поликристаллической подложке 14 с диэлектрической изоляцией 1 5, монокристаллическими областями 16 (например, из кремния П -типа), покрытыми аиэлектричеоким споем 17, сформирован диффузиейбора резистор 1 8, к которому поавеаенышины влкминиевой металлнзации 1 0 - 21 .Шина с наиболее низким потенциалом спомощью невыпрямляющего контакта 22 3 95372жения, образованный, третьим и четвертым резисторами. -1 етвертый резистор нвключен между коллектором третьего итранзистора и общей точкой второго иттретьего резисторов, Величина второгорезистора уменьшается ориентировочно в встолько раз, в сколько четвертый резис- ттор больше третьего 2.зНедостатком устройства при егореализации методами технологии интегральрных схем является сильная зависимость вкоэффициента возврата, определяющего по- клмехоустойчивость устройства, от температуры окружающей среды и напряженияисточника питания. Зависимость коэффициента возврата от температуры в основном обусловлена температурным изменением прямого падения напряжения на диодах смещения и эмиттерном переходе первого транзистора, а от напряжения питания - зависимостью величины падения напряжения на третьем резисторе в цепи обратной связи.Цепь изобретения - повышение помехоустойчивости, 2Поставленная цепь достигается тем,что в транзисторном реле, содержащем дввкаскада усиления, выполненных соответственно на первом и втором транзисторахразного типа проводимости и третьем ичетвертом транзисторах одинакового типапроводимости, база первого транзистораподключена к общему выводу первого ивторого резисторов, другие выводы которых подключены соответственно к по -ложительной шине источника напряженияи к резистивному делителю напряжения,включенному в коллекторную цепь третьего транзистора, эмиттер первого тран- изисгора - к катоду первого иэ Н последоЯОвательно соединенных диодов, а анод8 -го диода соединен с положительнойшиной источника напряжения, эмиттер второго транзистора через третий резисторподключен к базе третьего транзистора ичерез четвертый резистор - к общей шине,ЯЗкоторая соединена с эмиттером и черезпятый резистор с базой четвертого транзистора, нагрузка включена между положи, тельной шиной источника напряжения иколлектором транзистора, каждый иэ 8 +1 фпоследовательно соединенных резисторовделителя напряжения зашунтирован диодом,при этом анод первого из них подключенк положительной шине источника напряжения, катод 8+1-го шунтирующего диода,ффчерез шестой резистор - к коллекторуФтретьего транзистора, а входная шина соединею с бвзбй первого транзистора.27 брии 522 КН позволит отменить температурные испытания, повысить выход годных в 2 раза. Экономический эффект отвнедрения на программе 20 тысшт.микросхем составит более 10 тыс, руб. Транзисторное реле, содержащее двакаскада усиления, выполненных соответственно на первом и втором транзисторахразного типа проводимости и третьем ичетвертом транзисторах одинакового типапроводимости, база первого транзистораподключена к общему выводу первого ивторого резисторов, другие выводы которых подключены соответственно к положительной шине источника напряжения и крезистивному делителю напряжения, вклк.ченному в коллекторную цепь третьего( транзистора, эмиттер первого транзистора - к катоду первого из М последовательно соединенных диодов, а анод В -годиода соединен с положительной шиной источника напряжения, эмитгер второго транзистора через третий резистор подключенк базе третьего транзистора и через четвертый резистор - к обшей шине, котораясоединена с эмиттером и через пятыйрезистор - с базой четвертого транзистора, нагрузка включена между положительной шиной источника напряжения и коллектором четвертого транзистора, о т л Мч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения помехоустойчивости, каждыйиз 8 +1 последовательно соединенныхрезисторов делИтеля напряжения зашунтирован диодом, при этом диод первого изних подключен к положительной шине иоточника напряжения, катод М +1-го шунтирующего диода через шестой рвэисторк коллектору третьего транзистора, авходная шина соединена с базой первоготранзистора.Источники информации,принятые Во внимание при экспертязе1. Воросколевский В.И. Полупроводниковые реле на транзисторах разноготипа проводимости. Сб, статей ЭТвА,вып. 2, МЭнергия, 1971, с, 35 2,2. Технические условияб Ко 347122 ТУ на микросхемы серии522 КН 1,Внедрение в производство предлагаемого устройства вместо микросхемы се 0537подсоединена к монокристаллической области 16. Вывод 11 выполнен путем фор- мирования контактной области 23 в резисторе 18.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии транзисторы1 - 4 заперты. При подаче входного то- ф о р м у л а и з о б р е т е н и яка 1достаточной величины и равноготоку срабатывания потенциалом в точке 1 фА (фиг. 1) открывается транзистор 1.При этом в цепи его коллектора на резисторах возникает падение напряжения,достаточное для открывания транзистора3. При открывании транзистора 3 в цепи 1его коллектора начинает протекать ток,потенциал точки Б (фиг. 1) уменьшается,и через резистор 7 начинает течь токположительной обратной связи, Открывается транзистор 4 и коммутирует напряже- йние на нагрузку 1 3. При уменьшениивходного тока до величины тока опускания, равного разности тока срабатыванияи тока обратной связи, потенциал точкиА уменьшается до величины, при которойзакрываются транзисторы 1 и 2, Послеэтого закрываются транзисторы 3 и 4,Нагрузка 1 3 от положительной шины источника напряжения отключается.При изменении температуры потен- циал точки С (фиг, 1) при открытыхтранзисторах 1 3 изменяется одинаково с потенциалом точки А, поэтому разность потенциалов А и Б будет равна О.Это стабилизирует ток обратной связи и33коэффициент возврата будет зависетьтолько от температурного изменения величины резисторов,При изменении напряжения питания потенциал точки С при открытых транзисторах 1 - 3 будет изменяться незначительно вследствие того, что диоды 10включены в прямом направлении параллельно резисторам 9, Ток обратной связи будет стабилизировав и коэффициент воэврата от напряжения зависеть не будет.Резисторы 9 и диоды 10 выполненысовмещенными (фиг. 2 и 3), что позволяет проводить их формирование с наименьшим количеством изолированных об 0ластей.953727 Фиа Х Р, Бицик ПП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4 каз 6293 в ВНИИПИ по дел 11303Составитель А. Егорычев ехредК, Мыцьо Корректор Г. Решетник краж 959 Подписноеударственного комитета СССРизобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб, д, 4/