FR2649265A1 - AMPLIFIER-SEPARATOR CIRCUIT FOR TTL-CMOS CONVERSION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne les circuits de conversion de niveaux logiques. Un circuit amplificateur-séparateur pour la conversion TTL-CMOS comprend un premier circuit 10 comportant un inverseur relativement rapide, et un second circuit 12 comportant un inverseur relativement lent, qui est connecté au premier circuit et qui commande le fonctionnement de l'inverseur P1, N1, P3 qui fait partie du premier circuit pour faire en sorte que des impulsions de bruit de sens positif ou négatif et de courte durée, d'une amplitude s'élevant jusqu'à 2,4 volts, n'affectent pas de façon erronée le niveau de sortie. Application à la microélectronique.The invention relates to logic level conversion circuits. An amplifier-isolator circuit for TTL-CMOS conversion comprises a first circuit 10 comprising a relatively fast inverter, and a second circuit 12 comprising a relatively slow inverter, which is connected to the first circuit and which controls the operation of the inverter P1, N1, P3 which is part of the first circuit to ensure that noise pulses of positive or negative direction and of short duration, with an amplitude of up to 2.4 volts, do not erroneously affect the output level. Application to microelectronics.
Description
La présente invention concerne de façon générale des circuitsThe present invention relates generally to circuits
amplificateurs-séparateurs d'entrée, et elle porte plus particulièrement sur un amplificateur-séparateur d'entrée destiné à convertir des signaux de niveau bas en signaux de niveau plus élevé. input splitter amplifiers, and more particularly it relates to an input splitter amplifier for converting low level signals to higher level signals.
Dans de nombreux circuits intégrés à semiconduc- In many semiconductor integrated circuits,
teursn modernes, il est nécessaire de convertir un signal modern, it is necessary to convert a signal
d'entrée logique de niveau bas en un signal logique de sor- low level logic input into a logic output signal.
tie ayant un niveau plus élevé. Par exemple, il est souvent nécessaire de convertir un signal d'entrée TTL, qui varie de façon caractéristique entre 0 et 3,0 volts pour un "0" logique et un "1" logique, de façon à obtenir une excursion CMOS de niveau plus élevé, qui est comprise entre 0 et 5 tie having a higher level. For example, it is often necessary to convert a TTL input signal, which typically varies between 0 and 3.0 volts for a logical "0" and a "1" logic, so as to obtain a level CMOS excursion. higher, which is between 0 and 5
volts. Pour que des circuits TTL soient capables de fonc- volts. For TTL circuits to be capable of
tionner avec des circuits CMOS, il est nécessaire d'incor- CMOS circuits, it is necessary to incor-
porer une interface ou un amplificateur-séparateur entre les deux circuits, pour convertir les niveaux logiques TTL port an interface or an amplifier-splitter between the two circuits, to convert TTL logical levels
relativement bas, pour donner des niveaux plus élevés aux- relatively low, to give higher levels
quels des circuits CMOS peuvent fonctionner de façon fiable. which CMOS circuits can work reliably.
Un amplificateur-séparateur de conversion TTL- A TTL-conversion amplifier-splitter
CMOS relativement simple consiste en un inverseur CMOS qui reçoit un signal d'entrée de niveau TTL et qui fournit un CMOS relatively simple is a CMOS inverter that receives a TTL level input signal and provides a
signal de sortie de niveau CMOS. Cet amplificateur-sépara- CMOS level output signal. This amplifier-separator
teur inverseur TTL-CMOS comprend un transistor NMOS qui est approximativement cinq fois plus large que le transistor Inverter TTL-CMOS includes an NMOS transistor which is approximately five times larger than the transistor
PMOS, au lieu d'avoir une largeur égale à la moitié de cel- PMOS, instead of having a width equal to half of this
le du transistor PMOS, comme il est habituel dans un inver- PMOS transistor, as is usual in an invert-
seur CMOS de type caractéristique. Par conséquent, en sup- CMOS type of characteristic. Therefore,
posant qu'on utilise une tension d'alimentation de +5 volts, cet inverseur CMOS commutera de façon caractéristique son signal de sortie en le faisant passer par la totalité de la plage CMOS de 5 volts, lorsque son signal d'entrée passe With the use of a +5 volts supply voltage, this CMOS inverter will typically switch its output signal through the entire 5 volt CMOS range when its input signal passes
par environ 1,5 volt, au lieu d'environ 2,5 volts, corres- about 1.5 volts, instead of about 2.5 volts, corre-
pondant au point de commutation dans un inverseur CMOS nor- at the switching point in a normal CMOS inverter
mal. On connaît également des circuits amplificateurs-sépa- wrong. Separate amplifier circuits are also known
rateurs plus complexes qui remplissent cette fonction, et des exemples de tels circuits sont décrits dans les brevets more complex functionors, and examples of such circuits are described in the patents
des E.U.A. n 3 755 690 et 4 048 518. United States of America Nos. 3,755,690 and 4,048,518.
Un point de commutation de 1,5 volts pour cet inverseur convient pour le fonctionnement avec un signal d'entrée TTL, du fait que la convention TTL consiste en ce qu'un niveau de tension de 2,0 volts ou plus est considéré comme un "'1" logique, tandis qu'un niveau de tension de 0,8 A switching point of 1.5 volts for this inverter is suitable for operation with a TTL input signal, because the TTL convention is that a voltage level of 2.0 volts or more is considered a "'1" logic, while a voltage level of 0.8
volt, ou moins, est considéré comme un "0" logique. Cepen- volt, or less, is considered a logical "0". How-
dant, ces limites TTL de 0,8 volt et de 2,0 volts sont une spécification en courant continu. On fait habituellement fonctionner un circuit TTL dans des conditions de courant alternatif, avec une excursion de 0 à 3 volts, qui place le However, these TTL limits of 0.8 volts and 2.0 volts are a DC specification. A TTL circuit is usually operated under AC conditions, with an excursion of 0 to 3 volts, which places the
point de commutation de 1,5 volts de l'amplificateur-sépa- switching point of 1.5 volts of the amplifier-sepa-
rateur simple au milieu de la plage du signal TTL d'entrée. simple controller in the middle of the input TTL signal range.
Si l'amplificateur-séparateur d'entrée a un point de commutation de 1,5 volt, et si la tension d'entrée varie If the input amplifier-splitter has a switching point of 1.5 volts, and if the input voltage varies
normalement entre 0 volt et 3 volts, on dit que l'amplifi- normally between 0 volts and 3 volts, it is said that amplification
cateur-séparateur a une marge de bruit d'environ 1,5 volts de part et d'autre du point de commutation. Autrement dit, si on suppose que le signal d'entrée est à 0 volt, on peut The separator has a noise margin of about 1.5 volts either side of the switching point. In other words, if we assume that the input signal is at 0 volts, we can
tolérer une impulsion de bruit de courte durée de sens po- tolerate a short-lived noise pulse of
sitif, dont le niveau s'élève presque jusqu'à 1,5,lts;aucune erreur n'est donc introduite dans le niveau de sortie de l'amplificateur-séparateur si une impulsion de bruit de ce sitive, whose level rises to almost 1.5, so no error is introduced into the output level of the amplifier-splitter if a noise pulse of this
niveau apparaît à l'entrée. De façon similaire, si on sup- level appears at the entrance. Similarly, if we
pose que le signal d'entrée est à 3,0 volts, on peut tolé- that the input signal is at 3.0 volts, we can tolerate
rer dans cet amplificateur-séparateur une impulsion de bruit de sens négatif d'environ 1,5 volts seulement. Par conséquent, cet amplificateurséparateur d'entrée connu ne peut pas tolérer des impulsions de sens positif ou de sens in this amplifier-separator a negative-direction noise pulse of about 1.5 volts only. Therefore, this known input amplifier amplifiers can not tolerate positive sense or sense pulses
négatif supérieures à 1,5 volts, ce qui fait que des impul- negative values greater than 1.5 volts, which means that
sions de bruit à ces niveaux provoquent l'apparition d'un noise levels at these levels cause the appearance of a
niveau CMOS incorrect sous l'effet d'un des niveaux d'en- incorrect CMOS level due to one of the levels of
trée TTL, ou des deux.TTL, or both.
Un but de la présente invention est de procurer un amplificateurséparateur TTL-CMOS perfectionné, avec une An object of the present invention is to provide an improved TTL-CMOS amplifier amplifier, with a
marge de bruit plus élevée, c'est-à-dire un amplificateur- higher noise margin, that is to say an amplifier-
séparateur qui soit capable de tolérer des impulsions de bruit de niveau plus élevé. separator that is able to tolerate higher level noise pulses.
L'amplificateur-séparateur de l'invention est ca- The amplifier-separator of the invention is
pable de tolérer des impulsions de bruit de sens positif d'environ 2,4 volts superposées sur un signal d'entrée de 0 volt, et de tolérer des impulsions de bruit de sens négatif d'environ 1,8 volts, superposées sur un signal d'entrée de to tolerate positive-sense noise pulses of about 2.4 volts superimposed on a 0 volt input signal, and to tolerate negative-going noise pulses of about 1.8 volts superimposed on a signal entry
3,0 volts. L'amplificateur-séparateur de la présente inven- 3.0 volts. The amplifier-splitter of the present invention
tion satisfait la spécification TTL en courant continu de 0,8 volt pour un "0" logique et de 2,0 volts pour un "1" logique. L'amplificateurséparateur de l'invention permet d'atteindre ces objectifs apparemment contradictoires en The specification satisfies the 0.8 volt DC TTL specification for a logic "0" and 2.0 volts for a logic "1". The amplifier amplifiers of the invention make it possible to achieve these apparently contradictory objectives in
tirant parti du fait que le bruit d'entrée est de façon ca- taking advantage of the fact that the input noise is
ractéristique de courte durée (quelques nanosecondes à quelques dizaines de nanosecondes), tandis que les tensions d'entrée correspondant à la spécification TTL en courant short-lived (a few nanoseconds to a few tens of nanoseconds), while the input voltages corresponding to the current TTL specification
continu ont une durée beaucoup plus longue. continuous have a much longer duration.
Le circuit amplificateur-séparateur d'entrée de la présente invention comprend deux chemins séparés entre son entrée et sa sortie. Le premier est un chemin à courant alternatif rapide qui commute entre les états logiques "0" et "1" à une tension de commutation élevée d'environ 2,5 volts, sur un signal d'entrée croissant qui s'élève de 0 à 3 volts, et qui commute entre les états logiques "1" et "0" à une tension de commutation basse d'environ 1,1 volts sur The input amplifier-splitter circuit of the present invention comprises two separate paths between its input and its output. The first is a fast AC path that switches between logic states "0" and "1" at a high switching voltage of about 2.5 volts, on a rising input signal that rises from 0 to 3 volts, and which switches between logic states "1" and "0" at a low switching voltage of about 1.1 volts on
un signal d'entrée décroissant qui descend de 3 à 0 volts. a descending input signal that goes down from 3 to 0 volts.
Le second chemin, qui. commande le fonctionnement du premier chemin, est un chemin à courant continu travaillant à une vitesse inférieure, qui a une tension de commutation basse d'environ 1,1 volts aussi bien pour les signaux d'entrée croissants que pour les signaux d'entrée décroissants. En The second path, which. controls the operation of the first path, is a DC path operating at a lower speed, which has a low switching voltage of about 1.1 volts for both the increasing input signals and the decreasing input signals . In
établissant des tensions de commutation différentes en cou- setting different switching voltages in
rant alternatif et en courant continu, et en créant un ef- alternating current and direct current, and by creating an ef-
fet d'hystérésis pour le chemin à courant alternatif, l'am- hysteresis for the AC path, the am-
plificateur-séparateur TTL-CMOS de l'invention présente une TTL-CMOS splitter-splitter of the invention presents a
meilleure aptitude à la réjection de pointes de bruit d'en- better ability to reject noise peaks from
trée de fréquence élevée, en comparaison avec des amplifi- high frequency, compared with amplifi-
cateurs-séparateurs classiques.classical separators.
Pour atteindre les buts ci-dessus ainsi que des buts supplémentaires qui pourront apparaître par la suite, To achieve the above goals as well as additional goals that may appear later,
l'invention consiste en un amplificateur-séparateur d'en- the invention consists of an amplifier-separator of
trée TTL-CMOS de type perfectionné qui est défini en subs- advanced type TTL-CMOS which is defined in subs-
tance dans les revendications annexées et qui est décrit in the appended claims and which is described
dans la description qui suit, considérée conjointement aux in the description that follows, taken together with the
dessins annexés dans lesquels:drawings in which:
La figure 1 est un schéma d'un amplificateur-sé- FIG. 1 is a diagram of an amplifier-se-
parateur d'entrée TTL-CMOS conforme à un mode de réalisa- TTL-CMOS input parser according to a mode of
tion de la présente invention; La figure 2 représente une courbe de transfert en of the present invention; Figure 2 shows a transfer curve in
courant alternatif entre la tension d'entrée Vin et la ten- alternating current between the input voltage Vin and the voltage
sion de sortie Vout pour l'amplificateur-séparateur d'en- output voltage Vout for the amplifier-separator
trée de l'invention; et La figure 3 représente une courbe de transfert en courant continu entre la tension d'entrée Vin et la tension de sortie Vout pour l'amplificateur-séparateur d'entrée de l'invention. De façon générale, l'amplificateur-séparateur TTL-CMOS de l'invention, qui est exemplifié par son mode de réalisation représenté schématiquement sur la figure 1, comprend un premier chemin rapide ou à courant alternatif, , et un second chemin plus lent, ou à courant continu, 12. Les deux chemins 10 et 12 sont connectés entre un noeud d'entrée 14, qui reçoit un signal de niveau TTL d'entrée trea of the invention; and Fig. 3 shows a DC transfer curve between the input voltage Vin and the output voltage Vout for the input amplifier-splitter of the invention. In general, the TTL-CMOS amplifier / separator of the invention, which is exemplified by its embodiment diagrammatically shown in FIG. 1, comprises a first fast or AC path, and a second, slower path, or DC, 12. The two paths 10 and 12 are connected between an input node 14, which receives an input TTL level signal.
Vin, et un noeud de sortie 16, sur lequel on obtient un si- Vin, and an output node 16, on which one obtains a
gnal de sortie de niveau CMOS, Vout. CMOS level output signal, Vout.
Le premier chemin 10 comprend un inverseur d'en- The first path 10 includes an inverter
trée qui comporte des transistors PMOS P3 et Pi et un tran- which includes PMOS transistors P3 and Pi and a trans-
sistor NMOS Ni, connectés en série entre une tension d'ali- NMOS sistor, connected in series between a voltage of
mentation, qui est représentée ici par une tension de +5 volts, et unpotentiel de référence, qui est représenté ici par la masse. Plus le rapport largeur/longueur (W/L) d'un transistor est grand, plus le courant de drain que ce tran- sistor peut faire circuler pour la même tension de grille est élevé. Les rapports largeur/longueur (W/L) préférables, avec des dimensions exprimées en microns, sont indiqués sur la figure 1 pour chacun de ces transistors MOS, ainsi que pour tous les autres transistors MOS qui sont incorporés dans le circuit amplificateur-séparateur de la figure 1. Il faut cependant noter que ces rapports de dimensions sont donnés exclusivement à titre d'exemple et ne limitent en tion, which is here represented by a voltage of +5 volts, and a reference potential, which is here represented by the mass. The larger the width / length (W / L) ratio of a transistor, the greater the drain current that transistor can circulate for the same gate voltage. The preferred width / length (W / L) ratios, with dimensions expressed in microns, are shown in FIG. 1 for each of these MOS transistors, as well as for all other MOS transistors that are incorporated in the amplifier-splitter circuit of Figure 1. It should be noted, however, that these dimensional ratios are given purely by way of example and in no way limit
rien le cadre ou la portée de l'invention. A titre d'exem- nothing the scope or scope of the invention. As an example
pie, ces rapports changeraient si l'on employait des para- these reports would change if para-
mètres de processus électriques différents. meters of different electrical processes.
Les rapports W/L pour l'inverseur constitué par les transistors N1, P1 et P3 sont sélectionnés de façon que sa tension de commutation pour Vin soit d'environ 2,5 volts si la grille du transistor P3 est à 0 volt. Les grilles des transistors P1 et Ni sont connectées au noeud d'entrée de The W / L ratios for the inverter constituted by the transistors N1, P1 and P3 are selected so that its switching voltage for Vin is about 2.5 volts if the gate of the transistor P3 is at 0 volts. The gates of transistors P1 and Ni are connected to the input node of
Vin, 14, et un noeud d'inverseur 18 est établi à leur con- Vin, 14, and an inverter node 18 is set to their
nexion de drain commune. Le noeud 18 est connecté aux gril- common drain nexion. Node 18 is connected to the grills
les des transistors P2 et N2, qui sont connectés entre l'alimentation à + 5 volts et la masse. Les transistors P2 the transistors P2 and N2, which are connected between the + 5 volts supply and ground. P2 transistors
et N2 forment un second étage inverseur. Un noeud d'inver- and N2 form a second inverter stage. An inversion knot
seur 20 à la connexion de drain commune des transistors P2 20 to the common drain connection of the P2 transistors
et N2 est connecté au noeud de sortie de Vout, 16. and N2 is connected to the output node of Vout, 16.
Le chemin à courant continu moins rapide, 12, comprend un étage inverseur d'entrée constitué par des The less rapid DC path, 12, includes an input inverter stage consisting of
transistors P4 et N3 qui sont connectés entre l'alimenta- transistors P4 and N3 which are connected between the power supply
tion à +5 volts et la masse. Les rapports W/L pour l'inver- at +5 volts and the mass. W / L ratios for the inverse
seur N3, P4 sont inférieurs aiuxrapportscorrespondantspour l'inverseur P1, Ni, et ils sont sélectionnés pour établir un point de commutation de l'inverseur N3, P4 à une tension Vin d'environ 1,1 volts. Les grilles des transistors P4 et N3, P4 are lower than the corresponding ratios for the inverter P1, Ni, and are selected to establish a switching point of the inverter N3, P4 at a voltage Vin of about 1.1 volts. The gates of transistors P4 and
N3 sont connectées au noeud de Vin, 14, et un noeud d'in- N3 are connected to the Vin node, 14, and a node of
verseur 22 est formé à leur connexion de drain commune. Le noeud 22 est connecté aux grilles des transistors P5 et N4, qui sont connectés entre l'alimentation à +5 volts et la masse. Le noeud de sortie d'inverseur 24 à la connexion de drain commune des transistors N4 et P5 est connecté à la grille du transistor P3 et à un côté d'un condensateur Cl, dont l'autre côté est connecté à la masse. Cl représente la capacité parasite plus la capacité d'entrée du transistor P3, et sa valeur peut être de façon caractéristique de Pourer 22 is formed at their common drain connection. The node 22 is connected to the gates of the transistors P5 and N4, which are connected between the +5 volts supply and the ground. The inverter output node 24 at the common drain connection of the transistors N4 and P5 is connected to the gate of the transistor P3 and to one side of a capacitor C1, the other side of which is connected to ground. Cl represents the parasitic capacitance plus the input capacitance of the transistor P3, and its value can be typically
l'ordre de 0,1 pF.the order of 0.1 pF.
Le chemin moins rapide 12 comprend également un second inverseur constitué par des transistors P6 et N5 connectés entre l'alimentation à + 5 volts et la masse. Les grilles des transistors P6 et N5 sont connectées au noeud de sortie Vout, 16. Un noeud d'inverseur de sortie 26 à la connexion de drain commune des transistors N5 et P6 est The slower path 12 also includes a second inverter constituted by transistors P6 and N5 connected between the + 5 volts supply and the ground. The gates of the transistors P6 and N5 are connected to the output node Vout, 16. An output inverter node 26 to the common drain connection of the transistors N5 and P6 is
connecté à la grille du transistor P7. La source du tran- connected to the gate of transistor P7. The source of the
sistor P7 est connectée à +5 volts et son drain est connec- sistor P7 is connected to +5 volts and its drain is connected
té au noeud de sortie 24 de l'étage inverseur qui est cons- to the output node 24 of the inverter stage which is con-
titué par les transistors P5 et N4, ainsi qu'au condensa- by the transistors P5 and N4, as well as
teur Cl et à la grille du transistor P3. C1 and to the gate of transistor P3.
On peut maintenant décrire le fonctionnement du circuit amplificateurséparateur de la figure 1 en se référant en outre aux courbes de transfert en courant alternatif et en courant continu des chemins rapide et lent 10 et 12, qui sont respectivement représentées sur les figures 2 et 3. Il y a quatre cas à considérer: 1) la tension Vin est soumise à une impulsion qui la fait passer de 0 volt à 3,0 volts et la ramène à 0 volt, pour représenter un signal réel; 2) la tension Vin est soumise à une impulsion qui la fait passer The operation of the amplifier-amplifier circuit of FIG. 1 can now be described with reference also to the AC and DC transfer curves of the fast and slow paths 10 and 12, which are respectively shown in FIGS. 2 and 3. There are four cases to consider: 1) the voltage Vin is subjected to a pulse that changes it from 0 volts to 3.0 volts and brings it back to 0 volts, to represent a real signal; 2) the tension Vin is subjected to an impulse which makes it pass
de 0 volt à 2,4 volts et qui la ramène à 0 volt pour repré- from 0 volts to 2.4 volts, which brings it back to 0 volts to
senter un bruit de sens positif; 3) la tension Vin est soumise à une impulsion qui la fait passer de 3,0 volts à 1,2 volts et la ramène à 3,0 volts, pour représenter un bruit de sens négatif; et 4) la tension Vin est commutée feel a sound of positive sense; 3) the voltage Vin is subjected to a pulse that changes it from 3.0 volts to 1.2 volts and brings it down to 3.0 volts, to represent a noise of negative direction; and 4) Vin voltage is switched
entre 0,8 et 2,0 volts dans des conditions de courant con- between 0.8 and 2.0 volts in con-
tinu. Pour le cas 1), si la tension Vin passe de 0 à tinu. For case 1), if the voltage Vin goes from 0 to
3,0 volts, les noeuds 18 et 22 passent immédiatement au ni- 3.0 volts, the nodes 18 and 22 go immediately to the
veau bas, du fait que le signal d'entrée de 3,0 volts est supérieur aux points de commutation des deux inverseurs, et low, because the 3.0 volt input signal is greater than the switching points of the two inverters, and
est donc suffisamment élevé pour commuter à la fois l'in- is therefore high enough to switch both
verseur N1, P1, P3 et l'inverseur N3, P4. Un niveau bas au noeud 18 fait passer au niveau haut les noeuds 20 et Vout, ce qui commute l'inverseur P6, N5 et fait passer le noeud 26 au niveau bas. Un niveau bas sur le noeud 22 bloque le transistor N4, et un niveau bas sur le noeud 26 débloque le transistor P7. Lorsque le transistor P7 est ainsi débloqué, le noeud 24 passe immédiatement à +5 volts, ce qui bloque pourer N1, P1, P3 and the inverter N3, P4. A low level at node 18 causes nodes 20 and Vout to go high, thereby switching inverter P6, N5 and causing node 26 to go low. A low level on the node 22 blocks the transistor N4, and a low level on the node 26 unblocks the transistor P7. When the transistor P7 is thus unlocked, the node 24 immediately goes to +5 volts, which blocks
le transistor P3. Lorsque Vin retourne à 0 volt, le tran- the transistor P3. When Wine returns to 0 volts, the
sistor P4 devient conducteur et le noeud 22 passe au niveau haut, mais du fait que le transistor P3 est bloqué, le noeud 18 reste au niveau bas bien que le transistor P1 soit sistor P4 becomes conductive and the node 22 goes high, but because the transistor P3 is blocked, the node 18 remains at low level although the transistor P1 is
conducteur. Le niveau haut au noeud 24 débloque le transis- driver. The high level at node 24 unlocks the trans-
tor N4, et le noeud 24 passe au niveau bas, du fait qu'à cause de son rapport W/L supérieur à celui du transistor P7, le transistor N4 exerce une action prépondérante sur celle du transistor P7 qui est également conducteur à ce moment. Une fois que le noeud 24 est.au niveau bas, le tor N4, and the node 24 goes low, because because of its W / L ratio higher than that of the transistor P7, the transistor N4 exerts a preponderant action on that of the transistor P7 which is also conductive at this time . Once node 24 is at the low level, the
transistor P3 devient conducteur, et du fait que le tran- transistor P3 becomes conductive, and because the
sistor P1 est conducteur, le noeud 18 passe au niveau haut. sistor P1 is conductive, node 18 goes high.
Le niveau présent sur le noeud 18 est inversé dans l'inver- The level on node 18 is reversed in the invert.
seur P2, N2 et Vout passe au niveau bas, tandis que le noeud 26 passe au niveau haut, ce qui bloque le transistor P7. Pour le cas 2), si Vin passe de 0 à 2,4 volts, la P2, N2 and Vout goes low, while the node 26 goes high, which blocks the transistor P7. For case 2), if Vin goes from 0 to 2.4 volts, the
tension d'entrée n'est pas suffisamment élevée pour commu- input voltage is not high enough to
ter immédiatement le noeud 18 au niveau bas, mais le noeud immediately turn node 18 down, but the node
22 de l'inverseur P4, N3 commute immédiatement vers le ni- 22 of the inverter P4, N3 immediately switches to the
veau bas, du fait que son point de commutation est seule- because its switching point is only
ment d'environ 1,1 volts. Un niveau bas sur le noeud 22 bloque le transistor N4 et débloque le transistor P5. Le transistor P5 est relativement long et étroit, ce qui fait que bien qu'il soit conducteur, il constitue une source de courant faible et il ne charge que lentement le noeud 24 à about 1.1 volts. A low level on the node 22 blocks the transistor N4 and unblocks the transistor P5. The transistor P5 is relatively long and narrow, so that although it is conductive, it constitutes a weak current source and it only slowly charges the node 24 to
un potentiel positif.a positive potential.
Si Vin est à 2,4 volts pendant seulement quelques nanosecondes avant de retourner à 0 volt, comme ce serait le cas de façon caractéristique pour une impulsion de bruit, If Vin is at 2.4 volts for only a few nanoseconds before returning to 0 volts, as would typically be the case with a noise pulse,
le noeud 24 ne s'élève pas jusqu'à un potentiel positif no- node 24 does not rise to a positive potential no-
table avant d'être ramené vers la masse par le déblocage du transistor N4. Si le noeud 18 ne passe pas au niveau bas, table before being brought back to earth by the unlocking of transistor N4. If node 18 does not go low,
la tension Vout, qui est la tension de sortie de l'inver- the voltage Vout, which is the output voltage of the invert-
seur N2, P2, ne passe pas au niveau haut. Si Vin restait à 2,4 volts pendant une longue durée, ce qui n'est pas le cas pour une impulsion de bruit, la grille du transistor P3 passerait finalement à l'état bloqué et un niveau d'entrée de 2,4 volts serait suffisant pour commuter le noeud 18 au N2, P2, does not go high. If Vin remained at 2.4 volts for a long time, which is not the case for a noise pulse, the gate of transistor P3 would eventually go to the off state and a 2.4 volt input level would be enough to switch node 18 to
niveau bas et Vout au niveau haut.low level and Vout high.
Dans le cas 3), si Vin est à 3,0 volts, ceci si- In case 3), if Vin is at 3.0 volts, this if-
gnifie que la grille du transistor P3 est à 5,0 volts et que le transistor P3 est bloqué. Si Vin tombe ensuite à 1,2 volts, le transistor Pl devient conducteur, mais du fait que le transistor P3 est bloqué et est connecté en série avec le transistor Pi, le noeud 18 ne passe pas au niveau haut, et la tension Vout reste au niveau haut. Si Vin tombe that the gate of transistor P3 is at 5.0 volts and that transistor P3 is off. If Vin then drops to 1.2 volts, the transistor P1 becomes conductive, but because the transistor P3 is off and is connected in series with the transistor Pi, the node 18 does not go high, and the voltage Vout remains at the high level. If Wine falls
seulement à 1,2 volts, cette tension ne sera pas suffisam- only at 1.2 volts, this voltage will not be enough
ment basse pour commuter le noeud 22 au niveau haut, ce qui serait nécessaire pour commuter le noeud 24 au niveau bas low to switch the node 22 to the high level, which would be necessary to switch the node 24 to the low level
et pour débloquer le transistor P3. Pour ce cas d'une im- and to unblock the transistor P3. For this case of an im-
pulsion de sens négatif, même un signal de bruit de longue negative sense drive, even a long noise signal
durée ne commutera pas Vout au niveau bas, sauf si l'impul- duration will not switch Vout to a low level, unless the impulse
sion d'entrée tombe au-dessous de 1,1 volts. input voltage falls below 1.1 volts.
Pour le cas 4) correspondant à des conditions de For the case 4) corresponding to conditions of
courant continu, l'inverseur N3, P4 commande la situation. DC, the inverter N3, P4 controls the situation.
Pour une tension Vin inférieure à 0,8 volt, le noeud 22 est For a voltage Vin less than 0.8 volts, the node 22 is
au niveau haut, le noeud 24 est au niveau bas, le transis- at the high level, the node 24 is at the low level, the
tor P3 est conducteur, le transistor P1 est conducteur, le tor P3 is conductive, the transistor P1 is conductive, the
nooeud 18 est au niveau haut, et Vout est au niveau bas. node 18 is high, and Vout is low.
Pour un niveau de Vin supérieur à 2,0 volts, le transistor For a wine level higher than 2.0 volts, the transistor
Ni est conducteur, le transistor P1 est partiellement con- Neither is conductive, transistor P1 is partially
ducteur, le noeud 22 est au niveau bas, le noeud 24 est au niveau haut (au bout d'une durée suffisante), le transistor P3 est bloqué, le noeud 18 est au niveau bas et les noeuds conductor, the node 22 is low, the node 24 is high (after a sufficient time), the transistor P3 is blocked, the node 18 is low and the nodes
et Vout sont au niveau haut.and Vout are at the high level.
Outre le fait qu'il réduit efficacement l'effet du bruit sur Vin, l'amplificateur-séparateur d'entrée de In addition to effectively reducing the effect of noise on Vin, the input amplifier-splitter
l'invention atténue également le bruit de la masse. Les re- the invention also attenuates the noise of the mass. The re-
tours de-masse qui sont représentés sur la figure 1 sont des retours idéaux. De façon caractéristique, à cause de l'inductance, une puce fonctionnant à vitesse élevée aura des retours de masse qui seront bruyants et qui ne seront pas exactement à zéro volt. Par exemple, une impulsion de Mass towers that are shown in Figure 1 are ideal returns. Typically, because of the inductance, a high-speed chip will have noisy mass returns that will not be exactly zero volts. For example, a pulse of
bruit de masse de sens positif dans le circuit amplifica- positive sense ground noise in the ampli-
teur-séparateur de la figure 1 serait équivalente à une im- separator of Figure 1 would be equivalent to an im-
pulsion de bruit de sens négatif sur Vin. Si Vin doit cor- negative noise impulse on Wine. If Vin must cor-
respondre à un "1" logique à 3,0 volts, le circuit peut supporter un bruit de masse positif s'élevant jusqu'à 1,8 respond to a logical "1" at 3.0 volts, the circuit can withstand a positive mass noise up to 1.8
volts, avant de commuter de façon erronée. De façon simi- volts, before switching incorrectly. In a similar way
laire, si Vin correspond à un "0" logique de 0 volt, un bruit de masse de sens négatif s'élevant jusqu'à 2,4 volts If Vin corresponds to a logical "0" of 0 volts, a negative sense ground noise of up to 2.4 volts
ne provoquera toujours pas un fonctionnement logique in- will still not cause a logical
correct.correct.
On voit donc que l'amplificateur-séparateur d'en- It can be seen that the amplifier-separator of
trée TTL-CMOS de l'invention empêche effectivement une com- TTL-CMOS system of the invention effectively
mutation logique incorrecte qui serait occasionnée par des incorrect logical mutation that would be caused by
signaux de bruit s'élevant jusqu'à 2,4 volts. Il faut éga-- noise signals up to 2.4 volts. It is also necessary to
lement noter qu'on peut apporter des modifications au mode de réalisation de l'invention qui est décrit ici de façon spécifique, sans sortir nécessairement de l'esprit et du It should be noted that modifications may be made to the embodiment of the invention which is described here specifically without necessarily going beyond the spirit and
cadre de l'invention.framework of the invention.
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