RU1824667C - Генератор импульсов - Google Patents

Abstract

Применение: изобретение относитс  к электронной технике, в частности к электронным генераторам импульсов, может использоватьс  в операционных усилител х с компенсацией дрейфа напр жени  смещени . Сущность изобретени : устройство содержит дифференциальную транзисторную пэру 1, 2, генераторы 3-8 тока, бипол рные транзисторы 9.10, 12, полевой транзистор 13, диод 14, конденсатор 11. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области электронной техники, в частности к электронным генераторам импульсов. Преимущественна  область использовани  - интегральна  электроника. Схема может быть применена как составна  часть операционного усилител  с периодической компенсацией дрейфа напр жени  смещени , аналого-цифрового или цифроаналогового преобразовател , преобразовател  напр г жение-частота и других интегральных элек- тронных устройств, содержащих генераторы импульсов напр жени , а также как самосто тельна  интегральна  схема.

Цель изобретени  - расширить функциональные возможности устройства за счет дополнительного генерировани  пр моугольных импульсов при одновременном обеспечении независимой регулировки верхнего и нижнего уровней треугольных и пр моугольных импульсов: обеспечить возможность изготовлени  устройства по упрощенной BI-FET-технологии (повысить

технологичность), при этом исключить зависимость формы и частоты импульсов от ко-1 эффициента передачи тока базы в цепь коллектора бипол рных транзисторов.

Схема электрическа  принципиальна  предлагаемого генератора треугольных импульсов представлена на чертеже, а примером его конкретного выполнени  может служить генератор треугольных импульсов, вход щих в состав микросхемы 1417УД21, где он используетс  о качестве генератора синхросигнала.

В состав схемы генератора входит компаратор на дифференциальной паре транзисторов 1 и 2; источники посто нного тока 3-8; транзисторы, работающие в ключевом режиме. 9 и 10; конденсатор 11; управл е- мый источник напр жени  на транзисторах 12,13 и диоде 14, шине источников питани  положительного Ucc+ и отрицательного Ucc- напр жени , шины источников напр жени  ограничени  верхнего Uh и нижнего lH уровней треугольных и пр моугольных

ы

Ё

00

ю

4 О О 4

импульсов, две выходные шины треугольных Us и пр моугольных Urn импульсов напр жени .

Величина тока источника на полевом транзисторе определ етс  из соотношени :

I - k(W/L)Uo.(1)

где I - ток стока (истока) полевого транзистора при нулевом напр жении затвор-исток (ток насыщени ), А;

k - удельна  проводимость (крутизна) полевых транзисторов на кристалле микросхемы , А/В;

L - длина канала транзистора, мкм;

W - ширина канала транзистора, мкм;

Uo- напр жение отсечки полевых тран- зисторов на кристалле микросхемы, В. Необходимо отметить, что значени  удельной крутизны и напр жени  отсечки определ ютс  параметрами технологического маршрута и дл  всех полевых транзисторов на кристалле одной микросхемы одинаковы, поскольку изготовление всех компонентов микросхемы происходит в едином технологическом цикле. Поэтому величина тока источника в виде полевого транзистора с закороченными затвором и источником определ етс  конструкцией транзистора, а именно отношением W/L этого транзистора . Следовательно, задава  определеннее отношение W/L, можно обеспечить вполне определенный ток истсчника. Соотношение токов зар да и разр да можно, таким образом, обеспечивать задава  определенное отношение W/L источника тока зар да 5 и источника тока разр да 7. Более точное соотношение токов зар да и разр да можно обеспечить параллельным включением нескольких (в зависимости от требуемого соотношени ) конструктивно идентичных транзисторов-источников тока зар да и раз- р да.

Источник тока 4 задает рабочий ток дифференциальной паре транзисторов компаратора , источники 3 и 6 управл ют работой управл емого источника напр жени , источник 8, имеющий малое отношение W/L. компенсирует ток утечки стока транзистора 2 и предотвращает ложное срабатывание (открывание) этим током транзисторов 9 и 10, работающих в ключе- вом режиме. Такой режим обеспечиваетс  тем, что ток источника 4 больше тока источника 8, а разница токов этих источников больше или равна сумме токов источников 6 и 7, при этом, если ток источника 4 протека- ет через канал транзистора 2 (разр д- конденсатора 11). то транзисторы 9 и 10 насыщаютс  и токи их коллекторов определ ютс  только токами источников 6 и 7 соответственно и не зависит от коэффициентов

передачи базы в цепь коллектора транзисторов 9 и 10. Благодар  этому токи зар да и разр да конденсатора 11 тоже не завис т от коэффициентов передачи тока базы в цепь коллектора транзисторов 9 и 10. Ток источника 6 должен быть больше тока источника 3 дл  того, чтобы при включении транзисторов 9 и 10 происходил переброс потенциала затвора транзистора 2 с высокого уровн  на низкий, а ток насыщени  транзистора 13 должен быть не меньше токэ источника 3, чтобы при отключении источника 6 транзистора 13 мог пропустить весь ток источника 3. В схеме присутствуют также транзисторы 12, 13 и диод 14, составл ющий источник напр жени . Транзистора 12 ограничивает нижний уровень импульсов генератора, а транзистор 13 - их верхний уровень. Эти уровни задаютс  напр жением на шинах источников напр жени  верхнего Uh и нижнего UI уровней. Диод 14 выполн етс  на основе перехода коллектор- база n-p-n-транзистора и имеет высокое на- пр жение обратного пробо . Диод предотвращает пробой переход эмиттер-база транзистора 12 в обратном направлении при перебросе потенциала затвора транзистора 2 на высокий уровень. Генератор работает следующим образом: допустим, что на затвор транзистора 2 подано отрицательное напр жение, его величина будет ограничена управл емым источником напр жени  олагодар  открыванию транзистора 12 иди- ода 14. При этом величина напр жени  на затворе транзистора 2 будет на 1.3-1.4 В (падение на открытых p-n-переходах эмиттера транзистора 12 и диода) ниже напр жени  на шине источника U1.

На затворе транзистора 1 в этом врем  напр жение выше, чем на затворе транзистора 2, поэтому весь ток стока транзистора 4 протекает через канал транзистора 2 и, поскольку ток насыщени  транзистора 4 больше тока насыщени  транзистора 8, то транзисторы 9 и 10 открыты и, наход сь в режиме насыщени , пропускают токи стоков соответственно транзисторов 6 и 7, при этом напр жение на коллекторах транзисторов 9 и 10 близки к напр жению отрицательного источника питани . Конденсатор 11 разр жаетс  током, протекающим через канал транзистора 7, равным его току насыщени , при этом напр жение на затворе транзистора 1 уменьшаетс  по линейному закону, пока не сравниваетс  с напр жением на затворе транзистора 2. Когда эти напр жени  сравниваютс , происходит переброс компаратора на транзисторах 1 и 2, ток стока транзистора 4 начинает протекать через Канал транзистора 1, при атом

транзисторы 9 и 10 закрываютс  и напр жение на затворе транзистора 2 скачком увеличиваетс , величина этого напр жени  §удет ограничена благодар  открыванию транзистора 13 и протеканию тока стока транзистора 3 через его канал. При этом напр жение на затворе транзистора 2 будет мало отличатьс  от Uh (так как токи насыщени  транзисторов 3 и 13 примерно одинаковы), а на участке база транзистора 12 - катод диода 14 будет присутствовать запирающа  разность потенциалов, котора  будет тем больше, чем больше заданна  разница напр жений U1 и Uh и в общем случае может превышать напр жение обратного пробо  перехода база-эмиттер транзистор 12, защита перехода от пробо  обеспечиваетс  диодом 14.

Поскольку транзисторы 9 и 10 закрыты, токи через каналы транзисторов 6 и 7 про- текать не будут и напр жение на затворе транзистора 1 будет возрастать по линейному закону, пока не достигнет уровн  напр жени  на затворе транзистора 2. Когда эти уровни снова сравн ютс , произойдет обратный переброс компаратора, транзисторы 9 и 10 снова откроютс  и, поскольку гок насыщени  транзистора 6 больше тока насыщени  транзистора 3, произойдет быстрое уменьшение напр жени  на затворе транзистора 2. Напр жение на затворе транзистора 1 снова будет уменьшатьс  по линейному закону и цикл зар да-разр да конденсатора 11 повторитс .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Генератор импульсов, содержащий дифференциальную транзисторную пару, общий вывод которой соединен с первой шиной питани  через первый генератор тока , первый выход - непосредственно, второй через параллельно соединенные второй генератор тока и переход эмиттер - база первого транзистора подключены к второй шине питани , первую выходную шину, котора  соединена с первым выводом третьего генератора тока, первым входом дифференциальной пары транзисторов непосредственно и через четвертый генератор тока - с первой шиной питани , первую шину опорного напр жени  и второй транзистор , отличающийс  тем, что, с целью

   расширени  функциональных возможностей путем дополнительного генерировани  пр моугольных импульсов при одновременном обеспечении независимой регулировки верхнего и нижнего уровней треугольных и

   пр моугольных импульсов, в него введены п тый и шестой генераторы тока, втора  шина опорного напр жени , втора  выходна  шина, диод, третий и четвертый транзисторы , причем база третьего транзистора соединена с первой шиной опорного

   «апр жени , коллектор - с первой шиной

   питани  и через п тый генератор тока - с

   второй выходной шиной, вторым входом

   дифференциальной транзисторной пары,

   через диод - с эмиттером третьего транзистора , непосредственно - с истоком четвертого транзистора и через шестой генератор тока с коллектором первого транзистора, база которого соединена с базой второго

   транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом третьего генератора тока, эмиттер - с второй шиной питани  и со стоком четвертого транзистора, затвор которого соединен с второй шиной опорного

   напр жени .
2. 2. Генератор по п.1 .отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности при одновременном исключении зависимости формы и частоты импульсов от

   коэффициентов передачи тока базы в цепь коллектора бипол рных транзисторов, первый , второй и третий транзисторы выполнены n-p-л-типа проводимости, четвертый транзистор выполнен с каналом р-типа,

   дифференциальна  транзисторна  пара выполнена в виде двух полевых транзисторов с изол цией затвора р-п-перехода и каналом р-типа с объединенными истоками, первый , второй, третий, четвертый, п тый и

   шестой генераторы тока выполнены каждый в виде полевого транзистора с. изол цией затвора р-п-переходом и каналом р-типа при объединении истока с затвором.

   (//о-Г/2

   №

   tt-O