SU1200408A1 - Переключающее устройство - Google Patents

Abstract

ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее снабженный входной и выходной шинами ключ на К-МДП-тран зисторах, первый и второй выпр мительные диоды, накопительный и разделительный конденсаторы, между первой и второй шинами питани  ключа на К-МДП-транзисторах последовательно согласно включены первый и. второй выпр мительные диоды, обща  точка которых объединена с управл ющей шиной ключа на К-МДП-транзисторах и через разделительный конденсатор соединена с управл ющей шиной устройства, к первой шине питани  ключа на К-МДП-транзисторах подк/по- чен один из выводов накопительного конденсатора и катод первого выпр мительного диода,, входна  и выходна  шины ключа на К-МДП-траизисторах подключены соответственно к входной и выходной шинам устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в устройство введены обща  nofkn на, стабилитрон, резистор утечки и второй накопительный конденсатор, который включен параллельно с резистором утечки между второй шиной питани  ключа на К-едП-транзисторах и общей шиной, к которой подключен второй вывод накопительного конденсатора и анод стабилитрона, катод которого подключен к первой .шине питани  ключа на К-МДП-транзисторах . 1 X)

Description

Изобретение относитс  к электрон ной импульсной технике, а именно к коммутационной технике, и может быть использовано в вычислительных и измерительных устройствах.

Целью изобретени   вл етс  рас ширение функциональных возможностей переключающего устройства, конкрет но достижение возможности коммути ровать знакопеременное напр жение источника сигнала путем формировани  из управл ющих импульсов на шинах, питани  устройства разнопол рных по сто нных напр жений, смешенных относительно общей шины и нулевой шины источника управл ющих импульсов. На фиг. 1 показана функциональна  схема переключающего устройства; на фиг.2 и 3 принципиальные схемы возможного выполнени  ключей на К МДП Транзисторах, которые могут быть использованы в переключающем устройстве.

Устройство содержит (фиг. 1) ключ 1 на К МДП Транзисторах, пер вый 2 и второй 3 выпр мительные диоды , накопительнь1й 4 и разделитель ный 5 конденсаторы, второй накопи тельный конденсатор 6, сопротивле ние 7 утечки и стабилитрон 8.

Обща  точка последовательно со гласно включенных выпр мительных диодов 2 и 3 подключена к управл ю щей шине 9 ключа 1 и через раздели тельный конденсатор 5 к управл ющей шине 10 устройства. Между первой 11 и второй 12 шинами пи гани  ключа 1 включены попарно последовательно первый 2 и второй 3 выпр мительные ди оды, накопительные конденсаторы 4 и 6, стабилитрон 8 и резистор 7 уте чек. Катоды первого выпр мительного диода 2 и стабилитрона 8 подключены к первой 11 шине питани  ключа 1, к второй шине 12 питани  которого подключены второй накопительный кон денсатор 6 и резистор 7 утечки. К общей шине 13 устройства подключены общие точки накопительных конденса торов 4 и 6 и соответственно резис тора 7 утечки и стабилитрона 8. Об ща  щина 13 устройства смещена относительно нулевой шины 14 на величину напр жени  смещени .

Входной сигнал подаетс  между общей шиной 13 и входной шиной 15 устройства, котора  подключена к входной шине 16 ключа 1, а выходной

сигнал снимаетс  с нагрузки, подклю чаемой между общей шиной 13 и выход ной шиной 17 устройства, котора  со единена с выходной шиной 18 ключа 1.

На фиг. 1.приведен также один из возможных вариантов реализации клю ча 1 на К МДП Транзисторах. Ключ 1 содержит два К МДП Инвертора 19 и 20, которые подключены между пер

вой 11 и второй 12 шинами питани  ключа 1, два коммутирующих зистора 21 и 22, которые включены параллельно между входной 16 и вы ходной 18 шинами ключа 1, и три управл ющих МЛП Транзистора раз кого типа проводимости. Вход перво го К МДП Инвертора подключен к входной шине 9 ключа 1. Выход первого К МДП-инвертора 19 подключен к входу

второго К-МДП Инвертора 20 и к объеди ненным затворам коммутирующего МДП транзистора 21, управл ющего МДП транзистора 23 и второго управл ющего МДП Транзистора 25

па. Выход второго К МДП Инвертора

подключен к объединенным затворам ко коммутирующего МДП Транзистора 22 и первого управл ющего МДП транзистора 24 . К первой ши

не 11 питани  ключа 1 подключены объединенные подложки коммутирующего МД11 транзистора 21 и управл  ющего МДП Транзистора 23 .

Сток и подложка второго управл ю

щего МДП Транзистора 25 со единены с второй шиной 12 ключа 1. Управл ющие МДП-транзисторы па 23 и 24 включены параллель но между выходной шиной 18 ключа 1

и истоком второго управл ющего МДП транзистора 25 . Подложки коммутирующего МДП Транзистора 22 п-типа и первого управл ющего МДП Транзис- тора 24 п-типа объединены и подклю

чены к истоку второго управл ющего МДП транзистора 25 .

Устройство по фиг. 1 работает еле дующим образом.

На управл ющую шину 10 устройства

подаетс  последовательность управл  ющих импульсов относительно нулевой ины 14. Импульсы напр жени  через разделительный конденсатор 5 подаютс  на управл ющую шину 9 ключа 1 и на

выпр митель, образованный вьтр ми тельными диодами 2 и 3 и накопительными конденсаторами 4 и 6. На конден саторах 4 и 6 при этом формируютс 

разнопол рные относительно общей шины 13 напр жени , разность которых равна напр жению между первой 11 и второй 12 шинами питани  ключа. 1 и которое  вл етс  напр жением пита ни  К МДП 1шверторов 19 и 20. Напр жени  на конденсаторах 4 и 6 пульсируют в результате наличи  тока питани  ключа, -токов утечек и изменени  скважности управл ющих импульсов. Накопительный конденсатор 6 дополнительно разр жаетс  через сопротивление 7 утечки и напр жение на нем уменьшаетс , причем во врем  действи  очередного управл ющего импульса напр жение на конденсаторе 4 увеличиваетс  примерно на ту же величину . При определенном значении напр жени  йа конденсаторе 4 пробиваетс  стабилитрон 8 и фиксирует напр жение на первой пшне питани  11 ключа 1 на определенном уровне, тем самым фиксируетс  напр жение на второй шине }2 питани  ключа , так как разность этих напр жений должна быть примерно равна амплитуде управл ющих импульсов.

Состо ние ключа 1 при наличии на пр жени  питани  на его шинах 11 и 12 питани  определ етс  наличием или отсутствием сигнала на управл ющей шнне ключа 9 и, следоватгль- но, на управл ющей шине 10 устройства .При наличии на управл ющей шине 10 устройства положительного сигнала на выходе первого К-МДП-инвертора 19 формируетс  отрицательный относительно общей шины 13 сигнал, а на выходе второго К-МДП-инверто- ра .20 - положительный.

В результате оба коммутирующих МДП-транзистора 21 и 22 открыты, входна  15 и выходна  17 шины устройства замкнуты и аналоговый входной сигнал нормально коммутируетс  если его напр жение не выходит из интервала, образованного разностью потенциалов шин 11 и I2 питани  устройства . Если иа управл ющей пшне 10 устройства нулевой сигнал, на выходах .первого и второго К-ОДП-инверторов формируютс  напр жени  противоположной пол рности и оба коммутирующих МДП-транзистора 21 и 22 будут закрыты. Ключ 1 при этом выключей и аналоговый сигнал с входной шины 15 не передаетс  на выходную шину 17 устройства.

Управл ющие МДП-транзисторы 23-25 обеспечивают высокую линейность ключа, так как в режиме открытого ключа подложка коммутирующего МДПтранзистора 22 п-типа подключаетс  при помощи параллельно соединенньк управл ющих МДП-транзисторов 23 и 24 к выходному коммутируемому сигналу. В режиме закрытого ключа подложка

коммутирующего МДП-транзистора 22 подключаетс  к отрицательному потенциалу второй шины 12 питани  ключа 1, что обеспечивает надежное запирание транзистора 22.

Ключ 1 на К-МДП-транзисторах по фиг. 1 обладает высокой линейностью, но имеет погрешность коммутации, св занную с паразитным набросом зар да на выходную шину 18 ключа 1 че-

рез коммутируюшде МДП-транзисторы в моменты изменени  состо ни  ключа 1.

Меньшей погрешностью коммутации, но и меньшей линейностью обладает ключ на К-МДП-транзисторах на фиг.2.

Ключ .1 содержит К-МДП-инвертор 19 и два коммутирующих транзистора 20 и 21 различных типов проводимости, которые включены параллельно между входной 16 и выходной 18 шинами ключа 1.

Вход К-МДП-инвертора, подключенного между первой 11 и второй 12 шинами питани  ключа 1, соединен с управл ющей шиной 9 ключа 1 и затвором коммутирующего транзистора п-типа 21. Выход К-МДП-инвертора подключен к затвору коммутирующего МДП- транзистора р-типа. Подложки комму- тируюшдх МДП-транзисторов р- и п-типов подключены соответственно к пер-

вой 11 и второй 12 шинам питани  ключа 1. В таком ключе потенциалы подложек обоих коммутирующих МДП- транзисторов фиксированы на уровне потенциалов шин питани  и наброс

зар да на выходную шину 18 ключа 1 зависит от направлени  изменений состо ни  ключа 1, причем за период коммутации набросы зар да компенсируют друг друга.

В ключе 1 на К-МДП-транзисторах по фиг 3 использован компромисс между погрешност ми коммутации из-за нелинейности ключа и из-за наброса зар да в выходную шину ключа 1.

Ключ 1 содержит К- ЩП-инвертор 19, пару коммутирукидих МДП-транзисто- ров 20 и 21 р- и п-типа, два управл ющих МДП-транзистора 22 и 23 п-типа . Коммутирующие МДП Транзисторы включены параллельно между вхоД ной 16 и выходной 18 шинами ключа 1. Вход К-МДП ИНвертора I9, подключенного между первой И и второй 12 ши HaMji питани  ключа 1, соединен с управл ющей шиной 9 ключа 1 и затво- . рами коммутирующего МДП-транзисто- ра 21 п-типа и первого управл ющего МДП-транзистора 22. Выход МДПинвертора подключен к объединенным затворам коммутирующего МДП-транзистора 20 р-типа и второго управл ющего МДП-транзистора 23. Подложка коммутирующего МДП-транзистора р-типа подключена к первой щине 11 питани  ключа 1. Сток и подложка второго управл ющего МДП-транзистора 23 подключены к второй щине 12 питани  ключа 1. Сток и подложка первого управл ющего МДП-транзистора подключены к второй шине 12 питани  ключа 1. Сток и подложка первого управл ющего МДП-транзистора 22, исток которого подключен к выходной шине 1 ключа 1, объединены и соединены с подложкой коммутирующего МДП-транзис тора 21 п-типа и истоком второго управл ющего МДП-транзистора. Ключ 1 на К-МДП-транзисторах по фиг. 3 работает в переключающем устройстве аналогично предыдущим ключам 1 с тем отличием, что в режиме открытого ключа 1 подложка коммутирующего МДП-транзистора 21 п-типа при помощи первого управл ющего МДП-транзистора 22 подключаетс  к коммутируемому сигналу, а в режиме закрытого ключа 1 при помощи второго управл ющего МДП-транзистора 23 к второй шине питани  12 ключа 1. Использование дополнительных стабилитрона , резистора утечки и второго накопительного конденсатора и введение общей щины устройства существенно расшир ет функциональные возможности и области применени  переключающего устройства, так как помогает нормально коммутировать зна копеременное относительно общей ши- ны напр жение,котороеможет бытьсмещено относительнонулевой щинына значительное посто нное или медленно измен ющеес  напр жение любой пол рности.

во огг

Claims (1)

1. ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее снабженный входной и выходной шинами ключ на К-МДП-тран— зисторах, первый и второй выпрямительные диоды, накопительный и разделительный конденсаторы, между первой и второй шинами питания ключа на К-МДП—транзисторах последовательно согласно включены первый и.

   второй выпрямительные диоды, общая точка которых объединена с управляющей шиной ключа на К—МДП—транзисторах и через разделительный конденсатор соединена с управляющей шиной устройства, к первой шине питания ключа на К-МДП—транзисторах подкдю— чен один из выводов накопительного конденсатора и катод первого выпрямительного диода,, входная и выходная шины ключа на К-МДП-транзисторах подключены соответственно к входной и выходной шинам устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введены общая ши— на, стабилитрон, резистор утечки и второй накопительный конденсатор, который включен параллельно с резистором утечки между второй шиной питания ключа на К-МДП—транзисторах и общей шиной, к которой подключен второй вывод накопительного конденсатора и анод стабилитрона, катод которого подключен к первой шине питания ключа на К-МДП-транзисто— рах.

   SUn·, 1200408 >