SU1550617A2

SU1550617A2 - Analog switch

Info

Publication number: SU1550617A2
Application number: SU874299974A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Соломонович Корабельник; Наталья Олеговна Корабельник; Владимир Васильевич Халтурин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2168
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1990-03-15

Abstract

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в качестве коммутатора переменных напр жений, например, в устройствах телефонии. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей аналогового ключа - достигаетс путем введени в аналоговый ключ дополнительной цепи 16, состо щей из последовательно включенных источника питани 17, резистора 18 и диода 19. Благодар наличию источника питани 17 обеспечиваетс открытое состо ние ключевых МДП-транзисторов 1 и 2 при малых напр жени х на входных шинах 10 и 11. В результате расшир етс диапазон коммутируемых напр жений и диапазон коммутируемых нагрузок, в том числе низкоомных нагрузок, измен емых во врем работы, и обеспечиваетс работоспособность аналогового ключа при значительных сопротивлени х источника коммутируемого сигнала, т.е. расшир ютс его функциональные возможности. Аналоговый ключ содержит также третий МДП-транзистор 3, два стабилитрона 4 и 5, два диода 6 и 7 и два резистора 8 и 9. 1 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used as a switch of alternating voltages, for example, in telephony devices. The purpose of the invention is the extension of the functionality of an analog switch - is achieved by introducing into the analog switch an additional circuit 16 consisting of a series-connected power supply 17, a resistor 18 and a diode 19. Due to the presence of the power supply 17, an open state of the key MOS transistors 1 and 2 is provided at low voltages on the input buses 10 and 11. As a result, the range of switching voltages and the range of switching loads, including low-resistance loads, varying during operation, and providing The operability of the analog switch is tested with significant resistances of the source of the switched signal, i.e. its functionality is extended. The analog switch also contains the third MOSFET 3, two Zener diodes 4 and 5, two diodes 6 and 7, and two resistors 8 and 9. 1 Il.

Description

СПSP

сдsd

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в качестве коммутатора переменных напр жений, например, в устройствах телефонии.The invention relates to a pulse technique and can be used as a switch of alternating voltages, for example, in telephony devices.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства, заключающеес в расширении диапазона коммутируемых напр же- ний, в том числе коммутации малых напр жений ,, в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и выходных сопротивлений источника сигнала путем введени в аналоговый ключ дополнитель- ной цепи смещени , состо щей из источника питани , резистора и диода, включенного в пр мом направлении, За счет чего при коммутации малых входных напр жений или при низком сопро- тивлении нагрузки обеспечиваетс открытое состо ние соответствующего ключевого МДП транзистора аналогово- го ключа.The aim of the invention is to expand the functionality of the device, which consists in expanding the range of switching voltages, including switching low voltages, in a wide range of switching loads and output impedances of the signal source by introducing an additional bias circuit into the analog switch power supply, resistor and diode connected in the forward direction, so that when switching small input voltages or when the load resistance is low th state of the corresponding key transistor TIR analog-th key.

II

На чертеже приведена принципиальна схема предлагаемого аналогового ключа при использовании МДП-транзисто- ров с п-каналом.The drawing shows a schematic diagram of the proposed analog key when using MIS transistors with the p-channel.

Аналоговый ключ содержит три МДП- транзистора 1-3, два стабилитрона А и 5, два диода 6 и 7, два резистора 8 и 9, а также входные 10 и 11, выходные 12 и 13 управл ющие 14 и 15 шины и цепь 16, состо щую из последовательно соединенных источника 17 питани , резистора 18 и диода 19.The analog switch contains three MOS transistors 1-3, two Zener diodes A and 5, two diodes 6 and 7, two resistors 8 and 9, as well as input 10 and 11, output 12 and 13 control buses 14 and 15, and a circuit 16, consisting of a series-connected power supply 17, a resistor 18, and a diode 19.

Входные шины 10 и 11 соединены в каждой из фаз с катодами соответствующих диодов 6 и 7, анодами стабилиронов 4 и 5, истоками и подложками МДП-транзисторов 1 и 2. Стоки первого 1 и второго 2 МДП-транзисторов подключены к выходным шинам 12 и 13. Катоды стабилитронов 4 и 5 соединены с затворами соответственно первого 1 и второго 2 МДП-транзисторов и соответственно через первый 8 и второ 9 резисторы объединены и подключены к стоку третьего МДП-транзистора 3, исток и подложка которого подключены к общей точке первого 6 и второго 7 диодов и к первой управл ющей шине 14, а затвор которого соединен со второй управл ющей шиной 15. Цепь 16 включена между общей точкой диодов 6 и 7 и общей точкой резисторов 8 и 9. Причем источник 17 питани и диод 19 включены в направлении отпирани The input buses 10 and 11 are connected in each of the phases with the cathodes of the corresponding diodes 6 and 7, the anodes of the stabilitrons 4 and 5, the sources and the substrates of the MOS transistors 1 and 2. The drains of the first 1 and second 2 MOS transistors are connected to the output buses 12 and 13 The cathodes of Zener diodes 4 and 5 are connected to the gates of the first 1 and second 2 MOS transistors, respectively, and through the first 8 and second 9, respectively, resistors are connected and connected to the drain of the third MOS transistor 3, whose source and substrate are connected to a common point of the first 6 and second 7 diodes and to the first control bus 14, and the gate of which is connected to the second control bus 15. A circuit 16 is connected between the common point of diodes 6 and 7 and the common point of resistors 8 and 9. Moreover, the power supply 17 and the diode 19 are turned on in the direction of unlocking

« 0 “0

5five

„ „

5 five

5five

00

первого 1 или второго 2 МДП-транзисторов .first 1 or second 2 MOS transistors.

Аналоговый ключ работает следующим образом.The analog key works as follows.

На входные шины 10 и 12 подаетс двухпол рное напр жение, например на шину 10 поступает положительный потенциал . Первый МДП-транзистор 1 при этом работает как диод, открытый в пр мом направлении.A bipolar voltage is applied to the input busbars 10 and 12, for example, a positive potential is applied to the bus 10. The first MOS transistor 1 thus operates as a diode open in the forward direction.

В закрытом состо нии устройства на вторую управл ющую шину 15 относительно первой управл ющей шины 14 подаетс напр жение больше, чем пороговое напр жение третьего МДП-транзистора 3, в результате чего он отпираетс . Сопротивление-этого МДП-транзистора в открытом состо нии выбираетс много меньше, чем величина сопротивлени резисторов 8 и 9. Поэтому даже с учетом падени напр жени на диоде 7 величина напр жени затвор - исток второго МДП-транзистора 2 будет мала (меньше порогового напр жени ) и транзистор 2 будет заперт. Благодар диодам 6 и 7 закрытое состо ние одного из МДП-транзисторов 1 или 2 обеспечиваетс при открытом МДП-транзисторе 3 при любой пол рности и любой величине коммутируемого напр жени на входных шинах 10 и 11. При этом закрытое состо ние соответствующего МДП-транзистора 1 или 2 обеспечиваетс наименьшим из потенциалов на входных шинах устройства. Резистор 18 ограничивает ток в цепи 16. В открытом состо нии устройства третий МДП-транзистор 3 закрыт, дл чего дл транзистора с индуцированным каналом управл ющие шины 14 и 15 могут быть закорочены.In the closed state of the device, the second control bus 15 is supplied to the second control bus 14 with a voltage greater than the threshold voltage of the third MOS transistor 3, as a result of which it is unlocked. The resistance of this MOS transistor in the open state is chosen much less than the resistance value of the resistors 8 and 9. Therefore, even taking into account the voltage drop on the diode 7, the gate voltage value - the source of the second MOS transistor 2 will be small (less than the threshold voltage ) and transistor 2 will be locked. Due to diodes 6 and 7, the closed state of one of the MOS transistors 1 or 2 is provided when the MOS transistor 3 is open for any polarity and any amount of switching voltage on the input buses 10 and 11. At the same time, the closed state of the corresponding MOS transistor 1 or 2 is provided with the lowest potential at the input device tires. The resistor 18 limits the current in the circuit 16. In the open state of the device, the third MOS transistor 3 is closed, for which, for the transistor with an induced channel, the control buses 14 and 15 can be shorted.

Если величина коммутируемого напр жени больше, чем напр жение изолированного источника 17 питани цепи 16, то открываетс первый стабилитрон 4, а диод 19 цепи 16 закрываетс . Потенциал первой входной шины 10 при этом передаетс резисторы 8 и 9 на затвор второго МДП-транзистора 2 и открывает его. Через нагрузку, подключенную между выходными шинами 12 и 13, при этом протекает ток нагрузки .If the value of the switched voltage is greater than the voltage of the insulated power supply source 17 of the circuit 16, then the first Zener diode 4 is opened and the diode 19 of the circuit 16 is closed. The potential of the first input bus 10 in this case transfers the resistors 8 and 9 to the gate of the second MOS transistor 2 and opens it. Through the load connected between the output tires 12 and 13, while flowing load current.

Если величина коммутируемого напр жени ,меньше, чем напр жение источника 17, стабилитрон 4 закрываетс , а диод 19 цепи 16 открываетс и отпирающий потенциал источника 17 rvIf the switched voltage is less than the voltage of source 17, zener diode 4 closes and diode 19 of circuit 16 opens and the unlocking potential of source 17 rv

515515

редаетс на затвор МДЛ-транзистора 2 и открывает его. Таким образом, устройство обеспечивает коммутацию и малых входных сигналов, меньших, чем пороговое напр жение МДП-транзисто- ров, благодар чему расшир етс диапазон коммутируемых напр жений. При этом предлагаемое устройство обеспечивает расширение функциональных воз можностей и с точки зрени величины коммутируемых нагрузок и параметров источников коммутируемых сигналов. Так, например, если, величина сопротивлени нагрузка мала или сравнима с величиной сопротивлени источника входного сигнала, образуетс делител напр жени , в результате чего напр жение на входной шине 10 может быть недостаточно дл отпирани МДП-тран- зистора 2 или дл обеспечени малого сопротивлени этого транзистора. Поэтому величина напр жени источника 17 цепи 16 выбираетс таким образом, чтобы обеспечить достаточно полное открывание ключевых МДП-транзисторов 1 и 2 при самом неблагопри тном сочетании величин сопротивлений нагрузки и источника коммутируемого напр же7It is detected on the gate of the MDL transistor 2 and opens it. Thus, the device provides switching for small input signals smaller than the threshold voltage of MIS transistors, thereby expanding the range of switching voltages. At the same time, the proposed device provides for the expansion of functional capabilities from the point of view of the magnitude of switched loads and parameters of sources of switched signals. For example, if the resistance value of the load is small or comparable to the resistance value of the input source, a voltage divider is formed, as a result of which the voltage on the input bus 10 may not be enough to unlock the MIS transistor 2. transistor. Therefore, the voltage value of the source 17 of the circuit 16 is chosen in such a way as to ensure a sufficiently complete opening of the key MOS transistors 1 and 2 with the most unfavorable combination of the values of the load resistances and the source of the switched voltage 7

ни . Устройство при этом приближаетс по свойствами к аналоговому ключу тока и может быть использовано дл коммутации в цеп х с высоким выходным сопротивлением источника сигнала и при низкоомной нагрузке. Такие услови возникают в цеп х с переменной нагрузкой, например в устройствах телефонии, где величина сопротивлени нагрузки зависит от режима выбора абонента. Стабилитроны k и 5 дополнительно обеспечивают защиту затворов МДП-транзисторов.neither The device at the same time approaches the properties of the analog current switch and can be used for switching in circuits with a high output impedance of the signal source and under a low-impedance load. Such conditions occur in variable load circuits, such as telephony devices, where the magnitude of the load resistance depends on the selection mode of the subscriber. The zener diodes k and 5 additionally provide protection for the gates of MOS transistors.

Ф о ула изобретени F o ula Invention

Аналоговый ключ по авт. св. If Й06767, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, в него введена цепь, состо ща из последовательно соединенных источника пита-, ни , резистора и диода, котора включена параллельно цепи третьего МДП- транзистора, причем источник питани и диод введенной цепи включены в направлении отпирани первого или второго МДП-транзисторов устройства.Analog key on auth. St. If06767, characterized in that, in order to expand its functionality, a circuit is inserted in it consisting of a series-connected power source, resistor and diode, which is connected in parallel with the circuit of the third MOS transistor; included in the direction of unlocking the first or second MOS transistors of the device.

Claims

Analog key by author

140b7b7, characterized in that, in order to expand the functionality, a circuit is introduced into it, consisting of the last ⁴ value of the source voltage

17 circuit 16 is selected in such a way as to ensure sufficiently complete opening of the key MOS transistors

1 and 2 for the most unfavorable combination of the load resistances and the source of switched voltage-connected power supply, resistor and diode, which is connected 25 parallel to the circuit of the third MOS transistor, the power supply and the diode of the introduced circuit included in the unlocking direction of the first or second MOS transistors devices.