SU1569973A1 - Mis-transistor-base pulse shaper - Google Patents

Mis-transistor-base pulse shaper Download PDF

Info

Publication number
SU1569973A1
SU1569973A1 SU853906886A SU3906886A SU1569973A1 SU 1569973 A1 SU1569973 A1 SU 1569973A1 SU 853906886 A SU853906886 A SU 853906886A SU 3906886 A SU3906886 A SU 3906886A SU 1569973 A1 SU1569973 A1 SU 1569973A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bus
transistor
output
inverter
input
Prior art date
Application number
SU853906886A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Леонидович Тарасов
Андрей Михайлович Деревягин
Original Assignee
Организация П/Я А-7124
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Организация П/Я А-7124 filed Critical Организация П/Я А-7124
Priority to SU853906886A priority Critical patent/SU1569973A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1569973A1 publication Critical patent/SU1569973A1/en

Links

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в цифровых устройствах на МДП-транзисторах дл  регулировани  амплитуды импульсов, например в устройствах управлени  приборами с переносом зар да в КМДП БИС. Цель изобретени  - обеспечение электронной регулировки амплитуды выходных импульсов при малом энергопотреблении и высокой надежности работы. Достижение указанных в цели эффектов обусловлено возможностью регулировани  порогового напр жени  нагрузочного транзистора 2 МДП-инвертора посредством цепей коммутации его подложки к шине 11 управлени  (положительного управл ющего напр жени ) дл  открытого состо ни  и к общей шине 13 (наименьшего потенциала) дл  открытого состо ни . Формирователь содержит активный и нагрузочный N-канальные транзисторы 1 и 2, инвертор 3, первый и второй ключи 4 и 5, первый, второй и третий элементы 6, 7 и 8 задержки, входную и выходную шины 9 и 10, шину 11 управлени , шину 12 питани , общую шину 13. 3 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used in digital devices on MOS transistors for controlling the amplitude of pulses, for example, in control devices for charge transfer devices in CMD BIS. The purpose of the invention is to provide electronic adjustment of the amplitude of the output pulses with low power consumption and high reliability of operation. The achievement of the effects indicated in the target is due to the possibility of adjusting the threshold voltage of the load transistor 2 of the MIS inverter by switching its substrate to the control bus 11 (positive control voltage) for the open state and to the common bus 13 (the lowest potential) for the open state . The driver contains active and load N-channel transistors 1 and 2, inverter 3, first and second keys 4 and 5, first, second and third delay elements 6, 7 and 8, input and output buses 9 and 10, control bus 11, bus 12 power, common bus 13. 3 Il.

Description

99

8eight

II

РR

11 -о11th

10ten

лl

слcl

О СО СО JAbout CO J J

соwith

Фиг.11

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в цифровых устройствах на МДП- транзисторах дл  регулировани  амплитуды импульсов, например, в устройствах управлени  приборами с переносом зар да в КМДП БИС.The invention relates to a pulse technique and can be used in digital devices on MOS transistors for controlling the amplitude of pulses, for example, in control devices for charge transfer devices in CMD BIS.

Цель изобретени  - обеспечение электронной регулировки амплитуды выходных импульсов при малом энергопотреблении и высокой надежности работы .The purpose of the invention is to provide electronic adjustment of the amplitude of the output pulses with low power consumption and high reliability of operation.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема ; - г ировател  импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов; на фиг. 3 - пример реализации формировател  на КМДП инверторах.FIG. 1 shows a structural electrical circuit; - pulse generator; in fig. 2 - time diagrams of signals; in fig. 3 - an example of the implementation of a shaper on a CMD inverter.

Формирователь (фиг. 1) импульсов содержит активный n-канальный транзистор 1, нагрузочный п-канальный транзистор 2, инвертор 3, первый ключ 4, второй ключ 5, первый элемент 6 задержки, второй элемент 7 задержки, третий элемент 8 задержки, входную шину 9, выходную шину 10, шину ,11 управлени , шкпу 12 питани  и общую шину 13.The driver (Fig. 1) of the pulses contains an active n-channel transistor 1, a load n-channel transistor 2, an inverter 3, the first key 4, the second key 5, the first delay element 6, the second delay element 7, the third delay element 8, the input bus 9, output bus 10, bus, control 11, power pin 12 and common bus 13.

Транзисторы 1 и 2 включены после- довательно между шинами 12 и 13, образу  инвертор, выход которого св зан с выходной шиной 10. Затвор нагрузочного транзистора 2 соединен с выходом первого элемента 6 задержки фронта, подключенного входом через инвертор 3 к входной шине 9, и через второй элемент 7 задержки фронта с .управл ющим входом первого ключа 4. Затвор активного транзистора 1 св - зан с входной шиной 9 через элемент 8 задержки. Подложка нагрузочного транзистора 2 св зана через первый ключ 4 с шиной 11 управлени  и через подсоединенный управл ющим входом к входной шине 9 второй ключ 5 к общей 13. Сток активного транзистора 1 и исток нагрузочного транзистора 2 св заны с выходной шиной 10.Transistors 1 and 2 are connected successively between buses 12 and 13, forming an inverter whose output is connected to the output bus 10. The gate of the load transistor 2 is connected to the output of the first front delay element 6 connected by the input through inverter 3 to the input bus 9, and through the second element 7 of the front delay to the control input of the first switch 4. The gate of the active transistor 1 is connected to the input bus 9 through the element 8 of the delay. The load transistor 2 substrate is connected via the first switch 4 to the control bus 11 and, via the control input connected to the input bus 9, the second switch 5 to the common 13. The drain of the active transistor 1 and the source of the load transistor 2 are connected to the output bus 10.

Формирователь импульсов работает следующим образом.The pulse shaper operates as follows.

В исходном состо нии на входную шину 9 подан сигнал высокого уровн  (фиг. 2а), на затвор активного транзистора 1 через элемент 8 задержки фронта подан сигнал высокого уровн , на затвор нагрузочного транзистора 2 через элемент 6 задержки подан сигна низкого уровн  (фиг. 26), на ключ 4In the initial state, a high level signal is applied to the input bus 9 (Fig. 2a), a high level signal is applied to the gate of the active transistor 1 through the front delay element 8, and a low level signal is sent to the gate of the load transistor 2 (Fig. 26 ), key 4

$ $

Q 5 Q 5

0 j о 0 j o

00

5five

через элемент 7 задержки фронта подан управл ющий сигнал высокого уровн , ключ 4 закрыт. Ключ 5 открыт управл ющим сигналом высокого уровн  с входной шины 9, и на подложку нагрузочного транзистора 2 подан сигнал низкого уровн . Открытое состо ние транзистора 1 и закрытое состо ние транзистора 2 обуславливают наличие нулевого потенциала, общей шины на выходной шине 10 (фиг. 2в, д), а открытое состо ние ключа 5 и закрытое состо ние ключа 4 обуславливают наличие нулевого потенциала на подложке нагрузочного транзистора 2 (фиг. 26).through the front delay element 7, a high level control signal is applied, the key 4 is closed. The key 5 is opened by a high level control signal from the input bus 9, and a low level signal is applied to the substrate of the load transistor 2. The open state of transistor 1 and the closed state of transistor 2 determine the presence of zero potential, a common bus on the output bus 10 (Fig. 2c, e), and the open state of key 5 and the closed state of key 4 cause the presence of zero potential on the substrate of the load transistor 2 (Fig. 26).

После снижени  напр жени  на входной шине 9 до нул  в первую очередь происходит запирание транзистора 1 и размыкание ключа 5. Транзистор 2 отпираетс  позже из-за задержки фронта импульса на выходе инвертора 3 элементом 6. Спад сигнала на входной шине 9 инвертируетс  инвертором 3. Фронт сигнала с выхода инвертора 3 задерживаетс  элементом 6 задержки. На истоке транзистора 2 устанавливаетс  минимальное значение высокого уровн  выходного напр жени  соответствующего максимальному обратному смещению p-n-перехода подложка - исток транзистора 2 и, следовательно, его наибольшему пороговому напр жению . Позднее с задержкой, определ емой элементом 7, замыкаетс  ключ 4, и напр жение на подложке транзистора 2 увеличиваетс  и становитс  равным напр жению на шине 11 управлени . Обратное смещение на р-п-переходе подложка - исток транзистора 2 и его пороговое напр жение уменьшаютс , что приводит к дополнительному увеличению уровн  напр жени  на выходной шине 10. В том случае, если наибольшее напр жение на шине 11 не превышает максимально возможный уровень напр жени  на выходной шине 10, соответствующий напр жению на р-п-переходе подложка - исток транзистора 2, при котором его пороговое напр жение минимально, то этот переход остаетс  всегда запертым при формировании фронта выходного импульса на выходной шине 10. Амплитуда этого импульса зависит от напр жени , установленного на шине 11 управлени . IAfter the voltage on the input bus 9 decreases to zero, the transistor 1 is locked and the key 5 is opened. Transistor 2 opens later due to the delay of the pulse at the output of inverter 3 by element 6. The signal on the input bus 9 is inverted by inverter 3. The front the output signal from the inverter 3 is delayed by delay element 6. At the source of transistor 2, the minimum value of the high level of the output voltage corresponding to the maximum reverse bias of the p – n junction is set to the substrate — the source of transistor 2 and, consequently, to its maximum threshold voltage. Later, with a delay determined by the element 7, the switch 4 is closed, and the voltage across the substrate of the transistor 2 increases and becomes equal to the voltage on the control bus 11. The reverse bias on the pn-junction substrate - the source of the transistor 2 and its threshold voltage decrease, which leads to an additional increase in the voltage level on the output bus 10. In the case that the highest voltage on the bus 11 does not exceed the maximum possible voltage level on the output bus 10, corresponding to the voltage on the pn-junction substrate - the source of transistor 2, at which its threshold voltage is minimal, this transition is always locked when the front of the output pulse is formed on the output bus 10. Amp ituda this pulse depends on the voltage established on the control bus 11. I

Повышение уровн  напр жени  наIncreased voltage level

чодной шине 9 за вхо г515Drive bus 9 per input g515

ного импульса приведет к замыканию ключа 5. Спад сигнала без задержки передаетс  с выхода инвертора 3 через элемент 6 задержки фронта на затвор нагрузочного транзистора 2 (фиг. 2б) и через элемент 7 задержки фронта на подложку нагрузочного транзистора 2 (фиг. 2в), при этом нагрузочный транзистор 2 закрываетс  по затвору, а на подложке транзистора 2 формируетс  спад сигнала и устанавливаетс  потенциал общей шины 13. Фиксаци  подложки нагрузочного транзистора 2 наиболее отрицательным потен- циалом схемы повышает надежность работы устройства в целом.pulse will cause the key 5 to close. A drop without a delay is transmitted from the output of the inverter 3 through the front delay element 6 to the gate of the load transistor 2 (Fig. 2b) and through the front delay element 7 to the substrate of the load transistor 2 (Fig. 2c) In this case, the load transistor 2 closes on the gate, and on the substrate of the transistor 2 a signal decay is formed and the potential of the common bus 13 is established. Fixing the substrate of the load transistor 2 by the most negative potential of the circuit increases the reliability of the device operation in eloom.

Фронт сигнала с входной шины 9 через элемент 8 задержки фронта передаетс  на затвор акт . тора 1. Активный тран. rr . 1 включаетс , и на выходной шине. 10 фср.чи- руетс  спад импульса. Поскольку отпирание транзистора 1 происходит позднее , с задержкой, определ емой эле- ментом 8 задержки, p-n-переход подложка - исток транзистора 2 остаетс  запертым и при формировании спада импульса на шине 11.The signal front from the input bus 9 is transmitted to the gate through the front delay element 8. torus 1. Active tran. rr. 1 is enabled and on the output bus. 10 fsr. Pulse decay. Since the unlocking of transistor 1 occurs later, with a delay determined by delay element 8, the p – n junction substrate — the source of transistor 2 remains locked when the pulse decays on bus 11.

В данном случае обеспечена после- довательность подачи сигналов на затворы транзисторов 1 и 2 и управл ющие входы ключей 4 и 5, при которой p-n-переход подложка - исток транзистора 2 никогда не смещаетс  в пр мом направлении. Благодар  этому исключен тиристорный эффект, снижающий надежность МДП-интегральных микросхем .In this case, a sequence of signals is provided to the gates of transistors 1 and 2 and the control inputs of switches 4 and 5, at which the p – n junction substrate — the source of transistor 2 never shifts in the forward direction. Due to this, the thyristor effect, which reduces the reliability of MIS integrated circuits, is excluded.

Измен   напр жение на шине 10 управлени , подключаемой к подложке наг- грузочного транзистора 2 при эапира- Ыии активного транзистора 1, можно регулировать амплитуду выходных импульсов , затрачива  на это минимальную мощность, необходимую только на перезар дку емкостей МДП-транзисто- ров.Changing the voltage on the control bus 10 connected to the substrate of the loading transistor 2 when the active transistor 1 is ejected, you can adjust the amplitude of the output pulses by spending the minimum power needed only to recharge the MIS transistors.

Фсркирователь, реализованный с использованием КМДП-инверторов (фиг.З), содержит n-канальные активный транзистор 1, нагрузочный транзистор 2, двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ, состо щий из транзисторов 14-17, первый инвертор, состо щий из транзисторов 18 и 19, второй инвертор , состо щий из транзисторов 20 и 21, третий инвертор, состо щий из транзисторов 22 и 23, четвертыйThe flipper, implemented using a CMOS inverter (FIG. 3), contains n-channel active transistor 1, a load transistor 2, a two-input OR-NOT logic element, consisting of transistors 14-17, the first inverter consisting of transistors 18 and 19, the second inverter, consisting of transistors 20 and 21, the third inverter, consisting of transistors 22 and 23, the fourth

.- , .-,

0 5 0 5

п P

0 ,- 0, -

00

5five

736736

инвертор, состо щий из транзисторов 24 и 25, первый n-канальный транзистор 26, второй n-канальный транзистор 27, первый ключ, состо щий из транзисторов 28 и 29, второй ключ, состо щий из транзисторов 30 и 31, входную шину 9, выходную шину 10, шину 11 - управлени , шину 12 питани , общую шину 13.an inverter consisting of transistors 24 and 25, a first n-channel transistor 26, a second n-channel transistor 27, a first key consisting of transistors 28 and 29, a second key consisting of transistors 30 and 31, an input bus 9, output bus 10, bus 11 — control, power bus 12, common bus 13.

Формирователь импульсов работает следующим образом.The pulse shaper operates as follows.

В исходном состо нии, при наличии сигнала высокого уровн  на входной шине 9, установлен сигнал низкого уровн  на выходе первого инвертора (транзисторы 18 и 19) и на выходе третьего инвертора (транзисторы 22 и 23) , сигнал высокого уровн  - на выходе второго инвертора (транзисторы 20 и 21) и четвертого инвертора (транзисторы 2А и 25). Нагрузочный транзистор 2 закрыт сигналом низкого уровн , поступающим на затвор транзистора 2 с выхода двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ (транзисторы 14-17). Подложка транзистора 2 через открытье транзисторы 26 и 27 подключена к общей шине 13 и отключена от шины 10 управлени  закрытым первым ключом (транзисторы 28 и 29) и закрытым вторым ключом (транзисторы 30 и 31). Потенциал выходной шины 10 равен потенциалу общей шины 13. При подаче на входную шину 9 сигнала низкого уровн  подключаютс  последовательно первый,второй,третий и четвертый инверторы. При этом сначала закрываетс  транзистор 1 сигналом низкогоIn the initial state, if there is a high level signal on the input bus 9, a low level signal is set at the output of the first inverter (transistors 18 and 19) and at the output of the third inverter (transistors 22 and 23), a high level signal is output at the second inverter ( transistors 20 and 21) and the fourth inverter (transistors 2A and 25). The load transistor 2 is closed by a low level signal fed to the gate of transistor 2 from the output of a two-input logic element OR NOT (transistors 14-17). The substrate of the transistor 2 through open transistors 26 and 27 is connected to the common bus 13 and disconnected from the bus 10 controlling the closed first key (transistors 28 and 29) and the closed second key (transistors 30 and 31). The potential of the output bus 10 is equal to the potential of the common bus 13. When a low level signal is applied to the input bus 9, the first, second, third and fourth inverters are connected in series. In this case, transistor 1 is first closed by a low

уровн  с выхода второго инвертора, открываетс  транзистор 2 сигналам высокого уровн  с двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, затем на подложку нагрузочного транзистора через открывающиес  первый и второй ключ подаетс  напр жение с шины 11 управлени . Величина управл ющего напр жени  определ ет величину выходiного сигнала высокого уровн  на выходной шине 10.level from the output of the second inverter, opens the transistor 2 to the high level signals from the two-input logic element OR NOT, then the voltage from the control bus 11 is applied to the substrate of the load transistor through the opening first and second switches. The magnitude of the control voltage determines the magnitude of the high level output signal on the output bus 10.

При подаче на входную шину 9 сиг нала высокого уровн  в первую очередь подключаетс  подложка транзистора 2When a high level signal is fed to the input bus 9, the substrate of the transistor 2 is first connected

к общей шине 13 через транзистор 26. Одновременно подложка транзистора 2 отключаетс  от шины 11 управлени  при закрывании транзисторов 28 и 29 первого ключа. Транзистор 2 закрываетс  по затвору сигналом низкогоto the common bus 13 through the transistor 26. At the same time, the substrate of the transistor 2 is disconnected from the control bus 11 when the transistors 28 and 29 of the first key are closed. Transistor 2 closes the gate with a low signal

уровн  с выхода двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, после чего открываетс  транзистор 1 сигналом высокого уровн  с выхода второго инвертора , и на выходной шине 10 по вл етс  сигнал низкого уровн .the level from the output of the two-input logic element OR NOT, after which the transistor 1 is opened by a high level signal from the output of the second inverter, and a low level signal appears on the output bus 10.

Получение ЕОЗМОЖНОСТИ электронногоReceiving the Electronic Capability

10ten

регулировани  амплитуды выходных импульсов обусловлено использованием цепей коммутации подложки нагрузочного транзистора 2 к шине 11 управлени  (положительного регулируемого напр жени ) дл  его . хрытого состо -fs ни  и к общей шине 13 (наименьшего потенциала) дл  закрытого состо ни .adjusting the amplitude of the output pulses due to the use of the switching circuit of the substrate of the load transistor 2 to the control bus 11 (positive regulated voltage) for it. horned state -fs nor to the common bus 13 (the lowest potential) for the closed state.

2020

Кроме того, дополнительно включенные первый, второй, третий и четвертый инверторы, двухвходовой элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй п-канальные транзисторы, первый и второй ключи обеспечивают очередность подачи сигналов на затвор активного транзис- 25 тора, затвор и подложку нагрузочного транзистора, предотвращающую смещение р-п-перехода сток - подложка нагрузочного транзистора в пр мом направлении , и зажигание в интегральной МДП-микрбсхеме паразитного транзистора . Это обеспечивает высокую надежность формировател .In addition, the included first, second, third, and fourth inverters, the two-input element OR NOT, the first and second n-channel transistors, the first and second keys provide the order of signals to the gate of the active transistor 25, the gate and the substrate of the load transistor, preventing the displacement of the pn-junction drain - the substrate of the load transistor in the forward direction, and the ignition in the integral MIS-microscope of the parasitic transistor. This ensures high reliability of the driver.

s s

00

5 five

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Формирователь импульсов на МДП- транзисторах, содержащий активный n-канальный МДП-транзистор, подключенный истоком и подложкой к общей шине, нагрузочный n-канальный МДП- транзистор, подключенный стоком к шине питани , истоком - к выходной шине и стоку активного п-канального МДП-транзистора, а затвором через инвертор - к входной шине, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  электронной регулировки амплитуды выходных импульсов при малом энергопотреблении и высокой надежности в работе, введены первый ключ, подключенный между шиной управлени  и подложкой нагрузочного транзистора, второй ключ, подключенный между подложкой нагрузочного транзистора и общей шиной, первый элемент задержки фронта, включенный между выходом инвертора и затвором нагрузочного транзистор, второй элемент задержки фронта, включенный между выходом первого элемента задержки фронта и входом управлени  первого ключа, третий элемент задержки фронта, включенный между входом устройства и .затвором активного транзистора , вход управлени  второго ключа соединен с входной шиной.MOSFET pulse generator containing an active n-channel MOS transistor connected by a source and a substrate to a common bus, a load n-channel MOS transistor connected by a drain to a power bus, a source to an output bus and a drain of an active p-channel MOS -transistor, and the gate through the inverter - to the input bus, characterized in that, in order to provide electronic adjustment of the amplitude of the output pulses with low power consumption and high reliability in operation, the first key connected between the control bus With the load transistor substrate, the second switch connected between the load transistor substrate and the common busbar, the first edge delay element connected between the inverter output and the gate of the load transistor, the second edge delay element connected between the output of the first edge delay element and the control input of the first key, the third front delay element connected between the input of the device and the gate of the active transistor; the control input of the second switch is connected to the input bus. Фцг.2Fzg.2
SU853906886A 1985-06-10 1985-06-10 Mis-transistor-base pulse shaper SU1569973A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853906886A SU1569973A1 (en) 1985-06-10 1985-06-10 Mis-transistor-base pulse shaper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853906886A SU1569973A1 (en) 1985-06-10 1985-06-10 Mis-transistor-base pulse shaper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1569973A1 true SU1569973A1 (en) 1990-06-07

Family

ID=21181325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853906886A SU1569973A1 (en) 1985-06-10 1985-06-10 Mis-transistor-base pulse shaper

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1569973A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. Перевод с англ. - М.: Радио и св зь, 1985, с. 117, рис. 5.За. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4408135A (en) Multi-level signal generating circuit
US4874971A (en) Edge-sensitive dynamic switch
US5896045A (en) Static pulsed cross-coupled level shifter and method therefor
US5430335A (en) Simplified low-noise output buffer circuit
US5115150A (en) Low power CMOS bus receiver with small setup time
US5973552A (en) Power savings technique in solid state integrated circuits
EP0130273B1 (en) Fet driver circuit
US4443715A (en) Driver circuit
JPH0158896B2 (en)
US4063119A (en) Schmitt trigger circuit
KR950001761A (en) Data Output Buffer of Semiconductor Integrated Circuits
US5239211A (en) Output buffer circuit
US4469962A (en) High-speed MESFET circuits using depletion mode MESFET signal transmission gates
JPH052894A (en) Data output circuit
EP0055073B1 (en) Improvements in or relating to electronic clock generators
JP2000174606A (en) Mos transistor output circuit
EP0700599B1 (en) Cmos input with v cc? compensated dynamic threshold
JP3151329B2 (en) Data output circuit
US5160860A (en) Input transition responsive CMOS self-boost circuit
SU1569973A1 (en) Mis-transistor-base pulse shaper
US4025800A (en) Binary frequency divider
US4004170A (en) MOSFET latching driver
EP0244587B1 (en) Complementary input circuit
SU1775853A1 (en) Logical signal level cmos-transistor converter
US4649290A (en) Pulse generating circuit