SU1725384A1 - Трехстабильный аналоговый коммутатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоэлект ронным устройствам и может быть использовано в средствах обора и обработки информации и в средствах тестового контрол  сверхбольших интегральных схем. Цель изобретени  - подьГшениеФыетродей- стви  и технологичности; аналогового коммутатора . Трехста&йльный коммутатор содержит преобразователе Т уровней уп- ра в л   ю щи х с и гнало в, ком мутатор. 2 и н - формационных входов, токозгадающие элементы 3.-4..Й коммутатор 5 третье го состо ни . Выполнение коммутатора третьего состо ни  на двух транзисторах разного типа проводимости и соединение их с транзисторами коммутатора информационных входов , а также с соответствующими выходами блока преобразовани  уровней позволило уменьшить задержку ..сигнала в процессе коммутации, т.е. повысить быстродействие всего коммутатора. 1 ил. t

Description

Изобретение относитс  к области радиоэлектронных устройств и может быть использовано в средствах сбора и обработки информации ив средствах тестового контрол  сверхбольших интегральных схем (СБИС).

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

Схему транзисторов, содержащуюс  в предлагаемом устройстве и представл ющую собой токовые ключи отличает от известной то, что на базы транзисторов подаютс  уровни напр жени  (уровни управл ющих сигналов), в то врем  как в известной схеме на базу одного из трех транзисторов приложено форсированное посто нное напр жение, играющее роль опорного и задающего порог переключени  дл  других транзисторов.

К тому же коллекторы транзисторов в предлагаемом устройстве подсоединены к разным цеп м, не св занным с нулевой шиной , в отличие от известной, где два коллектора из трех соединены между собой, а все вместе через резисторы подключены к нулевой шине.

На чертеже показан предлагаемый коммутатор ,

Коммутатор содержит преобразователь 1 уровней управл ющих сигналов, коммутатор 2 информационных входов, токозадаю- щие элементы 3 и 4 и коммутатор 5 третьего состо ни .

Преобразователь уровней управл ющих сигналов содержит шесть стабилитронов 6-11, из которых катоды стабилитронов 6-9 через резисторы 12-15 подключены к положительному источнику питани , а аноды стабилитронов 6, 7, 10 и 11 через резисторы 16-19 подключены к отрицательному источнику питани , причем катод стабилитрона 7, точка соединени  анода 8 и катода 10, а также точка соединени  анода 9 и катода 11 подключены к входам устройства.

Преобразователь 1 уровней имеет шесть выходов, четыре из которых через резисторы 20-23 подключены к базам транзисторов 24-27 коммутатора 2 информационных входов, а два других через резисторы 28 и 29 подключены к базам транзисторов 30 и 13 коммутатора 5 третьего состо ни .

Однотипные транзисторы 24, 25, 30 и 26, 27, 31 коммутаторов 2 и 5 соединены между собой эмиттерами и через токозада- ющие элементы 3 и 4 подключены к разно- пол рным источникам питани .

Коллекторы разнотипных транзисторов 24, 26 и 25, 27, коммутатора 2 соединены между собой через управл ющие диагонали диодных мостов 32 и 33 соответственно, выходы которых соединены между собой и подключены через вспомогательный резистор к выходу 34 устройства, а входы подключены к первому 35 и второму 36

информационным входам устройства.

Принцип действи  предлагаемого устройства состоит в следующем.

На управл ющие входы 37-40 устройства подаетс  определенна  комбинаци  логических управл ющих сигналов/которые с помощью преобразовател  1 преобразуют-, с  в уровни, необходимые дл  управлени  транзисторами коммутаторов 2 и 5.

В зависимости от того, в какую цепь

будет ответвл тьс  ток токозадающего элемента 3 (аналогично из какой цепи будет вытекать ток токозадающего элемента 4), выход трехстабильного коммутатора будет подключен или к одному из двух информационных входов, или перейдет в высокоимпедансное состо ние.

Если, например, открыты транзисторы

24и 26, а остальные закрыты, то токи токо- задающих элементов будут протекать через

диодный мост 32, в результате чего потенциал выхода 34 будет соответствовать потенциалу входа 35 (первое состо ние). В другом случае, когда открыты транзисторы

25и 27 и Остальные закрыты (дл транзисто- ров 30 и 31 допускаетс  квазивыключенное

состо ние, что не отражаетс  на работоспособности схемы), токи протекают через диодный мост 33, в результате чего потенциал выхода 34 соответствует потенциалу входа

36 (второе состо ние).

И, наконец, если открыты транзисторы 30 и 31, а остальные закрыты, то ток через диодные мосты отсутствует, следовательно, выход переходит в высокоимпедансное состо ние (третье состо ние) или, иначе говор , оба информационных входа 35 и 36 отключены от выхода.

Пример. Предположим, коммутатор работает в режиме коммутации информационных сигналов с входов 35 и 36 на выход, дл  чего на управл ющие входы коммутатора подана комбинаци  логических уровней

Эср.логики.

0

Bx.37U -1,6B Вх.38 U

0,8 В Вх.39 U - - 0,8 В

(1)

Bx.40U° -1,6 В

где логическа  единица;

U°-логический нуль.5 На входы 38 и 40 по отношению к вхог дам 37 и 39 соответственно всегда подаютс  инверсные сигналы.

Тогда, с учетом напр жени  стабилизации стабилитронов, напр жени  на базах транзисторов 24.25 и 30 будут следующими:

Ub2f UCT9-1,6B

Ш

25

(2)

UcTB-0,8B.(3)

UЈ %UCT -0.8B,(4)

где UCT , UCT , UCT - напр жени  стабилизации стабилитронов 7-9.

Напр жение в точке соединени  эмиттеров будет приведено к меньшему из напр жений, действующих на базах транзисторов, соединенных эмиттерами.

С учетом св занного и (2), (3) напр же- ние на эмиттере будет

иэ UCT- 1,6 В + 0,7 UCT-0,9. (5) Из сравнени  (5)с (2) - (4) видно, что транзисторы 25 и 30 будут закрыты, транзистор 24 открыт, ток токозадающего элемента 3 будет ответвл тьс  в цепь с диодным мостом 32 и на выход будет передаватьс  сигнал с входа 35.

При другом сочетании сигналов на входах 39 и 40 будет открыт транзистор 25 и ток будет ответвл тьс  в цепь с диодным мостом 33, в результате чего на выход будет передаватьс  сигнал с входа 36.

Аналогично работают транзисторы 26,. 27 и 31.

В режиме работы коммутатора, когда выход переходит в высокоимпедансное состо ние , транзисторы 30 и 31 открыты, а остальные закрыты.У

Дл  того, чтобы закрыть, предположим. транзисторы 24 и 25, необходимо понизить напр жение в точке соединени  эмиттеров до значени , приблизительно равного меньшему из значений, действующих на базах выражени  (2) и (3). Это достигаетс  за счет того, что напр жени  стабилизации стабилитронов 6 и 7 выбираютс  на 0,3-0,4 В меньше напр жений стабилизации стабилитронов 8,9 и 10, 11, т.е. с учетом услови  UcT° UCT9

UcT7-UcT8-(0,3-0,5).(6)

Тогда на базе транзистора 30 приложено напр жение

UB30 Уст7 - 1,6- В Ucr8 - (1,9 - 2,1) В (7) Теперь напр жение в точке соединени  эмиттеров прив зываетс  к напр жению на базе транзистора 30, которое равно КэЗО Uct8 - (1,9-2,1) В + 0.7 В UcT-(1,2-1,4)B.(8)

Если сравнить (8) и (2), (3), то становитс  очевидным то, что транзисторы 24 и 25 надежно закрыты, и, следовательно, ток токозадающего элемента 3 шунтируетс  транзистором 30.

Claims (1)

1. Аналогично работает транзистор 31 совместно с транзисторами 26 и 27. Формула изобретени  Трехстабильный аналоговый коммутатор , содержащий блок преобразовани  уровней управл ющих сигналов, входы которого соединены с управл ющими входами устройства, коммутатор информационных входов, содержащий по два транзистора разного типа проводимости, причем однотипные транзисторы соединены между собой эмиттерами и через токозадающие элементы подключены к разнопол рным источникам питани , базы через резисторы подключены к соответствующим выходам блока преобразовани  уровней, а коллекторы разнотипных транзисторов соединены между собой через диагонали диодных мостов , выходы которых соединены с выходом устройства, а входы подключены к информационным входам устройства, а также коммутатор третьего состо ни , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , коммутатор третьего состо ни  выполнен на двух транзисторах разного типа проводимости, эмиттеры которых соединены с точками соединени  эмиттеров транзисторов соответствующего типа проводимости коммутатора информационных входов, базы подключены к соответствующим выходам блока преобразовани  уровней , а коллекторы соединены между собой.