Устройство преобразования уровней напряжения

Устройство преобразования уровней напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е <и) 558400

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.76 (21) 2328150/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 27.06.77 (51) М. Кл.- Н ОЗК 19/00

Государстаенный комитет

Соаета Министроо СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК G21.374(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. М. Герасимов, А. H. Кармазинский, В. М. Гусаков, А. А. Красильников и В. В. Трушин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УPOBHEA

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электроники, в частности, к импульсной технике и предназначено для применения в интегральных цифровых схемах.

Известно устройство преобразования уровней напряжения, представляющее собой обычный ключевой каскад на дополняющих

МДП-транзисторах с большим отношением удельных крутизн переключающего и нагрузочного транзисторов.

Такой ключевой каскад в одном из логических состояний потребляет значительную мощность.

Известно также устройство преобразования уровней напряжения, содержащее два сложных инвертора на дополняющих МДПтранзисторах, в котором истоки переключающих транзисторов первого и второго сложного инвертора подключены к шине нулевого потенциала, затворы — к прямому и инверсному входам, а стоки — к инверсному и прямому выходам схемы соответственно, истоки нагрузочных транзисторов первого и второго сложных инверторов подключены и шине питания, затворы — к прямому и инверсному. выходам, а стоки — к инверсному и прямому выходам схемы соответственно.

Недостатком этого устройства преобразования уровней напряжения является узкая область применения и низкое быстродействие.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение оыстродействпя с емы преобразования уровней напряжения.

Для этого в устройство преобразования напряжения, содержащее два инвертора на

10 МДП-транзисторах, причем исток переключающего транзистора первого инвертора подключен к шине нулевого потенциала, затвор — к входной шине, а сток — к затвору нагрузочного транзистора второго инвертора, 15 сток переключающего транзистора второго пнвертора — с затвором нагрузочного транзистора первого инвертора и стоком нагрузочного транзистора второго инвертора, истоки нагрузочных транзисторов подключены к шине питания, введен дополнительный нагрузочный транзистор, сток которого подключен к стоку переключающего транзистора первого инвертора, исток — к стоку нагрузочного транзистора первого инвертора, а затвор — к входной шине, кроме того, исток переключающего транзистора второго инвертора подключен к входной шине, а затвор — к дополнительной шине питания.

На чертеже показана принципиальная cxegp ма предлагаемого устройства.

558400

Устройство содержит нагрузочные транзисторы 1, 2; персключающие транзисторы 3, 4; дополнительный нагрузочный транзистор 5; входную шину б; инверсный и прямой выходы 7, 8 соответственно; шину 9- источника питания; шину 10 нулевого потенциала; шину

11 дополнительного источника питания.

Транзисторы 1, 3 образуют первый инвертор, а транзисторы 2, 4 образуют второй инвертор.

1О

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии уровень иа входной шине б устройства соответствует логическому «0». При этом транзисторы 2 и 3 закрыты, транзисторы 1, 4 и 5 открыты, а 15 уровни на прямом и инверсном выходах 8, 7 соответствуют «О» и «1» соответственно, причем уровень логической «1» на выходе 7 равен напряжению шины 9 источника питания.

При изменении логического уровня на выходе с «О» на «1», величина которого меньше напряжения на шине 9 источника питания, переключающий транзистор 3 открывается, проводимость дополнительного нагрузочного транзистора 5 уменьшается, а пере- 25 ключающий транзистор 4 закрывается по истоку и напряжение на выходе 8 увеличивается до напряжения отпирания транзистора 4 по истоку, равного

Енд U0 Ц

30 отп

1-+- r где Е„„, — напряжение на шине 10 дополнительного источника питания, уменьшая при этом проводимость транзистора 1. 35

Открытые транзисторы 1, 3 и 5 образуют делитель. Напряжение на выходе 7 начинает изменяться с логической «1» до уровня, определяемого отношением размеров (удельной крутизны) этих транзисторов, В некоторый 4о момент времени транзистор 2 открывается и напряжение на выходе 8 начинает возрастать до величины напряжения шины 9 источника питания. Транзистор 1 при этом закрывается и напряжение на выходе 7 уменьшается до

«О». В новом состоянии транзисторы 1 и 4 закрыты, а транзисторы 2, 3 и 5 — открыты, уровни на прямом и инверсном выходах 8, 7 соответствуют «1» и «О» соответственно.

Переключение устройства в исходное состояние происходит аналогичным образом.

Сначала запирается транзистор 3 и отпирается транзистор 4. Открытые транзисторы 2 и 4 образуют делитель, в результате чего измсненис напряжения на выходе 8 с «1» на

«О» приводит к отпираншо транзистора 1 и к изменению напряжения на выходе 7 с «О» на «1».

Формула изобретения

Устройство преобразования уровней напряжения, содержащее два инвертора на дополняющих МДП-транзисторах, причем исток переключающего транзистора первого инвертора подключен и шине нулевого потенциала, затвор — к входной шине, а сток — к затвору нагрузочного транзистора второго инвертора, сток переключающего транзистора второго инвертора соединен с затвором нагрузочного транзистора первого инвертора и стоком нагрузочного транзистора второго инвертора, истоки нагрузочных транзисторов подключены к шине питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, в него введен дополнительный нагрузочный транзистор, сток которого подключен к стоку переключающего транзистора первого víâåðòîðà, исток — к стоку нагрузочного транзистора первого инвертора, а затвор — к входной шине, кроме того, исток переключающего транзистора второго инвертора подключен к входной шине, а затвор— и дополнительной шипе питания.

558400

C0CT3:fffT". f> H. ЛЯкигп в

Техред M. Семенов

Редактор Н. Каменская

Корректор А. Степанова

Тнпографи ., пр. Сапунова, 2

Заказ !!05/!4 Изд.. 6 437 Тираж 1077 Под- исиое

Ц1П 1ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская паб., д. 4, 5