Устройство сопряжения биполярных и мдп логических устройств

Устройство сопряжения биполярных и мдп логических устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ И ВДП-ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, выполненное на МДП-транзисторах, подложки которых соединены с положительным полюсом источника питания ВДП- устройства, причем один из ВДП-транзисторов вьтолняет функцию переключения, а другой - нагрузки, исток переключательного транзистора подключен к выходу биполярного устройства, сток этого же транзистора соединен с выходом устройства сопряжения и с истоком нагрузочного транзистора, отличающееся тем, что, с целью упрощения принципиальной схемы, повышения степени интеграции компонентов устройства и снижения потребляемой им мощности, переключательный транзистор имеет встроенный канал, затвор этого транзистора соединен с положительным полюсом источника питания, а к его истоку подключен сток дополнительного ЩЩ-транзистора со встроенным каналом, исток и затвор которого соединен с положительным полюсом источника питания.3^

РЕСПУБЛИН 4(51) Н 01 L 27/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2012385/18-25 (22) 27. 03. 74 (46) 23.02.85. Бюл. В 7 (72) В.И. Выгловский, С.А. Еремин, Л.С. Ходош, А.А. Яншин и А.И. Стоянов (53) 621.382(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

У 1300407, кл. НЗТ (Н 03 F 3/16), опублик. 1968.

2. Патент США Р 3676700, кл. 307-205, опублик. 1970. (54) (57) УСТРОЙСТВО COnpmZeia БИПОЛЯРНЫХ И ИДПЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, выполненное на ИДП-транзисторах, подложки которых соединены с положительным полюсом источника питания ИДПустройства, причем один из ИДП-транзисторов выполняет функцию переключения, а другой — нагрузки, исток переключательного транзистора подключен к выходу биполярного устройства, сток этого же транзистора соединен с выходом устройства сопряжения и с истоком нагрузочного транзистора, отличающееся тем, что, с целью упрощения принципиальной схемы, повышения степени интеграции компонентов устройства и снижения потребляемой им мощности, переключательный транзистор имеет встроенный канал, затвор этого транзистора соединен с положительным полюсом источника питания, а к его истоку подключен сток дополнительного

ИДП-транзистора со встроенным каналом, исток и затвор которого соединен с положительным полюсом источника питания.

091

1 591

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к логическим и запоминающим устройствам. Оно может быть применено для сопряжения биполярных и ИДП-устройств,5 например, в интегральном исполнении.

Известно устройство сопряжения выходных цепей низковольтных логичес- ких биполярных устройств с входными цепями МДП-устройств в интегральном 10 исполнении (1) Это устройство представляет собой отдельную многокаскадную переключательную интегральную схему, содержащую как биполярные, так и ИДП-транзисторы на одном кристалле.

Недостатками этого устройства являются сложная технология его изготов" ления, значительная потребляемая мощность и значительное увеличение коли-20 чества корпусов ИС в логических и запоминающих устройствах, изготовленных с применением известного устройства сопряжения.

Известно устройство сопряжения вы-25 ходных цепей низковольтных логических биполярных устройств с входными цепями ЩП-устройств в интегральном исполнении (2), в котором входной каскад

ИДП-устройств выполнен на двух ЩПтранзисторах с индуцированными каналами, подложки которых соединены с положительным полюсом-источника питания ИДП-устройства, причем один из транзисторов выполняет функцию пере35 ключения, а другой — нагрузки. Исток переключательного транзистора подключен к выходу биполярного устройства, а его сток соединен с выходом устройства сопряжения и с истоком нагрузочного транзистора.

Недостатком этого устройства сопряжения является наличие в его составе . вспомогательного устройства на четы рех ЩП-транзисторах, задающего смеще"

45 ние на затвор переключательного ИДПтранзистора. Это вспомогательное устройство в интегральном исполнении saнимает значительную площадь на схемном кристалле и потребляет дополни— .- 50 тельную мощность, от источника питания.

Другой его недостаток связан с тем, что управляющий перепад напряжения на входе МДП-устройства определяется выходным каскадом биполярного инте- 55 грального устройства и для стандартных транзисторно-транзисторных логических интегральных схем (ТТЛ ИС) с двухтактными выходными каскадами составляет около 2„5 В при напряжении их питания 5 В, Это требует применения во входном каскаде МДП-устройства переключательного ИДП-транзистора с большой крутизной и приводит, как следствие, к увеличению площади, занимаемой этим каскадом на схемном кристалле интегрального МДП-устройства.

Целью изобретения являются упрощение принципиальной схемы, повышение степени интеграции компонентов устройства и снижение потребляемой им мощности, Эта цель достигается -iем, что переключательный ЩП-транзистор имеет встроенный канал, затвор этого транзистора соединен с положительным полюсом источника питания, а к,его истоку подключен сток дополнительного

NgII-транзистора со встроенным каналом, исток и затвор которого соединен с положительным полюсом источника питания.

Этот дополнительный ИДП-транзистор служит нелинейной нагрузкой для выходного каскада биполярного устройства, поэтому его подключение способствует, увеличению управляющего перепада напряжения до величины, близкой к величине напряжения пита- ния биполярной ИС.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагае- мого устройства сопряжения, Исток переключательного МДП-транзистора 1 устройства сопряжения соединен со стоком дополнительного

ИДП-транзистора 2 и со входом 3 устройства .сопряжения. Сток переключательного транзистора 1 связан с истоком и затвором нагрузочного ЩП-транзистора 4 со встроенным каналом, сток которого подключен к отрицательному полюсу источника питания МДП-устройства -Е,, и с выходом 5 устройства сопряжения. Затворы транзисторов 1 и 2, подложки всех МДП-транзисторов

1, 2 и 4 соединены с положительным полюсом источника питания. Выход 5 устройства сопряжения соединен со входом логического NgII-устройства б в интегральном исполнении, изготовленного на одном схемном кристалле с устройством сопряжения.

591091

Т ехр ед!М. Пароцай

Редактор П. Горькова

Корректор Г. Orap

Заказ 538/3

Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Вход 3 устройства сопряжения подключен к выходу 7 биполярного логического устройства (ИС) 8. С этим выходом соединен коллектор переключа- тельного биполярного транзистора 9 выходного каскада биполярной ИС.

Повышение управляющего перепада напряжения достигается также при подключении затвора дополнительного

NgII — транзистора 2 к отрицательному fp полюсу источника питания МДП-устройства. В другом варианте дополнительный МДП-транзистор 2 может иметь индуцированный канал, а его затвор должен быть подключен к отрицательному полюсу источника питaíèÿ МДПустройства.

Устройство работает следующим образом.

Так как переключательный МДП-тран-gp зистор 1 имеет встроенный канал, то он проводит ток при нулевом напряжении затвор-исток, Его напряжение отсечки выбирается примерно равным напряжению питания интегрального д биполярного устройства (5 В).

Когда переключательный биполярный транзистор 9 закрыт, постоянно включенный дополнительный МДП-транзистор

2 обеспечивает на входе 3 схемы сопряжения близкое к нулю напряжение (вместо -2 В, обеспечиваемых выходным каскадом биполярной ИС) . В результате этого МДП-транзистор 1 открывается и проводит ток. Этот ток создает падение напряжения на нагрузочном транзисторе 4, и на выходе 5 устройства сопряжения устанавливается небольшое по абсолютной величине отрицательное напряжение (логический О).

Когда биполярный транзистор 9 открыт и насыщен,, его ток создает на транзисторе 2 падение напряжения, примерно равное Е (5 В), в результате чего напряжение затвор-исток транзистора 1 становится равным его напряжению отсечки. Транзистор 1 закрывается и на выходе 5 устройства сопряжения устанавливается отрицательное напряжение, примерно равное напряжению питания Е МДП-устройства (логическая 1) . Для правильной работы устройства сопряжения необходимо только, чтобы ток через транзистор 2 при напряжении -Е на входе 3 не превышал максимального выходного тока биполярной ИС 8 в этом режиме, что на практике всегда выполняется.

Из рассмотрения работы устройства сопряжения следует, что при закрытом биполярном транзисторе 9 МДП-транзистор 2 обеспечивает установку на вхо" де 3 устройства сопряжения напряжения, близкого к нулю, независимо от типа и характера нагрузки биполярного транзистора. Поэтому в качестве управляющей биполярной логической схемы можно использовать стандартные

ТТЛ и ДТЛ ИС с двухтактными выходными каскадами, а также ТТЛ и ДТЛ ИС с выходными каскадами с разомкнутым коллектором. Во всех случаях устройство сопряжения и МДП-устройство 6 выполняются на общей. подложке, т.е. в виде одной интегральной схемы.

Предлагаемое устройство сопряжения, отличаясь простотой построения, в то же время позволяет снизить по требляемую мощность и повысить сте пень интеграции компонентов МДП ИС.