Компаратор

Компаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

РеспублиК e о1179О257

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 06. 78 (21) 2627885/18-21 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 231280. Бюллетень Но 47

Дата опубликования описания 251280

{51)М. Ил, H 03 К 5/24

Q 05 В 1/01

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

{53) УДК 621. 374. .33(088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Бычков, A В. Барышников, B. М. Климашин, и Л. В. Попов (71) Заявитель (54) KOMHAPATOP

Изобретение относится к радио-. электронике, а более конкретно к мно-, гоцелевым элементам микроэлектронной аппаратуры, применяемым в вычислительной и измерительной технике. 5

Известен компаратор, содержащий блок вычитания, который образует разность входных напряжений

Одним из недостатков рассматриваемого компаратора является то, что реализация данного компаратора в полупроводниковом кристалле методами микроэлектроники сложна и нетехнологична, к тому же необходим дополни- 2О тельный отрицательный источник питания.

Известен компаратор, содержащий два триггера, основной и дополнительный, каждый из которых выполнен на 25 одном двухколлекторном и-р-и тран-. зисторе.

Устройство представляет собой разряд регистра сдвига, выполняющего прием и передачу информации из одно- gg го триггера в другой по фронтам тактовых импульсов 2), Однако данное устройство не может реализовать функцию компаратора тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в компаратор, содержащий два триггера, основной и дополнительный, каждый из которых выполнен на двух транзисторах и-р-и типа и одном трайэисторе р-и-р типа, эмиттер каждого из которых соединен с источником тактового сигнала, коллекторы транзистора р-п-р типа основного триггера соединены с базами транзисторов п-р-п типа, а два коллектора транзистора р-и-р типа дополнительного триггера соединены с базами транзисторов п-р-и типа, одни из коллекторов которых соединены с выходными клеммами, введены элемент сравнения на двух транзисторах р-и-р типа,одноколлекторны . и двухколлекторный транзисторы и-р-и типа, эмиттеры которых соединены с общей шиной, коллекторы двухколлекторного транзистора и-р-п типа соединены с коллекторами транзистора р-и-р типа основного триггера, а коллектор

790257 одноколлекторного транзистора п-р-п типа соединен с третьим коллектором р-п-р транзистора дополнительного ,триггера, причем эмиттеры транзисторов элемента сравнения соединены с входными клеммами, базы — с общей ши-, зой, а коллекторы соединены с коллек1торами двухколлекторного транзистора и-р-и типа..

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого токового компаратора; на фиг. 2 временная диаграмма; на фиг. 3 топология предлагаемого токового компаратора; на фиг. 4 — разрез A-A на фиг. 3.

Устройство содержит входные одноколлекторные р-и-р транзисторы 1 и 2, двухколлекторные п-р-и транзисторы

3 и 4 основного триггера, двукколлекторый р-и-р транзистор 5 основного, одноколлекторый п-р-и транзистор б, двухколлекторный и-р-и транзистор 7, трехколлекторный р-п-р транзистор 8 дополнительного триггера, двухколлектарные и-р-и транзисторы, образующие дополнительный триггер.

Устройство работает следующим образам.

На эмиттер транзистора 5 подается стробирующий импульс Ф, на эмиттер трайзистора 8 подается импульс Ф .

При наличии импульса Ф на эмиттере р-и-р транзистора 5, коллектор и-р-и. транзистора 6 замыкается на землю. Замкнутый на землю коллектор создает на базе и-р-и транзистора 7 низкий потенциал за счет непосредственной связи базы с коллектором. Коллекторные переходы транзистора 7 смещаются в обратном направлении и обрывают связь, замыкающую входную информацию на землю. Одновременно в базах п-р-п транзисторов 3 и 4 начинают накапливаться заряды от строб-импульса через р-п-р транзистор б. за счет совмещения структур на ранее накопленные заряды на базовых емкостях до порога срабатывания.

Основной триггер устанавливается вф одно из устойчивых состояний в зависимости от разности зарядов на базах транзистора. Допустим, что тран""истор 3 включается, а транзистор 4 выключается. Тогда за счет непосредственной связи коллекторов основного триггера с базами транзисторов дополнительного (выходного) триггера происходит подготовка выходного триггера к приему информация, за счет разностного накопления зарядов на узловых емкостях в базах и при подаче

Ф триггер устанавливается в состояние, определенное зарядами баэ.

Й

Присутствие Ф на транзисторе 8 и отсутствие Ф на транзисторе 5 приводит к отключению транзистора б и включению транзистора 7, через коллекторы которого протекают токи от анализируемого и опорного сигналов.

Протекаемые токи заряжают базы транзисторов основного триггера, апре

1 еляя последующее его состояние с риходом ф

Анализ, проведенный с использованием модифицированной модели 36ерсаИолла показывает, что переключение основного триггера в то или другое и, состояние происходит при условии

1 N(1) Эо(1), 2 N(6) co(5) Ч). э и(г) эо() .Ч.„Ф м(в) эо() Ч

35 где, .„„ )- нормальные каэффициен P P ты передачи тока транзисторов 1 и 2 соответственно, 36 приведенный к одному

>(<) коллектору нормальный коэффициент передачи тока транзистора 5

J „) il о(,)- начальный ток эмиттера..

Ъо (ф> 90 (2) транзистора 1 и 2; начальный ток эмиттера . транзистора 5;

U — напряжение на эмиттерA ном переходе транзистора, на который пода30 ется опорный сигнал;

° 0 — напряжение на эмиттерном переходе транзистора 5.

K K,K, K(определяются технологическим разбросом изготовления р-п-р тран-1 эисторов, р ((отношения, по экспери4 ментальным данным не

40 превышающие 53 в диапазоне токов от 0,1 A до 5 мА.

Предлагаемый компаратор предназна чен для выполнения в составе интегральных схем с инжекционным питанием.

Простота изготовления компаратора в одном кристалле со схемами интегральной инжекционной логики, обеспечение высокой степени. интеграции на кристалле, минимальное произведение потребляемой мощности на время. переключения, а также изготовление по технологии биполярных интегральных схем обеспечивают положительный ээ эффект от применения предлагаемого компаратора.

Формула изобретения

Компаратор, содержащий два триггера, основной и дополнительный, каждый,из которых выполнен на двух

"транзисторах п-р-п типа и одном транзисторе р-п-р типа, змиттер каж790257 дого из которых соединен с источником тактового сигнала, коллекторы транзистора р-и-р типа основного триггера соединены с базами транзисторов и-р-и типа, а два коллектора транзистора р-п-р типа дополнительного триггера соединены с базами транзисторов и-р-п типа, одни из коллекторов которых соединены с в1яходными клеммами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены влемент сравнения на двух транзисторах р-п-р типа, одноколлекторный и двухколлекторный транзистора и-р-п типа, эмиттеры которых соединены с общей шиной, коллекторы двухколлекторного транзистора и-р-п типа соединены с коллекторами транзистора р-п-р типа основного триггера, а коллектор одноколлекторного транзистора и-р-п типа соединен с третьим коллектором р-п-р транзистора дополнительного триггера, причем эмиттеры транзисторов элемента сравнения соединены с входными клеммами, базы — с общей шиной, а коллекторы соединены с коллекторами двухколлекторного

16 транзистора п-р-п типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зарубежная радиоэлектроника.

1976, 9 б, с. 53, рис. 27.

35 2. Зарубежная электронная техника.

1973, Р 19, с 40, рис. 34 (прототип).

Составитель Л. Николаева

Редактор A. Шаидо Техред A. Ач Ко ектор И. Куска

Заказ 9133 77 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПНП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4