Формирователь импульсов
Патент 911692
Авторы
Формирователь импульсов
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
N . В ОPCNQMY CBHQETEflbCTBY
Союз Советских
Социалистических
Республик
<11911692 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-????????” (22) ???????????????? 280380 (21) 2899814>
Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9
Дата опубликования описания 070382
tS1) М. Кп.
Н 03 К 3/353
Н 03 К 19/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
fS3) VQN 621 ° 374. .3(088.8) (72) Авторы изобретения
A Б. Однолько, Ю.В. Минков, А.С. Лушников, Пззаренко и В.И. Соломоненко ( (:, . I (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ
Изобретение относится к электронике и может быть использовано в импульсных интегральных схемах на МДПтранзисторах. 5
Известен формирователь, состоящий из двух инверторов с общим входом, причем затвор нагрузочного транзистора выходного инвертора подключен к выходу первого (1 ) . !О
Недостатком такого устройства является значительная мощность, потребляемая в статическом режиме при уровне входного напряжения, соответствующем логической единице.
Известен также формирователь импульсов, содержащий общую шину, шину питания, первую и вторую входную и выходную шины, инвертор на первом МДП-транзисторе обогащенного типа, в цепь стока которого включены последовательно второй МДП-транзистор обедненного типа и третий МДП-транзистор, затвор первого и второго
МДП-транзисторов инвертора объединены и .подключены к первой входной шине, выходной каскад на первом и втором МДП-транзисторах обогащенного типа, первый иэ которых шунтирован третьим.МДП- транзистором .обедненного типа в диодном включении, шток третьего МДП-транзистора инвертора подключен к затвору первого
МДП-транзистора выходного каскада, а его сток через конденсатор подключен к выходной шине и выходу выходного каскада, затвор второго транзистора выходного каскада подключен ко входу инвертора и к первой входной шине (2).
Недостатком такого формирователя является низкое быстродействие и большое потребление мощности. цель изобретения " снижение потребляемой мощности и повышение быстродействия формирователя импульсов.
Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий общую шину, шину питания, первую и вторую входную и выходную шины, инвертор на первом МДП-транзисторе обогащенного типа, в цепь стока которого включены последова« тельно второй МДП-транзистор обедненного типа и третий МДП-транзистор обогащенного типа, затворы первого и второго МДП-транзисторов инвертора объединены и подключены н первой входной шине, выходной каскад на первом и втором МДП-транзис. торах обогащенного типа, первый
911692 иэ которых шунтирован третьим МДПтранзистором обедненного типа в диодном включении, исток третьего
МДП-транзистора инвертора подключен к затвору первого МДП-транзистора выходного каскада, à его сток через конденсатор подключен к выходной шине и выходу выходного каскада, затвор второго транзистора выходного каскада подключен к входу инвертора и к первой входной шине, введен дополнительный МДП-транзистор обедненного типа, исток которого подключен ко второй входной шине, сток — к затвору третьего МДП-транзистора инвертора, а затвор — к первой входной шине, причем в качестве третьего МДП-транзистора инвертора использован МДП-транзистор обедненного типа.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема формирователя; на фиг. 2 — временная диаграмма работы формирователя.
Формирователь импульсов содержит шины питания 1, общую 2, йервую входную 3, вторую входную 4, выходную 5, МДП-транзисторы 6 — 12 и крнденсатор 13. Истоки первого 6 и второго 7 заземляющих транзисторов обогащенного типа соединены с общей шиной 2, сток второго заземляющего транзистора 7 соединен с истоком выходного транзистора 8 обогащенного типа и выходной шиной 5. Транзисторы
7 и 8 образуют выходной пуш-пульный каскад. Сток первого заземляющего транзистора б соединен с истоком коммутирующего транзистора 9 обедненного типа и затвором выходного транзистора 8, сток коммутирующего транзистора соединен с истоком перного предзаряжающего транзистора 10 обедненного типа, затвор и сток удер живающего транзистора 11 обедненного типа. соединены с выходной шиной 5, стоки первого предзаряжающего транзистора 10, выходного 8 и удерживающего транзисторов соединены с шиной 1 питания, второй предзаряжающий транзистор 12 обедненного типа включен между первой входной шиной 3 и затвором коммутирующего транзистора 9, затворы заземляющих транзисторов 6 и 7 и затворы предзаряжающих транзисторов 10 и 12 соединены со второй входной шиной 4, конденсатор обратной связи 13 включен между истоками первого предэаряжающего 10 и выходного 8 транзисторов.
В исходном состоянии, когда напряжение на первой входной шине 3 равно логическому нулю, а на второй входной шине 4 соответствует логи,ческой единице,.на выходной шине 5 низкое напряжение — логический нуль. Заземляющие транзисторы 6 и 7 открыты и обеспечивают низкое напряжение на выходной шине 5 и на затворе выходного транзистора 8. Первый предзаряжающий транзистор 10 открыт и обеспечивает заряд конденсатора 13 до напряжения питания. Через открытый второй предэаряжающий транзистор 12 низкое напряжение первой входной шины 3 закрывает коммутирую10 щий транзистор 9, а следовательно отсутствует и потребление тока формирователем. Ток через удерживающий транзистор 11 пренебрежительно мал. его назначение — компенсиро-!
5 вать токи утечки в состоянии логической единицы на выходе.
Работа формирователя начинается с приходом на первый вход 3 положительного импульса (фиг. 2) . ЧеРез .открытый второй предзаряжающий транзистор 12 происходит заряд емкости
С затвор-канал коммутирующего тран . зистора 9. Открытый первый предзаряжающий транзистор 10 имеет гораздо большую проводимость,.чем открытый транзистор 9, что предотвращает разряд конденсатора 13. До прихода импульса на второй вход имеет место, потребление тока формирователем через открытый транзистор 9.
С задержкой, необходимой для заряда емкости затвора транзистора 9 и определяемой проводимостью открытого второго предзаряжающего тран35 зистора 12, емкостью затвора транзистора 9 и паразитной емкостью в этом узле, а также фронтами входных импульсов, на вторую входную шину 4 поступает низкое напряжение - логи4р ческий нуль, при .этом закрываются предзаряжающие 10 и 12 и заземляющие
6 и 7 транзисторы.
В результате высокое напряжение конденсатора 13 через открытый ком45 .мутирующий транзистбр 9 подается на затвор выходного транзистора 8, последний открывается и нарастает напряжение на выходной шине 5. Выходное напряжение через конденсатор 13 обратной связи и открытый коммутирующий транзистор 9 передается на затвор выходного транзистора 8, чем обеспечивается эффективное открытое состояние выходного транзистора 8 в течение всего переходного процес55 са. BTopoN щ,дэаряжщий транзистор
12 закрыт. Емкость С затвор-канал транзистора 9 действует в качестве обратной связи в этом переходном процессе, и повышение напряжения
60 на истоке транзистора 9 передается на его затвор.
Таким образом, высокая проводимость, определяемая напряжением затвор-исток коммутирующего транзистора
65 9 сохраняется в течение всего пе911692
Формула изобретения
30
Puz. 1 реходного процесса. В состоянии с логической единицей на выходе формирователь также не потребляет ток, так как закрыты оба заземляющих транзистора 6 и 7. В длительной статике с логической единицей на выходе затвор выходного транзистора из-эа токов утечки разряжается до низкого напряжения. В этом случае транзистор
11 удерживает высокое напряжение на выходе.
Предлагаемый формирователь по сравнению с известным при значительно меньшей потребляемой мощности и равной емкости нагрузки имеет задержку импульса в два раза меньше.
Использование предлагаемого формирователя импульсов в БИС статического ОЗУ емкостью 1024 бит позволяет получить в изделии статическую мощ;ность 100 мВт при времени выборки
15 нс, против 600 мВт и 25 нс соот- 20 ветственно у ОЗУ.2125 Н фирмы 1пе (США).
1. Формирователь импульсов, содержащий общую. шину, шину питания, первую и вторую входную и выходную шины, инвертор на первом МДП-транзисторе обогащенного типа, в цепь стока которого включены последовательно второй МДП-транзистор обедненного типа, и третий МДП-транзистор обогащенного типа, затворы перВНИИПИ Заказ 1147/49.
Тираж 954 Подписное
Филиал ППП "Патент", i.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 вого и второго МДП-транзисторов инвертора объединены и подключены к первой входной шине, выходной каскад на первом и втором МДП-транзисторах обогащенного типа, первый из которых шунтирован третьим МДП-транзистором обедненного типа в диодном включении, исток третьего МДП-транзистора инвертора подключен к затвору первого МДП-транзистора выходного каскада, а его сток через конденсатор подключен к выходной шине и вы" ходу выходного каскада, затвор второго транзистора выходного каскада подключен к.входу инвертора и к первой входной шине, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения потребляемой мощности, в него введен дополнительный МДП-транзистор обедненного типа, исток которого подключен ко второй входной шине, сток— к затвору третьего МДП-транзистора инвертора, а затвор - к первой вход- ной шине.
2. Формирователь по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве третьего МДП-транзистора инвертора использован МДП-транзистор обедненного типа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Синтегральные схемы на МДПтранзисторах. Под ред. A.H Кармазннского. Мир, 1975, с. 229.
2. Патент США Р 4071783, <л. 307-246, 04.11.76.