Транзисторно-транзисторный инвертор
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю Н 03 К 19/088
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701060/21 (22) 05.06.89 (46) 15.06,91. Бюл. hh 22 (72) С. А. Ефименко и В. И. Яковцев (53) 621.314(088.8) (56) Алексеенко А. Г„Шагурин И. И. Микросхемотехника. М.: Радио и связь, 1982, с. 43, Алексеенко А. Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника. M. Радио и связь, 1982, с. 58. (54) ТРАНЗИСТОРНΠ— ТРАНЗИСТОРНЫЙ
ИНВЕРТОР (56) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использова„„Я „„1656678 А1 ния в интегральных логических микросхемах цифровых ЭВМ. Цель изобретения— повышение быстродействия, нагрузочной способности, снижение потребляемой мощности путем регулировки тока питания. Поставленная цель достигается тем, что в транзисторно-транзисторный инвертор, содержащий первый биполярный транзистор
1, двухкаскадный эмиттерный повторитель
3, второй биполярный транзистор 4, дополнительно введен полевой транзистор 9 и новые функциональные связи. 1 ил, 1656678
Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в интегральных логических микросхемах, в цифровых ЭВМ.
Целью изобретения является повышение быстродействия, нагрузочной способности, снижение потребляемой мощности путем регулирования тока питания.
На чертеже изображена электрическая схема транзисторно-транзисторного инвертора.
Инвертор содержит первый биполярный транзистор 1, база которого является входом 2 инвертора, коллектор соединен с входом двухкаскадного эмиттерного повторителя 3, змиттер — с базой второго биполярного транзистора 4, его эмиттер подключен к общей шине 5, а коллектор соединен с выходом двухкаскадного эмиттерного повторителя 3 и является выходом инвертора 6. Вход питания двуккаскадного эмиттерного повторителя 3 через первый резистор 7 соединен с шиной 8 питания, Исток полевого транзистора 9 через второй резистор 10 соединен с шиной 8 питания, сток соединен с коллектором первого биполярного транзистора 1. а затвор — с входом питания двухкаскадного эмиттерного повторителя 3.
Транзисторно-транзисторный инвертор работает следующим образом.
Когда на входе инвертора 2 присутствует напряжение логической "1", первый 1 и второй 4 биполярные транзисторы открыты, а двухкаскадный змиттерный повторитель 3 закрыт. На выходе 6 устанавливается напряжение логического "0". Поскольку эмиттерный повторитель 3 закрыт, то напряжение, практически равное напряжению питания, подается на затвор полевого транзистора 9. Это напряжение приводит к увеличению сопротивления исток-сток полевого транзистора. Ток потребления при этом определяется выражением
Š— 0 к — 0кэн а *=
Й + исз где Š— напряжение источника питания;
R2 — значение сопротивления второго резистора;
Окан — сопротивление исток-сток закрытого полевого транзистора:
Ниса — напряжение между коллектором и эмиттером насыщенного транзистора;
U *- напряжение на открытом р-н переходе транзистора.
Поскольку в данном состоянии полевой транзистор является закрытым, то выполняется условие
1S
1
R2 + Висз > R2 где В2 — значение сопротивления второго резистора устройства-прототипа.
Следовательно, предлагаемый инвертор имеет меньший ток потребления и потребляемую мощность.
При подаче на вход инвертора напряжения логического "0" первый и второй биполярные транзисторы начинают закрываться, а эмиттерный повторитель начинает открываться. Протекает достаточно большой сквозной ток по цепи шина питания — первый резистор — эмиттерный повторитель — второй биполярный транзистор— шина земли, Происходит нарастание выходного потенциала. На выходе устанавливается напряжение логической "1". Протекание сквозного тока приводит к тому, что напряжение на коллекторе биполярного транзистора эмиттерного повторителя понижается и снижается сопротивление исток-сток полевого транзистора. Постоянная времени нарастания определяется по формуле
1 Ск +Сн тн =(2+тисо) (Ск+Сп+Д+ ц где R co — сопротивление исток — сток открытого полевого транзистора;
CH — емкость нагрузки;
С» — емкость база-коллектор биполярного транзистора:
Cf — паразитная емкость металлических соединений и изоляции первого биполярного транзистора и второго резистора.
Поскольку полевой транзистор оказывается открытым, то выполняются условия
R2 + тисо < R2: (1) Тн Тн где хн — постоянная времени нарастания устройства-прототипа.
Таким образом, предлагаемый инвертор имеет меньшее время нарастания, меньшее время выключения и, следовательно, является более быстродействующим.
Когда на выходе инвертора 6 установлено напряжение логической "1", то нагрузочную способность можно оценить максимальным током, который может течь в
Š— 2 нагрузку !н макс =(В+1)
R2 + тисо
Поскольку выполняется условие (1), то предлагаемый инвертор имеет большую нагрчзочную способность: 1н макс > IH макс
Формула изобретения
1 ранэисторно-транзисторный инве ртор, содержащий первый биполярный транзистор, база котооого является входом
1656678 6
Составитель Н.Дубровская
Техред M.Moðlåíòàë Корректор Т.Малец
Редактор Е.Копча
Заказ 2057 Тираж 469 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 инвертора, коллектор соединен с входом двухкаскадного эмиттерного повторителя, эмиттер — с базой второго биполярного транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, коллектор соединен с выходом двухкаскадного эмиттерного повторителя и выходом инвертора, вход питания двухкаскадного эмиттерного повторителя соединен через первый резистор с шиной питания,отл ича ю щийс ятем,что,с целью повышения быстродействия, нагруэочной способности, снижения потребляемой мощности путем регулирования тока питания, догюлнительно введен P-каналь5 ный полевой транзистор, исток которого через второй резистор соединен с шиной питания, сток соединен с коллектором первого биполярного транзистора, а затвор — с входом питания двухкаскадного эмиттерно10 ro повторителя.
