Формирователь прямоугольных импуль1::0в~

290435

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Ив—

Заявлено 21.И11.1967 (М 1179750/26-9) с присоединением заявки %в

Приоритет—

Опубликовано 22.Х11.1970. Бюллетень K 2:за 1971

Дата опубликования описания 12.IV.1971

МПК Н 03k 5/01

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621.374(088.8) А вторы изобретения

С. П. Плеханов, Б. С. Финогенов, Н. Н. Медведев и Л..

I I Гс т . г, п с Ч

Заявитель т," х:,к:., .,.т псс Чр.с-с о дсщт р

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЪ

НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ

Изобретение относится к области микроэлектроники.

Существует ряд устройств, выполненных на интегральньвх схемах с не посредственными связями, формирующих прямоугольные импульсы из перепада входного напряжения

В таюих устройств ах используютоя цепочки из последовательного включен HbIx интегральных схем. На вход цепочии подается перепад на)п ряжен ия, подаваемый одновременно на один из входов последней ячейки, на второй вход которой поступает сигнал, задержанный предыдущими ячейками. В результате, на выходе всей цепочии формируется импульс, длительность которого равна задержке, создава емой интегральньвми схемами, и зави сит от количества ячеек, образующих цепочку, Недостатком такого устройства является включение большого количества ячеек интегральных схем для .получения длительности выходного импульса порядка 10 лтксек.

Цель изобретения — создание формирователя прямоугольных импульсов большой длительности на интегральных схемах с иепооредственными связями ари м инимальном количестве ячеек, ра в ном четырем ячейкам.

Сущность изобретен ия заключается в следующем.

Формирователь выполнен на,однотипных интегральных схемах, соединенных непосредственными связями, и =остоящих из отдельных ячеек в виде кристаллов, содержащих два транзистора с общим коллектором.

Поставленная цель достигается благодаря использова нию явления увеличения фронта запирания, возникающего при подаче сигнала на вход одного транзистора ячейки при разомкнутом втором, и соединению ячеек таким образом, что на вывод питания третьей

10 ячейки и на один из входов первой ячейки при разомкнутом втором входе подBIH входной сигнал, при этом выход первой ячейки соединеи со входом второй ячейки, один из транзисторов которой использован в схеме эмиттерного повторителя, нагрузкой которого является третья ячейка, коллекторный переход одного из транзисторов которой используется в качестве диода. Выход третьей ячейки подключен одновременно к двум входам четвертой ячейки.

На фиг. 1 изображена блок-схема формирователя; на фиг. 2 — эквивалентная схема одной ячейии; на фиг. 3 — эквивалентная схема формирователя; на фиг. 4 — времен ные диаграммы на пряжений в различных точках эквивалентной схемы формирователя.

Схема формирования состоит из ячеек

1 — 4. Ячейка 1 работает в качестве инвертора, ячейка 2, включенная HEcTàlíäàðòíûì образом, выпол|няет роль эмиттврного повтори290435

55

65 теля (напряжение питания подается в точку 5, выход с элемента осуществляется с точки 6, а сигнал, как обычно, подается в точку 7) .

В исходном состоянии HIB вход формирователя можно пода вать высокий или .низкий потенциал (потенциал корпуса). Если в исхорном состоянии на вход формирователя подается, высокий потенциал, на выходе ячейки 1 (точ ка 5), а следователыно,,и ячейки 2 (точка 6) устанавливается,н изиий потенциал.

Есл и в исходном состоянии на,вход формирователя подается низк ий потенциал (потенциал корпуса), на выходе ячейки 1 (точка 5), а следовательно, и ячейки 2 (точка б) устанав. ивается высокий потенциал, В исходном состояни и при подаче:на вход формирователя вьгсокого или иизкого потенциалов на выходе ячейки 8 (точка 5) устанавливается высокий потенциал. Ячейка 4 открыта и на ее выходе

1точка 5) устанавливается потенциал корпуса.

Высокий потенциал на выходе ячейки 8 в исходном состоянии обусловлен нестандартным включением этой ячейки. Нестандарт ioE. включение ячейки 8 заключается в том, что входной потенциал (сигнал) подается в точку 8 (обычно в эту точку подается напряжение питания), а точка 6, которая обычно соединена с,ко рпусом, не задействована. В точку 7 ячейки 8, как обычно, подается сигнал ".. предыдущего элемента, а выход, как обычно, осуществляется с точки 5. Иными словами, коллекторный переход одного из транзисторов ячейки 8 (точки 7 и 5) при работе преобразователя,используется B качестве диода.

Преобразован не перепада напряжения в импульс осуществляется следующим образом.

Известно, что при включениями ячеек (фиг. 2) iso схеме с непосредственной связью, фронт напряжения на выходе каждой ячейки при открывании (/ф ) короче фронта напря>кения на выходе каждой ячейки при закрывании (t @+ ). Известно та к>ке, что с увеличением на грузики фронты напряжения (в основном t ф .) на выходе ячейки уменьшают,"я, т, е. соотношение t@ ((lф, осла бляется. Ум ен ьшение фро нта /ф+ на выходе происход ит и при подаче сигналов на оба входа элемента одновременно. Длительность фронта т4,+ ячейки 1 (фиг. 4):играет существенную роль в формиро>ванни длительности выходного импульса формирователя. Поэтому, чтобы развязать ячейку 1 от ее нагрузки (элемент 8)

IH тем самым предотв ратить уменьшение фронта 1 ф+ ячейки 1, между ячейкой 1 и ячейкой 8 включена ячейка 2, р,аботающая в качестве эмиттер ного повторителя. При этом сигнал подается только на один вход ячейки

1 (точка 7). В результате такого !включения ячейка 1 практически работает на холостом ходу и ее фронты t<+ и t4 сохраняют свою длительность. На этом роль эмиттерного повторителя не заканчивается. Прямое падение напряжения яа эмиттерном переходе повтори5

З0

45 теля так же, как и сохранение фронта t@+ элемента 1, способствует увеличению длительности выходного,иипульса преобразователя.

При переходе потенциала на входе преобразователя (U,, фиг. 4) с вы сокого уровня на низкий (с фронтом 1 ф ) ячейка 1 закрывается,,и на ее выходе (точка 5) формируется фронт lg,+, который повторяется:в точке

6 ячейки 2 и поступает на вход (точка 7) ячейки 8. В точку 8 ячейки 8 подается входной,потенциал с фронтом (ф

До момента уменьшения входного .потенциала U„„, коллектор ный переход элемента

8 (точки 7 и 5) и эмиттерный переход элемента 2 (точки 7 .и 5) заперты обратным напряжением, поэтому прои уменьшении потенциала U,, (с фро нтом t ф .) высокий потенциал на, выходе ячейками 8 (точка 5) также начинает уменьшаться, повторяя входной сигнал. По ме ре увеличения .напря>кения в точке 5 ячейки 1 и уменьшения напряжения в точке 5 ячейки 8 разность напряжений между указанными точечками меняет свой знак и, KOI да сна достигает величины падения напряжен ия на д вух открытых переходах (эмиттерного — ячейки 2 и коллекгорного — ячейки 8, т. е. пример но 0,7+0,7=1, 4 в), сигнал с выхода ячейки 1 проходит через ячейку 2 и поя вляется на выходе ячейки 8. В дальнейшем напряжение на выходе ячейки 8, которое успело быстро уменьшиться до некоторой величины, начинаег медленно нарастать до прежнего уровня, повторяя фронт сигнала lq,+ элемента 1. Таким образом формируется отрицательный импульс с крутым передним и пологим задним фронтами. Амплитуда этого импульса достаточна для .полного запирания ячейки 4, на:выходе которой формируется положительный прямоугольный импульс длительностью порядка 10 яксек, измеренный на уровне 0,5 от амплитуды. Фронт ty выходного импульса формирователя улучшен параллельным соединением двух входов ячейки 4 (точки 7 и 9) и составляет примерно

2 — 3 .чксек, фронт tô выход ного импульса составляет примерно 1 яксек.

При переходе потенциала на входе преобразователя (U,,-) с низкого уровня на высокий за счет кр утого ф ронта этого перехода напряжение в точечке 5 ячейки 8 сохраняет свой вы сокий уровень и на выходе преобразователя iHllfпульс отсутствует.

Предмет изобретения

Формирователь прямоугольных нм пульсо в на интегральных схемах, состоящих из отдельных ячеек в виде к ристалло в, содер>кащих два тра нзистора с общим коллектором, отличающийся тем, что, с целью формирования импульсов большей длительности по сравнению с длительностью .импульсов, получеяных при последовательном соединении указанных ячеек, формирователь выполнен как

290435 минимум на четырех ячейках, причем входной сипнал подан одновременно на вывод питания третьей ячейки и на один из входов первой ячейки, выход которой подключен к одному из входов второй ячейки, коллекторы транзистоЕ = Фд

Фиг /

Фиг.,3

1онна яаеменаю э ютта

Фиг 2

Фана 5 .юеменаэа У жеана эа эалъсл

ЛЭи с ем»э аа 5х а

Составитель П. Пигасова

Редактор М. В. Маркелова Техред T. П. Курилко Корректор Н. П. Бронская

Заказ 48/281 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Г 9ð г Ф-4 э ров которой соединены непосредственно с источником питания, а эмиттеры — с одним из входов третьей ячейки, выход которой подключен однозременно к двум входам четвертой

5 ячейки.