Транзисторный ключвсссоюзнаяплт':«тнв'?::м11ческая(г- 'v.''- ~«"rpmau;?.;;» !ч^ i diimеэ:

310392

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.111.1970 (№ 1413796/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.VII.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 7.Х.1971

МПК Н 03 17/02

Комитет по денем изобретений и открытий при Совете Министров

CCCP

УДК 621.318.57 (088.8) Авторы изобретения

С. Я. Антонова и А. Е. Широченский

Московский авиационный интитут им. Серго Орджоникидзе

Заявитель

ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

Предлагаемое изобретение относится к области цифровой вычислительной техники, в частности, к прецизионным цифро-аналоговым преобразователям.

В настоящее время большое внимание уделяется снижению инструментальных погрешностей преобр азов ателей аналог — код и код— аналог. Существенную долю инструментальных погрешностей цифро-аналоговых преобразователей составляют погрешности транзисторных ключей„обусловленные наличием остаточного напряжения транзистора, его динамическим сопротивлением и прохождением коллекторного и базового тока через источник эталонного напряжения.

Изобретение позволяет существенно уменьшить указанные недостатки.

С этой целью транзисторный ключ снабжен компенсирующим транзистором, эмиттер которого связан с шиной эталонного напряжения, а коллектор соединен с эмиттером ключевого транзистора и, через резистор подключен к источнику смещения, причем коллектор дополнительного транзистора подключен к базе компенсирующего транзистора, а база коипенсирующего транзистора через диод соединена с э и иттером ключевого тр а нз истора и через резистор — с источником смещенная.

Для устранения влияния падения напряжения на соединительных проводниках между точкой подключения эмиттера компенсирующего транзистора к шине эталонного напряжения к общей шине питания включена це5 почка из последовательно соединенных стабилитрона, резистора и стабилитрона, причем параллельно связанному с общей шиной стабилитрону .в|ключен резистор, а к точке соединения другого стабилитрона с резисто10 ром подключен эмиттер дополнительного тр анзистор а.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит собственно

Is ключевой транзистор 1, к коллектору которого подключен резистор 2 нагрузки, а к базе— резистор 3. К базе транзистора 1 подключен эмиттер транзистора 4, который вместе с резистором 8 образует эмиттерный повторитель.

20 База транзистора 4 подключена к делителю, включенному между источником + Е, и общегй шиной и образованнюму соединенными последовательно резисторами б, б, 7 и 8. Параллельно резистору 8, связанному с общей

25 шиной, включен управляющий транзистор 9, база которого подключена к делителю из резисторов 10 и 11.

Эмиттер ключевого транзистора 1 подключен к коллектору компенсирующего транзи30 стора 12, эмиттер которого подключен к ши310392

65 не, эталонного напряжения, а коллектор - — к источнику смещения через резистор 13. База транзистора 12 через резистор 14 соединена с источником смещения, через диод 15 — с эмиттером транзистора 1 и связана с коллектором дополнительного транзистора 16. База транзистора 16 подключена к точке соединения резисторов 6 и 7, а эмиттер — к вспомогательному источнику, образованному стабилитронами 17, 18 и резисторами 19 и 20.

Стабилитрон 17 и резисторы 19, 20 соединены последовательно и включены между шиной источника,и эталонного напряжения и общей шиной питания. Стабилитрон 18 включен параллельно резистору 20, соединенному с общей шиной, Резистор 21 связывает точку соединения стабилитрона 17 и резистора 19 с источником смещения.

Ключевой (1) и компенсирующий (12) транзисторы, работают не в инверсном, а в рямом включении, что позволяет получить минимальное динамическое сопротивление ключа,. Режим транзистора 1 определяется резистором 2 нагрузки. Базовый резистор 8 выбирается в зависимости от Е и требуемого базового тока, который, в свою очередь, зависит от величины коммутируемого тока, Режим транзистора 12 определяется величи йами резисторов И и 14 и выбирается близким к режиму транзистора 1. Изменением величины резистора И разность потенциалов между коллектором транзистора 1 и эмиттером транзистора 12 можно сделать равной нулю.

Делитель из резисторов 5 — 8 выбирается таким образом, чтобы при открытом управляюще м транзисторе 9 транзисторы 4 и 16 были заперты, а при запертом транзисторе

9 — открыты. Потенциал эмиттера транзистора 16 на несколько вольт ниже потенциала шины источника эталонного напряжения, Этот потенциал может задаваться или отдельным источником .напряжения, или, как это показано на чертеже, с помощью специальной схемы из стабилитронов 1, 18 и резисторов 19, 20, 21.

Режимы стабилитронов 17 и 18 и величины резисторов 19 и 20 выбираются таким образом, чтобы при открытом транзисторе 16 стабилитрон 17 был заперт, а стабилитрон 18 открыт. При запирании транзистора 16 потенциал его эмиттера падает и стабилитрон

17 открывается, а стабилитрон 18 закрывается, Резистор 21 служит для обеспечения требуемого перепада потенциала эмиттера транзистора lá и в частном случае может отсутство в а ть.

Работает ключ следующим образом.

В разомкнутом состоянии управляющий транзистор 9 заперт и транзисторы 4, 16 и стабилитрон 18 находятся в проводящем состоянии. При этом потенциал коллектор а транзистора 16 становится ниже потенциала эта лосиного источника и транзистор 12 оказывается запертым. Потенциал коллектора

50 транзистора 12 отличается от потенциала коллектора транзистора, 16 только на величину падения напряжения на диоде 15. При открывании транзистора 16 ток, протекающий по резисторам 19 и 20, увеличивается и стабилитрон 17 оказывается запертым. Стабилитрон 18 ограничивает величину перепада напряжения на эмиттере транзистора 16.

Режим транзистора 4 выбран таким, чтобы

его эмиттерный ток был больше базового тока транзистора 1. Поэтому при открывании транзистора 4 потенциал базы транзистора 1, вырастет, а потенциал его эмиттера упадет„ так как транзистор 16 также открыт. Поэтому ключевой транзистор 1 оказывается запертым.

Следовательно, при запирании транзистора

9 транзисторы 4 и 16 открываются, что приводит к запиранию транзисторов 1 и 12 и стабилитрона 17 и открыванию стабилитрона

18. Ток через резистор равен нулю — ключ, р азомкнут.

При открывании транзистора 9 потенциалы точек соединения резисторов 5, б и 7 умень-, шаются, что ведет к понижению потенциалов эмиттеров транзисторов 4 и 16. При пониже-, нии потенциала эмиттера транзистора 16 стабилитрон 17 открывается, транзистор 16 запирается, ток через резисторы 19, 20 пада-, ет и стабилитрон 18 запирается. Запирание транзистора 16 приводит к открыванию транзистора 12 и фиксации потенциала эмит-. тера транзистора 1 относительно шины эта-, лонного напряжения. Поскольку при открывании транзистора 9 потенциал эмиттера транзистора 4 начинает уменьшаться, то переход эмиттер — база транзистора 1 смещается в прямом направлении, транзистор 1 открывается и потенциал его базы фиксируется относительно шины эталонного напряжения. При этом потенциал точки соединения резисторов 5 и б оказывается ниже потенциала базы транзистора 1 и транзистор 4 запирается. При соответствующем выборе ре-, жима транзистора 12 падения напряжений, между эмиттером и коллектором транзисто-. ров 1 и 12 устанавливаются равными, и ток нагрузки ключа определяется только Е, и величиной резистора 2. Ключ замкнут.

При замыкании ключа (транзисторы 1 и 12 открыты) ток, потребляемый от источника эталонного напряжения, равен току эмиттера транзистора 12, и падение .напряжения на соединительных проводах увеличивает погрешность, вносимую ключом. Для уменьшения этого тока до нуля служат элементы

17, 21 схемы. В замкнутом состоянии ключа стабилитрон 17, подключенный к точке соединения эмиттера транзистора 12 к шине эта; лонного напряжения открыт, а стабилитрон

18 закрыт. Выбором величин резисторов 19, 20 и 21 можно добиться, чтобы ток через стабилитрон 17 был равен эмиттерному току транзистора 12. При этом ток источника эталонного напряжения равен нулю. Если нет

310392

Предмет изобретения

Составитель С. И. Белан

Редактор Б. С. Нанкина Техред Л. Л. Евдонов Корректор Н. Рождественская

Заказ 2648/18 Изд. М 1079 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 необходимости в компенсации эмиттерного тока транзистора 12, то элементы 17, 21 из схемы исключаются, а эмиттер транзистора

1б подсоединяется, к дополнительному источнику напряжения подпорки.

Последовательное выключение транзисторов

1 и 12 приведет к уменьшению термочувстви-1 тельности ключа, так как остаточные напря-, жения этих транзисторов включены встречно и сказываться будеть только их разность.

1. Транзисторный ключ для цифро-аналоговых преобразователей„содержащий управляющий транаистор, к коллекторной цепи которого подключен эмиттерный повторитель, ключевой транзистор, соеди|ненный с эмиттерным повторителем, и дополнительный транзистор, связанный с управляющим, отличаюи4ийся тем, что, с целью уменьшения погрешности и снижения термочуствительности, он снабжен компенсирующим транзистором, эмиттер которого подключен к источнику эталонного напряжения, а коллектор соединен с эмиттером ключевого транзистора и через резистор подключен к источнику смещения, база компенсирующего транзистора подключена к коллектору дополнительного транзистора, через диод к эмиттеру ключевого транТ0 зистора и через резистор — к источнику смещения.

2. Транзисторный ключ по п. 1, отличаюи4ийся тем, что эмиттер компенсирующего транзистора соединен с общей шиной цепоч15 кой из последовательно соединенных стабилитрона, резистора и стабилитрона, причем параллельно непосредственно связанному с общей шиной стабилитрону включен резистор, а к точке соединения другого стабилитрона с резистором подключен эмиттер допол Hèòåëьного тр анзистор а.