Ключевой элемент — SU 1406768 (original) (raw)
) Дюл,О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТ К ОРС зобретенияй стабилизац и электросв повьпиение т зи, ЦельмпературнДля этого йства, тивног В ОДНО Иключен КМД с ста рез оварницын 2, ана огичный КМДП-ключу аналоговые сигналь ком- Комк.1 юч1 у гпрпарятуровн атывают логич выра ветс о СССР13,08,8СССР16,01.8 ы 1 сопьст 687, ство 687,которые чер3 ИПИ-НЕ п15 и 16,я копденсаформируютй сопроти) талип элемент зисторь ряжаютс(54) КЛЮЧЕВОЙ ЭП 1 ЛЕНТ (57) Изобретение отно тронной коммутации и пользовано н устройст ледниезирунняи к элек ит оже ыть ис лемента на уров ах а матики г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ) 1246363, кл, Н 03 К 17/ вующие уровня ез элемент И- одключают ИДП через которые торы 19 и 20, потенциал, ст ление ключев е 17., ил,скиепиЕ 9,тран-,разПос 406768Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и электросвязи, а также в системах сбора и передачи данных,Целью изобретения является повышение температурной стабильности ключевого элемента за счет устранения температурного дрейфа элементов компенсации изменения сопротивления ключа, что достигается путем введениякомпаратора и логических элементов,которые формируют сигналы, управляющие введенными МДП-транзисторами таким образом, что напряжения, фиксируемые на конденсаторах, подключенных к этим МДП-транзисторам, подаются на управляющие электроды КМДП-ключей, обеспечивая тем самым обратнуюсвязь и компенсацию температурногоизменения сопротивления ключа,На чертеже приведена принципиальная схема ключевого элемента,Устройство содержит первый 1 ивторой 2 КМДП-ключи, КМДП-инвертор 3,элемент ЗИЛИ-НЕ 4, элемент 5 задержки с инверсией, элемент ИЛИ-НЕ 6,первый 7 и второй 8 инверторы, элемент И-НЕ 9, компаратор 10, преобразователь 11 уровня, три резистора 12-.14,тли МДП-транзистора 15-17 п-типа,МДП-транзистор 18 р-типа, два конденсатора 9 и 20,Вход и выход первого КМДП-кличасоединены соответственно с входной 21и выходной 22 шинами устройства,Управляющая шина 23 соединена с первыми входами элементов ЗИЛИ-НЕ 4 иИЛИ-НЕ 6, а также с входом элемента 5задержки.Второй КМДП-клич 2 совместно срезисторами 12 - 14 образуют мостовую схему, первая диагональ которойвключена между шиной 24 питания и общей шиной 25, а вторая - между входами компаратора 1 О,Вход КМДП-инвертора 3 соединен свыходом элемента ЗИЛИ-НЕ 4 и с затвором МПД-транзистора и- ипа первогоКМДП-клича 1. Выход КМДП-инвертора 350соединен с затвором МДП-транзисторар-типа первого КМДП-ключа 1, КМДПинвертор 3 включен между шиной 24 питанияи вторым выводом второго конденсатора20, к которому подключены также стоктретьего МДП-транзистора 7 п-типа,сток МДП-транзистора 18 р-типа и затвор МДП-транзистора р-типа второго КМДП-ключа 2, Второй вывод первогоконденсатора 19 подключен к подложкам МДП-транзистора и-типа КМДП-ключей 1 и 2, Первые выводы конденсаторов 19 и 20 соединены с общей шиной25Затвор МДП-транзистора и-типа вто -рого КМДП-ключа 2 соединен с шиной24 питания, к которой подключены также подложки МДП-транзисторов р-типаЩПП-ключей 1 и 2 и МДП-транзистора18 р-типа, Исток второго и подложки первого и второго МДП-транзисторов и-типа 15 и 16 соединены с клеммой отрицательного источника 26 питания, Затвор второго МДП-транзистора16 и-типа через преобразователь 11уровней соединен с выходом второгоинвертора 8,Ключевой элемент работает следующим образом.При подаче на управляющую шину 23сигнала высокого уровня первый КМДПключ 1 закрыт и коммутируемый сигналс входной шины 21 устройства не проходит на выходную шину 22,При подаче на управляющую шину 23сигнала низкого уровня через определенный промежуток времени на выходе элемента ЗИЛИ-НЕ 4 формируетсясигнал высокого уровня и первый КМДПклич 1 открывается.При этом вначале элемент 5 задержки с инверсией формирует на выходеэлемента ИЛИ-НЕ 6 короткий импульс,который открывает первый 15 и третий17 МДП-транзисторы и-типа. Конденсаторы 19 и 20 при этом разряжаются,подготавливая к работе схему компенсации, состоящую иэ мостовой схемына втором КМДП-ключе 2, компаратора 1,0и МДП-транзисторов 16 и 18. В укаэанном состоянии при разряженных конденсаторах 19 и 20 мостовая схемабалансируется таким образом, что сопротивление второго ключа 2 меньше,чем величина третьего резистора, ина выходе компаратора 10 присутствуетвысокий уровень сигнала, равный напряжении питания.При этом второй МДП-транзистор 16п-типа и МДП-транзистор 18 р-типаоткрыты и первый 19 и второй 20 конденсаторы заряжаются соответственноот отрицательного и положительногоисточника питания, подключенных кшш м 26 и 24, Напряжения с вторыхГнц 3 одов конденсаторов9 и 20 пода 1406768ются соответственно на подложки МДПтранзисторов г 1-типа и затворы МДПтранзисторов р-типа КМДП-ключей 1 и2, В результате их сопротивлениявозрастают до тех пор, пока сопротив 5ление открытого второго КМПД-ключа2 не сравняется с сопротивлениемтретьего резистора 14 мостовой схемы, При этих знаЧениях напряжений наконденсаторах 9 и 20 сопротивлениеоткрытого первого КМДП-ключасоответствует своему номинальному значению при нормированной температуре,когда осуществляется баланс мостовой схемы.В следующий момент времени срабатывает компаратор 10 и на его выходеформируется нулевой сигнал . В результате МДП-транзистор 18 р-типа и второй МДП-транзистор 16 и-типа закрываются, и напряжения на конденсаторах 19 и 20 Фиксируются и при коммутации входного аналогового сигналапрактически не изменяются. 25На выходе второго инвертора 8 приэтом формируется сигнал низкого уровня, который подается на один иэ входов элемента ЗИЛИ-НЕ 4, в результатечего на его выходе Формируется сигнал высокого уровня, который открывает первый КМДП-ключ 1, и коммутируемый сигнал с входной шины 21 устройства проходит на выходную шину 22при постоянном нормированном сопротивлении открытого КМДП-ключа 1Таким образом, используя толькодискретные цифровые сигналы, величина которых не зависит от температуры,осуществляется температурная стаби 40лизация сопротивления в открытомсостоянии передающего коммутируемыйсигнал первого КМДП-ключа 1,Формула изобретения45Ключевой элемент, содержащий два КМДП-ключа, КМДИ-инвертор и три резистора, которые совместно с вторым КМДП-ключом образуют мостовую схему,50 выводы первой диагонали которой подключены соответственно к шине питания и общей шине, каждый КМДП-ключ состоит из двух параллельно соединенных МДП-транзисторов разного типа проводимости, вход КМДП-инвертора соединен с затвором МДП-транзистора и-типа первого КМДП-ключа, а выход КМДП-инвертора соединен с затвором МДП-транзистора р-типа того же КМДПключа, вход и выход которого соединены соответственно с входной и выходной шинами устройства, подложкиМДП-транзисторов р-типа КМДП-ключейобъединены и подключены к шине пита.ния, с которой соединены также затвор МДП-транзистора и"типа второгоКМДП-ключа и один из выводов питанияКМДП-инвертора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениятемпературной стабильности, в ключевой элемент дополнительно введеныэлемЕнт ЗИЛИ-НЕ, два инвертора, элемент задержки с инверсией, элементИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, преобразователь уровня, компаратор, три МДПтранзистора п-типа, МДП-транзисторр-типа н два конденсатора, первыевыводы которых соединены с общейшиной, к которой подключены такжесток первого и исток и подложкатретьего МДП-транзисторов п-типа,второй вывод первого конденсатора соединен с истоком первого и стокомвторого МДП-транзисторов п-типа, атакже с подложками МДП-транзисторови-типа КМДП-ключей, второй вывод второго конденсатора соединен со стоками третьего МДП-транзистора г 1-типаи МДП-транзистора р-типа, а также сзатвором МДП-транзистора р-типа второго КМДП-ключа и с вторым выводомпитания КМДП-инвертора, исток и подложка 1 ЩП-транзистора р-типа подключены к шине питания, а подложки первого и второго и исток второго МДПтранзисторов и-типа подключены к клемме отрицательного источника питания,управляющая шина соединена с первымивходами элементов ИЛИ ви входомэлемента задержки с инверсией, выходкоторого подключен к второму входуэлемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента ЗИЛИНЕ, с входом первого инвертора и затворами первого и третьего МДП-транзисторов п-типа, выход первого инвертора соединены с одним из входовэлемента И-НЕ, второй вход которогоподключен к выходу компаратора, который включен между шиной питания иобщей шиной, а входы которого подключены к выводам второй диагоналимостовой схемы, выход элемента И-НЕподключен к затвору МДП-транзисторар-типа и входу второго инвертора, выход которого соединен непосредственно406768 Сс с; авитель В,ЛементуевТекред ".Ходанич Кс рректо; Л.Пилипенко Редактор 1., Копча Заказ 3206/53 Тираж 928 ПодписноеВ 11 П осударств, нного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035; Москва, К, Раушская паб., д. 4/5 Проиэводствено - полигафпчсское пр;цпрпятие, г.Ужгород, ул, Проек.-ная, 4 с третьим входом элемента 31,1-Е, а через преобразователь уровня, включенный между шиной питания и клеммой отрицательного источника питания,с затвором второго ИДП-транзисторап-типа.