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DE2144455C2 - Pufferschaltung - Google Patents

Pufferschaltung

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Publication number
DE2144455C2
DE2144455C2 DE2144455A DE2144455A DE2144455C2 DE 2144455 C2 DE2144455 C2 DE 2144455C2 DE 2144455 A DE2144455 A DE 2144455A DE 2144455 A DE2144455 A DE 2144455A DE 2144455 C2 DE2144455 C2 DE 2144455C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
field effect
transistor
circuit
effect transistors
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2144455A
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English (en)
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DE2144455A1 (de
Inventor
Thomas Albert Reston Va. Williams
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/096Synchronous circuits, i.e. using clock signals

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

beteiligten Kapazitäten.
In F i g. 1 ist mit 10 eine Pufferschaltung und mit 20 ein Komplementgenerator bezeichnet Die Pufferschaltung 10 besteht aus einer Taststufe und einer Ausgabestufe. Die Taststufe umfaßt die Transistoren Q12 und Q14. Die Ausgabestufe umfaßt die Transistoren Q16 und Q17. Der Komplementgenerator 10 weist die Transistoren Q 21 bis Q 26 auf. Bei allen diesen Transistoren Q12, Q14, Q16, C-18 und Q2i bis <?26 handelt es sich um Feldeffekttransistoren aus einem Metalioxydhaibleiter. Ein solcher Feldeffekttransistor weist einen Steuerbereich g, einen Quellbereich s und einen Senkenbereich d auf, wie dies in Fig. la für einen solchen Feldeffekttransistor dargestellt ist Bei den in Verbindung mit der Erfindung verwendeten Feldeffekttransistoren aus Metalloxydhalbleitermaterial kann man den Quellbereich und den Senkenbereich gegeneinander austauschen, aber der Einfachheit halber ist im folgenden eine bestimmte Auswahl getroffen, und die Bereiche sind entsprechend dieser Auswahl eindeutig bezeichnet Das gleiche gilt für die Transistoren der anderen Ausführungsbeispiele, die sämtlichst Feldeffekttransistoren aus einem Metalloxydhalbleiter sind.
Die Quellenelektrode des Transistors Q 21 ist an die Senkenelektrode des Transistors Q 22 angeschlossen, dessen Quellenelektrode an die Senkenelektrode des Transistors Q 23 angeschlossen ist. Die Quellenelektrode des Transistors Q 23 ihrerseits ist am Massenpotential angeschlossen. Die Senkenelektrode des Transistors φ 21 liegt an der Senkenelektrode des Transistors Q 24, dessen Quellenelektrode an die Senkenelektrode des Transistors Q 25 angeschlossen ist. Die Quellenelektrode des Transistors Q25 liegt an der Senkenelektrode des Transistors Q 26, dessen Quellenelektrode am Massenpotential liegt An den Senkenelektroden der Transistoren φ 21 und (?24 liegt eine positive Spannung + Vl Der gemeinsame Schaltknoten zwischen der Quellenelektrode des Transistors Q 21 und der Senkenelektrode des Transistors Q 22 liegt an der Steuerelektrode des Transistors Q 26 und spricht auf die eine Phase des bipolaren Eingangssignals an. Die andere bipolare Phase des Eingangssignals wird von dem Schaltknoten zwischen der Quellenelektrode des Transistors Q 24 und der Senkenelektrode des Transistors Q 25 abgegriffen. Das bipolare Eingangssignal wird an der Steuerelektrode des Transistors QH eingespeist, und zwar am Eingangsanschluß 40.
Die Pufferschaltung 10 nimmt die eine Phase des bipolaren Eingangssignals an der Senkenelektrode des Transistors (?12 und die andere Phase an der Senkenelektrode des Transistors Q14 auf. Die Steuerelektroden der Transistoren Q\2 und Q14 sind miteinander verbunden und an einen Taktimpulseingang Φ 2 angeschlossen. Die QuelleneleKtrods des Transistors Q12 ist an die Steuerelektrode des Transistors Q16 angeschlossen, während die Quellenelektrode des Transistors Q14 an die Steuerelektrode des Transistors Q18 angeschlossen ist Die Quellenelektrode des Transistors Q16 ist an die Senkenelektrode des Transistors Q18 angeschlossen, an die auch der Ausgangsanschluß 41 der Pufferschaltung angeschlossen ist Die Senkenelektrode des Transistors Q16 ist an das Positive Potential angeschlossen, während die Quellenelektrode des Transistors Q18 am Massepotential angeschlossen ist
Die Kapazitäten CIl, C12, C13 und C14 sind nur gestrichelt eingezeichnet, um anzudeuten, daß es sich dabei in der Regel nicht um besondere Kondensatoren handelt Diese Kapazitäten entstehen vielmehr durch die Leitungskapazität der aufgebauten Schaltung. Die Funktion der verschiedenen Feldeffekttransistoren beruht auf Ladungsaustausch zwischen diesen Kapazitäten. Die Kapazitätswerte variieren in Abhängigkeit von der technischen Ausführungsform der Schaltung. Einzelheiten dazu werden anhand der F i g. 7 angegeben. Beim praktischen Ausführungsbeispiel lagen die Verhältnisse wie folgt: Die Kapazitäten wurden durch die folgenden
ίο drei Faktoren bestimmt Zunächst besteht eine Spannungsabhängige Kapazität von ungefähr 0,5 Pikofarad pro Quadratmil (1 Quadratmil=625 μ2), wobei die pn-Verbindungsdiffusion an dem Übergang zwischen Steuer- und Quellbereich einerseits und Steuer- und
is Senkenbereich andererseits vorliegt Eine zweite Kapazität von 0,038 Pikofarad pro Quadratmil ergibt sich durch die metallischen Verbindungsleitungen, die beispielsweise aus Aluminium bestehen und die einzelnen Schaltelemente miteinander verbinden.
Schließlich ergibt sich noch eine besonders charakteristische Kapazität von ungefähr 0,45 Pikofarad pro Quadratmil durch den metallischen Überzug des Steuerbereichs eines Feldeffekttransistors. Für die Funktion einer Schaltung nach F i g. 1 ist es wichtig, daß die Kapazität CIl mindestens viermal so groß ist wie die Kapazität C12. In entsprechender Weise muß die Kapazität C13 mindestens viermal so groß sein wie die Kapazität C14. Es ergibt sich dann folgende Beziehung:
Vf =
cn
cn + cn
wobei V/die Endspannung und V7die Anfangsspannung ist. Durch das Verhältnis 4 zu 1 ist sichergestellt, daß
jj mindestens 80 Prozent der Anfangsspannung an die Transistoren Q12 oder Q14 gelangen.
F i g. 3 zeigt ein gegenüber F i g. 1 abgeändertes Ausführungsbeispiel. Einander entsprechende Teile aus F i g. 3 und F i g. 1 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Pufferschaltung 10 gemäß F i g. 3 ist in jeder Hinsicht genau so aufgebaut wie die aus F i g. 1. Da die durch die Schaltung bedingten parasitären Kapazitäten CIl bis C14 keine tatsächlichen Schaltelemente, also Kondensatoren sind, sind sie in Fig.3 nicht mitgezeichnet. Soweit es den Komplementgenerator 20 angeht, besteht ein besonderer Unterschied. Die Quellenelektrode des Transistors <?23 ist gemäß F i g. 3 an die Senken- und die Steuerelektrode des Transistors Q 21 angeschlossen und außerdem an den Taktimpulseingang Φ 3. Die Quellenelektrode des Transistors Q 26 ist entsprechend an die Steuerelektrode und die Senkenelektrode des Transistors Q 24 und an den Taktimpulseingang Φ 4 angeschlossen. Abgesehen von diesen Unterschieden sind die Schaltungen nach Fig. 1 · und 3 identisch.
F i g. 5 zeigt eine dritte Alternative, bei der wiederum für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 verwendet wurden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Steuer- und die Senkenelektrode des Transistors Q 21 an die Quellenelektrode des Transistors Q 23 angeschlossen und mit dieser gemeinsam an den Taktimpulseingang Φ 3. Die Steuerelektrode und die Senkenelektrode des Transistors Q 24 und die Quellenelektrode des Transistors Q 26 sind an den Taktimpulseingang Φ 4 angeschlossen.
Der gemeinsame Schaltknoten der Transistoren Q 21
und Q 22 liegt an der Steuerelektrode des Transistors Q 25 und liefert die eine Phase des bipolaren
Ausgangssignals. Die andere Phase des bipolaren Ausgangssignals wird vom gemeinsamen Schaltknoten zwischen der Quellenelektrode des Transistors Q 24 und der Senkenelektrode des Transistors Q 25 abgegriffen. Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 3 und 5 gelangt das Gleichspannungspotential V nicht an den Komplementgenerator 20.
Takt ein
VXf = VIf = VXi
CX + Cl
CX + Cl + CZ + CA'
+ VIi
Takt aus
Anhand der F i g. 7 werden nun die Kapazitätsverhältnisse näher erläutert. In F i g. 7 sind die Transistoren Q14 und Q18 eingezeichnet, die den mit den gleichen Bezugsziffern bezeichneten Transistoren aus Fig. 1, 3 und 5 entsprechen. Es ergeben sich folgende Gleichungen:
CZ + CA'
CX + Cl + CZ + CA1
+ V Φ
CX + CA'
CX + Cl + CZ + CA'
VXf= VXi
CX +Cl
VIf
CZ
C3 + CA' worin bedeutet
VXi
CX + Cl Cl+ CZ
+ VIi
C3 + CA' Cl + C3
CX + CA" Cl+ CZ
- VT
CA' CZ
VIf VIf = Endspannung
VX i, Vl i = Anfangsspannung
CA' = CA + C5 + C6 für den Schaltungsteil A
CA' = CA + C5 dir den Schaltungsteil B
Diese Beziehungen können vereinfacht geschrieben werden als: Cl = 4CZ = 16 CA'
Die dargestellte Schaltung arbeitet wie folgt Unter Bezugnahme auf F i g. 1 und 2 wird zunächst einmal davon ausgegangen, daß der Dateneingang des Komplementgenerators 20 auf seinem niedrigen Niveau liegt Wenn das Dateneingangssignal, das am Dateneingangsanschluß 40 eingespeist wird, auf niedrigem Niveau ist, dann ist der Transistor Q 23 abgeschaltet Die erste Taktimpulsfolge wird an dem Taktimpuiseingang Φ i eingespeist und gelangt an die Steuerelektrode des Transistors Q25. Wenn ein Taktimpuls der ersten Taktimpulsfo'ge vorliegt, befinden sich die anderen Taktimpulseingänge Φ 2, Φ 3 und Φ 4 auf niedrigem Niveau und die an die betreffenden Taktimpulseingänge angeschlossenen Transistoren Q2i, Q 22 und <?24 sind abgeschaltet Durch die früheren Taktimpulse gelangt der Schaltknoten A auf hohes Spannungsniveau und der Transistor (?26 wird eingeschaltet Wenn beide Transistoren O 25 und Q 26 eingeschaltet sind, befindet sich der Schaltknoten B auf niedrigem Spannungsniveau.
Zur Phasenzeit i2 tritt der erste Taktimpuls der zweiten Taktimpulsfolge Φ 2 auf, der die Transistoren Q12 und Q14 einschaltet und das Signal vom Schaltknoten A an die Gitterelektrode des Transistors Q16 und vom Schaltknoten B an die Gitterelektrode des Transistors Q18 gelangen läßt Das hohe Spannungsniveau an der Gitterelektrode des Transistors Q16 schaltet den Transistor Q16 ein, und das niedrige Spannungsniveau an der Gitterelektrode des Transistors Q18 schaltet den Transistor Q18 ab. Da jedoch die beiden Transistoren Q16 und Q18 diesen Schaltzustand bereits innehatten, findet während der Taktzeit /2 kein Umschaltvorgang dieser Transistoren statt Bei eingeschaltetem Transistor Q16 ist der <5 Ausgangsanschluß 41 auf hohem Potential, bedingt durch die positive Vorspannung an der Senkenelektrode des Transistors Q16. Es sei darauf hingewiesen, daß der Datenausgangsimpuls am Ausgangsanschluß 41 invers zum Dateneingangsimpuls am Eingangsanschluß 40 ist Wenn man diese Invertierung nicht wünscht, kann man sie durch entsprechende Schaltungsmaßnahmen kompensieren beziehungsweise rückgängig machen. Der Schaltknoten A zum Beispiel kann an den Transistor Q14 und der Schaltknoten B an den Transistor Q12 angeschlossen sein, oder es kann der Ausgang des Transistors Q\2 an den Transistor Q18 und der Ausgang des Transistors Q14 an den Eingang des Transistors Q16 angeschlossen sein. Mit einer dieser Umschaltungen kann man die Inversion rückgängig machen.
Während der Taktzeit 13 liegt der erste Impuls der
dritten Talctimnulsfolpe Φ Λ vor linrf rlpr Tranrictftr Q21 ist eingeschaltet und lädt die Kapazität CH und die parasitäre Kapazität, die mit dem Transistor Q 22 verbunden ist, auf und hält den Transistor Q 26 in eingeschaltetem Zustand. Die Aufladung der parasitären Kapazität CH zeigt sich durch ein Pulsieren der Spannung am Schaltknoten A und hält den Schaltknoten A auf hohem Spannungsniveau. Zur Taktzeit f 4 liegt der erste Taktimpuls der vierten Taktimpulsfolge Φ 4 vor, und die Transistoren (?24 und <?22 werden eingeschaltet Dadurch wird die parasitäre Kapazität C13, wie in Fig.6 für den Spanmingsverlauf am Schaltknoten B angezeigt, geladen. Zur Taktzeit i5, während der dann der zweite Taktimpuls der ersten Taktimpulsfolge Φ 1 vorliegt, wird der Transistor Q 25 * erneut eingeschaltet, und es entsteht ein Entladestrompfad für die Kapazität C13 über die Transistoren Q 25
und Q 26, welch letzterer noch eingeschaltet ist, bedingt durch das hohe Spannungsniveau am Schaltknoten A. Das Spannungspotential am Schaltknoten B kehrt nun zurück auf das niedrige Niveau. Zur Taktzeit /6 wird nun wieder das niedrige Niveau des Dateneingangs 40 ausgelesen.
Wenn gemäß Fig.2 das Dateneingangssignal am Eingangsanschluß 40 auf hohes Spannungsniveau umschaltet, dann wird der Transistor Q 23 eingeschaltet. Der Taktimpuls der Taktzeit f 11 der dritten Taktim- ι ο pulsfolge, der gleichzeitig damit auftritt, schaltet den Transistor Q21 ein und lädt die Kapazität CIl und hält den Transistor <?26 eingeschaltet. Zur Taktzeit fl2 wird der Transistor Q22 eingeschaltet und, da der Transistor Q 23 bereits, bedingt durch das hohe Niveau am Dateneingangsanschluß 40, eingeschaltet ist, der Schaltknoten A auf niedriges Spannungsniveau gebracht und die Kapazität C11 entladen. Der Taktimpuls zur Taktzeit 112 schaltet auch den Transistor Q 24 ein und lädt die Kapazität C13. Da zur Taktzeit ί 12 der Transistor Q 25 abgeschaltet ist, bietet sich kein Entladepfad für die Kapazität C13. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn der Schaltknoten A auf niedriges Spannungsniveau gelangt, der Transistor Q 26 abgeschaltet wiid. Beim Auftreten des Taktimpulses 113 wird, obwohl der Transistor Q 25 eingeschaltet ist, kein Entladepfad für die Kapazität C13 geboten. Der geringe Spannungsabfall am Schaltknoten B, der im Anschluß an den Spannungsanstieg zur Taktzeit /12 zu Beginn der Taktzeit 113 stattfindet, beruht auf einem geringen Ladungsübergang durch den Transistor Q 25, bedingt durch die parasitäre Kapazität am Schaltknoten der Transistoren Q 25 und <?26. Zur Taktzeit fl4 werden die Transistoren Q12 und Q14 eingeschaltet, und das niedrige Spannungsniveau gelangt an den Transistor (?16 und hohes Spannungsniveau an den Transistor Q18, so daß der Transistor Q16 abgeschaltet wird und der Transistor Q18 eingeschaltet wird. Die Folge ist, daß das Spannungsniveau am Ausgangsanschluß 41 abfällt
Gemäß Fig.4 ist zu Beginn der betrachteten Betriebsphase das Dateneingangssignal auf niedrigem Niveau. Der erste Impuls des dritten Taktimpulssignals Φ 3 bringt den Schaltknoten A vorübergehend auf etwas höheres Niveau, und der erste Taktimpuls der vierten Taktimpulsfolge Φ 4 bringt den Schaltknoten B kurzzeitig auf hohes Potential. Da jedoch der anschließende Taktimpuls der ersten Taktimpulsfolge Φ 1 den Transistor Q 25 einschaltet, entsteht ein Entladungspfad für den Schaltknoten B durch den Transistor (?26. Der Schaltknoten B fällt wieder auf niedriges Niveau ab. Der Transistor Q 26 ist eingeschaltet, bedingt durch das hohe Niveau am Schaltknoten A. Die beiden Transistoren Q 21 und Q 24 sind zusammengeschaltet und arbeiten als Dioden. Der Taktimpuls der zweiten Taktimpulsfolge Φ 2 schaltet die Transistoren Q12 und Q14 an und überträgt das hohe Spannungsniveau des Schaltknotens A und das niedrige Spannungsniveau des Schaltknotens B an die Steuerelektroden der Transistoren Q16 beziehungsweise Q18. Das hohe Spannungsniveau schaltet den Transistor Q16 an beziehungsweise laßt ihn eingeschaltet und verursacht hohes Spannungsniveau am Ausgangsanschluß 41. Das hohe Niveau des Datenimpulses D schaltet den Transistor Q 23 an, und der nächste Taktimpuls der dritten Taktimpulsfolge Φ 3 passiert den Transistor Q 21 und schaltet den Transistor Q 26 an und lädt die parasitäre Kapazität des Transistors Q12 vor. Das Datensignal am Eingangsanschluß liegt immer noch auf hohem Niveau, während der nächste Taktimpuls der vierten Taktimpulsfolge Φ 4 auftritt. Zu dieser Zeit sind demzufolge die beiden Transistoren Q 22 und ζ>23 eingeschaltet, und die parasitären Kapazitäten, die an die im Schaltknoten A enthaltenden Leitungen angeschlossen sind, entladen sich, und der Transistor Q 26 wird abgeschaltet. Das hohe Niveau des Taktimpulses der vierten Taktimpulsfolge Φ 4 passiert den Transistor Q 24 und lädt die zum Transistor Q14 gehörige parasitäre Kapazität und bringt den Schaltknoten Sauf hohes Niveau. Der darauf folgende Taktimpuls der ersten Taktimpulsfolge Φ 1 schaltet den Transistor Q 25 an, was jedoch keine Wirkung hat, weil der Transistor Q 26 abgeschaltet ist. Bei Auftreten des nächsten Taktimpulses der Taktimpulsfolge Φ 2 gelangen die neuen Spannungsniveaus der Schaltknoten A und B an die Transistoren Q16 und <?18, und der Ausgangsanschluß 41 nimmt niedriges Spannungsniveau an. Beim nächsten Taktimpuls der dritten Taktimpulsfolge Φ 3 ist das Spannungsniveau des Eingangssignals 40 wieder abgefallen. Das hohe Niveau des Taktimpulses der dritten Taktimpulsfolge Φ 3 wird durch den Transistor ζ) 21 an den Schaltknoten A geleitet und bringt diesen auf hohes Spannungsniveau. Mit dem nächsten Taktimpuls der vierten Taktimpulsfolge Φ 4 gelangt hohes Niveau durch den Transistor (?24 an den Schaltknoten B. Der nächstfolgende Taktimpuls der ersten Taktimpulsfolge Φ 1 schaltet den Transistor ζ) 25 ein und bildet dadurch einen Entladungsweg, ausgehend vom Schaltknoten B über die Transistoren Q 25 und Q 26 an den Eingangsanschluß für die vierte Taktimpulsfolge Φ 4, deren Spannungsniveau im Augenblick niedrig ist Der nächste Tastimpuls — die Taktimpulse der zweiten Taktimpulsfolge Φ 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel die Tastimpulse — bringt das Ausgangssignal an der Pufferschaltung 10 wieder auf hohes Niveau.
Gemäß Fig.6 sind die Taktimpulse und die Dateneingangssignale die gleichen wie in Fig.4. Das Datensignal befindet sich auf hohem Niveau beim zweiten Taktimpuls der dritten Taktimpulsfolge Φ 3. Dadurch gelangt der Schaltknoten A auf hohes Niveau, und der Transistor Q 25 wird eingeschaltet Durch den eingeschalteten Transistor Q 25 wird der Schaltknoten B entladen. Mit dem nächsten Taktimpuls der vierten Taktimpulsfolge Φ4 wird der Transistor Q22 eingeschaltet und, da der Transistor Q 23 noch eingeschaltet ist, ergibt sich ein Entladepfad vom Schaltknoten A an das niedrige Niveau der Eingangsleitung für die dritte Taktimpulsfolge Φ 3. Zur gleichen Zeit wird der Schaltknoten B über den Transistor <?24 vorgeladen und bleibt bis zum Ende des Taktimpulses der vierten Taktimpiilsfolge Φ 4 und des darauf folgenden Taktimpulses der ersten Taktimpulsfolge Φ 1 geladen. Mit dem nächsten Tastimpuls — auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Taktimpulse der zweiten Taktimpulsfolge die Tastimpulse — ist der Schaltknoten B auf hohem Niveau und der Schaltknoten A auf niedrigem Niveau. Da das Datensignal nun wieder auf niedrigem Niveau ist, bleibt der Transistor Q 23 während des Taktimpulses der dritten Taktimpulsfolge Φ 3 abgeschaltet, wenn die Leitung, die zum Schaltknoten A führt, auf hohem Niveau ist Das hohe Niveau am Schaltknoten A schaltet den Transistor Q 25 ab und erzeugt so einen Entladungspfad für den Schaltknoten R Der Schaltknoten B jedoch wird während des Taktimpulses der vierten Taktimpulsfolge Φ 4 über den Transistor Q 24 vorgeladen. Es entsteht am Ende des Taktimpulses der vierten
Taktimpulsfolge Φ 4 ein Entladungspfad, da die Datenspannung am Punkt A auf hohem Niveau bleibt, weil der Transistor Q 23 abgeschaltet ist. Die Spannung an den Schaltknoten A und B ist während der Taktimpulse der Taktimpulsfolgen Φ1 und Φ 2 im
ίο
Gleichgewicht. Da während des Taktimpulses der zweiten Taktimpulsfolge Φ 2 die Daten getastet wurden, entsteht auch ein entsprechendes Ausgangssignal am Ausgangsanschluß.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Pufferschaltung zum Umsetzen der aus einem binären Datensignal in einer durch Taktimpulsfolgen gesteuerten Generatorschaltung abgeleiteten, komplementären und nicht komplementären, pulsierenden Signalspannungen in ein binäres Datensignal, bei der eine Taststufe mit zwei Feldeffekttransistoren vorgesehen ist, deren Steuerelektroden gemeinsam an den Taktimpulseingang der Generatorschaltung angeschlossen sind und von deren weiteren Elektroden jeweils die eine gleicher Poking (Quelle oder Senke) des einen Feldeffekttransistors an einen Schaltknoten der Generatorschaltung, an dem das komplementäre, pulsierende Signal auftritt, und die des anderen Feldeffekttransistors an einen Schalt-. knoten dtr Generatorschaltung, an dem das nicht komplementäre, pulsierende Signal auftritt, angeschlossen sind und mit einer der Taststufe nachgeschalteten Ausgabestufe mit zwei Feldeffekttransistoren, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Feldeffekttransistor (Q 16) der Ausgabestufe mit seiner Steuerelektrode an die dritte Elektrode des Feldeffekttransistors (Q 12) der Taststufe angeschlossen ist und der zweite Feldeffekttransistor (Q 18) mit seiner Steuerelektrode an die dritte Elektrode des zweiten Feldeffekttransistors f(?14) der Taststufe angeschlossen ist, und daß die beiden Feldeffekttransistoren der Ausgabestufe mit ihren Senken- und Quellenelektroden in Reihe an eine Gleichspannung (+V) angeschlossen sind mit dem Ausgangsanschluß (41) der Ausgabestufe zwischen diesen beiden Feldeffekttransistoren (Q 16, Q18), und daß die Leitungskapazitäten CC 11 und C13) der Verbindungsleitungen der Feldeffekttransistoren (Q 12 und Q14) der Taststufe zu den Schaltknoten (A und B) der Generatorschaltung mindestens vier mal so groß sind wie die Leitungskapazitäten der Verbindungsleitungen dieser Feldeffekttransistoren (Q 12, Q14) zu den Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren (Q 16, Q18) der Ausgabestufe.
    45
    Die Erfindung betrifft eine Pufferschaltung zum Umsetzen der aus einem binären Datensignal in einer durch Taktimpulsfolgen gesteuerten Generatorschaltung abgeleiteten, komplementären und nicht komplementären, pulsierenden Signalspannungen in ein binares .Datensignal, bei der eine Taststufe mit zwei Feldeffekttransistoren vorgesehen ist, deren Steuerelektrodcn gemeinsam an den Taktimpulseingang der Generatorschaltung angeschlossen sind und von deren weiteren Elektroden jeweils die eine gleicher Polung (Quelle oder Senke) des einen Feldeffekttransistors an einen Schaltknoten der Generatorschaltung, an dem das komplementäre, pulsiererde Signal auftritt, und die des anderen Feldeffekttransistors an einen Schaltknoten t>o der Generatorschaltung, an dem das nicht komplementäre, pulsierende Signal auftritt, angeschlossen sind und mit einer der Taststufe nachgeschalteten Ausgabestufe mit zwei Feldeffekttransistoren.
    Pufferschaltungen dieser Art dienen zur Pegelumset- e>5 zung bei der Zusammenschaltung von Schaltungen aus Feldeffekttransistoren mit bipolaren Transistorschaltungen.
    Aus der US-PS 35 09 375 ist eine Schaltung der eingangs genannten Art bekannt bei der die Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren der Tast- und der Ausgabestufe miteinander verbunden sind und zwischen die Verbindungsleitungen der Feldeffekttransistoren der Taststufe einerseits und der Ausgabestufe andererseits eine mit einer Kapazität bestückte Verbindungsleitung verlegt ist.
    Aus der aus der DE-OS 14 62 855 bekannten Schaltung ist nur eine der Taststufe entsprechende Bestückung vorgesehen mit einer Schaltungskapazität des Ausgangsanschlusses gegenüber Masse.
    Bei durch mehrere Taktimpulsfolgen gesteuerten Schaltungen ergibt sich oft das Problem des Anschlusses an normal bipolar arbeitende Schaltkreise. Bei den dazu erforderlichen Pufferschaltungen muß oft die Tatsache berücksichtigt werden daß die in Frage stehenden integrierten Schaltungen aus Feldeffekttransistoren spannungsbetriebeii sind, während normale bipolare Schaltungen stroinbetrieben sind. Außerdem ist das obere Spannungsniveau des Ausgangssignals einer solchen integrierten Schaltung in der Regel sehr niedrig und das niedrige Spannungsniveau in der Regel pulsierend. Schließlich muß auch noch die für die Fabrikation von solchen Pufferschaltungen notwendige Möglichkeit einer leichten dynamischen Funktionsüberprüfung in Betracht gezogen werden.
    Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pufferschaltung der eingangs genannten Art zu erstellen, die diesen Anforderungen mit geringem Schaltungsaufwand gerecht wird.
    Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Feldeffekttransistor der Ausgabestufe mit seiner Steuerelektrode an die dritte Elektrode des Feldeffekttransistors der Taststufe angeschlossen ist und der zweite Feldeffekttransistor mit seiner Steuerelektrode an die dritte Elektrode des zweiten Feldeffekttransistors der Taststufe angeschlossen ist, und daß die beiden Feldeffekttransistoren der Ausgabestufe mit ihren Senken- und Quellenelektroden in Reihe an eine Gleichspannung angeschlossen sind mit dem Ausgangsanschluß der Ausgabestufe zwischen diesen beiden Feldeffekttransistoren, und daß die Leitungskapazitäten der Verbindungsleitungen der Feldeffekttransistoren der Taststufe zu den Schaltknoten der Generatorschaltung mindestens vier mal so groß sind wie die Leitungskapazitäten der Verbindungsleitungen dieser Feldeffekttransistoren zu den SttueTiektroden der Feldeffekttransistoren der Ausgabestufe.
    Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
    In der Zeichnung zeigt
    Fig. 1 eine Generatorschaltung mit einer Pufferschaltung nach der Erfindung,
    Fig. la die gewählten Bezeichnungen für einen Feldeffekttransistor,
    Fig.2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Schaltung aus F i g. 1,
    F i g. 3 die Pufferschaltung aus F i g. 1 mit einer anderen Generatorschaltung,
    Fig.4 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung nach F i g. 3,
    F i g. 5 die Pufferschaltung au Fig. 1 mit einer dritten Ausführungsform einer Generatorschaltung,
    Fig.6 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung aus F i g. 5 und
    F i g. 7 eine Schaltskizze zur Erläuterung der bei der Pufferwirkung der Pufferschaltung nach der Erfindung
DE2144455A 1970-09-28 1971-09-04 Pufferschaltung Expired DE2144455C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7618370A 1970-09-28 1970-09-28

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DE2144455A1 DE2144455A1 (de) 1972-03-30
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