[其他]用互補型金屬氧化物晶體管技術實現的倒相器

無效

• 申請號: 86103472
• 申請日: 1986-05-22
• 公開（公告）號: CN86103472A
• 公開（公告）日: 1986-12-24
• 發明（設計）人: 沃夫岡·格林格
• 申請（專利權）人: 德國ITT工業有限公司
• 主分類號: H03F3/18
• 分類號: H03F3/18;H03F3/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明涉及一種用CMOS技術實現的倒相器，也即用互補絕緣柵場效應晶體管實現的倒相器，該倒相器由兩個晶體管，即一個p溝道晶體管和一個n溝道晶體管組成，這兩個晶體管的控制電流通路串聯在電壓源的正、負端之間，這兩個晶體管的連接點構成倒相器的輸出端，n溝道晶體管的柵極通過第一電容連接至倒相器的輸入端，而且n溝道晶體管是第一電流反映電路的輸出晶體管（參照權利要求1的序言部分）。

這種倒相器已在DE-A3008280中作了描述，具體如附圖2所示。除去權利要求1序言部分的上述特點之外，現有技術水平的倒相器中的p溝道晶體管的柵極是直接與倒相器的輸入端相連接的，且通過一個高阻值電阻接至倒相器的輸出端。

在現有技術的倒相器中，兩個晶體管的直流工作點是由電容性地耦合于晶體管的輸入信號確定的。因此，電路的低頻截止頻率是由耦合電容電路的時間常數決定，而且，在一個脈沖通過之后，倒相器的輸出端是這樣一種狀態，即輸出端電平大約為電源電壓的一半，除非在由時間常數決定的時間內有另一脈沖邊沿到來。所以，現有技術倒相器對應于已經通過它的輸入信號沒有穩定的輸出電平。

因此，本發明目的就是要改進現有技術的倒相器，由此一方面在不增加電阻值和/或電容值的情況下降低低頻截止頻率，而另一方面又不增加高頻轉換次數，甚至在沒有輸入信號時倒相器的輸出端繼續不變地呈現兩個二進制電平之一。

這樣做的優點是在輸入信號的前沿和后沿上，輸出脈沖沿的陡度是相應地對稱的，所以倒相器內的信號延遲在前沿和后沿上是盡可能一致的。

本發明的倒相器用作作為電壓比較器的差分放大器的輸出級會是十分有利的。這是因為即使電壓比較器的輸入端上存在著不同的電壓差，但本電路在信號脈沖上升沿和下降沿上的延遲差卻仍很小。

現在參照附圖，更詳細地說明本發明。附圖中：

圖1為本發明一個實施例的電路方框圖。

圖2為一個電路方框圖，它說明以上所介紹的本發明與作為電壓比較器的差分放大器一起的使用法。

參照圖1，倒相器的兩個晶體管，也就是p溝道晶體管tp和n溝道晶體管tn，二者的控制電流通路被接在電壓源的正端vd與負端vs之間。第一電容c1和第二電容c2分別接在倒相器輸入端e與兩個晶體管的柵極之間，這樣，使得p溝道晶體管也只是電容性地驅動。

兩個晶體管tp和tn的工作點由第一、第二和第三電流反映電路s1、s2、s3及參考電流電路sr確定。第一和第二電流反映電路s1和s2可以依據倒相器的輸出信號在一個高電流值與一個低電流值之間轉換。實行這種轉換因而倒相器輸出端ag為H電平時，而第一電流反映電路能夠傳送低值電流，第二電流反映電路能夠傳送高值電流;而當輸出端ag為L電平時，這些狀態便顛倒過來。在靜態中，僅有低值電流在倒相器中流過，但正是這樣才使電流反映電路能夠轉換到高值電流，以在輸入脈沖渡越時供給必要的電荷交換電流。

通過高、低電流之間的這種轉換，使由輸入信號的一個沿所引起的輸出電平能與時間無關地保持到下一輸入信號沿，因而，甚至相當低的頻率的輸入信號也是允許的。

在圖1的電路方框圖中，高、低電流值之間的轉換是由每一電流反映電路中的兩個晶體管來完成的，這兩個晶體管具有相同的溝道寬-長比系數（即W/L系數），而且都連接至開關晶體管sp、sn，晶體管sp和sn的柵極與倒相器的輸出端ag相連接。因為在電流反映電路中，驅動電流與輸出電流的比率等于驅動晶體管與輸出晶體管的W/L系數的比值，當相應的開關晶體管sp和sn導通時，s1和s2便轉換到低值電流，所以每一電流反映電路中的兩個驅動晶體管是以并聯形式連接在一起的。因此，當開關晶體管截止時，s1、s2便流過高值電流。象通常的電流反映電路一樣，驅動晶體管的柵極直接與有關的源極相連接。

第一電流反映電路s1的驅動電流is1是第三電流反映電路s3的輸出電流ia3，而且第三電流反映電路s3的驅動電流是參考電流反映電路sr的第一輸出電流iar1。第二電流反映電路s2的驅動電流is2是參考電流反映電路sr的第二輸出電流iar2。參考電流ir的值可通過晶體管tr選擇，晶體管tr如同一電阻那樣接在電路中。參考電流反映電路sr的和端與電壓源的負端vs相連接，第三電流反映電路s3的和端與電壓源的正端vd相連接。

驅動電流流過驅動晶體管ts1、ts1′、ts2、ts2′ts3、tsr，而輸出電流流過輸出晶體管ta3、tar1、tar2、tp、tn。