Brevet FR2289069A1 — publié le 19760521

La présente invention a pour objet un circuit inté -gré MOS pour générateur d'impulsions, faisant usage d'un multivibrateur bis table incluant deux transistors de commutation montés en réaction mutuelle, ainsi que deux transistors de commande respectivement connectés en parallèle sur eux et deux transistors de charge respectivement connectés en série avec eux. Lorsque 1T0n désire commander électroniquement des processus mécaniques, il se pose des problèmes tout particulièrement dans les cas où des impulsions de basse fréquence doivent être délivrées et où les dissipations de puissance doivent demeurer redites. I1 est difficile en pratique de produire des impulsions de basse fréquence à flancs raides. Ce problème se pose tout particulièrement dans le cas d'une commande électronique de caméra, dans laquelle ltespace disponible est toujours très réduit. La présente invention se donne en conséquence pour but de réaliser un générateur d'impulsions selon la technologie MOS, et qui soit capable de délivrer des impulsions de basse fréquence sous une faible dissipation de puissance. Ces impulsions doivent présenter des flancs raides. Le taux dvimpulsion ainsi que la fréquence doivent en outre pouvoir varier dans de larges limites. Ce but est atteint, conformément à l'invention et dans un circuit intégré du genre précité, grace au fait que ltélectrode de drain du premier transistor de commutation est reliée en tant que sortie du multivibrateur bis table à Ivélectro de de porte dwun cinquième transistor de commutation dont le parcours drain-source relie un point de raccordement du circuit à un potentiel de référence et se trouve ainsi raccordé en parallèle sur un condensateur et en série avec une source de courant par laquelle ce condensateur est chargé lorsque le cinquième transistor de commutation est bloqué, qu'en outre ltélectrode de porte d'un troisième transistor de commutation est reliée au point de raccordement tandis que son électrode de source est raccordée au potentiel de référence et que son électrode de drain 1v est à l'électrode de porte du premier transistor de commande monté à la sortie du multivibrateur bis table et aboutit à travers un troisième transistor de charge à un potentiel d'alimentation, et que l'électrode de porte d'un quatrième transistor de commutation est reliée au point de raccordement tandis que son électrode de drain est raccordée au potentiel d'alimentation et que son élec trode de source 1V est à 1V électrode de porte du second transistor de commande du multivibrateur bistable et aboutit à travers un quatrième transistor de charge au potentiel de référence. Grtce au circuit selon l'invention, il est possible de réaliser selon la technique MOS un générateur d'impulsions occupant un minimum de place. La dissipation de puissance est très réduite et peut mebme être obtenue particulièrement minime gracie à une forme de réalisation avantageuse de l'inventaon qui consiste en-ce que les transistors de charge sont constitués par des transistors à effet de champ MOS du type à appauvrissement. Dans son principe, le- circuit selon l'invention est constitué par un multivibrateur bis table qui est commandé par deux amplificateurs présentant des tensions de réponse fortement différenciées. C'est gracie à ce multivibrateur bis table que les états de commutation du générateur d'impulsions sont bien stabilisés dans les domaines intermédiaires et que les impulsions fournies sont favo- - rablement conformées en ce qui concerne la raideur de leurs flancs. Une entrée en oscillation du générateur d'impulsions est d'autre part garantie de façon sûre. L'impulsionsdlentrée en oscillation possède la même longueur que les impulsions suivantes. La source de courant peut entre réalisée aussi bien au moyen dlune résistance- ohmique insérée entre le point de raccordement et une source de tension de service que sous la forme dlune source de courant constant. L'emploi d'une telle source de courant constant présente l'avantage que la charge du condensateur s'effectue de façon très linéaire et qu'ainsi le mécanisme de déclenchement pour les deux amplificateurs et pour le multivibrateur bis table est particulièrement fiable.La durée d'un cycle, et par conséquent la fréquence peuvent être fixées grace à une variation appropriée de la capacité, du courant d'alimentation et/ou par un dimensionnement approprié du cinquième transistor de commutation. Il est possible d'obtenir des fréquences particulièrement basses. Au cas où l'intégration du condensateur présentant la capacité nécessaire offrirait des difficultés, ce condensateur peut être connecté extérieurement au dit point de raccordement. L'invention sera à présente décrite plus en détail à propos d'une forme de réalisation, donnée à simple titre d'exemple illustratif, et avec référence aux dessins ci-annexés, en lesquels La figure 1 reproduit le schéma d'un circuit selon l'invention qui utilise comme source de courant une résistance ohmique et qui est équipé d'un condensateur extérieur et la figure 2 est un diagramme illustrant les variations de potentiel en cinq points différents A...E de la figure 1. la circuit de la figure 1 contient un multivibra teur bistable constitue d'un premier et d'un second transistors de commutation 1 et 2. les électrodes de source de ces deux tran sisters de commutation 1 et 2 sont raccordées à un potentiel de référence Uss. L'électrode de porte du transistor de commutation 1 est relise à l'électrode de drain du transistor de commutation 2, tandis que l'4lectrode de porte du transistor de commutation 2 l'est à l'6lectrode de drain du transistor de commutation 1. premier transistor de charge 3 relie l'électrode de drain du tran sistor de commutation 1 à un potentiel d'alimentation UDD, tandis qu second transistor de charge 4 relie pareillement l'électrode de drain du transistor de cnamatztion 2 à ce même potentiel. Les électrodes de porte des deux transistors de charge 3 et 4 sont chacune relises à l'électrode de source correspondante. En paral lèle sur le parcours drain-source du transistor de commutation 1 est raccordé celui d'un transistor de commande 5, et en parallèle sur le parcours drain-source du transistor de oommutation 2 l'est celui d'un transistor de commande 6.Le point de potentiel de l'électrode de drain du transistor de cnumutstion 1 est désigné par Le symbole E, et celui de l'électrode de drain du transistor de ca"nt tion 2 par le symbole D. Au point de potentiel E est reliéel'électrode de porte d'un cinquibIe transistor de commutation 7. L'électrode de source du transistor de commutation 7 est rac cordée au potentiel de référence Uss, tandis que son électrode de drain est reliée à un point de raccordement extérieur A. Ce point de raccordement extérieur A est en outre relié à l'électrode de porte d'un troisième transistor de commutation 8, dont l'électrode de source est raccordée au potentiel de référence Uss et dont l'électrode de drain (point de potentiel B) aboutit à travers un troisième transistor de charge 9 au potentiel d'alimentation D. L'électrode de porte du transistor de charge 9 est reliée à son électrode de source. L'électrode de drain du transistor de commutation 8 (point de potentiel B) est raccordée à ltélec- trode de porte du transistor de commande 5.En outre, le point de raccordement extérieur A est relié à l'électrode de porte d'un quatrième transistor de commutation 10, dont l'électrode de drain est raccordée au potentiel d'alimentation 131DU et dont l'électrode de source (point de potentiel C) aboutit à travers un quatrième transistor de charge 11 au potentiel de référence Usus. L'électrode de porte du transistor de charge 11 est reliée à son électrode de source. L'électrode de source.du transistor de commutation 10 (point de potentiel C) est raccordée à l'électrode de porte du transistor de commande 6. Le point de raccordement extérieur A est relié à travers une résistance ohmique 12 au potentiel d'alimentation UDD, Ds et à travers un condensateur extérieur 13 au potentiel de référence Usus. Tous les transistors de commutation et tous les transistors de commande du circuit sont du type à enrichissement, tandis que tous les transistors de charge sont du type à appauvrissement. I1 est a priori indifférent qu'il s' agisse de transistors à effet de champ MOS à canal z ou à canal n. La représentation des variations de potentiel sur les points A...E selOn la figure 2 des dessins part de l'hypothèse qu'il s'agit de transistors à canal p, et que par conséquent le potentiel d'alimentation est négatif par rapport au potentiel de référence Uss. Le circuit de la figure 1 se compose pour l'essen- triel d'un multivibrateur bis table, de deux amplificateurs commandant ce multivibrateur bistable, et d'un organe de temporisation commandé. Le multivibrateur bis table inclut les deux transistors de commutation 1 et 2, les deux transistors de charge 3 et 4, et les deux transistors de commande 5 et 6. Le-premier amplificateur inclut le transistor de commutation 8 et le' transistor de charge 9, et le second le transistor de commutation 10 et le transistor de charge 11. L'organe de temporisation inclut de son côté la résistance ohmique 12 et le condensateur 13, et il est commandé par le multivibrateur bis table à travers le transistor de commutation 7.Les deux amplificateurs présentent un seuil de réponse fortement différencié : le premier répond en effet lorsque le potentiel au point A excède une tension de seuil unique, tandis que le second répond lorsqu'il excède les deux tensions de seuil des deux transistors 10 et 6. Ces deux seuils de potentiel sont désignés sur la figure 2 des dessins-- par les symboles U et 0 qui caractérisent respectivement un point de potentiel inférieur et un point de potentiel supérieur. Les potentiels des courbes de variation reproduites à la figure 2 des dessins fluctuent entre une valeur nulle et une valeur négative. Ces deux états corres pondent en termes de logique aux valeurs O et 1. A l'état de repos, le transistor de commutation 7 est bloqué. A la mise en circuit du potentiel d'alimentation % Da le condensateur 13 se charge à travers la résistance ohmique 12. Le potentiel au point A s'accrot en conséquence. Lorsqu'il fran chit la première tension de seuil, le transistor de commutation 8 est rendu passant pour le point de commutation inférieur U. Anté rieurement, le potentiel au point B.présentait la valeur logique 1, et après le point de commutation inférieur U, - la valeur logique O, Antérieurement au point de commutation inférieur U, le transis tor de commande 5 etait rendu passant par le potentiel du point B de valeur logique 1 et maintenait ainsi le potentiel du point E à la valeur logique 0. Postérieurement au point de commutation in férieur U du transistor 8, le transistor de commande 5 se bloque et libère ainsi la sortie du multivibrateur bistable au point E. Dès que le potentiel au point A atteint du fait de la poursuite de la charge du condensateur 13 le -double de la tension de seuil et franchit ainsi le point de commutation supérieur 0, le transistor 10 devient passant. De ce fait apparatt au point C un potentiel de valeur logique 1. Lorsqu'est atteinte cette valeur, le transistor dé commande 6 est rendu passant. De ce fait, le multivibrateur bistable bascule : le potentiel au point D prend~la valeur logique 0, celui au point E la valeur logique i. La valeur de potentiel au point E de valeur logique 1 entrain pour conséquence-que le "transistor de commutation 7 soit rendu passant.De ce fait, le potentiel au point A ne peut plus s'accrottre. La charge du condensateur 13 stécoule alors à travers le transistor de commu tation 7. Le potentiel au point A retombe. Après retombée au dessous du double de la tension de seuil, le point de potentiel C prend par suite du blocage du transistor de commutation 10 la va leur logique 0. Après retombée en-dessous de la simple tension de seuil, c'est-à-dire au niveau du point de commutation inférieur U, le transistor de commutation 8 se bloque à nouveau.Le potentiel au point B passe alors de la valeur logique O à la valeur logique 1 et rend ainsi passant le transistor dé commande 5. I1 en résulte à nouveau un basculement du multivibrateur bis table et par voie de conséquence, une interruption du processus de décharge du con densateur 13, puisque le transistor de commutation 7 est à nouveau bloqué. Le cycle recommence alors- à nouveau. Le condensateur 13 se charge à nouveau. Le basculement des potentiels- aux deux points D et E du multivibrateur bistable s'effectue avec flancs très raides. Au point de potentiel E, par exemple, peuvent être prélevées des impulsions de sortie en vue dlune utilisation appropriée. I1 est encore possible d'obtenir une élévation de la constante de temps par une charge plus élevée du condensateur 13. Ceci se produit par exemple si entre llélectrode de source du transistor de commutation 10 et le point de potentiel C de llElectrode de drain du transistor de charge ll est inséré un autre transistor de charge, c'est-à-dire si-le point de potentiel C est raccordé au point de jonction d'un diviseur de tension constitué de deux transistors de charge. La capacité du condensateur 13 peut alors être réduite. EVEND ICATIONS 1. Circuit intégré MOS pour générateur d'impul sions, faisant usage d'un multivibrateur bistable incluant deux transistors de commutation montés en réaction mutuelle, ainsi que deux transistors de commande respectivement connectés en paral lèle sur eux et deux transistors de charge respectivement con nectés en série avec eux, caractérisé par le fait que l'électrode de drain du premier transistor de commutation (1) est reliée en tant que sortie du multivibrateur bistable à l'électrode de porte d'un cinquième transistor de commutation (7) dont le parcours drain-source relie un point de raccordement (A) du circuit à un potentiel de référence (use) et se trouve ainsi raccordé-en paral lèle sur un condensateur (13) et en série avec une source de cou- rant (12) par laquelle ce condensateur est chargé lorsque le cin quième transistor de commutation est bloqué, qu'en outre 1' élec- trode de porte d'un troisième transistor de commutation (8) est reliée au point de raccordement (A) tandis que son électrode de source est raccordée au potentiel de référence (Uss) et que son électrode de drain l'est à l'électrode de porte du premier tran sistor de commande (5) monté à la sortie du mùltivibrateur bista ble et aboutit à travers un troisième transistor de charge (9) à un potentiel d'alimentation (%D) et que l'électrode de porte d'un quatrième transistor de commutation (10) est reliée au point de raccordement (A) tandis que son électrode de drain est raccor dée au potentiel d'alimentation (UDD) et que son électrode de ~source l'est à l'électrode de porte du second transistor de com- mande (6) du multivibrateur bis table et aboutit à travers un qua trième transistor charge (11) au potentiel de référence (USS). 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les transistors de charge (3, 4, 9, 11) sont du type à appauvrissement et que leurs électrodes de porte sont chaque fois reliées à leurs électrodes de source. 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé par le fait-que la source de courant est constituée par une résis tance ohmique (12) insérée entre le point de raccordement (A) et le potentiel d'alimentation (UDD).