187887. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés előjelhelyes félvezető lineár kombinátor és/vagy átalakító kialakítására
187 887 2 vezérlő 22 elektródák és a 15,17,19,23 kivezetések kialakítása. Azzal, hogy a vezérlő 22 elektródák szélességét a 2°,21,22,23,2n... számsornak megfelelő egységnyi szélességűre választottuk lehetővé vált, hogy az eszközt digitál/analóg vagy analóg/digitál átalakítóként felhasználjuk. Az eszközön alapuló digitál/analóg átalakító működése röviden a következő. Az emitter-bázis átmenet nyitóirányú előfeszítésével beállítunk egy kollektoráram szintet, miközben a kollektorbázis átmenetet természetesen záróirányban feszítjük elő. Majd a vezérlő 22 elektródákat bemenetként használva a kettes számrendszerben érkező jelekkel a helyértéknek megfelelő bemenetre egy adott referencia feszültséget kapcsolunk. Ezáltal az egyes helyértékeknek megfelelő vezérlő 22 elektródák a bemenő jel függvényében kapcsolnak (vagy nem kapcsolnak) be a helyértékkel arányos kollektoráram komponenseket és biztosítanak a digitális bemenő jelnek megfelelő analóg jelet (kollektoráramot) a kimeneten. Meg kell jegyeznünk, hogy a kimenőjel tartalmazni fog egy alapjelszintet is, ami azonban megfelelően kicsire állítható be vagy a hasznos jelről leválasztható. Az eszköz természetesen alkalmazható más, a kettes számrendszeren alapuló digitális jelek átalakítására is, de ebben az esetben a vezérlő 22 elektródák szélességét a kódrendszernek megfelelően kell megválasztani. Mindazonáltal az átalakítható számtartomány nemcsak a 22 elektródák szélességének fokozatos kétszerez ésével történhet, hanem megvalósítható úgy is, hogy egy rendszerben több ilyen eszközt alkalmazunk, melyeknek a kimenetét összekötjük és a bemenő jellel minden eszközt más referencia feszültséggel hajtatunk meg úgy, hogy az egyes kollektoráram komponensek helyértékarányosak legyenek. így például, ha több dekádból álló BCD kódot kívánunk analóg jellé alakítani, akkor az egyes dekádoknak megfelelő egy-egy 4 vezérlő 22 elektródával rendelkező félvezető átalakító eszköz a dekádok közötti folyamatosságot pedig a különböző referencia feszültségek beállításával biztosítjuk úgy', hogy minden dekád 0001 kódjának megfelelő analóg kimenő jel megegyezzen az előző dekád 1010 kódjához tartozó analóg kimenő jellel. Ezen kívül hasonló módon felhasználható az átalakítható jeltartomány kiterjesztésére különböző alapszintek, azaz emitter áramok alkalmazása is. Az eszközön alapuló analóg/digitál átalakító működése és egy lehetséges alkalmazási módja pedig röviden a következő. Az eszköz emitterét leföldeljük, kollektorbázis átmenetét záróirányban feszítjük elő és az analóg bemenő jelet az eszköz bázisára adjuk, miközben az öszszes vezérlő 22 elektródára rákapcsolunk egy adott referencia feszültséget. Ebben az esetben vagyis az alapállapotban az eszköz az adott referencia feszültség mellett lehetséges maximális áramerősítéssel és így az adott bemenő jelhez tartozó maximális kimenő (kollektor) árammal rendelkezik. A kimenetre (kollektorra) kötött nagysebességű komparátor referencia szintje azonban úgy van beállítva, hogy a komparátor csak a megengedhető minimális analóg bemenő jelszint alatt billenjen át és kapcsoljon ki egy órajellel vezérelt számláncot, amely a vezérlő 22 elektródák és a referencia feszültség közötti kapcsolatot biztosítja 0 logikai állapot mellett. Az analóg/digitál átalakító digitális kimenő jelét is a számlánc szolgáltatja. Ennek megfelelően az analóg bemenő jel bekapcsolása után indítjuk a számláncot, amelyik a kettes számrendszernek (vagy szükség esetén más 1 a kettes számrendszeren alapuló kódrendszernek) megfelelően a legkisebb jeltől indulva kapcsolja le vagy be a megfelelő vezérlő 22 elektródákat és monoton módon azonos lépésekkel csökkenti az eszköz áramerősítését és így a kimenőjelet. Ha a kimenőjel a komparálási szint ajá csökken, a komparátor átbillen és leállítja a számláncot, aminek az állapota ebben a pillanatban a bemenő analóg jelnek megfelelő digitális kimenő jelet adja. Az analóg jeltartományt a számlánc hossza és a komparátor működési tartománya, valamint egyéb elektromos pa'améterei határozzák meg. Az átalakítható analóg jeltartományt és a jelfelbontási képességet a vezérlő 22 elektródák száma határozza meg. Azonban mind a jeltartomány, mind pedig a felbontóképesség növelhető a digitál/analóg átalakítóhoz hasonlóan több átalakító eszközt alkalmazva és különböző referencia feszültségről járatva őket, vagy a bemenő jeleket különböző osztókon keresztül adva az átalakítók bemenetére. Ha példá il 12 bináris helyértéket akarunk megkülönböztetni, akkor három 4 bemenetű félvezető átalakítót alkalmazunk, melyeknek a kimenetét és bemenetét összekötjük és a három eszközt egy 12 fokozatú számláncról vezéreljük, ahol azonban a számlánc az egyes átalakítókra különböző referencia feszültséget kapcsol. Ezek a referencia feszültségek pedig úgy vannak beállítva, hogy a bináris jelek által okozott analóg lépcsők az egyik átalakító egységről a másik átalakító egységre való áttérésnél változzanak. Ily módon elérhető, hogy a jeltartományt és a felbontó képességet gyakorlatilag esek a perifériális áramkörök, vagyis a komparátor és a számlánc elektromos paraméterei határozzák meg. A 8. ábra a találmány szerinti elrendezés egy újabb ki'Ítéli alakjának felülnézeti képét mutatja be. Ez az elrendezési változat is tartalmaz a 11 alapanyagban,ami egyben a bázis 12 réteg is, emitter 13 és kollektor 20 réteget, valamint szigetelő 21 rétegén az emitter 13 rétegtől a kollektor 20 rétegig nyúló egymással párhuzamos vezérlő 22 elektródákat és elektróda 23 kivezetéseket csakúgy mint a 12, 13,20 rétegek és a 15, 17,19 kivezetések kapcsolatát biztosító 14,16,18 kontaktus ablakokat azzal a különbséggel, hogy a bázisszélesség, vagyis az emitter 13 és kollektor 20 réteg közötti távolság fokozatosan változik és az egyes azonos bázisszélességű fokozatokhoz a 2°,21,22,23... számsornak megfeleli egységnyi szélességű vezérlő 22 elektróda tartozik. Bár technológiai szempontból ez az eszköz mindenben megegyezik az előzővel, konstrukciós szempontból előnyös lehet egy eszközön belül a bázisszélesség fokozatos változtatása, ami magasabb integráltsági fokot eredményez és lehetővé teszi, hogy az átalakítókat egy referencia feszültség mellett is széles jeltartományban, jó felbontással tudjuk használni. Az eszköz tervezésénél ügyelni kell azonban arra, hogy az egyes bázisszélességek úgy legyenek beállítva, hogy a különböző szélességű fokozatok között az átmenet folyamatos legyen. Így például bináris rendszerű digitál/analóg átalakító esetén az egyik fokozat legkeskenyebb vezérlő 22 elektródája által szolgáltatott kollektoráram pontosan a kétszerese legyen az előző fokozat legszélesebb vezérlő 22 elektródja által biztosított kollektoráram komponensnek. A találmány szerinti eljárás és elrendezés előnyeit az alábbiakban foglaljuk össze:- segítségével olyan súlyozható összegző áramkör állítható elő, amely több additív bemenete mellett egy multiplikativ bemenettel is rendelkezik, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
