一種反相電路以及TTL電路

本發(fā)明涉及一種反相電路以及ttl電路，屬于微波集成電路。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展，單片微波集成電路以其優(yōu)良的穩(wěn)定性，較強(qiáng)的抗干擾能力和成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于軍事和民用電子領(lǐng)域。其中，以gaas襯底作為載體的mmic，具有高阻尼系數(shù)和高電子遷移率等優(yōu)點(diǎn)，在單片微波集成電路領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。在微波集成電路應(yīng)用中，我們常常需要ttl電路用于數(shù)字信號(hào)去控制射頻通信中的模塊，如射頻開關(guān)、數(shù)控衰減器和數(shù)控移相器等，用來實(shí)現(xiàn)開關(guān)的導(dǎo)通關(guān)斷、衰減量和移相量的切換等邏輯控制功能。

2、在gaas?phemt射頻開關(guān)、數(shù)控衰減器和數(shù)控移相器等應(yīng)用中，常常使用耗盡型場效應(yīng)管，它是一種負(fù)壓控制器件，關(guān)斷電壓為-0.8v，需要使用一組-5v和0v的電壓來對(duì)耗盡管的關(guān)斷和導(dǎo)通進(jìn)行控制，當(dāng)輸入電壓為-5v時(shí)，管子關(guān)斷，當(dāng)輸入電壓為0v時(shí)，管子導(dǎo)通。在生活中常使用的大多是+5v的ttl電平，需要設(shè)計(jì)一種驅(qū)動(dòng)電路，將外接輸入的+5v和0v的電壓可以轉(zhuǎn)化為控制耗盡管可以導(dǎo)通和關(guān)斷的0v和-5v。

3、基于砷化鎵增強(qiáng)型場效應(yīng)管的ttl電路由電平位移電路單元，反相邏輯輸出電路單元和同相邏輯輸出電路單元構(gòu)成。其中反相邏輯輸出電路單元和同相邏輯輸出電路單元主要由反相單元構(gòu)成。最簡單的反相單元可由一個(gè)nmos和pmos管構(gòu)成，是基于cmos工藝制成的，但是其無法與基于gaas?phemt工藝制作的芯片集成，進(jìn)而導(dǎo)致成本的提高，系統(tǒng)復(fù)雜度提升，性能惡化。傳統(tǒng)的gaas反相單元是由一個(gè)增強(qiáng)型e管和耗盡型d管組成，e管作為開關(guān)管，截止態(tài)d管作為負(fù)載管，這種結(jié)構(gòu)對(duì)驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力較低，且需要兩種不同類型的phemt管，可適用性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種反相電路以及ttl電路。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

3、一方面，本發(fā)明提供一種反相電路，包括晶體管一、晶體管二、晶體管三和電阻一，所述晶體管一、晶體管二、晶體管三均采用增強(qiáng)型偽高電子遷移率晶體管；

4、所述晶體管一的柵極接晶體管三的柵極，并作為反相電路的輸入端，晶體管一的源極接電源電壓vee，晶體管一的漏極分別接電阻一的一端、晶體管二的柵極，電阻一的另一端和晶體管二的漏極接地，晶體管二的源極和晶體管三的漏極相接，并作為反相電路的輸出端，晶體管三的源極接電源電壓vee。

5、進(jìn)一步，還包括電壓波形穩(wěn)定電路，所述電壓波形穩(wěn)定電路包括二極管一和電阻二，所述二極管一的正極接所述反相電路的輸入端，二極管一的負(fù)極接電阻二的一端，電阻二的另一端接晶體管一的源極。

6、在晶體管一的柵極和源極之間加入了一個(gè)二極管和電阻串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，保證了源極到柵極之間的壓差，減小了波形失真和畸變，使輸出電壓波形更加穩(wěn)。

7、進(jìn)一步的，還包括電阻三，所述電阻三的一端分別接晶體管一的柵極和晶體管三的柵極，電阻三的另一端作為反相電路的輸入端，起到了限流作用，降低了整體電路功耗。

8、第二方面，本發(fā)明提供一種ttl電路，包括電平位移電路單元、反相邏輯輸出電路單元和同相邏輯輸出電路單元；

9、所述電平位移電路單元將輸入電壓轉(zhuǎn)換為目標(biāo)電壓分別傳輸給反相邏輯輸出電路單元和同相邏輯輸出電路單元；

10、所述反相邏輯輸出電路單元包括一個(gè)反相電路，反相邏輯輸出電路單元中的反相電路的輸入端接入所述目標(biāo)電壓，反相邏輯輸出電路單元中的反相電路的輸出端作為ttl電路的第一輸出端；

11、所述同相邏輯輸出電路單元包括兩個(gè)串聯(lián)的所述的反相電路，同相邏輯輸出電路單元中的第一個(gè)反相電路的輸入端接入所述目標(biāo)電壓，同相邏輯輸出電路單元中的第二個(gè)反相電路的輸出端作為ttl電路的第二輸出端；

12、所述第一輸出端和所述第二輸出端輸出的信號(hào)構(gòu)成互補(bǔ)的負(fù)壓邏輯信號(hào)。

13、進(jìn)一步的，所述電平位移電路單元包括電阻四和若干個(gè)正負(fù)串聯(lián)的二極管二，其中，第一個(gè)二極管二的正極接輸入電壓vin，最后一個(gè)二極管二的負(fù)極分別接電阻四的一端、反相邏輯輸出電路單元的輸入端和同相邏輯輸出電路單元的輸入端。

14、能夠?qū)⑼獠?v和0v控制輸入信號(hào)下降到所需要的0v和-5v，從而控制之后e管的導(dǎo)通和關(guān)斷。

15、進(jìn)一步的，所述輸入電壓vin為5v/0v，所述電源電壓vee為-5v，第一輸出端輸出的負(fù)壓邏輯信號(hào)為-5v/0v，第二輸出端輸出的負(fù)壓邏輯信號(hào)為0v/-5v。

16、進(jìn)一步的，所述電平位移電路單元具體包括：第一二極管d1、第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第五二極管d5、第六二極管d6和第一電阻r1；

17、第一二極管d1，第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第五二極管d5、第六二極管d6依次串聯(lián)，第一二極管d1的正極接輸入電壓，第六二極管d6的負(fù)極接反相邏輯輸出電路單元的輸入端、同相邏輯輸出電路單元的輸入端和第一電阻r1的一端，第一電阻r1的另一端接電源電壓vee。

18、進(jìn)一步的，所述反相邏輯輸出電路單元具體包括：第七二極管d7、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第一晶體管m1、第二晶體管m2和第三晶體管m3；

19、第二電阻r2的一端接第六二極管d6的負(fù)極，第二電阻r2的另一端分別接第一晶體管m1的柵極、第七二極管d7的正極和第三晶體管m3的柵極，第一晶體管m1的源極分別接電源電壓vee和第四電阻r4的一端，第一晶體管m1的漏極分別接第三電阻r3的一端和第二晶體管m2的柵極，第四電阻r4的另一端接第七二極管d7的負(fù)極，第三電阻r3的另一端和第二晶體管m2的漏極共同接地，第二晶體管m2的源極和第三晶體管m3的漏極相接，并作為反相電路的輸出端，第三晶體管m3的源極接電源電壓vee。

20、進(jìn)一步的，所述同相邏輯輸出電路單元具體包括：第八二極管d8、第九二極管d9、第二電阻r2、第五電阻r5、第六電阻r6、第七電阻r7、第八電阻r8、第九電阻r9、第四晶體管m4、第五晶體管m5、第六晶體管m6、第七晶體管m7、第八晶體管m8和第九晶體管m9；

21、第二電阻r2的一端接第六二極管d6的負(fù)極，第二電阻r2的另一端分別接第四晶體管m4的柵極、第八二極管d8的正極和第六晶體管m6的柵極，第四晶體管m4的源極分別接電源電壓vee和第六電阻r6的一端，第四晶體管m4的漏極分別接第五電阻r5的一端和第五晶體管m5的柵極，第六電阻r6的另一端接第八二極管d8的負(fù)極，第五電阻r5的另一端和第五晶體管m5的漏極共同接地，第五晶體管m5的源極分別接第六晶體管m6的漏極相接和第七電阻r7的一端，第六晶體管m6的源極接電源電壓vee；

22、第七電阻r7的另一端分別接第七晶體管m7的柵極、第九二極管d9的正極和第九晶體管m9的柵極，第七晶體管m7的源極分別接電源電壓vee和第九電阻r9的一端，第七晶體管m7的漏極分別接第八電阻r8的一端和第八晶體管m8的柵極，第九電阻r9的另一端接第九二極管d9的負(fù)極，第八電阻r8的另一端和第八晶體管m8的漏極共同接地，第八晶體管m8的源極和第九晶體管m9的漏極相接作為同相邏輯輸出電路單元的輸出端，第九晶體管m9的源極接電源電壓vee。

23、本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

24、本發(fā)明的反相單元對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了兩次反向作用，一路經(jīng)過開關(guān)管的反向邏輯直接輸出，另一路在開關(guān)管的后面接入一個(gè)共漏放大器，即源極跟隨器，跟隨開關(guān)管的輸出邏輯電壓信號(hào)，兩路連接同一節(jié)點(diǎn)輸出，這種結(jié)構(gòu)可以大大提高電路的可靠性，整形波形，使輸出電壓更加接近0v和-5v，提高驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力。

25、本發(fā)明的ttl電路中的反相邏輯輸出電路單元由一個(gè)反相單元串聯(lián)相接而成，同相邏輯輸出電路單元由兩個(gè)反相單元串聯(lián)相接而成，大大提高了電路的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力；本發(fā)明的ttl電路中僅使用增強(qiáng)型e管，不需要使用耗盡型d管，提高了適用性，且可與射頻開關(guān)、數(shù)控衰減器和數(shù)控移相器等微波集成電路芯片直接集成，減少了成本，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，同時(shí)該驅(qū)動(dòng)電路功耗較低，提供了良好的驅(qū)動(dòng)能力。