Триггер Советский патент 1983 года по МПК H03K3/286 

С токовыми входами четвертого и двенадцатого переключателей тока, а инаерсный - с токовым входом одиннадца того переключателя тока, первые входы одиннадцатого и двенадцатого переключателей тока соединены с первыми входами седьмого и шестого переключателей тока соответственно, а вторые входы - с потенциальной входной ьшной, прямой вЬход одиннадцатого переключателя тока соединен с инверсными выходами четвертого и двенадцатого переключателей тока и с первым

выводом пятого резистора, инверсный выход одиннадцатого переклк1чателя тока соединен с прямыми выходами чевертого и двенадцатого переключателей тска и с первым выводом шестого резистора, вторые выводы первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого резисторов попарно соединены между собой и через седьмой и д(Е вятый резисторы соединены с второй шиной питания соответственно.

ТРИГГЕР, содержащий восемь переключателей тока с двумя входами, токовым входом, прямым и инверсным выходами каждый, первый и второй источники тока,четыре эмиттерных повторителя, четыре резистора, логические 1ВДНЫ, потенциальную входную шину, прямой и инверсный выходы, п.ервый и второй генераторы парафазных сигналов, первую и вторую шины-питания, токовые входы первого и второго переключателей тока через первый и второй источники тока соответственно соединены с первой шиной питания , их первые и вторые входы соединены, с первым и вторым генераторами парафазных сигналов соответственно, -первые входы третьего и четвертого переключателей тока соединены с соответствующими логическими шинами, а вторые входы - с потенциальной в ходиой шиной, инверсный выход первого пере:клйча.теля тока соединен с токовым входом пятого переключателя тока, прямой и инверсный выходы кото- . .рого попарно соединены с инверсным и выходами третьего переключателя тока и с Первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, прямой и инверсный выходы второго переключателя тока соединены с токовыми входами шестого и седьмого переключателей тока соответственно, прямые и инверсные выхо ды которых попарно соединены с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, инверсный выход третьего переключателя тока через первый эмнт:терный повторитель соединен с перйым и вторым входами пятого и седьмого переключателей тока соответстренно, инверсный выход четвертого переключателя тока через второй эмиттерный повторитель соединен с первым входом седьмого переключателя-тока, прямой выход шестого переключателя тока через третий змиттерный повторитель соединен с его первым входом и прямым выходом триггера, а инверсный выход через четвертый эмиттерный повторитель соединен с его вторь м (Г входом, с первым входом восьмого переключателя тока и с инверсным выхос дом триггера, отличающийся тем,что, с целью снижения напряжения питания и потребляемой мощности, в него введены дополнительно четыре переключателя тока, третий источник тока и пять резисторов, причем прямой выход первого переключателя тока соес ОС динен с доковыми входами третьего и восьмого переключателей тока, прямые и инверсные выходы которых попарно соединены между собой, вторые входы пятого и восьмого переключателей тоiKa соединены с потенциальной входной се а шиной, токовые входы, прямые и инверсные выходы седьмого и девятого переключа телей тока попарно соединены между собой, первые и вторые входы шестого и девятого переключителей тока попарно соединены между собой, токовый вход десятого переключателя тока через третий источник тока с&единен с Первой шиной питания, :первый и второй входы первого и де|сятого переключателей тока попарно соединены между собой, прямой выход десятого переключателя тока соединен

Изобретение относится к импульсно технике и микроэлектронике и предназначено для использования в быстро действующих цифровых микросхемах.на пе1 еключателях тока (ПТ) . Известны схемы ЗК-триггеров, сос тоящие из бистабильной ячейки и двух разностных преобразователей, управляющих ее работой ClDНедостатком таких схем является сложность реализации/в микросхемах на переключателях тока, а также срав нительно невысокое быстродействие. Наиболее близким-к предлагаемому по технической сущности является син ХрЪн.ный ЭК-триггер С2. Недостатком известного триггера является повышенное напряжение питания из-за использования трехступенчатых ПТ и, как следствие, повышенно потребление мощности. Цель изобретения - снижение напря Ления питания и потребляемой мощности. . . , ,. . Постешленна я цель достигается тем .что в триггер, содержащий восемь ПТ с двумя входами, токовым входом,прямым и инверсным выходами каждый, пер вый и второй источники тока, четыре эмиттерных повторителя, четыре реэистора, логические шины, потенциаль ную входную шину, прямой и инверсный выходы-, первый и второй генераторы парафазных сигналов, первую и вторую шины питания, тОковые входы первого ц второго ПТ через первый и второй источники гока соответственно соедиН0НЫ с первой шиной питания, их первые и вторые входы соединены с первым и вторым генераторами парафазнызс сигналов соответственно, первые вхо.ды третьего и четвертого ПТ соедине йы с. соответствующими логическими шинами, а вторые входы - с потенциальной входной шиной, инверсный выход первого ПТ соединен с то.ковым входом пятого ПТ, прямой и инверсный выходы которого попарно соединены с инверсным и прямым выходами третьего ПТ и с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, (прямой и инверсный выходы второго ПТ соединены с токовыми входами шестого и седьмого ПТ сюответственно, прямые и инверсные выходы которых попарно соединены с первыми вьтодами третьего и четвертого резисторов, инверсный выход третьего ПТ через первый эмиттерный повторитель соединен с первым и вторым входами пятого и седьмого ПТ соответстве нно, инверс ный выход четвертого ПТ через второй эмиттерный повторитель соединен с первым входом седьмого ПТ, прямой выход шестого ПТ через третий эмиттерный повторитель соединен с его первым входом и прямым выходом триггера, а инверсный выход через четверTbffl эмиттерный повторитель соединен с его вторым входом, с первым входом восьмого ПТ и с инверсным выходом триггера/ введены дополнительно четыг ре ПТ, третий источник тока и пять резисторов, причем прямой выход первого ПТ соединен с токовыми входами третьего и восьмого ПТ, прямые и инверсные выходы которых попарно сое;динены между собой, вторые входы пятого и восьмого ПТ соединены с потенциальной входной шиной, токовые входы, прямые и инверсные выходы седьмого и девятого ПТ попарно сое-; динёны между собой, первые и вторые входы шестого и девятого ПТ попарно соединены между собой, токовый вход десятого ПТ через третий источник тока соединен с первой шиной питания, первый и второй входы первого и десятого ПТ попарно соединены между собой, прямой выход десятого ПТ соединен с токовыми входами четвертого и двенадцатого ПТ, а инверсньшй

с токовым входом одиннадцатого ПТ, первые входы одиннгщцатого и двенадцатого ПТ соединены с первыми входами седьмого и шестого ПТ соответственно, а вторые входы - с потенцисшьной входной шиной, прямой выход одиннадцатого ПТ соединен с инверсны ми выходами четвертого и двенадцатого .ПТ и с первым выводом пятого ре эистрра, инверсный выход одиннадцатого ПТ соединен с выходами четвертого и двенадцатого ПТ и с первым выводом шестого резистора, вторые выводы первого и второго,третьего и четвертого, пятого и шестого реэиЪтЬров попарно соединены между собой и через седьмой, восьмой и девятый резисторы соединены с второй шиной питания соответственно,

На фиг.1 изображена принципиальная схема. ПТ г на .фиг.2 - условное обозначение ПТ; на фиг.3 - принци-пиальная схема эмиттерного повторит,еля; на фиг.4 - условное обозначение эмитт;ерного повторителя; на фиг.5 схема триггера; на фиг.б - временные диаграммы ..

Триггер содержит ПТ 1 -: 8, источйики 9. и 10 тока, эмиттерные повторители 14, логические входные шИнЫ 15 (К) и 16 (5), потенциальную вХОДНу1в шину 17, генераторы парафазных ансшогов (С) 18 и (G) 19, шины питания 20 и 21, резисторы 22 - 30, П:Т 31. - 34, исТочнлк тока 35, выходы триггера 36 и 3.7, Токовые входы . ПТ I, 2 и 32 через источники тока 9j 10 и:35 соединены с шиной питания 20, их Первые и вторые входы попарно соединены с генераторами парафазных (Сигналов 18 и 1.9. -EpHMbfe и инверснь1е выходы ПТ 1,2 и 32 соединены с токовими входами ПТ 3, 8 и 5; 6, 7 и 31; 4,.34 и 33. Первые входы ПТ 3 и 4 соединена со входами 15 и 16. Вторьте входы ПТ 3, 4/ 5,8, 331 и 34 соедиИ еИы с пртендиальйьм входом 17. Пряйие вьяходы ПТ 3 и 8 и инверсный ПТ 5 соединены между собой через резисТр1 ы 23 и 28 с ШИНОЙ питания 21. Йн«е ные выходы ПТ 3, 8 и прямой ПТ 5 соединены между . собой, через резисторы 22 и 28 соединены с ши ной питания 21 и. через эмиттер лй .повторитель 11 - с первым и вторым входами.ПТ 5 и 7 соответственно . Прякне выходы ПТ 4 и 34 и инве1 сяь1Й ПТ 33 соединены между собой,через -резисторы 27 и 30 соединены с шиирй питания 21. Инверсный выходы . ПТ 4 я 34 и прямой ПТ 33 соединены между собой, через резисторы 26 и 30 соединены с шиной питания 21 и через эмиттерный повторитель 12 - с первыми входами ПТ 7 и 33. Прямые выходы ПТ 6, 7 и 31 соединены между собой, через резисторы 25 и 29 соединены с шиной питания 21 и эмиттерный

повторитель 13 - с первыми входами ПТ 6 и 34 и с выходной шиИой 37 триггера . Инверсное выходы ПТ 6, 7 .и 31 соединень между собой через резисторы 24 и 29 соединены с шиной / питания 21 и через эмиттерный по;йторитель 14 - с первым и вторым входами ПТ8 и 6 соотв тстве-нно и вадходной шиной 36 триггера. . ,

Работа триггера ил юстрИруетой временными диаграммами i (фиг:.6) . : . ,

0 Обозначим высокий потенциал Ъ -() через лог.Ч, а ( низкий потенциалUИXR1+R2)-UБэ- JlVR -U через лог. , где I - ток .истйч-г НИКОВ тока 9, 10 и 35; R - сопротив5ление резисторов 22 - 27; R - сопрр- . тивление резисторов 28 - 30; Ugg - : падение напряжения на переходе базаэмиттер транзисторов эмиттерных повторителей 11- 14. Обычно на вход

0 17 задается постоянный потенциал . .; Е(,5(и°+Щ) f т.е. Uo Ej, U-,, ;

Пусть триггер находится в состоя- : НИИ Q - О, § . 1. Если . К-0, генэpaToiJ 19 выдает высокий потенциал

5 U « U-U6, а генератор 18 - низкий поТ энциал и° «;и°- U 65 (состояние на фиг.З) , то ток источн.ика. тока 9 протекает через прямой и инверсный выходы nt 1 и 3 и резисторы 22 и 28,

0 создавая на них падение напряжения, которое через эмиттерный повторитель . 11 в .виде потенциала Оо поступает на выходы -ПТ 5 и 7 и на выходе Q устанавливается состояние лог. О. / : АналогичнЬ состояние лог. О уста5навливается, на выходе 0 . Ток источника 10 протекает через прямые выходы ПТ 2 и 6 И резисторы 24 и 29, создавая на них падение напряжения и йе протекает через резистор 25. При ..

0 этом состояние выходов 36 и. 37 не меняется (фиг.6). . .

Пусть гене эаторы :18 и 19 выдают потенциалы U -и М) соответственно (состояние С 1 на фиг.б) . Ток ис5точника 9 протекает через инверсный и прямой выходы. ПТ..1 и 5 соответственно и резисторы 22 и 28, поэтому состояние ВЫХОДИ Q:не изменяется. Tote источника тока . протекаёт че0рез инверсный и прямой вьосоды ПТ 32 И 33 соответственно резисторы 26 и 30, при этом состояние звыхода также не меняется. Ток источника тока 10 протекает через инверсный и

5 прямой выходы ПТ 2 и 31, резисторы 24 и 29 и не протекает через резистор 25. На вЫх одах ТригГ15ра состояния Q- О, G)l не изменяются (фиг.6), Пусть при с 1 изменйет-я состояние входов 5- О, к - 1. Состояние цы0ходов Qy) и Qa не изменяются,, ие изменяются также к состояния выходов триггера Q О, Q I. Если , ток источ ика тока 9 протекает-через прямые выходы ПТ 1 и 3 и резисторы

5

23 и 28- и не протекает через резистор 22. На выходе QU устанавливается высокий потенциал 0 , T.e.(. Состояние выхода Q не изменяется, T.e.Qj. 0.. Если С 1 р то Q и Q не изменяются. IoK источника тока 10 при этом протекает через инверсный и прямой выходы ПТ 2 и 7, резисторы 25 и 29 и не протекает через.резистор 24, что приводит к изменению бостоянйя триггера (, 0 фиг, б .

Если 1, то при , на выходах Q устанавливаются лог.О которые сохраняются и при с 1. Поэтому состояние триггера не изменится : - 1 , О 0. .

При О,ток источника 9 протекает через -прямой к инверсный выходы ПТ 1 и 8 соответственно, ре-, эисторы 22 и 28. На выходе Q устанавливается лог. О. Ток источника тока 35 протекает через п рямые выходы ПТ 32 и 4, резисторы 27 и 30 и не протекает через резистор 26. На выходе Qi устанавливается лог.. При С 1 состояние выходов Q и Q. не изменяется, ток источника тока 10 протекает через инверсный и прямой выходы ПТ 2 и 31 соответственно, резисторы 24 и 29 и не протекает через резистор 25. Состояние выходов триггера меняется на противоположное: ,l.

Таким образом, предлагаемый триггер реализует функции 5 К триггера, предстаэленные в таблице, где Q , Q(i обозначают состояние выхода Q триггера .до и после поступления инверсныйпрямой

Bxodi

L

ToKoSttu Sxod

синхросигнала (изменение С из состояния лог.

Qn

Триггер имеет задержку переключения fc-j-t , - задержка переключения.двухъярусного переключателя тока. Максимальная рабочая ча стота Fvnajv l/(), Такое же быстродействие имеют триггер-протот тп и базовый объект.

Преимуществом предлагаемого триггера .является использование двухъярусных переключателей тока, а не трехъярусных, что позволяет понизить напряжение питания с 5,2 до 4 в. )

Триггер предназначен для работы в составе больших интегральных схем и работает с пониженным логическим перепадом 0 si 0,45-0,6 при стандартном значении порога перек.пючекия,что обеспечивает сниясекие потребляемой мощности по сравнению с триггерр -ги со стандартным логическим перепадом В как в серии МЕС 10000 (прототипом и базовым объектом пркмернО:На 20-15%).

Выхойы

Ри&.1

Фиг.2

оL4.J

РигЗ

.,fe/ /kKO

ъ, г