Интегральный инжекционный логический элемент Советский патент 1983 года по МПК H03K19/09 

4;:

да со

со

со Изобретение относится к цифровой технике и системам управления и может быть использовано при построении больших интегральных схем обработки информации. Известно устройство, содержащее четыре р-п-р транзистора, причем эмиттеры первого и второго транзисто ров соедине1ад с первой шиной питания а их базы объединены с эмиттером третьего р-п-р транзистора,коллектор которого соединен с эмиттером четвертого транзистора,, коллектор последнего соединен с второй шиной питания, база четвертого и коллектор второго транзисторов соединены с выходом, а база третьего и коллектор первого транзистора объединены с вхо дом устройства Г J. К недостаткам устройства следует отнести относительную сложность прак тического исполнения, малые -функциональные возможности, так как устрой ство имеет всего лишь один коэффициент трансформации. После изготовления схемы нет возможности корректировать коэффициент передачи схемы Известно устройство, содержащее многоколлекторный п-р-п транзистор и р-п-р транзистор, являющийся источником порогового тока. Коллектор р-п-р транзистора объединен с входом устройства, первым коллектором и ба зой п-р-п транзистора 2. Многоколлекторный п-р-п транзистор является токовым повторителем. коэффициент передачи которого можно менять от коллектора к коллектору путем изменения соотношения площадей коллекторных областей. Практически получить коэффициент передачи токового повторителя с необходимой точностью затруднительно из-за случайного отклонения от рассчетного значения коэффициента передачи по току п-р-п транзистора ( /з) и площадей коллекторных областей, что приводит к неидентичности коэффи циентов передачи токового повторителя от коллектбра к коллектору. Поэтому при проектииовании аналоговых и цифровых устройств на основе токовых повторителей необходимо применять минимальное количество коллекторов, что в свою очередь снижает функциональные возможности устройства. Цель изобретения - увеличение фун кциональных возможностей интегрального инжекционного логического элемента. Для достижения поставленной цели в интегральный инжекционный логический элемент, содержа11)ий многоколлекторный п-р-п транзистор, база которого соединена с коллектором р-п-р транзистора и входом устройства, база р-п-р-: и эмиттер многоколлекторного п-р-п транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала, эмиттер р-п-р , транзистора соединен с шиной питания, введены управляющие п-р-п транзисторы, п-р-п транзисторы связи , выходные .п-р-п транзисторы и инжектирующий многоколлекторный р-п-р транзистор, база которого соединена с эмиттерами управляющих п-р-п транзисторов и с шиной питания, база -многоколлекторного п-р-п транзистора соединена с коллекторами п-р-п транзисторов связи, эмиттер каждого из которых соединен с соответствующим .коллектором многоколлекторного п-р-п транзистора и эмиттером выходных п-р-п транзисторов, коллекторы которых соединены с выходом устройства-, б.азы п-р-п транзисторов связи и выходных гг-р-п транзисторов соединены с коллектором соответствующего управляющего п-р-п транзистора ; и соответствующим коллектором инжектирующего многоколлекторного р-п-р транзистора, база каждого из управляющих п-р-п транзисторов подключена к соответствующей шине управления.. На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема интегрального инжекционного логического элемента; на фиг. 2 - функционально-технологическая схема. Устройство состоит из р-п-р тран-г зистора 1, многоколлекторного n-p-ni, транзистора 2, п-р-птранзисторов 3 связи, выходных п-р-п транзисторов 4, управляющих .п-р-п транзисторов 5, инжектирующего многоколлекторного j р-п-р транзистора 6. Эмиттер р-п-р транзистора -1 соединен с шиной питания, база - с шиной потенциала, а коллектор объединен с входом устройства, базой многоколлекторного п-р-п транзистора 2 и коллекторами п-р-п транзистора 2 ерязи, коллекторы многоколлекторного п-р-п транзистора 2 соответственно соединены с эмиттерами п-р-п транзисторов 3 связи и выходных п-р-п транзисторов 4, коллекторы выходных п-р-п транзисторов 4.объединены с выходом устройства, базы п-р-п транзисторов связи 3 и выходных 4 соответственно соединены с коллекторами управляющих п-р-п транзисторов 5 и соответствующими коллекторами инжектирукяцего многоколлекторного р-п-р транзистора б, эмиттер которого соединен с шиной питания, а е5аза объединена с эмиттерами управляющих п-р-птранзисторов 5, шиной нулевого потенциала и эмиттером многоколлекторного п-р-п транзистора 2., На фиг. 2 показана функциональнотехнологическая схема заявляемого устройства, причем на функциональной схеме показаны лишь п-р-п транзисторы 3 связи и выходные 4, а также мн гоколлекторный п-р-п транзистор 2. Устройство работает следующим об разом. Предположим, что р-п-р транзистор 1 инжектирует ток равный Jp, входной ток имеет отрицательный зна тогда ток, поступгиощий на вход устройства определяется соотношением Предположим,.что мы имеем трехколлектррный п-р-п транзистор 2, площгши коллекторов которого находя ся в соотношениях Sj. 0,5S, Sx S Sj - 1,55. , Коэффициент передачи токового повторителя равен /i - коэффициент передачи по току п-р-п транзистора 1с разорванной обратной связью 5. - площадь коллекторной области п-р-п транзистора, соед ненной с выходом устройств - площадь коллекторной облас ти п-рп транзистора, соединенной с его базой. При достаточно болыпом значении VJ 1 коэффициент передачи токового повторителя равен Поэтому, при подаче на управлякяцие шины предлагаемого- устройства логических сигналов, отпирающих или запирающих управляющие п-р-п транзисторы 5, которые в свою очередь отбирают или не отбирают ток инжектируемый многоколлекторным р-п-р транзистором 6 в базы п-р-п транзисторов связи 3 и выходных 4, можно получить различные коэффициенты передачи. Например, если база многок&ллект.орного п-р-п. транзистора 2 соединяется с первым коллектором многоколлекторного п-р-п- транзистора 2 через открытый первый п-р-п транзистор 3 связи, а выход устройства соединен с вторым и третьим коллектором многоколлекторного п-р-п тран- . зистора 2 через открытые второй и третий выходные п-р-п транзисторы 4, причем втоЕюй и третий rr-p-n транзисторы 3.связи и первый выходной п-р-п транзистор 4 закрыты, то мы получим следующий коэффициент передачи предлагаемого устройства (при заданных выше соотношениях между коллекторными областями трехколлектор. ного п-р-п транзистора.2j 0.55 (1,5+1,0)5 В таблице приведены значения коэффициента передачи заявляемого устройства для различных управляющих сигналов.

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий многоколлекторный h-p-n транзистор, база которого соединена с коллектором р-.п-р транзистора и входом устройства, база р-п-р и эмиттер многоколлекторного п-р-п транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала, эмиттер р-п-р транзистора соединен с шиной питания, отл.ич ающийс я тем, что, с целью расгаирения , функциональных возможностей, в него введены управляющие п-р-п транзисторы, п-р-п транзисторы связи, выход, ные п.-р-п транзисторы и инжектирующий многоколлекторный р-п-р транзистор, база которого соединена с эмиттерами управляющих п-р-п транзисторов и с шиной питания, база многоколлекторного п-р-п транзистора соединена с коллекторами п-р-п транзисторов связи, эмиттер каждого из которых соединен с соответствующим коллектором многоколлекторного п-р-п транзистора и эмиттером выходных п-р-п транзисторов , коллекторы которых соединены с выходом устройства, базы п-р-п транзисторов связи и выходных п-р-п транзисторов соединены с коллектбром g соответствующего управляющего п-р-п транзистора и соответствующим коллек(Л тором инжектирующего многоколлекторного р-п-р транзистора, база каждого из управляющих п-р-п транзисторов подключена к соответствующей шине управления.

Примечание. Х- транзистор закрыт,

Таким образом трехколлекторный п-р-п транзистор 2, п-р-п транзис-. торы связи 3 выходной 4 и управляющий 5 позволяют получить шесть различных коэффициентов передачи.

Предлагаемое устройство может использоваться в качестве программного усилителя, умножителя и делителя входного тока на переменный коэффициент.

Используя устройство совместно с цифровыми схемами (инжекционными регистрами памяти и т.д.) можно построить микромощный аналого-цифровой преобразователь с небольп111..«и затратами обооупования. О - транзистор открыт.

-f-л.- f-.

c

/j

//

W.,, A

0

CA

4

. %. /

т