Четырехуровневый триггер Советский патент 1983 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к интеграл ной электронике, в частности к мнегостабильным триггерам, предназначенным для использования в вычислительной и измерительной технике. Известны многостабильные триггеры: трехстабильный, построенный на трех элементах ИЛИ-НЕ, соединенных таким образом, что вход каждого из элементов подключен на входы двух других, кроме того, каждый имеет дополнительно два входа, каждый из которых попарно объединяется с аналогичными входами соседних элементов, образуя установочные входы три гера; и четырехстабильный, . построен ный на элементах И-НЕ, при этом каж дый из установочных входов -подключается к входам остальных элементов схемы, исключая элемент, на выходе которого дсозжен формироваться рабочий уровень при подаче установочного сигнала . 1 . Недостатками многостабильных триггеров такого типа являются слож ность , большое количество входных и выходных шин, обусловленное использованием двоичного кода, и срав нитель но большая з анимаемая площадь Наиболее близким по технической суцр-юсти к изобретению является четырехуровневый D-триггер. Триггер состоит из квантизатора и схемы управ ления. Квантизатор состоит из первого п-р-п транзистора, один- из кол лекторов которого соединен с его базой, а остальные три коллектора с соответствующими базами второго, треть-его и четвертого п-р-п транзис торов , коллекторы которых соединены с соответствующи1ии базами пятого шестого и седьмого п-р-п транзисторов , один из коллекторов каждого из которых соединен с собственной базо а два других в рве группы: одна - ; с выходом, а другая - с базой восьмого п-р-п транзистора, первый коллектор которого соединен с его базой, а.второй - с базой первого п-р-п транзистора. Схема управления состоит из входного n-j)-A транзисто ,ра, один из коллекторов которого : соединен с его базой, а другой - с базой первого п-р-п транзистора, тактирующего п-р-п- тра.нзистора,один из коллекторов которого соед{1нен с базой восьмого п-р-п транзистора, а другой - с базой блокирующего п-р-п. транзистора, коллектор послед него соединен с базой входного тран зистора. Питание осуществляется через р-п-р транзистор-инжектор, ко торый задает разные токи в базы п-р-п транзисторов, причем в базы пятого, шестого, седьмого и блокиру ощего п-р-п транзисторов по 1 кванту тока, в базы первого и восьмого - по -J кванта тока, а в базы второго, третьего и четвертого соответственно 0,5, 1,5 и 2,5 кванта тока 2 . Основными недостатками известного триггера являются большая занимаемая площадь на кристалле и потребляемая мощность. Целью изобретения является повышение степени интеграции и снижение потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что четырехуровневый триггер, содержащий питающий р-п-р транзистор,эмиттер которого соединен с шиной питания, тактирующий п-р-п транзистор, база которого соединена с тактовой шиной, входной п-р-п транзистор,один из коллекторов которого соединен с его базой, блокирующий п-р-п транзистор, коллектор которого соединен с базой .входного п-р-п транзистора, , а эмиттеры входного п-р-п, блокирующего п-р-п, тактирующего п-р-п и база питающего р-п-р транзисторов соединены с общей шиной, содержит четыре п-р-п транзистора связи и шесть переинжектирующих р-п-р транзисторов, базы которых соединены с общей шиной, эмиттеры п-р-п транзисторов связи соединены с общей шиной, первый коллектор первого п-р-п транзистора связи соединен с его базой и коллектором первого пёреинжектирующего р-п-р транзистора и другим коллектором входного п-тр-п транзистора, эмиттеры первого переинжектирукйдего р-п-р транзистора соединены с коллектора- ми второго, третьего, четвертого п-р-п транзисторов связи и соответ- . ствующими коллекторами питающего транзистора, другие коллекторы которого подключены к эмиттерам соответствующих переинжектирующих р-п-р транзисторов, коллекторы второго, третьего и четвертого из которых соединены с вторым, третьим и четвертым коллекторами первого п-р-п транзистора связи, базами второго, третьего и четвертого п-р-п транзисторов связи и первым, вторьм и третьим коллекторами тактирующего п-р-п транзистора, четвертый коллектор которого соединен с эмиттером пятого переинжектирующего .р-п-р транзистора, коллектор которого подключен к базе блокирующего п.р-п транзистора, а коллектор шестого переинжектирующего р-п-р транзистора соединен с пятым коллектором первого п-р-п транзистора связи и является выходом триггера. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Четырехуровневый триггер содержит питагаций р-п-р транзистор 1, тактирующий п-р-п транзистор 2, входной n-p-n транзистор 3, блокирующий n-pтранзистор 4, первый, второй,третий и четвертый n-p-n транзисторы 5-8 связи соответственно и шесть переинжектирукицих р-п-р транзисторов 9-14 К входу 15 триггера подключены база и первый коллектор входного п-р-п транзистора 3 и коллектор блокирующего п-р-п транзистора 4. С выходом 16соединены один из коллекторов п-р-п транзистора 5 связи и коллектор переинжектирующего р-п-р транзистора 14. К тактирующегому входу 17подключена,база тактирующего п-ртранзистора 2, Триггер работает следующим образом. Питающий р-п-р транзистор 1 задае в эмиттеры переинжектирующих п-р-п транзисторов уровни-тока. В эмиттеры лереинжектирующих р-п-р транзисторов 10и 13 задается уровень тока 0,5 Ig в эмиттеры р.-п-р транзистора 9 ток IQ, в эмиттеры р-п-р транзистора 11- 1,5 1р, транзистора 12 - 2,5 1 транзистора 14 - 3 (,. Уровню тока 1е соответствует, например, ток 100 мкА. Это обеспечивается геометрией и взаимным расположением коллек торов транзистора 1. При подаче импульса тока на вход 17В зависимости от уровня входного тока О, Ifl 2 IQ, 3 IQ триггер устанавливается в соответствующее состоя ние и сохраняет его до появления следугадего импульса. В исходномсостоянии на входе 17 отсутствует ток, транзистор 2 закрыт, транзистор 4 открыт базовым током через транзистор 13 и шунтирует вход 15, триггер в одном из устойчивых состояний. Если на вход 17 задать ток,транзистор 2 откроется, отведет ток, задаваемы в транзистор 13, транзистор 4 закроется, кроме того,транзистор 2 отведет ток, задаваемый в базы трензисторов 6-8, последни закроются. При отсутствии тока на входе 15 транзистор 3 закрыт, в базу транзистора 4 через транзистор 9 задает ся 3 1д, коллекторы последнего могут отвести такой же ток, поэтому при прекращё-нии импульса тока на входе 17 транзистор 5 отведет базовые токи транз.исторов 6-8, послед-, ние закроются, а в базу транзистора 5 через транзистор 9 задается 3 I. Триггер в устойчивом состоянии. В выходной шине ток равен нулю, так как ток 3 Ifl, задаваемый в транзистор 14, полностью отводится коллектором транзистора 5. Если на вход 17 задать ток и задать уровень тока IQ на вход 15, то коллектор транзистора 3 отведет такой же ток от базы транзистора 5, в результате базовый ток последнего равен 3 l(j- IQ 2 IQ. При прекращении импульса тока на вход 17 коллекторы транзистора 5 полностью отведут токи, зaдaвaeNыe в базы транзисторов 6 и 7, и часть тока, зада|Ваемого в базу транзистора 8. Тран:зисторы 6 и 7 закроются, а транзистор 8 откроется и отведет ток одного эмиттера транзистора 9. В базу .транзистора защается ток 2 Ig.Триггер вустойчивомсостоянии, и ток на выходе 16 равен разнице между током коллектора транзистора 14 и коллектора транзистора 5: 3 I.Q - 2 i 1,. Если на вход 15 задать уровень тока 2 IQ и задан ток на выходе 17, то ток, задаваемый в базу транзистора 5, равен 1, и при прекращении импульса тока на входе 17 коллекторы транзистора 5 отведут полностью ток базы транзистора 6 и частично токи баз транзисторов 7 и 8, последние откроются, отведут токи двух эмиттеров транзистора 9, и в базу транзистора 5 через транзистор 9 задается ток IQ. Триггер в устойчивом состоянии, а ток на выходе 16 равен 21о. Если на вход 15 задать уровень тока 3lo и задан ток на входе 17, то ток базы транзистора 5 равен нулю, и при прекращении импульса тока на вход 17 коллекторы транзистора 5 ток не ОТВОДЯТ) транзисторы 6-8- открыты и отводят токи эмиттеров транзистора 9,,в базу транзистора 5 ток не задается, в выходной шине ток равен 3 1о. Изобретение позволяет в сравнении с известным устройством сократить обобщее число р-п-р и п-р-п транзисторов на 30 и 37% соответственно.

ЧЕТЫРЕХУРОВНЕВЫЙ-ТРИГГЕР, содержащий питающий р-п-р транзистор, эмиттер которого соединен с шиной питания, тактирующий п-р-п транзистор, база которого соединена с тактовой шиной, входной п-р-п транзистор, один из коллекторов которого соединен с его базой, блокирующий п-р-п транзистор, коллектор которого соединен с базой входного п-р-п транзистора, а эмиттеры входного п-р-п, блокирукидего п-р-п, тактирукнцего п-р-п и база питающего р-п-р транзисторов соединены с общей шиной/ отличающийся тем, что, с целью повышения степени интеграции и снижения потребляемой мощности триггера он содержит четыре п-р-п транзистора связи и шесть переинжектирующих р-п-р транзисторов. Ъазы которых соединены с общей шиной, эмиттеры п-р-п транзисторов связи соединены с общей шиной, первый коллектор первого п-р-п транзистора связи соединен с его базОй и коллектором первого переинжектирующего р-п-р транзистора и другим коллектором, входного п-р-п транзистора, эмиттеры первого переинжектирующегс р-п-р транзистора соединены с коллекторами второго,третьего, четвертого п-р-п .транзисторов связи и соответствующими коллекторами питающех о р-п-р транзистора, другие коллекторы которого подключены к эмиттерам соответствукяцих переинжектирукадих р-гп-р транзисторов, коллекторы второго, третьего (Л и четвертого из которых соединены с вторым, третьим, четвертым коллекторами первого п-р-п транзистора связи, базами второго, третьего и четвертого п-р-п транзисторов связи и первым, вторым и третьим коллекторами, тактирукяцего п-р-п транзистора, четвертый коллектор которого соединен с эмиттером пятого переинжектирующего р-п-р транзистора, коллектор которого подключен к базе блокирующего п-р-п транзистора, а коллектор шестого переинжектирующего р-п-р транзистора соединен с пятым коллектором первого п-р-п транзистора связи (I является выходом триггера.