Логический элемент Советский патент 1984 года по МПК H03K19/91 

-0 7 08

Уг

«Pwe/ Изобретение относится к импульсной технике, а именно к интегральны элементам с ижекционным питанием, с линейнь ми схемами, и может быть использовано в БИС. Известен логический элемент.на транзисторах разного типа проводимости с параллельно включенными кол лекторными переходамиГ 3, Недостатком известного логическо го элемента является низкая помехоустойчивость и сложность изготовления на одном кристалле с линейными элементами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ло гический элемент, содержащий первьм транзистор первого типа проводимости, эмиттер и база которого соедине ны соответственно с первой и второй шинами питания, коллектор и база соответственно к базе и коллектору второго транзистора второго типа проводимости, первый и второй эмиттеры второго транзистора подключены соответственно к базе третьего транзистора второго типа проводимости и к входной шине, эмиттер третьего транзистора соединен с общей шиной, а его коллектор соединен с выхо дом устройства 21. Недостатками известного логического элемента являются малая помехоустойчивость, обусловленная малым значением величины напряжения логической единицы и малой величиной /ijдля третьего транзистора; большая потребляемая мощность, обусловленная тем, что второй транзистор всегда находится во включенном состоянии; малый диапазон тока питания, определяемый условием (bj/N 1 , где N - количество выходов третье го транзистора; сложная технология так как при реализации цифровых элементов на одном кристалле с линейными элементами необходимо обеспечить значение р j; (2-3)N , что сложно выполнить, особенно для высоковольтных устройств. Цель изобретения - увеличение помехоустойчивости, уменьшение потребляемой мощности, увеличение диапазона изменения тока питания и упрощение технологии производства, а так же увеличение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в логический элемент, содер жащий иервьм транзистор первого ти4082и база па проводимости, эмиттер которого подключены соответственно к первой и второй шинам питания, коллектор и база - соответственно к базе и коллектору второго транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к базе третьего транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллекторы - к выходам устройства, введен источник тока, который подключен к базе третьего транзистора, а база второго транзистора соединена с входом устройства. Источник тока вьтолнен управляющим. На фиг.1 показана принципиальная схема логического элемента; на фиг.2 - то же, источник тока выполнен управляющимJ на фиг.З - пример фрагмента топологии логического элемента. Логический элемент содержит (фиг.1) первый транзистор 1 первого типа проводимости, эмиттер и база которого подключены к первой и второй шинам питания 2 и 3, коллектор и база - соответственно к базе и коллектору второго транзистора 4 второго типа проводимости, эмиттер которого соединен с базой третьего транзистора 5 второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллекторы - к выходам 6, 7, 8 и 9 устройства, источник 10 тока подключен к базе третьего транзистора 5, а база второго транзистора 4 соединена с входом 11 устройства. Логический элемент работает следующим образом (фиг.1). Первый транзистор 1 является источником тока 3 . В зависимости от сигнала на входе 11 устройства ток З затекает либо в базу второго транзистора 4 (на вход 11 устройства подается сигнал, соответствующий логической единице), либо в коллектор предыдущего логического элемента (на вход 11 устройства подается логический ноль). При низком потенциале на входе 11 устройства второй и третий транзисторы 4 и 5 закрыты, коллекторы третьего транзистора 5 не могут ответвить базовые токи последующих логических элементов, поэтому на базах их входных транзисторов будет высокий потенциал, соответствую1ций ло1ической единице. При высоком потенциале на входе 11 устройства второй транзистор 4 открывается и задает в базу третьего транзистора 5 ток величиной

где - величина источника 10 тока Если же источник 10 тока является управляющим (фиг.З), ToOjj jp . Таким образом, низкий потенциал на входе логического элемента соответствует высокому потенциалу на выходе (в цепочке логических элементов), и наоборот, т.е. предлагаемый логический элемент осуществляет инверсию логического сигнала. Учитывая, что каждый логический элемент может иметь /W выходов, а к входу каждого логического элемента можно подключить несколько выходов от других логических элементов, можно показать, что он выполняет логическую функцию А (И-НЕ) . На предлагаемом логическом элементе можно реализовать и функцию М (ИЛИ-НЕ) объединяя несколько коллекторов от разных логических элементов вместе.

Логический элемент (фиг.2) позволяет повысить надежность устройств построенных на его основе. Логический элемент нормально функционирует при обрыве одной из двух управляющих шин, замыкании коллекторного перехода второго транзистора 4 и разрыве его коллекторного перехода.

Технико-экономический эффект в заявленном устройстве заключается в увеличении помехоустойчивости, уменьшение потребляемой мощности, увеличении диапазона изменения тока питания, упрощение технологии производства и увеличении надежности.

1. ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий первый транзистор первого типа проводимости, эмиттер и база которого подключены соответственно к первой и второй шинам питания, коллектор и база - соответственно к базе и коллектору второго транзистора втогл рого типа проводимости, эмиттер которого подключен к базе третьего транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине,а коллекторы - к выходам устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости, уменьшения потребляемой мощности, увеличения диапазона изменения тока питания и упрощения технологии производства, в него введен источник тока, который подключен к базе третьего транзистора, а база второго транзистора соединена с входом устройства. 2. Логический элемент по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, источник тока выполнен управляющим.

Фиг. 2