Четырехзначный сумматор Советский патент 1984 года по МПК H03K19/91 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано дл построения цифровых логических устройств . Известен четьфехзначный полусумматор с интенционным питанием,содер жащий два входных токовых повторителя, выходы которых соединены с входа ми третьего токового повторителя, выход вентиля соединен с входом четвертого токового повторителя, выход которого подключен к выходу третьего токового повторителя и к выходу суммы устройстваГ1 Недостатком этого полусумматора является низкая стабильность работы вследствие неточности задания инжекторного тока из-за большого количест ва квантов тока (от 0,5 до 6). Наиболее Слизким по технической сущности к изобретению является ИЛ тырехзначный сумматор, содержащий че тыре токовых повторителя и вентиль с инжекционным питанием, входы первого второго и третьего токовых повторителей подключены соответственно к пер вому, второму и третьему входам сумм тора, их первые выходы - к входу вен тиля, первьЕЙ выход которого подключе к выходу переноса сумматора,выход четвертого токового повторителя подкл чен к выходу суммы сумматора, а вход к второму выходу вентиля, вторые выхо ды первого, второго и третьего вентилей подключены к выходу токового повторителя инжектора на р-h -р транзисто ре, выход которого подключен к выходу суммы устройства 2. Недостатками известного сумматора являются низкай стабильность работы из-за применения большого количества квантов тока и использования токового повторителя инжектора на р-п -р тран .зясторах, обладающего большой нестабильностью эффективного коэффициента усиления. Кроме того, для получения токового повторителя инжектора необхо дима его изоляция от других структур, а следовательно, дополнительная фотолитография, что усложняет технологический процесс и уменьшает процент выхода горных образцов. Цель изобретения - увеличение стабильности работы устройства и упрощение технологии его производства. Для достижения поставленноя цели в четырехзначный сумматор, содержащий четыре токовых повторителя и вентиль с инжекционным питанием, входы первого, второго и третьего токовых повторителей подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора, их первые выходы - к входу вентиля, первый выход которого подключен к выходу переноса сумматора, выход четвертого токового повторителя подключен к выходу суммы сумматора, введены пятый, шестой и седьмой токовые повторители, входы которых подключены соответственно к вторым выходам первого, второго и третьего токовых повторителей и соответственно к второму, третьему и четвертому выходам вентиля, а выходы - к вькоду суммы сумматора, третьи выходы первого, второго и третьего токовых повторителей подключены к входу четвертого токового повторителя . На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства. Устройство содержит четыре токовых повторителя 1-4 и вентиль 5 с инжекционным питанием, входы первого, второго и третьего токовых повторителей 1,2 и 3 подключены соответственко к первому, второму и третьему входам 6,7 и 8 устройства их первые выходы - к входу вентиля 5, первый выход которого подключен к выходу 9 переноса устройства, выход четвертого токового повторителя 4 подключен к выходу 10 суммы устройства, входы пятого, шестого и седьмого токовых повторителей 11, 12 и 13 подключены к вторым выходам первого, второго и третьего токовых повторителей 1, 2 и 3 и, соответственно, к второму, третьему и четвертому выходам вентиля 5, а выходы - к выходу суммы 10 устройства, третьи выходы первого, второго и третьего токовых повторителей 1,2 и 3 подключены к входу четвертого токового повторителя 4, выходы инжектора 14 подключены к входам четвертого, пятого, шестого и седьмого токовых повторителей 4, 11, 12 и 13, входу вентиля 5 и выходам 9 и 10 устройства. Четырехзначный сумматор работает следующим образом. Инжектор 14 задает во входы четвертого, пятого, шестого и седьмого токовых повторителей 4, 11, 12 и 13

31

вентиля 5 и выходы 9 и 10 устройства разные уровни тока (во входы четвертого, пятого и шестого токовых повторителей 4, 11 и 12 и вьпсод 10 суммы - по три кванта тока (3 DQ ) , во вход седьмого токового повЛэрителя 13 и выход 9 (выход переноса по одному кванту Jo ) во вход седьмого токового повторителя 13 - три с половиной кванта (3,5 Эд). Это обеспечивается геометрией и взаимным расположением эмиттера и коллектров инжектора 14. По первому и второму входам 6 и 7 подается четырехуровневый сигнал ОЭд , 2.DO , ЗЗр , а по третьему входу 8 - двухуровневый сигнал переноса О Эд ,

Если сумма входных сигналов 3-,-ttJ2Oj 3 меньше или равна трем (ЗЗд ), то в четвертый токовый повторитель 4 задается ток а в выходе 10 ток будет равен Зобц,. При этом вентиль 5 открыт, так как в его базу задается ток 3,33 что больше суммарного тока, и шунтирует входы пятого, шестого и седьмого токовых повторителей 11, 12 и

104

13, последние закрыты, и отводит ток с выхода 9 переноса. В результате на выходе 10 суммы ток равен суммарному току Эд5и1 3 из выходе переноса 9 - нулю.

Если сумма входных сигналов больше трех (3 JQ ), то четвертый токовый повторитель 4 и вентиль 5 закрыты, в пятый, шестой и седьмой токовые повторители 11, 12 и 13 задаются токи, инверсные входным (), ( (0 -э ток в выходе 10 суммы будет равен:

5(о-з,

т.е. результат равен сумме по модулю четыре. А так как вентиль 5 закрыт, то ток в выходе 9 переноса будет Зд.

Таким образом, предлагаемое

устройство вьтолняет функции четырехзначного сумматора. Техникоэкономический эффект заключается в увеличении стабильности работы устройства и упрощении технологии . erd производства, что приводит к увеличению выхода годных образцов и снижению их стоимости.

ЧЕТЫРЕХЗНАЧНЫЙ СУММАТОР, содержащий четыре токовых повторителя и вентиль с инжекционным питанием, входы первого, второго и третьего токовых повторителей подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора, их первые выходы - к входу вентиля, первый выход которого подключен к выходу переноса сумматора, выход четвертого токового повторителя подключен к выходу суммы сумматора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения стабильности работы и упрощения технологии его производства, в него введены пятый, шестой и седьмой токовые повторители, входы которьк подключены соответственно к вторым выходам первого, второго и третьего токовых повторителей и соответственно к второму, третьему и четвертому (Л выходам вентиля, а выходы - к выходу суммы сумматора, третьи выходы первого, второго и третьего токовых повторителей подключены к входу чет8 вертого токового повторителя. ;о ел 4