Двоичный делитель частоты @ типа Советский патент 1984 года по МПК H03K3/286 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для построения больших интегральных схем (БИС) обработки и хранения информации.

Известен JK-триггер типа, который работает как двоичный делитель частоты, содержащий две бистабильные ячейки памяти, четыре элемента обратной связи, обеспечивающие взаимосвязь между бистабильиыми ячейками памяти. Схема выполнена на девяти п-р-п-траизисторах, к базам которых подключены источники тока |11.

Недостатком данного делителя является сложность, что приводит к большой площади, занимаемой устройством на кристал-. ле, большому количеству используемых траизиьторов, величине контактных окон и длине межсоединений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двоичный делитель частоты -И Л типа, содержащий четыре п-р-п-транзистора, четыре р-п-ртранзистора и инжектирующий р-п-р-траизкстор, база первого п-р-и-транзистора соединена с тактовым входом устройства, коллекторы первого и второго р-п-р-транзисторов .соединены соответственно с базами третьего и второго п-р-п-транзисторов, база третьего п-р-п-траизистора подключена к первому коллектору второго п-р-п-транзистора, второй коллектор которого соединен с базой четвертого п-р-п-транзистора, первый коллектор которого соединен с эмиттером первого р-п-р-транзистора, эмиттер инжектирующего р-п-р-транзистора соединен с шиной.питания, а его соответствующие коллекторы - с эмиттерами первого и второго р-п-р-транзисторов и базой п-р-птранзистора, базы всех р-п-р- и эмиттеры п-р-п-транзисторов соединены с общей шиной, второй коллектор четвертого П-р-птранзистора - с выходом, третий коллектор - с базой второго п-р-п-траизистора, коллектор третьего п-р-п-транзистора подключен к второму тактовому входу и эмиттеру третьего р-п-р-транзистора, коллектор которого подключен к базе четвертого п-р-птранзистора и коллектору четвертого п-р-п транзистора, эмиттер которого соединен с первым коллектором первого п-р-п-транзистора, второй коллектор которого подключен к эмиттеру второго р-п-р-транзистора (2)

Недостатками известного двоичного делителя частоты И Л типа являются низкое быстродействие и сложность. Низкое быстродействие вызвано использованием переинжектирующих р-п-р-транзисторов, быстродействие которых в два раза меньше скорости переключения п-р-п-транзисторов.

Цель изобретения - увеличение быстро-, действия двоичного делителя частоты ИЛ типа и его упрощение. .

Поставленная цель достигается тем, что в двоичный делитель частоты , типа, содержащий четыре п-р-п-транзистора, 1два р-п-р-транзистора и инжектирующий /р-п-р-транзистор, база первого п-р-п-транзистора соединена с тактовым входом устройства, коллекторы первого к второго р-п-ртранзисторов соединены соответственно с базами третьего и второго n-p-h-транзисторов, база третьего п-р-п-транзистора подключена к первому коллектору второго п-р-п-транзнстора, второй коллектор которого соединен с базой четвертого n-p-n-tpaH3HCTOpa, первый коллектор которого соединен с эмиттером перво го р-п-р-транзистора, эмиттер инжеК тирующего р-п-р-транзистора соединен с шиной питания, а его соответствующие коллекторы - соответственно с эмиттерами р-п-р-траизисторов и базой первого п-р-птранзистора, базы всех р-п-р- и эмиттеры п-р-п- транзисторов соединены с общей шиной, второй коллектор четвертого п-р-птранзистора- с выходом устройства, введен пять1Й п-р-п-транзистор, которого соединена с третьим коллектором четвертого и первым коллектором третьего п-р-п-. транзистора, второй коллектор которого соедииен с базой второго и первым коллектором первого п-р-п-транзисторов, второй коллектор первого п-р-п-транзистора подключен к базе третьего п-р-п-транзистора, база четвертого п-р-п-транзистора соединена с первым коллектором пятого п-р-птранзистора, второй коллектор которого соединен с эмиттером второго р-п-р-транзистора, соответствующие коллекторы инжектирующего р-п-р-транзистора соединень соответственно с базами второго, третьего, четвертого и пятого п-р-п-транзисторов.

На чертеже представлена электрическая принципильная схема предложенного делителя.

Двоичный делитель частоты типа, содержит четыре п-р-п-транзистора 1-4, два р-п-р-транзистора 5 и 6 и инжектирующий р-п-р-транзистор 7, база первого п-р-птранзистора I соединена с тактовым входом 8 устройства, коллекторы первого и.второго р-п-р-транзисторов 5 и 6 соединены соответственно с базами третьего и второго п-р-п-транзисторов 3 и 2, база третьего т1-р п-транзисторов 3 и 2, база третьего п-р-п-траизистора 3 подключена к первому коллектору второго п-р-п-транзистора 2, второй коллектор которого соединен с базой четвертого п-р-п-транзистора, первы-й коллектор которого соединен с эмиттером первого р-п-р-транзистора 5, эмиттер инжектирующего р-п-р транзистора 7 соединен

с шиной 9 питания, а его соответствующие коллекторы - соотзетственно с эмиттерами р-п-р-транзнсторов 5 и 6 и базой первого п-р-п-транзистора I, базы всех р-п-ртранзисторов 5-7 и эмиттеры п-р-п-транзнсторов 1-4 соединены с общей шиной, второй коллектор четвертого п-р-п-транзистора 4 с выходом 10 устройства, база пятого п-р-п-транзистора 11 соединена с третьим коллектором четвертого 4 н первым коллектором третьего 3 п-р-п-транзисторов, flTopoA коллектор которого соединен с базой второго 2 и первым коллектором первого 1 п-р-п-транзисторов, второй коллектор первого п-р-п-транзистора . 1 подключен к базе третьего п-р-п-транзистора 3, база четвертого п-р-п-транзистора 4 соединена с первым коллектором пятого п-р-п транзистйра 5, второй коллектор которого соединен с эмиттером второго р-п-р-транзистора 6, соответствующие коллекторы инжектирующего р-п-р-транзистора 7 соединены соответственно с базами второго 2, третьего 3, четвертого 4, и пятого 11 п-р-птранзисторов, третий коллектор пятого п-р-п-транзистора подключен к инверсному выходу 12 устройства.

Схема устройства основывается на идентичности параметров п-р-п-транзисторов 2,3. Под идентичностью параметров понимается равенство их входных емкостей (,,) и идентичности напряжений отпирания (U(jT2 UOTJ) этом случае время отпирания каждого из транзисторов 2 и 3 зависит от величины отпирающего тока (t -b|-). Изменяя значения отпирающих токов, можно добиться необходимого переключения транзисторов 2 и 3 триггер а.

Пусть до прихода тактового импульса высокого логического уровня транзистор

2 закрыт, транзистор 3 открыт. В этом случае ток, инжектирующий транзистором 7 в эмиттеры транзисторов 5 и б, равный величине I , отбирается через коллектор открытого транзистора 4 и не отбирается закрытым транзистором II. В этом случае базовый ток транзистора 3 равен величине I , а базовый ток транзистора 2 , где 1о - ток, инжектируемый транзистором 7 непосредственно в базы транзисторов 2 и 3.

По приходу тактового импульса, транзистор I открывается, отбирая через свои коллекторы базовые токи транзисторов 2 и 3, которые запираются. Запирание транзисторов 2 и 3 не вызывает изменения состояния транзисторов 4 и II, а следовательно, базовых токов транзисторов 2 и 3. По окончании тактового импульса транзисторы 2 н 3 начинают отпираться различными по величине токами, причем базовый ток транзистора 2 больше, чем базовый ток транзистора 3. Следовательно, быстрее открывается транзистор 2, останавливая.процесс отпирания транзистора 3 и переводя транзистор 4 в противоположное состояние. Изменение состояния транзисторов 4 и 11 приводит к соответствующему изменению базовых токов транзисторов 2 и 3. В этом .случае базовый ток транзистора 2 равен 1 , а базовый ток транзистора 3 - в + КПо окончании следующего тактового импульса схема изменяет свое состояние на противоположное.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в увеличении его быстродействия и-улучшения фактора технологического качества, что позволяет повысить производительность устройств, построенных на его основе, и уменьшить площадь, занимаемую на-кристалле.

ДВОИЧНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ИЛ ТИП.Л, содержащий четыре 11-р-п-транзистрра, два р-п-р-транзистора Н инжектирующий р-Пр-транзистор, база первого п-р-п-транзистора соединена с тактовым входом устройства, коллекторы первого и второго р-п-р-транзисторов соединены соответственно с базами третьего и второго п-р-п-транзисторов, база третьего п-р-п-транзистора подключена к первому коллектору второго п-р-п-транзистора, второй коллектор которого соединен с ба:юй четвертого п-р-п-транзистора, первый коллектор которого соединен с эмиттером первого р-п-р-транзистора, эмиттер инжектирующего р-п-р-транзистора соединен с шиной питания, а его соответствующие коллекторы - соответственно с эмиттерами р-п-р-транзисторов и базой первого п-р-птранзистора, базы всехр-п-р- и эмиттеры п-р-п-транзисторов соединены с обшей umной, второй коллектор четвертого п-р-птранзистора - с выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и упрощения, в него введен пятый п-р-п-транзистор, база которого соединена с третьим коллектором четвертого и первым коллектором третьего п-р-птранзистора, второй коллектор которого соединен с базой второго и первым коллектором первого п-р-п-транзисторов, второй (Л кол,1ектор первого п-р-п-транзистора подключен к базе третьего п-р-п-транзистора, база четвертого п-р-п-транзистора соединена с первым коллектором пятого п-р-птранзистора, второй коллектор которого соединен с эмиттером второго р-п-р-траизистора, соответствуюшие коллекторы инжектируюшего р-п-р-транзистора соединены соответственно с базами второго, третьего, четвертого и пятого п-р-п-транзисторов.