Транзисторно-транзисторный логический элемент Советский патент 1984 года по МПК H03K19/88 H03K19/91 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в интегральных логических микросхемах. Известен элемент транзисторнотранзисторной логики, содержащий многозмиттерный транзистор, эмиттеры которого подключены к входам, база - к входу инвертора и через резистор к шине питанш. l. Недостатком этого элемента являет ся большая потребляемая мощность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является транзисторно-транзисторный логический элемент, содержащий диоды, многоэ.миттерный транзистор п-р-п типа, эмиттеры которого подключены к входам устройства, база - к коллектору транзистора р-п-р типа, эмиттер которого .через резистор подключен к шине питания, а коллектор многоэмиттерного. транзистора подключен к вход инвертора, выход которого подключен к выходу устройства, а база транзистора через диоды - к выходу инвертора 2j. Недостатками известного устройств являются большая потребляемая мощность и малое быстродействие. Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности и увеличенир быстродействия логического эле мента. Поставленная цель достигается тем что в-устройстве, содержащем диод, многоэмиттер{|ый транзистор п-р-п типа, эмиттеры которого подключены к входам устройства, база - к коллектору транзистора р-п-р типа, эмиттер которого черезрезистор подключен к шине питания, а коллектор многоэмиттерного транзистора подключенк входу инвертора, выход которого подключен к выходу устройства, база транзистора - к коллектору многозмиттерного транзистора, в качестве диода использован диод Шоттки, анод и катод которого подключены соответственно к коллектору и базе транзистора.; На чертеже представлена принциг иальная схема предлагаемого устройств Устройство содержит многоэмиттерный транзистор 1 п-р-п типа, эмиттеры которого подключены к входам 2 устройства, база - к коллектору тран зистора 3 р-п-р типа, а коллектор 1C входу инвертора 4, выход которого подключен к выходу 5 устройства, эмиттер транзистора 3 через резистор 6 подключен к шине питания 7, база к коллектору многоэмиттерного транзистора 1 и катоду диода 8 Шоттки, анод которого подключен к коллектору транзистора 3. Устройство работает следующим образом. . Если на все эмиттеры многоэктиттерного транзистора 1 подается высокий потенциал V (логическая едиНИЦ&), то эмиттерные переходы запираются и многоэмиттерный транзистор 1 переходит в инверсный режим работы, при котором в инвертор 4 поступает ток где J(j - эмиттерный ток транзистора 3; - коэффициент передачи тока эмиттера транзистора 3; Pf - коэффициент усиления тока базы многоэмиттерного . зистора 1 в инверсном режиме ; 2 - коэффициент токораспределения, равньй отношению тока базы многоэмиттерного транзистора 1 к току диода 8 Шоттки. Величина тока iJj задается доста- точной для переключения инвертора 4 в состояние низкого потенциала V (логический ноль) на выходе 5 устройства,: Если хотя бы на один из входов 2 устройства подается низкий, потенциал V , то многоэмиттерный транзистор 1 насьщен, причем степень его насыщения весьма мала (,000001), благодаря включению диода 8 Шоттки, Следовательно f время выхода многоэмиттерного транзистора 1 из режима насвш ения минимально.На входе инвертора 4 подерживается низкое напряжение,поэтоу на его выходе устанавливается выокий потенциал V , соответствующий огической единице. Таким образом, в оложительной логике устройство ре- лизует логическую функцию И-НЕ. Дид 8 Шоттки препятствует насьш ению ак многоэмиттерного транзистора 1, ак и транзистора 3.

3

При интегральном исполнении элемент занимает малую площадь, так ка .транзисторы 1 и 3 и диод 8 Шоттки расположены в едино,й i изолированной области. Коллектор транзистора 3 и база многоэмиттерного транзистора. 1 совмещаются в одной области полупроводника р-типа, а база и коллек- тор этих же транзисторов - в одной области п-типа. С целью сокращения площади можно использовать один резистор 6 на несколько логически.х элементов.

Повышение быстродействия транзисторно-транзисторного логического элемента с инжекционным питанием достигается благодаря увеличению тока заряда паразитной емкости С, на величину 3(j (Г-otp) что приводит одновременно и к повьшению нагрузочной способности инвертора 4. Так как при интегральном исполнении величина в Р для р-п-р транзистора обычно .составляет (0,2-0,3), то Ток заряда и соответственно скорость переключения и нагрузочная способность возрастают в 1,7-1,8 раз. При подаче на все вхолм 2 устройства вы283874 .

сокого уровня потенциала Y благодаря подключению базы транзистора 3 к коллектору многоэмиттерного транзистора 1 и входу инвертора 4 соз5 даются условия для управления током питания J(j , поэтому паразитная емкость Cjj перезаряжается форсировянным током, который превьшает входной ток инвертора в статиче.ским сос10тоянии на величину

1

вК-ИН 1СЭМ

,.ич

напряжение на входе инвертора А; R величина сопротивпения резистора 6;

Имнапряжение коллекторэмиттер многоэмиттерного транзистора 1. В результате уменьшается время переключения эмиттера в состояние с низким уровнем потенциала на выходе.

Технико-экономический эффект в предлагаемом устройстве заключается i в уменьшении потребляемой мощности и увеличении быстродействия устройства.

ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНЫ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕЖНТ, содержащий диод, многоэмиттерный транзистор п-р-п типа, эмиттеры которого подключены к входам устройства, база к коллектору транзистора р-п-р типа, эмиттер которого через резистор подключен к шине питания,, а коллектор многоэмиттерного транзистора подключен к входу инвертора, выход которого подключен к вьЬсоду устройства, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьщения потребляемой мощности и увеличения быстродействия элемента, база транзистора подключена к коллектору мйогоэмиттерного транзистора,.в качеств диода использован диод Шоттки, анод и катод которого подключены соответственно к коллектору и базе транзистора.