Регистр сдвига Советский патент 1985 года по МПК G11C19/28 G11C16/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении микроэлек тронных делител.ей частоты. Известен делитель частоты, построенный на D -триггере и выполненньш на элементах интегральной инжек о г, 1 ционнои логики LJ« Недостатками .данного устройства явпяются сложная схема реализации и большая занимаемая площадь на кри талле при его выполнении. Наиболее близкой к изобретению по техническрй сущности является Ячейка памяти разряда регистра сдви га на элементах интегральной инжекционной логики, содержащая два триг гера - первый и второй, каждый из которых содержит два двухколлектор- ных п-р-п-транзистора. Первые коллекторы каждого из транзисторов сое динены с базами противоположных тра зисторов в триггерную схему с непос редственными связями, а вторые коллекторы - .с противоположными базами следующего триггера. Каждьш из инжекторов, общий дпя двух совмещенны структур каждого триггера, соединен с соответствующим и.сточником тактовых импульсов. Прием информации на первыйтриггер происходит по переднему фронту тактового импульса Т , подаваемого на данный триггер. Посл окончания тактового импульса первый триггер продолжает находиться в одном из устойчивых состояний за счет остаточных зарядов, накопленных на узловых базовых емкостях основного триггера. Прием информации во. второй триггер из первого происходит также по переднему фронту тактового импульса Tj. Состояние второго триггера определяется состоянием первого триггера за счет остаточных зарядов на узловых базовых емкостях первого триггера, поддерживающих его во включенном состоянии C2J. Недостатком известной ячейки памяти является то, что она не может реализовать функциюделителя частоты, Цел изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения функции деления частоты Поставленная цель достигается тем, что в регистр сдвига, содержащий первый и второйТриггеры, вторы 172 коллекторы п-р-п-транзисторов первого триггера соединены с первыми коллекторами п-р-п-транзисторов второго триггера, базы п-р-п-транзисторов каждого из триггеров через соответствующие инжекторы подключены к щине питания, а змиттеры - к общей шине, введены первый и второй р-п-р-транзисторы связи, входной п-р-п- транзистор, установочный п-р-п-транзистор-и дополнительные инжекторы, первые коллекторы установочного и входного п-р-п-транаисторов подключены к базе одного из п-р-п-транзисторов первого Триггера, второй коллектор входного п-р-п-транзисто- ра подключен к базе другого п-р-п-транзистора первого триггера, второй коллектор установочного п-р-п-транзистора соединен с базой входного п-р-п-транзистора и является входом регистра сдвига, базы входного и установочного п-р-п-транзисторов через соответствующие дополнительные инжекторы, подключены к пшне питания, база установочного п-р-п-транзистора подключена к щине Установка в О базы р-п-р-транзисторов связи подключены к общей щине, эмиттеры - к базам соответствующих п-р-п-транзисторов второго триггера, а колллекторы к базам соответствующих п-р-п- транзисторов первого триггера, вторые коллекторы п-р-п-транзисторов второго триггера являются выходами регистра сдвига. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого регистра сдвига. Регистр содержит двухколлекторные п-р-п-транзисторы 1-4, инжекторы 5-8, первый 9 и второй 0 р-п-ртранзисторы связи, входной 14 и установочный 12 двухколлекторные п-р-птранзисторы, входную щину 13, шину 14 установки делителя в нулевое состояние, выходные шины 15 и 16, шину 17 питания и общую щи1-гу 18 нулевого потенциала,i В статическом состоянии регистр сдвига имеет следующие связи. В триггерную схему соединены двухколлекторные п-р-п-транзисторы 1, 2 и 3, 4 т.е. первые коллекторы соединены с противоположными базами. Ба-. зы п-р п-транзисторов триггеров соединены с.инжекторами 5 и 6, Вторые коллекторы двухколлекторных п-р-п-

311

транзисторов первого триггера соединены с первыми коллекторами двухколлекторН1 1Х п-р-п-транзисторов второго триггера, а следовательно, и с базами. Первые коллекторы двухколлекторных п Р п транзисторов нервого триггера, а следовательно, и базы соединены с коллекторами входного п-р-п-транзистора 11, база которого соединена с шиной 13 входного сигнала и с вторым коллектором устано- вочнопо п-р-п-транзистора 12. Первые коллекторы входного 11 и установочного 12 п-р-п-транзисторов соединены между собой, а их базы через дополнительные инжекторы 7 и 8 соответственно - с шиной 17 питания, причем база установочного п-р-п-транзистора 12 соединена с шиной . Установка в О. Эмиттеры

р-п-р-транзисторов 9 и 10 связи

подключены к соответствующим базам двухколлекторных п-р-п-транзисторов второго триггера 4 и 3, а коллекторы - к базам соответствуюших двух коллекторных п-р-п-транзйсторов первого триггера 1 и 2.

Вторые коллекторы двухколлекторных п-р-п-транзисторов 3 и 4 второго триггера являются выходами 15 и 16 ; регистра сдвига.

Регистр сдвига функционирует следующим образом.

Шина 17 подключена к положительному потенциалу источника питания, а шина 18 нулевому потенциалу источника питания. Перед началом работы на шину 14 подается импульс положительной полярности (по длитель ности равный переходному процессу установки в ноль делителя, а во время работы шина 14 всегда соединена с общей шиной 18 нулевого потенциала ).

На время импульса положительной полярности на шине 14 база-эмиттерный переход установочного п-р-п- транзистора 12 смещается в прямом направлении до режима насыщения транзистора. Коллекторные переходы от- крываются и замыкают на шину нулевого потенциала базы входного двух- коллекторного п-р-п-транзистора 11 и двухколлекторного п-р-п-транзис- тора 2 первого триггера.Коллекторные переходы п-р-п-транзисторов 2 и 11 смещаются в обратном напранлении и обеспечивают насыщение двухколлек-

174

торного п-р-п-транзистора 1 от тока инжектора 5 . Первый открытый коллекторный переход двухколлекторного h-p-n-транзистора 1 создает положительную обратную связь в первом триггере, замкнув базу двухколлектор- ного п-р-п-транзистора 2 на общую шину нулевого потенциала, что обеспечивает устойчивое состояние первого триггера. Второй открытый коллектор замыкает базу двухколлектор- ного п-р-п-транзистора 4 второго триггера на общую .шину нулевого потенциала, коллекторные переходы последнего смещаются в обратном направлении и обеспечивают насыщенное состояние двухколлекторного п-р-п-тран- зистора 3 от тока инжектора 6, Первы открытый коллекторный переход создает положительную обратную связь во втором триггере, замкнув базу двух коллекторного п-р-п-транзистора 4 на обшую шину нулевого потенциала, что обеспечивает устойчивое состояние второго триггера.

Устойчивым состоянием второй триггер обеспечивает на выходных шинах 15 логический О, а на шине 16 логическую 1. После этого положительный импульс с йины 14 снимается и замыкается на общую шину нулевого потенциала 18. При этом информация на выходных шинах делителя не изменяется, т.е. делитель частоты выставлен в нулевое состояние.

При подаче положительного импульса на входную шину 13 происходит насьш1ение входного дву сколлекторнОго п-р-п-транзистора 11 .от инжектора 7. JEro открытые коллекторы.замыкают на .общую шину нулевого потенциала базыдвухколлекторных п-р-п-транзисто- г ров 1 и 2 первого триггера, ол- лекторы последних переходят / в закрытое состояние и не }1зменяют состояние выходной информации на. втором триггере. Однако а счет того, что двухколлекторный п-р-п-транзисто 3 насьш;ен, с его базы через п-р-п.транзистор 10 связи задается дополнительный ток в базу двухколлекторного п-р-п-транзистора 2 первого триггера Этот ток обеспечивает заряд узловой базовой емкости двухколлекторного п-р-п-транзистора 2 на большую величину, чем заряд узловой базовой емкости Двухколлекторного п-р-п-транзистора 1, так как в базу последнего через p-n-p-транзистор 9 связи не задается дополнительный ток от базы двухколлекторного п-р-п-транзистора 4 второго триггера. Это приводит к тому, что при появлении на входной шине 13 импульса нулевого потенциала а следовательно, и на базе входного п-р-п-транзистора 11 коллекторные пе реходы последнего закрываются, что дает возможность накопления зарядов в базах двухколлекторных п-р-п-транзисторов 1 и 2 первого триггера от инжектора 5. Заряды на узловых базо.вых емкостях накапливаются до порога срабатывания. В данном случае заряд в базе двухколлекторного п р-т1-транзистора 2 достигнет порога срабатывания быстрее, чем в двухколлекторном п р п транзисторе 1, как отмечалось вьше, путем дополнительного накопления заряда в базе при протекании тока от базы двухколлекторного п-р-т1 транзистора 3 второго триггера, через р-п р-транзистор 10 связи. Тохда через прямо смещенные коллекторные переходы открытого двух коллекторного п-р-п-транэистора 2 на шину нулевого потенхщапа замкнется база двухколлекторного п-р-п-транзисто1 а 1, обеспечив глубокую положительную обратную связь в первом триггере, и база двухколлекторного п-р-п-транзистора 3второго триггера Коллекторные переходы последнего сместятся в обратном направлении и обеспечат насьпцение двухколлекторногр .п-р-п-транзистора 4 от инжектора 6, Прямосмещенные коллекторные переходы двухколлекторного п-р-птранзистора 4 обеспечат глубокую положительнуюобратную связь во втором триггере путем замыкания базы двух- коллекторного п-р-п-транзистора 3 на общую шину нулевого потенциала. На выходных шинах состояние информации изменится на противоположное, на вьЕ одной шине 15 будет состояние логической 1, а на выходной шине 16 состояние логического О. С приходом на входную шину 13 следующего импульса положительной полярности, обеспечивающего насыщение входного п-р-п-транзистора 11 от инжектора 7 и замыкакицего через свои открытые коллекторы на общую шину нулевого потенциала базы двухколлекторных п-р-п-транзисторов 1 и 2, коллекторные переходы последних смещаются в обратном направлении и не изменяют состояния выходной информации на выходных шинах второго триггера. В этом случае из базы насьш1енного двухколлекторного п-р-п-транзистора 4 через р-п-р-транзистор 9 связи задается дополнительный ток в базу двухколлекторного п-р-п-транзистора 1 первого триггера, что приведет при появлении на входной шине 13 импульса нулевого потенциала, к насьщ5ению двухколлекторного п-р-птранзистора 1 первого триггера, определяющего состояние первого триггера и, как следствие, повторение данного состояния на втором триггере с изменением выходной информации на выходных пшнах на противоположное. В данном случае на выходной шине 15 будет состояние логического О, а на выходной шине 16 - состояние логической 1. Таким образом, поступаемая импульсная последовательность на входную 13 подвергается делению на 2. Положительный эффект от использования изобретения заключается в расирении функциональных возможностей схемы регистра сдвига, заключающемся обеспечении функции деления частоты.

РЕГИСТР СДВИГА, содержащий первый и второй триггеры, вторые коллекторы п-р-п-транзисторов первого триггера соединены с первыми коллекторами п-р-п-транзисторон второго триггера, базы п-р-п-транзисто- ров каждого из триггеров через соответствующие инжекторы подключены к шине питания, а эмиттеры - к общей шине, отличающийся тем, что, с целью расширения его функционапьных возможностей путем обеспечения функции деления частоты, в регистр сдвига введены первый и второй р-п-р-транзисторы связи, входной п-р-п-транзистор, установочный п-р-п-транзистор и дополнительные инжекторы, первые коллекторы установочного и входного п р-п-транзисторов подключены к базе одного из п-р-п-транзисторов первого триггера, второй коллектор входного п-р-п-транзистора подключен к базе другого п-р-п-транзистора первого триггера, второй коллектор Установочного п-р-п-транзистора соединен с базой входного п-р-п-транзистора и является входом регистра сдвига, базы входного и установочного п-р-п-транзисторов через соответствующие дополнительные инжекторы подключены к шине питания, база установочного п-р-п-транзистора подключена к шине (/ Установка в О, базы р-п-р-транзисторов связи подключены к общей шине, эмиттеры - к базам соответствующих п-р-п-транзисторов второго триггера, а коллекторы - к базам соответствующих ц-р-п-транзисторов первого триггера, вторые коллекторып-р-п-транзисторов второго триггера являются 00 выходами регистра сдвига.- , g