Элемент с тремя состояниями Советский патент 1985 года по МПК H03K19/00 

I

Изобретение относится к микроэлектронике, и может быть использовано при разработке больших интегральных.схем в качестве выходного устрост1за для согласования с ТТЛ логическими элементами или при работе на активную низкоомную нагрузку.

Известен буферный элемент с- трем состояниями на МДП-транзисторах для согласования с ТТЛ логическими элементами, содержащий элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ, выходы которых соответ- . ственно подключены к затворам -р-и П-канальных ШЦ-транзисторов выходного инвертора .pj. . ;

Недостатком устройства является большая потребляемая мощность.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является элемент с тремя состояния1;си, содержаи1 1Й первый и второй инве{)торы, выходы которьгх соответственно подключены к затворам .р-и п -канальных МДП-транзисторов третьего инвертора, элементы ИЛИ-НЕ .и И-НЕ,первы входы которых подключены к информационной шине, вторые входы - к соответствующим управляющим шинам, а выходы подключены соответственно к первого и второго инверторов 2.

Недостатком устройства является .также большая потребляемая мощность.,

Цель изобретения - снижение потребляемой мощности при одновременном обеспечении высокого быстродействия .

Поставленная цель достигается тем, что в элемент, с тремя состояния ш, содержащий первьш и второй инверторы,, выходы которых соответственно подключены к затворам р-и п-канальных |МДП-транзисторов третьего .Инвертора., первую щину питания,, подключенную, к одному выводу питания первого, второг о и третьего инверторов, элементы ШШ-НЕ и И-НЕ, первые входы которых подключены к информационной пине, вторые входы .- к соответствующим управляющим шинам, выходы,подключены соответственно к вводам первого и второго инверторов, введены вторая шина питния, четвертый инвертор и двунаправленньй ключ, третьи дополнительные входы элементов ИЖ-НЕ И-НЕ соединены с выходом.третьего инвертора ЮДИН вывод питания элементов

1133

ИЛИ-НЕ, И-НЕ и четвертого инвертора подгслючен к второй шине питания, вход четвертого инвертора подключен к информационной шине, а двунаправленный ключ, управляемые входы которого подключены к соответствующим управляющим шинам, включен между выходами третьего и четвертрго инверторов.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема элемента с тремя состояниями.

В предлагаемой схеме элемента выходы первого 1 и второго 2 инверторов подключены к затворам соот- . ветственно р-канального и л канального МДП-транзисторов третьего инвер,тора 3. Первый вход элемента ИЛИ-НЕ 4 и первый вход элемента И-НЕ 5 подключены к информационной шине 6. Второй вход элемента ИПИ-НЕ 4 подключен к первой управляющей.шине 7, а второй вход элемента И-НЕ 5 подключен к вто-: рой управляющей шине 8 Выходы элементов РШИ-НЕ 4 и И-НЕ 5 подключены

соответственно к входам первого 1 и второго 2 инверторов. Третьи дополнительные входы элементов ИЛИ-НЕ 4 и И-НЕ 5 подключены к выходу третьего

инвертора 3.

Вход четвёртого инвертора 9 подключен к информационной шине 6. Между выходами четвертого инвертора 9 и третьего инвертора 3 включен

двунаправленный ключ 10, управляемые входы которого подключены соответственно к первой 7 и второй 8 управляющим шинам. Один вывод питания первого Г, второго 2 и третьего 3 инверторов подключен к первой шине 11 питания с напряжением Е, а у элементов ИЛИ-НЕ 4, ИгНЁ 5 и у четвертого инвертора 9 - к второй шине 12 питания с напряжением Е.

Уст-ройство работает следующим образом..

. При поступлении на шины сигналов О О и 1 двунаправленный ключ 10 открыт, на элемента 4

формируется сигнал .1, на выходе инвертора 1 - О, р-канальный ЩП-транзистор инвертора 3 при этом открывается и емкость-нагрузки перезаряжается от большого значения напряжения шины 11питания, равного Е„,

Как только напряжение на ёмкости нагрузки достигает V величины., равной величине напряжения Е на шине 12 3 . , питания, на выходе элемента 4 сформ руется сигнал О, на выходе инвертора 1 - 1 и р-канальный МДПтранзистор инвертора.3 закрывается Уровеньнапряжения-на емкости нагрузки, равньй значению, напряжения Е на шине 12 питания, поддерживает ся в статическом режиме через инвер тор 9 и двунаправленный ключ 10, . Аналогично устройство.работает при разряде-емкости нагрузки через h -канальный ВДП-транзистор-инвертора 3. При поступлении на шины.7 и 8 си налов 1, О элемент находится в третьем состоянии, когда закрьггы р-и Ь-каналбные ВДП-транзисторы 134 инвертора 3 и двунаправленного ключа 10. Так как емкость нагрузки во время переходного процесса заряжается от большого значения напряжения К,,, то при этом обеспечивается высокое быстродействие элемента. В статическом режиме уровень напряжения на нагрузке имеет, меньшее знач .ние, равное Е., соответственно уменьшается потребляемая мощность. Таким образом, технико-зкономический эффект заключается в снижении потребляемой мощности при одновременном обеспечении высокого быстродействия элемента.

ЭЛЕМЕНТ t ТРЕМЯ СОСТОЯНИЯМ содержащий первый и второй инвертор выходы которых соответственно подключены k затворам р -и п -каналь ных МДП-транзисторов третьего Инвер тора, первую шину питания, подключ нзпо к одному выводу питания первог второго и третьего инверторов, элементыИЛИ-НЕ и И-НЕ, первые входы которых подвшючены к информационной шине, вторые входы - к соответствующим управляющим шинам, а выходы подключены соответственно к входам первого и второго инверторов, ,о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него введены вторая шина питания, четвертый инвертор и двунаправленный ключ, третьи дополнительные входы элементов ИЛИ-НЕ, И-НЕ соединены .с выходом третьего инвертора, один вывод питания элементов ИЖ-НЕ, И-НЕ и четвертого инвертора подключен к второй шине питания, вход четвертого инвертора подключен к информационной шине, а двунаправленный ключ, управляемые входы которого подключены к соответствующим управляющим шинам, включен между выходами третьего и четвертого инверторов.