Триггер Советский патент 1985 года по МПК H03K3/286 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам с двумя устойчивыми состояниями, и может быть использовано в цифровых интегральных микросхемах с инжекционным питанием.

Известен инжекционный Д-триггер, содержащий бистабильную ячейку и схему управления, первый вход которой подключен к базе первого И Л-транзистора, коллектор которого подключен к первому коллектору второго многоколлекторного И Л-транзистора, второй коллектор которого подключен к первому входу бистабильной ячейки, а база подключена к первому коллектору третьего многоколлекторного И Л-транзистора, база которого подключена к коллектору первого И Л-транзистора, второй коллектор подключен к базе первого ИЛ -транзистора, а третий коллектор подключен ко второму входу бистабильной ячейки, которая содержит четвертый и пятый много коллекторные И Л-транзисторы, базы которых подключены соответственно к первому и второму входам бистабильной ячейки, первый коллектор четвертого И Л-транзистора подключен к первому выходу бистабильной ячейки, второй коллектор подключен к базе пятого И Л-транзистора, первый коллектор подключен ко второму выходу бистабильной ячейки, а второй коллектор подключен к базе четвертого И Л-транзистора, базы которого и третьего многоколлекторных И Л-транзисторов подключены соответственно к первому и второму коллекторам шестого многоколлекторного И Л-транзистора, база которого подключена ко второму входу схемы управления .

Недостатками данного триггера являются высокая потребляемая мощность и большая задержка переключения по синхровходу.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является триггер, содержащий четыре транзистора с инжекционным питанием первого типа проводимости, два транзистора первого типа проводимости, и два транзистора второго типа проводимости, первый коллектор и база первого транзистора с инжекционным питанием подключены соответственно к базе и первому коллектору второго транзистора с инжекционным питанием, вторые коллекторы первого и второго транзисторов с инжекционным питанием подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а базы - соответственно к первым коллекторам первого и второго транзисторов первого типа проводимости, эмиттеры которых объединены, базы соответственно подключены к коллекторам первого и второго транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых объединены второй коллектор первого транзистора первого типа проводимости соединен с коллектором третьего транзистора с инжекционным питанием, база которого соединена с информационным входом триггера и вторым коллектором второго транзистора первого типа проводимости, база которого соединена с третьим коллектором первого транзистора первого типа проводимости, база четвертого транзистора с инжекционным питанием соединена с коллектором третьего транзистора с инжекционным питанием, а коллектор - с базой первого транзистора первого типа проводимости 2.

5 Недостатком известного триггера является большая потребляемая мощность.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности.

Для достижения поставленной цели в триггер, содержащий три транзистора с инжекционным питанием первого типа проводимости, два транзистора первого типа проводимости и два транзистора второго типа проводимости, первый коллектор и база первого транзистора с инжекционным

5 питанием подключены соответственно к базе и первому коллектору второго транзистора с инжекционным питанием, вторые коллекторы первого и второго транзисторов с инжекционным питанием подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а базы -: соответственно к первым коллекторам первого и второго транзисторов первого типа проводимости, эмиттеры которых объединены, базы соответственно подключены к коллекторам первого и второго транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых объединены, второй коллектор первого транзистора первого типа проводимости соединен с коллектором третьего трензистора с инжекционным питанием, база которого соединена с информационным входом триггера и вторым коллектором второго транзистора первого типа проводимости, база которого соединена с третьим коллектором первого транзистора первого типа проводимости, введен резистивный элемент, первый вывод которого подключен к

информационному входу триггера, а второй вывод - к базе второго транзистора второго типа проводимости и первому дополнительному коллектору второго транзистора первого типа проводимости, второй

Q дополнительный коллектор которого соединен с базой первого транзистора первого типа проводимости, эмиттер которого соединен с первым входом синхронизации триггера, а коллектор третьего транзистора с инжекционным питанием соединен

5 с базой первого транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подключен ко второму входу синхронизации триггера.

При этом в качестве резистивного элемента используется или интегральный резистор, или диод, анод которого является первым выводом, а катод - вторым выводом резистивного элемента, или диод Шоттки, анод которого является первым выводом, а катод - вторым выводом резистивного элемента.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предложенного триггера.

Триггер содержит три транзистора с инжекционным питанием 1-3 первого типа проводимости, два транзистора первого типа проводимости 4 и 5 и два транзистора второго типа проводимости 6 и 7, первый.коллектор и база транзистора 1 подключены соответственно к базе и первому коллектору транзистора 2, вторые коллекторы транзисторов 1 и 2 подключены соответственно к первому и второму выходам 8 и 9 триггера, а базы - соответственно к первым коллекторам транзисторов 4 и 5, эмиттеры которых объединены, а базы соответственно подключены к коллекторам транзисторов 6 и 7, эмиттеры которых объединены, второй коллектор транзистора 4 соединен с коллектором транзистора 3, база которого соединена с информационным входом 10 триггера и вторым коллектором транзистора 5, база которого соединена с третьим коллектором транзистора 4, первый вывод резистивного элемента 11 подключен к входу 10 триггера, а второй вывод - к базе транзистора 7 и первому дополнительному коллектору транзистора 5, второй дополнительный коллектор которого соединен с базой транзистора 4, первый вывод резистивного элемента 11 подключен к входу 10 триггера, а второй вывод - к базе транзистора 7 и первому дополнительному коллектору транзистора 5, второй дополнительный коллектор которого соединен с базой транзистора 4, эмиттер которого соединен с первым входом синхронизации 12, а коллектор, транзистора 3 соединен с базой транзистора 6, эмиттер которого подключен ко второму входу синхронизации 13 триггера.

Триггер работает следующим образом.

Триггер может работать при парафазном управлении по входам синхронизации 12 и 13. Однако наиболее простым и экономичным способом является управление только одним видом синхросигнала, поэтому рассмотрим работу триггера при управлении по одному из входов синхронизации.

В случае использования входа 12 в качестве входа синхронизации триггера вход 13 через резистор подключается к источнику напряжения (4-1,2 В и выше, в завг;симосТИ от вида резистивного элемента). При значении сигнала на входе 12, равном логической «1 (управляющий данным входом И Л-транзистор закрыт), транзисторы 4 и 5 находятся в режиме вклюс чения с оборванными эмиттерами, т. е. заперты, и не влияют на состояние транзисторов 1 и 2, триггер хранит информацию.

При поступлении на вход 12 сигнала логического «О (управляющий этим вхо0дом транзистор открывается и насыщается) эмиттеры транзисторов 4 и 5 через управляющий транзистор «заземляются. Если при этом сигнал на входе 10 равен логическому «О, то ток инжектора ответвляется из базы транзистора 3, транзистор 3 заперт и не влияет на состояние транзисторов 6 и 4. Важной особенностью является то, что транзисторы 4 и б, а также транзисторы 5 и 7 имеют пробивные напряжения выще значения напряжения источника, к ко0 торому подключен вход 13.

Поэтому пара транзисторов 4 и 6 остаются в закрытом состоянии.

База транзистора 7 через резистивный элемент 11 и управляющий входом 10 транзистор «заземлена. Транзистор 7 открыт, ток его коллектора втекает в базу транзистора 5, вызывая его отпирание. Транзистор 5 входит в режим насыщения, его коллекторы щунтируют базы транзисторов 3, отключая триггер от информационного входа,

0 ответвляя токи инжекторов, а также базовый ток транзистора 7.

Транзистор 7 запирается, на выходе 9 и базе транзистора 1 образуется сигнал логической «I, ток инжектора втекает в базу транзистора 1, вызывая его отпирание,

на коллекторах транзистора 1, а следовательно на выходе 8, образуется сигнал логического «О, т. е. триггер устанавливается в состояние, когда на выходе 8 щ. сутствует сигнал логического «О,

0 выходе 9 - логическая «1.

Если же при поступлении, пческого «О на вход 12 сигнал на входе 10 равен логической «1, то транзистор 3 открыт и насыщен, база транзистора 6 через транзистор 3 «заземлена, а база транзистора 7

5 находится под напряжением Vj6+, где VbSij - напряжение между базой и эмиттером транзистора 3. Поэтому из двух эмиттерно-связанных транзисторов 6 и 7, транзистор 7 заперт, транзистор 6 - открыт.

Коллекторный ток транзистора 6 поступает в базу транзистора 4, который входит в режим насыщения, его коллекторы щунтируют базы транзисторов 5, 1 и 6.

Транзистор 1 закрывается, на базе транзистора 2 возникает сигнал логической «1

5 транзистор 2 открывается, и триггер устанавливается в состояние, когда на выходе 8 присутствует сигнал логической «1, а на выходе 9 - логического «О. Причем, если

теперь сигнал на входе 10 изменяется на логический «О, то влияние порога включения диода либо диода Шоттки в качестве резистивного элемента 11 исключает переключения транзисторов 6 и 7.

В случае использования резистора в качестве резистивного элемента 11, при поступлении на вход 10 логического «О возникает ответвление тока незначительной величины в транзистор 7, который ограничен резистором в качестве резистивного элемента 11, коллекторный ток транзистора 7 зашунтирован коллектором транзистора 4.

Поэтому транзисторы 4 и 5 остаются в том же состоянии, т. е. транзистор 4 открыт, транзистор 5 - заперт. При значении тактового сигнала, равном логическому «О, триггер хранит информацию.

Таким образом, при управлении по входу 12 информационный сигнал передается на выходе 8 и 9 только при поступлении на вход 12 отрицательного перепада напряжения, т. е. триггер при таком управлении выполняет функцию Д-триггера с динамическим синхровходом.

При использовании входа 13 в качестве тактового входа триггера, вход 12 подключается к общей шине («заземляется), а вход 13 может быть подключен либо к управляемому, либо к неуправляемому источнику тока. Наиболее простым является второй способ управления.

Рассмотрим вариант, когда вход 13 подключен через источник тока к источнику напряжения, причем источник тока направлен от источника напряжения ко входу 13. При значении тактового сигнала, равном логическому «О, ток источника тока, подключенного ко входу 13, ответвляется в управляющий этим входом И Л-транзистор. Транзисторы 6 и 7 обесточены, а следовательно, заперты, поэтому транзисторы 4 и 5 также заперты и не влияют на состояние бистабильной ячейки. Триггер хранит информацию.

При поступлении на вход 13 сигнала логической «1 (т. е. положительного перепада тактового сигнала) ток источника, подключенного ко входу 13, вызывает отпирание одного из транзисторов 6 или 7, а затем одного из транзисторов 4 или 5,

0 в зависимости от сигнала на информационном входе 10, т. е. триггер работает аналогичным образом, что и при использовании входа 12 в качестве тактового входа триггера, только в случае управления по

5 входу 13 триггер срабатывает по положительному перепаду напряжения.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в уменьшении потребляемой мощности.

1. ТРИГГЕР, содержащий три транзистора с инжекционным питанием первого типа проводимости, два транзистора первого типа проводимости и два транзистора второго типа проводимости, первый коллектор и база первого транзистора с инжекционным питанием подключены соответственно к базе и первому коллектору второго транзистора с инжекционным питанием, вторые коллекторы первого и второ-о транзисторов с инжекционным питанием подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а базы - соответственно к первым коллекторам первого и второго транзисторов первого типа проводимости, эмиттеры которых объединены, а базы соответственно подключены к коллекторам первого и второго транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых объединены, второй коллектор первого транзистора первого типа проводимости соединен с коллектором третьего транзистора с инжекционным питанием, база которого соединена с информационным входом триггера и вторым коллектором второго транзистора первого типа проводимости, база которого соединена с третьим коллектором первого транзистора первого типа проводимости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, введен резистивный элемент, первый вывод которого подключен к информационному входу триггера, а второй вывод - к базе второго транзистора второго типа проводимости и первому дополнительному коллектору второго транзистора первого типа проводимости, второй дополнительный коллектор которого соединен с базой первого транзистора первого типа проводимости, I эмиттер которого соединен с первым входом синхронизации триггера, а коллектор (Л третьего транзистора с инжекционным питанием соединен с базой первого транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого подк.лючен ко второму входу синхронизации триггера. 2.Триггер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве резистивного элемента используется резистор. ел 3.Триггер по п. 1, отличающийся тем, о что в качестве резистивного элемента используется диод, анод которого является первым выводом, а катод - вторым выво00 дом резистивного элемента. 4: 4.Триггер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве резистивного элемента используется диод Шоттки, анод которого является первым выводом, а катод - вторым выводом резистивного элемента.