Логический элемент Советский патент 1985 года по МПК H03K19/86 

Изобретение относится к устройствам импульсной и цифровой техники, в частности к цифровым логическим элементам.

Цель изобретения - увеличение быстродействия логического элемента и расширение его функциональных возможностей для реализации функции И-ИЛИ-И.

На чертеже представлена принципиальная схема логического элемента.

Логический элемент содержит входные 1.1 - 1.П и дополнительные входные 2.1 - 2.П транзисторы первого типа проводимости, коллекторы которых соединены с общей шиной, эмиттеры соответственно через первый 3 и дополнительный 4 резисторы - с шиной питания и соответственно с базами согласующего 5 и дополнительного согласующего 6 транзисторов второго типа проводимости, коллекторы которых соединены с шиной питания, первым выводом второго резистора 7 и базой переключающего транзистора 8 первого типа проводимости, эмиттер которого соединен с эмиттером опорного транзистора 9 первого типа проводимости и через третий резистор 10 с шиной питания, база опорного транзистора 9 соединена с шиной опорного напряжения, коллектор - с общей шиной, коллектор переключающего транзистора через четвертый резистор 11 соединен с вторым выводом второго резистора 7, выходом 12, через пятый резистор 13 с общей шиной и базой многоколлекторного транзистора 14, коллектор которого соединен с общей щиной, а эмиттер - с дополнительными выходами 15.

Логический элемент работает следующим образом.

На эмиттерной нагрузке транзисторов 1.1 - 1.П реализуется функция И, аналогично на эмиттерной нагрузке транзисторов 2.2- 2.П реализуется функция И. Для кодов, поступающих на базы транзисторов 5 и 6, на их эмиттерной нагрузке реализуется функция ИЛИ. Таким образом, на базе транзистора 14 реализуется функция И-ИЛИ и с помощью «проводного И на выходах 15 реализуется полная логическая функция И-ИЛИ п

Переходный процесс на выходе логического элемента имеет ряд специфических особенностей. На первом его участке имеется область, обусловленная задержкой сигнала из-за инерционности транзисторов

1.1 - 1.П и 2.1-2.п и транзисторов 5 и 6. При высокоомной нагрузке этих повторителей время задержки практически определяется постоянными времени транзисторов эмиттер-коллектор, при этом с некоторой

задержкой происходит повторение на выходе 12 логического элемента входного сигнала. На следующем участке происходит суперпозиция сигналов с выхода эмиттерных повторителей на транзисторах 5 и 6 и сигнала с инверсного выхода переключателя

0 тока. На третьем участке выходной сигнал определяется практически характеристиками переключателя тока, это приводит к тому, что формирование фронта в верхней его части обусловлено инерционностью переключателя тока, практически постоянной времени его коллекторного узла. Однако при динамическом функционировании влияние третьего участка работы логического элемента слабо сказывается на задержку логического элемента по уровню 0,5 выходного сигнала, что увеличивает быстродействие логического элемента.

Использование выходного многоэмиттерного транзистора (МЭТ) также позволяет повысить быстродействие всего устройства, так как выходные повторители на МЭТ умень- щают инерционность логического элемента при работе на емкостные нагрузки (при большом количестве нагрузочных элементов). Технико-экономический эффект изобретения заключается в увеличении быстродействия логического элемента и расширении его функциональных возможностей. Е

1. ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий входные транзисторы первого типа проводимости, коллекторы которых соединены с общей шиной, базы - с соответствующими входами элемента, а эмиттеры - с базой согласующего транзистора второго типа проводимости и через первый резистор с щиной питания, коллектор согласующего транзистора соединен .с шиной питания, а эмиттер - с базой переключающего транзистора первого типа проводимости и с первым выводом второго резистора, эмиттер переключающего транзистора соединен с эмиттером опорного транзистора первого типа проводимости и через третий резистор с шиной питания, коллектор переключающего транзистора соединен с первым выводом четвертого резистора, база опорного транзистора соединена с шиной опорного напряжения, коллектор - с обшей шиной, которая соединена с первым выводом пятого резистора, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, вторые выводы второго, четвертого и пятого резисторов соединены с выходом элемента. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительные входные транзисторы и многоэмиттерный транзистор первого типа проводимости и дополнительный согласующий транзистор второго типа проводимости, базы дополнительных входных транзисторов соединены с дополнительными входами элемента, i коллекторы - с общей щиной, эмиттеры - с базой дополнительного согласую(Л щего транзистора и через дополнительный резистор с шиной питания, которая соединена с коллектором дополнительного со-, гласующего транзистора, эмиттер которого соединен с базой переключающего транзистора, при этом выход элемента соединен с базой многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с общей шиной, О5 а эмиттеры - с дополнительными выходами элемента. О5 ND ) О5