Многопороговый логический элемент Советский патент 1986 года по МПК H03K19/23 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к пороговым логическим элементам.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Введение изменения в структуре многопорогового логического элемента позволит уменьшить в два раза число резисторов, определяющих веса входов.

На чертеже приведена принципиальная схема многопорогового логического элемента.

Многопороговый логический элемент содержит для каждого входа ключи на транзисторах 1 и 2 h-p-h и р-и-р- проводимости, резисторы 3 и для каждой пары входов весовой резистор 4. Коллекторы м-p-h-транзисторов 1 каждой пары входов соединены и через резисторы 4 подсоединены к выходу резистивноГо делителя на резисторах 5, вход которого соединен с положительным полюсом 6 источника питания. Эмиттеры п-p-h-транзисторов 1 каждой пары входом соединены с эмиттерами p-h-p транзисторов 2, коллекторы которых подключены к отрицательному полюсу 7 источника питания. Базы второго и пе1жого п-р-н-транзисторов 1 каяяой пдры соединены соответственно с базами первого и второго р-н-р-транзисторов 2 и через резисторы 4 подключены к входным клеммам 8 многопорогового логического элемента. Многопорого- вьй дискриминатор 9 состоит из двух- входовых логических элементов И-НЕ 10, образующих однопороговые дискриминаторы. Вход t1 порогового элемента И-НЕ подключен к положительному полюсу источника питания, а выход 12 является выходом многопорогового логического элемента (источник питания на чертеже не показан). Однопо- роговьй дискриминатор на элементе И-НЕ 10, один из входов которого соединен с клеммой 11, имеет порог срабатьшания Т,1. Пороги срабатывания последующих дискриминаторов возрастают на единицу по сравнению с каждым предыдущим. Количество од- нопороговых дискримина:торов в элементе должно быть равно количеству весовых резисторов 4.

1223359

Многопороговый логический элемент работает следующим образом.

Пусть количество входов элемента равно восьми. В этом случае он содер- 5 жит четыре однопороговых дискриминатора с порогами срабатьшания , Т

10

30

2, , . Если входные сигналы элемента равны логическому нулю, то все h-p-h-транзисторы 1 являются закрытыми, потенциалы точек соединения резисторов 5 равны напряжению источника питания. На выходе однопоро- гового дискриминатора с наименьшим порогом срабатьшания присутствует

15 уровень логического нуля. На выходе 12 многопорогового логического элемента присутствует уровень логической единицы.

Пусть на один из входов многопо20 рогового логического элемента поступает значение переменной, равной единице, а на остальные входы - значения переменных, равные нулю. В этом случае и-p-h-транзистор 1 и р-п-р25 транзистор 2, базы которых через резистор 3 подключены к клемме 8, на которую поступает единичное значе- . ние переменной, будут находиться соответственно в открытом и закрытом состояниях. Все остальные и-p-h-тран- зисторы 1 закрыты, а р- -р-транзисто- / ры 2 oTKpbiTfci. Через цепь резисторов i 3 и резистор 4, включенный в цепь последовательно включенных открлтых h-p-n и p-h-p-транзисторов 1 и 2 протекает ток, уменьшающий потенциал в точках соединения резисторов 5. Это приводит к срабатьшанию дискриминатора с порогом Т 1. На входах

40 всех остальных дискриминаторов, свя- . занных с резистивным делителем, присутствует высокий уровень напряжения. На выходе дискриминатора с порогом Т устанавливается единичное значе45 ние логической функции, а на выходе 12 многопорогового логического элемента четности - нулевое.

Если на клеммы 8, принадлежащие различным парам входов многопорого50 вого логического элемента, поступают единичные значения логических переменных, то для каждой пары входов, имеющей единичное и нулевое значения входных переменных, существует цепь

55 из последовательно включенных открытых и -р-ц и р-и-р-транзисторов 1 и 2. В этом случае через цепь резисторов 5 и резисторы 4, включенные в цепи

35

Пусть количество входов элемента равно восьми. В этом случае он содер- жит четыре однопороговых дискриминатора с порогами срабатьшания , Т

2, , . Если входные сигналы элемента равны логическому нулю, то все h-p-h-транзисторы 1 являются закрытыми, потенциалы точек соединения резисторов 5 равны напряжению источника питания. На выходе однопоро- гового дискриминатора с наименьшим порогом срабатьшания присутствует

уровень логического нуля. На выходе 12 многопорогового логического элемента присутствует уровень логической единицы.

Пусть на один из входов многопорогового логического элемента поступает значение переменной, равной единице, а на остальные входы - значения переменных, равные нулю. В этом случае и-p-h-транзистор 1 и р-п-ртранзистор 2, базы которых через резистор 3 подключены к клемме 8, на которую поступает единичное значе- ние переменной, будут находиться соответственно в открытом и закрытом состояниях. Все остальные и-p-h-тран- зисторы 1 закрыты, а р- -р-транзисто- ры 2 oTKpbiTfci. Через цепь резисторов i 3 и резистор 4, включенный в цепь последовательно включенных открлтых h-p-n и p-h-p-транзисторов 1 и 2 протекает ток, уменьшающий потенциал в точках соединения резисторов 5. Это приводит к срабатьшанию дискриминатора с порогом Т 1. На входах

всех остальных дискриминаторов, свя- . занных с резистивным делителем, присутствует высокий уровень напряжения. На выходе дискриминатора с порогом Т устанавливается единичное значение логической функции, а на выходе 12 многопорогового логического элемента четности - нулевое.

Если на клеммы 8, принадлежащие различным парам входов многопорогового логического элемента, поступают единичные значения логических переменных, то для каждой пары входов, имеющей единичное и нулевое значения входных переменных, существует цепь

из последовательно включенных открытых и -р-ц и р-и-р-транзисторов 1 и 2. В этом случае через цепь резисторов 5 и резисторы 4, включенные в цепи

3

коллекторов открытых h-p-h-транзис- торов 1, протекает ток, определяемый числом единиц, поступивших на входы многопорогового логического элемента Напряжения на выходах резистивного делителя из резисторов 5 уменьшаются что приводит к срабатьшанию дискриминаторов на элементах И-НЕ 10. Количество сработавших дискриминаторов на элементах И-НЕ 10 в данном случае равно числу единичных значений переменных, поступивших на входы многопорогового логического элемента четности. Если на входы многопорогового логического элемента четности посту- пает нечетное число переменных, то срабатывает нечетное число дискриминаторов и на выходе 12 устанавливается низкий уровень напряжения, соответствующий логическому нулю. При четном числе единичных входных переменных срабатывает четное число дискриминаторов и на выходе 12 устанавливается высокий уровень напряжения, соответствующий еди- ничному значению логической функции.

В случае, когда единичные значения переменных поступают в клеммы 8, принадлежащие одной паре входов многопорогового логического элемента, оба р-ь-р-транзистора 2 данной пары входов многопорогового ло40

гического элемента закрыты, ток через эмиттером h-p-h-транзистора, эмиттер

второго р-и-р-транзистора соединен с эмиттером второго п-р-п-транзис-, тора, базы второго и первого р-«т-р- транзисторов соединены соответственно с базами первого и второго и-р-п- транзисторов и через первый и второй резисторы подключены к соответствующим входным клеммам многопорогового логического элемента, коллек- торы первого и второго н-р-п-тран- зисторов каждой пары входов объединены и подключены к второму выводу весового соответствукщего резистора, первые выводы которых подключены к первому входу логического элемента И-НЕ, имеющего наименьший порог срабатывания.

резистор 4 отсутствует, а выходная функция элемента определяется комбинациями переменных на других вхо- дах. Например, на входы многопорогового логического элемента четности поступает три переменных, равных единице, причем две единицы поступают в клеммы 8, относящиеся к одной паре входов элемента. Следовательно, ток через резистор А, относящийся к этой паре входов отсутствует и выходная функция многопорогового логического элемента четности равна нулю, так как ток через резисторы 5 определяется только одной па- 50 рой последовательно включенных от45

ВИНИЛИ Заказ 1723/58 Тираж 816 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

крытых n-p-h и p-h-p-транзисторов 1 и 2.

Формула изобретения

Многопороговый логический элемент, содержащий резистивньй делитель, вход которого подключен к положительному полюсу источника питания, выходы соединены с одними входами логических элементов И-НЕ, об- разуняцих много пороговый дискриминатор, второй вход каждого из которых кроме имеющего наименьший порог сра- батьтания, соединен с выходом последующего логического элемента И-НЕ, ир-h-транзисторы и весовые резисторы, первые выводы которых объединены второй вход логического элемента ИНЕ, имеющего наименьший порог сра- батьшания, соединен с положительным полюсом источника питания, выход логического элемента И-НЕ, имеющего наибольший порог срабатывания, является выходом устройства, о т л и- чающийся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей и повышения надежности, он дополнительно содержит для каждой пары входов два резистора и два

p-h-p-транзистора, коллекторы которых соединены с отрицательным полюсом источника питания, эмиттер первого p-h-p-транзистора соединен с

Изобретение относится- к автоматике и вычиcлитeл нoй технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьппение надежности. Устройство содержит для каждого входа ключи на транзисторах 1 и 2 h -p-fi- и p-h-p-проводимости, резисторы 3 и весовой резистор 4. Ре- зистивный делитель на резисторах 5. Многопороговый дискриминатор 9, состоящий из двзгхвходовых логических элементов И-НЕ 10, имеет порог срабатывания Т 1. Пороги срабатьшания последующих дискриминаторов возрастают на единицу. Количество однопо- роговых дискриминаторов в элементе равно количеству весовых резисторов -4.1 ил. (Л с f2 N9 tNP 00 са. ел ;о