Четырехуровневый сумматор-вычитатель Советский патент 1988 года по МПК H03K19/91 

(21)4184980/24-21

(22)20.01.8J

(46) 07.09.88. Бюл. № 33

(71)Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмык о-ва

(72)А.В.Ерохин, Ю.И.Рогозов и Н.И.Чернов

(53) 621.374(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 892730, кл. Н 03 К 19/091, 1980.

Пономарев М.Ф., Коноплев Б.Г., Фомичев А.В. Обзоры по электронной технике: Многоуровневые логические элементы и устройства. - БИС, Сер. Микроэлектроника, М., 1982, вып. 2 (879), с. 27, рис.. 24.

(54) ЧЕТЫРЕХУРОВНЕВЫЙ СУММАТОР-БЫЧИ- ТАТЕЛЬ

(57) Изобретение относится к импульсной технике, и может быть использовано при построении больших интегральных схем обработки информации на элементах многоуровневой инжекционной логики. Цель- изобретения - расширение

.функциональных возможностей, а именно возможность одновременного выполнения операций сложения и вычитания. Четьфехуровневьй сумматор-вычитатель содержит одиннадцать транзисторов 1, 2, 3, 7, 8, 10, 12, 13, 15, 16, 17 с инжекционным питанием. Инжектор

.задает в базы транзисторов 7, 15 и

в 11 по семь уровней тока, а бфзы транзисторов 8 и 13 по три с пфловиной уровня тока, а базу транзистора 10 четыре уровня тока, в ба- з$ транзисторов 12, 16, 17 и выход ife по три уровня тока, а в выходы 9

i1

Изобретение относится к импульсно fexHHKe и может быть использовано пр Постр оении больших интегральных схем обработки информации на элементах мн гоуровневой инжекционной логики.

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей, а именно возможность одновременного выполнени операций сложения и вычитания. .

На чертеже представлена принципиальная схема четырехуровневого суммат ра-вычитателя.

Чет 1рехуровневый сумматор-вычита- тель содержит первьй 1, второй 2 и третий 3 транзисторы с инжекционным питанием, базы и первые коллекторы которых соединены с соответствующими входами 4, 5 и 6, база и первый кол- лектор четвертого транзистора 7 с инжекдионным питанием - со вторыми коллекторами транзисторов 1-3, коллекторы которых соединены с базой пятого транзистора 8 с инжекционным питанием, первый коллектор которого соединен с выходом 9 переноса, а второй коллектор -с базой и первым коллектором шестого транзистора 10 с инл екционным питанием, второй кол- лектор которого соединен со вторым коллектором транзистора 7 и выходом 11 суммы, база и первый коллектор седьмого транзистора 12 с инжекционным - с четвертым коллектором транзистора 1, ,а четвертые коллекторы транзисторов 2 и 3 с о вторым коллектором транзистора 12 и базой восьмого транзистора 13 с инжекционным питанием, первый коллектор которого соединен с выходом 14 заема, а второй коллектор - с пятыми коллекторами транзисторов 2 и 3, с третьим коллектором транзистора 12, с базой и первым коллектором девято

и 14 по одному УРОВНЮ тока. При этом на выходах 9 и 11 реализуются функции переноса и суммы, а на выходах 14 и 18 - функции заема и разности от входньсх четьфехуровневых переменных. 1 ил.

го транзистора 15 с инжекционным питанием, шестые коллекторы транзисторов 2 и 3 - с четвертым коллектором транзистора 12, с базой и первым коллектором десятого транзистора 16 с инжекционным питанием, вторые коллекторы транзисторов 15 и 16 базой и первым коллектором одиннадцатого транзистора 17 с инжекционным питанием, второй коллектор которого соединен с выходом 18 разности. Инжектор задает в базы транзисторов

7и 15 и в выход суммы 11 по семь уровней тока, в базы транзисторов

8и 13 - по три с половиной уровня тока, в базу транзисторов 10 - четыре уровня тока, в базы транзисторов 12, 16, 17 и выход разности - по три уровня тока, в выходы переноса и заема - по одному уровню тока. Это обеспечивается геометрией и взаимным расположением инжектора и базы транзистора. Введение коллекторов обратной связи (первые коллекторы) в транзисторы 1, 2, 3, 7, 10, 12, 15, 16

и 17 обеспечивает коэффициент передачи зтих транзисторов, равньй единице, т.е. входной ток транзистора равен выходному.

Суммартор-вычитатель работает следующим ббразом.

По входам 4 и 5 подается четырехуровневый сигнал двух слагаемых или уменьшаемого и вычитаемого: 0; „; 31о, а по входу 6 - двухуровневый сигнал переноса или заема

Oi 1„.

Если сумма входных сигналов I, + + Ij + li loSu, меньше или равна трем (31д), в транзистор 7 задается ток 71 о - , на входе 11 ток равен оБц- Р этом транзистор 8 открыт, так как в его базу задается ток 3, 51о, что больше суммарного тока, и

шунтирует .вход транзистора 10, последний закрыт и отводит ток с выхода 9. В результате на выходе 11 суммы

ток равен суммарному току выходе переноса 9 - нулю.

-оби

а на

Если сумма входных сигналов больше трех (31о), транзистор 8 закрыт, а транзистор 10 открыт и отводит из выходной шины ток 41„. В результате на эыходе 11 суммы ток равен 41, т.е. результат равен сумме по модулю четыре, а на выходе 9 переноса - 1р.

Дпя реализации операции вычитания в транзисторе 12 задается ток, инверсный входному (31о - I,). В базу транзистора 13 задается ток, равный

3,51о - (31„ - 1.) - (1 + I,) (1, + 0,51,) - ( I,).

Таким образом, если разность входных сигналов I - (1 + 1э) больше 0,51д, т.е. вычитаемое меньше уменьшаемого, транзистор 12 открыт, шунтирует вход транзистора 15, последний закрыт и отводит ток с выхода 14 В базу транзистора 16 задается ток 31о - (1„ - 1.) - (1. + I,)

1

- (1-1 + I.,), в базу транзистора 17 31о - I, .0 L - , (12 + 1з )3 , а ходе 18 разности равен I

ток

-(I.

на +

вы- 1з)

Б результате на выходе 18 разнос- .ти ток равен разностному току, а на выходе 14 заема - нулю.

Если вычитаемое (I.j + 1) больше уменьшаемого-, транзисторы 13 и 16 закрыты, а транзистор 15 открыт, в его базу задается ток, равный 71 - (31е - 1,) - (I, + 1) (I, + + 41„) - (1 + 1э).

В результате на выходе 11 разности ток рав.ен разности по модулю четыре, а на выходе заема 14 - I.

10

15

.

20

Формула изобретения Четырехуровневый сумматор-вычита- тель, содержаш 1й шесть транзисторов с инжекционным питанием, базы и первые коллекторы первого, второго и третьего транзисторов соединены с соответствующими входами сумматора- вьгчитателя, база и первый коллектор четвертого транзистора - с вторыми коллекторами первого, второго и третьего транзисторов, третьи коллекторы которых - с базой пятого транзистора, первый коллектор которого - с выходом переноса, а второй коллектор - с базой и первым коллектором шестого транзистора, второй коллектор которого - с вторым коллектором четвертого и выходом суммы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый транзисторы с инжекционным питанием, при- 25 чем база и первый коллектор седьмого транзистора соединены с четвертым коллектором первого транзистора, а четвертые коллекторы второго и третьего транзистора - с вторым коллек- тором седьмого и базой восьмого транзистора, первый коллектор которого соединен с выходом заема, а второй коллектор - с пятыми коллекторами второго и третьего транзистора, с третьим коллектором седьмого, с базой и первым коллектором девятого транзистора, шестые коллекторы второго и третьего транзистора соединены с четвертым коллектором седьмого, с базой и первым коллектором десятого транзисторов, вторые коллекторы девятого и десятого транзисторов - с базой и первым коллектором одиннадцатого транзистора, второй коллектор которого соединен с выходом разности.

30

35

40

45