IK-триггер Советский патент 1990 года по МПК H03K3/353 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения цифровых автоматов,,

Цель изобретения - упрощение JK-триггера и повышение его быстродействия о

На чертеже представлена схема JK-триггера.

JK-триггер содержит функциональные МОП-транзисторы и нагрузочные МОП-транзисторы 22-300 Стоки транзисторов 22-3Q подключены к шине питания триггера, истоки транзисторов 22 и 23 соединены соответственно со стоками транзисторов 1 и 2 и затворами транзисторов 8, 10 и 9, 11, исток транзистора 24 - со стоком транзистора 7, затвором транзистора 14 и истоками транзисторов 5 и 6, истоки транаисторов 25 и 26 - со стоками транзисторов 8 и 9 и затворами транзисторов 3, 15, 19 и 4, 17, 20, истоки транзисторов 27 и 28 - со сто- ками транзисторов 10 и 11 и затворами транзисторов 13 и 12, исток транзистора 29 - со стоками транзисторов 14, Ч, 17 и затвором транзистора . 21, исток транзистора 30 - со стока- ми транзисторов 19,.. 21 и выходом 3 индикации окончания переходных процесов триггера, тактовый вход 32 которого соединен с затвором транзистора 7, а К-вход 33 и J-вход 34 - с затворами транзисторов 5, 16 и 6, 18 Истоки транзисторов 7, 12, 13, 14, 16, 18, 20 и 21 соединены с общей шиной триггера, а истоки транзисторо 1, 2, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 15, 17 и 19 - со стоками транзисторов 3, 4, 5, 6, 13, 12, 12, 13, 16, 18 и 20 соответственно,

JK-триггер работает следующим образомс

Пусть исходно на входе 32 имеется низкий потенциал, запирающий транзистор 7, тогда на затворе транзистора 14 имеется высокий потенциал, открывающий этот транзистор, a на затворе транзистора 21 - низкий потенциал, который запирает этот транзистор, Кроме того, запертый транзистор 7 вызывает появление высокого потенциала на затворах .транзисторов 10, 11 и 8,9, открывающего эти пары транзисторов. Исходное состояние триггера определяется потенциалами на затворах транзисторов

12и 130 Пусть, например это будет нулевое состояние, т0е0 на затворе транзистора 13 - высокий потенциал, открывающий этот транзистор, а на затворе транзистора 12 -соответственно низкий потенциал и этот транзистор закрыт. При этом через открытые транзисторы 13 и 8 низкий потенциал общей шины поступает на затвор транзистора 3 и закрывает его, а на затворе транзистора 4 соответственно имеется высокий потенциач открывающий этот .транзистор. Аналогично на затвор транзистора 19 поступает низкий потенциал, закрывающий этот транзистор, и хотя транзистор 20 остается открытым, на выходе 31 имеется высокий потенциал

Если на J- и К-входах 34 и 33 тригера имеются высокие потенциалы, то при переключении тактового сигнала на входе 32 триггер меняет свое состояние на противоположное. Действительно, высокий потенциал на входе4 32 открывает транзистор 7 и низкий потенциал общей шины через открытые транзисторы 7, 6, 4, 2 поступает на затворы транзисторов 1, 9 и 11 и закрывает их0 В результате на затворе транзистора 12 появляется высокий потенциал, открывающий этот транзистор, и низкий потенциал общей шины через открытые транзисторы 12 и 10 поступает на затвор транзистора

13и закрывает его. В результате

на затворе транзистора 19 появляется высокий потенциал, открывающий это транзистор, и низкий потенциал общей шины через открытые транзисторы 19 и 20 поступает на выход 31, что свидтельствует о завершении переходных процессов в этой фазе работы триггера.

Хотя в этой фазе транзистор 14 закрывается, на затворе транзистора 21 сохраняется низкий потенциал обще шины, поступающий через открытые транзисторы 17 и 180

Теперь при подаче на вход 32 низкого потенциала транзистор 7 закрывается и на затворы транзисторов 14 и 8, 10 и 9, 11 поступают высокие потенциалы,открывающие эти транзисторы, В результате низкий потенциал общей шины через открытые транзисторы 12 и 9 поступает на затворы транзистров 4 и 20 и закрывает их,Последнее вызывает восстановление высокого по5

тенциала на выходе 31,что свидетельсвует о завершении переходных процес-сов в этой фазе работы триггера. В результате триггер оказывается в состоянии, аналогичном исходному, с той лишь разницей, что потенциалы на затворах транзисторов 12 и 13 противоположны исходным, т„е0 находятся в единичном состоянии,

Если на J- и К-входах 34 и 33 тригера имеются низкие потенциалы, то при переключении тактового сигнала на входе 32 триггера его состояние н должно измениться. Действительно, в этом случае транзисторы 5 и 6 закрыты и при появлении высокого потенциала на входе 32, открывающего транзистор 7, потенциалы на затворах транзисторов 8, 10 и 9, И остаются вы- сокими и потенциалы на затворах транзисторов 12 и 13 не изменяются., Поскольку транзисторы 16 и 18 закрыты низкими потенциалами с входов 33 и 34, запирание транзистора 14 при поступлении на его затвор низкого потенциала общей шины через открытый транзистор 7 приводит к появлению высокого потенциала на затворе транзистора 21, отпирающего этот трал- зистор, в результате чего на выходе 31 появляется низкий потенциал, что свидетельствует о завершении переходных процессов в этой фазе работы триггера,,

При восстановлении на входе 32 никого потенциала переключение транзисторов 7, 14 и 21 происходит в том же порядке: сначала закрывается транзистор 7, потом открывается трап- зистор 14 и наконец закрывается транзистор 2 1, что вызывает появление высокого потенциала на выходе 31, свидетельствующего о завершении переходных процессов в этой фазе работы J триггера. Полученное в результате состояние триггера совпадает с исХОДНЫМ0

Если на J- и К-входах 34 и 33 триггера имеются соответственно низ - кий и высокий потенциалы, то при переключении тактового сигнала на входе 32 состояние триггера должно стать нулевым, т0е. в данном случае совпадающим с исходным. Деиствитель-

но, в этом случае закрыты транзисторы 6 и 3 (первый - низким потенциалом с входа 34, а второй - низким потенциалом общей шины, поступаю6

Q

5 0 5 0

Q 5

5

щим на его затвор через открытые транзисторы 13 и 8).и, как в предыдущем случае, появление высокого потенциала на входе 32, открывающего транзистор 7, не изменяет потенциалов н на затворах транзисторов 8 - 13„ Поскольку закрыты транзисторы 18 и 14 (па их затворах те же потенциалы, что и на затворах транзисторов 6 и 3) запирание транзистора 14 при поступлении на его затвор потенциала общей шины через открытый транзистор 7 приводит к появлению высокого потенциала на затворе транзистора 21, открывающего этот транзистор, в результате чего на выходе 31 появляется низкий потенциал, что снндетель- ствут о завершении переходных процессов в этой фазе работы триггера.

При восстановлении на входе 32 низкого потенциала опять происходит переключение транзисторов 7, 14 и 21: сначала закрьшаетея транзистор 7, потом открывается транзистор 14 и наконец закрывается транзистор 21 и на выходе 31 появляется высо- KIDI потенциал, свидетепьгтиующий о злвс рггенпи переходных про пес con в этой фате работы триггера.Полученное Р результате состояние совпадает с исходи тм , т .с . является нулпвым.

Если на J- и К-входах 34 и 33 триггера имеются соответственно высокий и низкий потенциалы, то при переключении тактового сигнала на входе 32 состояние триггера должно стать единичным, т0е, в данном случае противоположным исходному. Действительно, высокий потенциал на входе 32 открывает транзистор 7 и низкий потенциал общей шины через открытые транзистор. 7, 6, 4 и 2 поступает на затворы транзисторов 1, 9 и 11 и закрывает их. В результате на затворе транзистора 12 появляется высокий потенциал, открывающий этот транзистор, и низкий потенциал общей шины через открытые транзисторы 12 и 10 поступает на затвор транзис-т тора 13 и закрывает его, В результате на затворе транзистора 19 появляется высокий потенциал, открывающий этот транзистор, и низкий потенциал общей шины через открытые транзисторы 19 и 2Q поступает .на выход 31, что свидетельствует о завершении переходных процессов в этой фазе рабо ты триггера.

Хотя в этой фазе транзистор 14 закрывается, на затворе транзистора , 21 сохраняется низкий потенциал общей шины, поступающий через открытые тран энсторы 17 и 180

Теперь при подаче на вход 32 низкого потенциала транзистор 7 закрывается и на затворы транзисторов 14 и 8, 10 и 9, 11 поступают высокие

потенциалы, открывающие эти транзисторы. В результате низкий потенцил г общей шины через открытые транзисторы 12 и 9 поступает на затворы транзисторов 4 и 20 и закрывает их. Пос- леднее вызывает восстановление высокого потенциала на выходе 31, что свидетельствует о завершении переходных процессов в этой фазе работы триггера. В результате триггер оказывает- ся в состоянии, противоположном исходному и отличающемся от него потенциалами па затворах транзисторов 12 и 13, т.е. в единичном состоянии.

Если в качестве исходного состоя- ния триггера принято его единичное состояние, то в силу симметричности схемы его работа протекает аналогично описанной.

Формула изобретения

JK-триггер, содержащий двадцать один функциональный и девять нагрузочных МОП-транзисторов, стоки нагру- зочных транзисторов соединены с шиной питания триггера, истоки первого и второго нагрузочных транзисторов - соответственно со стоками первого и второго и затворами второго, вось- мого, десятого и первого, девятого одиннадцатого функциональных транзисторов, исток третьего нагрузочного транзистора - со стоком седьмого и затвором четырнадцатого функциональ- ных транзисторов, истоки четвертого и пятого нагрузочных транзисторов - со стоками восьмого и девятого и затворами третьего, пятнадцатого, девятнадцатого и четвертого, семнадцатого двадцатого функциональных транзисторов, истоки шестого и седьмого нагрузочных транзисторов - со стоками десятого и одиннадцатого и затворами тринадцатого и двенадцатого функциональных транзисторов, исток восьмого нагрузочного транзистора - со стоками четырнадцатого, пятнадцатого и затвором двадцать первого функциональных транзисторов, а исток девятого нагрузочного транзистора - с выходом индикации окончания переходных процессов триггера и стоком двадцать первого функционального тразистора, исток которого соединен с истоками седьмого, двенадцатого, тринадцатого и двадцатого функционалных транзисторов и с общей шиной тригера, тактовый вход которого соедине с затвором седьмого функционального транзистора, а К- и J-входы - с затворами пятого, шестнадцатого и шестого, восемнадцатого функциональных транзисторов, истоки первого, второго, третьего, четвертого, десятого, одиннадцатого, пятнадцатого, семнадцатого и девятнадцатого функциональных транзисторов соединены со стоками третьего, четвертого, пятого, шестого, двенадцатого, тринадцатого, шестнадцатого, восемнадцатого и двадцатого функциональных транзисторов соответственно, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия триггера, исток девятого нагрузочного транзистора соединен со стоком девятнадцатого функционального транзистора, истоки пятого, шестого, восьмого и девятого функциональных транзисто- эов соединены со стоками седьмого, двенадцатого и тринадцатого функциональных тр анзисторов соответственно, а истоки четырнадцатого, шестнадцатго и восемнадцатого функциональных транзисторов - с общей шиной триггера.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения цифровых автоматов. Целью изобретения является упрощение JK-триггера и повышение его быстродействия. Устройство содержит функциональные МОП-транзисторы 1 - 21 и нагрузочные МОП-транзисторы 22 - 30. За счет того что функциональные транзисторы 7, 12 и 13 являются общими для нескольких элементов И-НЕ, упрощается схема триггера, а подключение последовательно соединенных функциональных транзисторов 19 и 20 к выходу 31 триггера повышает его быстродействие. 1 ил.