Троичный триггер Советский патент 1991 года по МПК H03K3/29 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам с несколькими устойгдавыми состояниями.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение технологии интегрального исполнения за счет уменьшения числа резистивных элементов.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема ТРОИЧНОГО триггера.

Троичный триггер содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, десятый 6 и одиннадцатый 7 транзисторы первого типа проводимости, шестой 8, девятый 9, восьмой 10, седьмой 11 и двенадцатый 12 транзисторы второго типа проводимости.

База транзистора 1 соединена с коллекторами транзисторов 3, 4 и 7 и через первый резистор 13 - с первой шиной 14 питания, которая соединена с эмиттером транзистора 8 и через третий резистор 15 - с базой транзистора 8, которая черрз второй резистор 16 соединена с коллектором транзистора 1, эмиттер которого соединен- с коллекторами транзисторов 5 и 6, База транзистора 3 подключена к общей шине 17, Коллекторы транзисторов 2 и 8 соединено с выходной шиной 18 и через четвертый резистор 19 - с базами транзисторов 6 и 12. Эмиттеры транзисторов 4-6 и 9 соединены с анодом второго диода 20, катпд которого подключен к общей шине 17. Первая входная шина 21 соединена с базой транзистора 5 и через девятый резистор 22 подключена к общей шине 17 „Вторая входная шина 23 соединена с базой транзистора 4 и через восьмой резистор 24 - с общей шиной 17. Третья входная шина 25 соединена с базой транзистора 7 и через десятый

0

to

§

о&

о

«М&.

10

резистор 26 - с обшей шиной 17, торая соединена с базами транчисто- ров 9 и 10, эмиттер транзистора 10 соединен с эмиттером транзистора 7. Коллектор транзистора 9 соединен с базой транзистора 11 и через седьмой резистор 27 - с второй шиной 28 питания, которая соединена с эмиттером транзистора 2 и через пятый резистор 29 - с базой транзистора 2, последняя через шестой резистор 30 соединена с коллектором транзистора 1J, эмиттер которого соединен с коллектором транзисторов 10 и 12. Эмиттеры транзисторов 3 и 12 соединены с катодом первого диода 31, анод которого соединен с общей шиной 17.

Троичный триггер работает следующим образом.

При включении питания и- отсутствии сигналов на входных шинах 21, 23 и 25 все транзисторы триггера закрытыf на выходной шине 18 имеется нулевой потенциал. Это первое устойчивое состояние.

Если триггер находится в первом устойчивом состоянии и на входную шину 21 поступает положительный импульс, то открывается и насыщается транзистор 5. Возникает ток по цепи: шина 14 питания, резистор 13, база- змиттер транзистора J, коллектор - эмиттер транзистора 54 диод 20, общая шина 17« Часть тока эмиттера транзистора 5 протекает и через эмиттер - базу транзистора 9, Распределение токов между омиттерным переходом транзистора 9 и диодом 20 происходит пропорционально площадям их р-п-перехо- дов. Транзистор 1 открывается и током коллектора открывает транзистор 8„ На выходной шине 18 устанавливается положительное напряжение Возника15

20

25

30

40

шину 23 поступает положительный импульс, то открывается транзистор 4, но триггер не изменяет своего состояния, так как остальные транзисторы остаются закрытыми.

Если триггер находится в первом устойчивом состоянии и на входную шину 25 поступает положительный импульс , то открываются и насыщаются транзисторы 7 и 10, Возникает ток по цепи: шина 14 питания, резистор 13, коллектор - эмиттер транзистора 7, эмиттер - база и база - коллектор транзистора 10, эмиттер - база транзистора 11, резистор 27, шина 28 питания. Транзистор И открывается и током коллектора открывает транзистор 2, На выходной шине 18 устанавливается отрицательное напряжение. Возникает ток через резистор 19, котор ый открывает транзистор 12 и удерживает его в открытом состоянии после окончании импульса на входной шине 25 и закрывания транзисторов 7 и 10. Часть тока эмиттера транзистора 12 протекает через эмиттер - базу транзистора 3, Распределение токов между эмиттерным переходом транзистора 3 и диодом 31 происходит пропорционально площадям их р-п-переходов. Ток коллектора транзистора 3 шунтирует ток базы транзистора 1 ,т.е. ток через резистор 13. По этой причине транзисторы 1 и 8 в данный момент времениоткрываться не могут. Это третье устойчивое состояние.

Если триггер находится во втором устойчивом положении и на входную шину 23 поступает положительный импульс, то открывается и насыщается транзистор 4, Возникает ток по цени: коллектор - эмиттер транзистора 4. диод 20, общая шина 17. Ток коллектора

ет ток через резистор 19, который от- 4д транзистора 5 станет шунтировать ток крывает транзистор 6 и удерживает его базы транзистора 1,потому что падение

5

0

5

0

0

шину 23 поступает положительный импульс, то открывается транзистор 4, но триггер не изменяет своего состояния, так как остальные транзисторы остаются закрытыми.

Если триггер находится в первом устойчивом состоянии и на входную шину 25 поступает положительный импульс , то открываются и насыщаются транзисторы 7 и 10, Возникает ток по цепи: шина 14 питания, резистор 13, коллектор - эмиттер транзистора 7, эмиттер - база и база - коллектор транзистора 10, эмиттер - база транзистора 11, резистор 27, шина 28 питания. Транзистор И открывается и током коллектора открывает транзистор 2, На выходной шине 18 устанавливается отрицательное напряжение. Возникает ток через резистор 19, котор ый открывает транзистор 12 и удерживает его в открытом состоянии после окончании импульса на входной шине 25 и закрывания транзисторов 7 и 10. Часть тока эмиттера транзистора 12 протекает через эмиттер - базу транзистора 3, Распределение токов между эмиттерным переходом транзистора 3 и диодом 31 происходит пропорционально площадям их р-п-переходов. Ток коллектора транзистора 3 шунтирует ток базы транзистора 1 ,т.е. ток через резистор 13. По этой причине транзисторы 1 и 8 в данный момент времениоткрываться не могут. Это третье устойчивое состояние.

Если триггер находится во втором устойчивом положении и на входную шину 23 поступает положительный импульс, то открывается и насыщается транзистор 4, Возникает ток по цени: коллектор - эмиттер транзистора 4. диод 20, общая шина 17. Ток коллектора

в открытом состоянии после окончания импульса на входной шине 21 и закрывания транзистора 5« За счет тока эмиттера транзистор 9 поддерживается в открытом состоянии, поэтому ток коллектора транзистора 9 шунтирует ток базы транзистора 14, , ток через резистор 27 По этой причине транзисторы 13 и 2 в данный момент времени открыться не могут. Это второе устойчивое состояние.

Если триггер находится в первом устойчивом состоянии и на входную

0

напряжения на участке коллектор - эмиттер насыщенного транзистора 5 меньше, чем падение напряжения на участке база - эмиттер насыщенного транзистора 1, коллектор - эмиттер насыщенного транзистора 6. По этой причине ток базы транзистора I уменьшается практически до нуля, что приводит к закрыванию транзистора 1 и, следовательно, транзистора 8. Напряжение на выходной шине 18 уменьшается до нуля, исчезает .ток через резистор 19, транзистор.6 закрывается. Это

влечет исчезновения тока через диод 20 и эмиттерный переход транзистора 9, Последний закрывается. После окончания положительного импульса на выходной шине 23 транзистор 4 закрывается. Триггер переключается в первое устойчивое состояние, при котором все транзисторы закрыты,

Если триггер находится в третьем устойчивом состоянии и на входную шину 23 поступает положительный импульс, то открывается и насыщается транзистор 4, Возникает ток по цепи: коллектор - эмиттер транзистора 4, диод 20, общая шина. Часть тока эмиттера транзистора 4 протекает через эмиттер - базу транзистора

Если триггер находится во втором устойчивом состоянии и на входную шину 2: поступает положительный импульс, то открываются и насыщаются транзисторы 7 и 10, Возникает ток по,цепи: коллектор - эмиттер транзистора 7, змиттер - база транзистора

10,общая шина 17. Ток коллектора транзистора 7 станет шунтировать ток базы транзистора 1. потому что падение напряжения на участке коллектор - эмиттер насыщенного транзистора 7 и эмиттер - база насыщенного транзистора 10 меньше, чем падение напряжения на участке база - эмиттер насыщенного транзистора 1, коллектор эмиттер насыщенного транзистора 6 и на диоде 20, По этой причине ток баз транзистора 1 уменьшается практически до нуля, что приводит к закрыванию транзистора 1 и, следовательно, транзистора 8В Когда напряжение на

выходной шин% 18 уменьшается почти до нуля, исчезает ток через резистор

19и транзистор 6 закрывается. Это влечет исчезновение тока через диод

20и эмиттерный переход транзистора 9, Последний закрывается, напряжение на базе транзистора 11 увеличизается и трянзистор 11 открывается за счет

тока через резистор 27 (ток эмиттера транзистора 11 в это время протекает чепез открытый транзистор 10). Ток коллектора транзистора 11 открывает транзистор 2. На выходной шине 18

устанавливается отрицательное напряжение. Возникает ток через резистор

19,который открывает транзистор 12 и удерживает его в открытом состоянии после окончания импульса на вход0 ной шине 25. Часть тока эмиттера транзистора 12 протекает через эмиттер - базу транзистора 3, За счет тока эмиттера транзистор 3 открывается и входит в насыщение, поэтому ток кол5 лектора транзистора 3 шунтирует ток базы транзистора 1, т.е. ток через резистор 13, После окончания положительного импульса на входной шине 25 транзисторы 7 и 10 закрываются,

0 Триггер переключается в третье устойчивое состояниеа

При переключении триггера из второго устойчивого состояния в третье устойчивое состояние сначала закры. ваются открытые транзисторы, только потом открываются закрытые транзисторы. Это исключает возникновение сквозных токов прч переключении троичного триггера.

Q Если триггер находится в третьем устойчивом состоянии и на входную шину 21 поступает положительный импульс, то открывается и насыщается транзистор 5, Возникает ток по цепи:

5 база - эмиттер транзистора 1, коллектор - эмиттер транзистора 5, диод

20,общая шина. Часть тока эмиттера транзистора 5 протекает и черрз эмиттер - базу транзистора 9. За счет

0 тока эмиттера транзистор 9 открывается и входит в насыщение, поэтому ток коллектора транзистора 9 шунтирует ток базы транзистора 11, т.е. ток через резистор 27, Транзистор II закры5 вается, его ток коллектора уменьшается практически до нуля, что приводит к закрыванию транзистора 2. Напряжение на выходной шине 18 уменьшается до нуля. Исчезает ток через резистор 19 и закрывается транзистор 12, Это влечет исчезновение тока ЧР рез диод 31 и эмиттерный переход транзистора 3. Последний закрывается, напряжение на базе транзистора 1 возрастает и транзистор 1 открывается за счет тока через резистор 13. Ток коллектора транзистора J открывает транзистор В. На выходной шине 18 устанавливается положительное напряжение. Возникает ток через резистор 19, который открывает транзистор 6 и удерживает его в открытом состоянии после окончания импульса на входной шине 21, Часть тока эмиттера транзистора б протекает и через эмиттер - базу транзистора 9 и поддерживает его в открытом состоянии, исключая открывание транзисторов И и 2., После окон- чания положительного импульса на входной йине 21 транзистор 5 закрывается. Триггер переключается во второе устойчивое состояние.

При переключении триггера из третьего устойчивого состояния во второе устойчивое состояние сначала закрываются открытые транзисторы, только потом открываются закрытые транзисторы. Это исключает возникно- вение сквозных токов при переключении троичного триггерав

Повышение надежности предлагаемого троичного триггера достигается vMeHbineHHeM числа входящих в него элементов.

Уменьшение числа ррзистивных элементов упрощает реализацию троичного триггера в интегральном исполнении и уменьшает площадь,занимаемую на крис- талле,

Формула изобретения

Троичный триггер, содержащий пер- вый и второй диоды, три входные шины, первый, второй, третий, четвертый, пятый транзисторы первого типа шювп- димости, шестой, седьмой, восьмой и девятый транзисторы второго типа проводимости, база первого транзистора соединена с первым выводом первого резистора, коллектор первого транзистора соединен через второй резистор с базой шестого транзистора, которая через третий резистор соединена с эмиттером шестого транзистора и с первой шиной питания, коллекторы второго и шестого транзисторов соединены с выходной шиной и с первым выводом четвертого резистора, эмиттер второго транзистора соединен с второй шиной питания и через пятый резистор с базой второго транзистора, которая через шестой резистор соединена с коллектором седьмого транзистора, база которого соединена с первым выводом седьмого резистора, базы третьего, восьмого и девятого транзисторов подключены к общей шине, коллектор третьего транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора, которого соединена через восьмой резистор с общей шиной, первая входная шина соединена с первым выводом девятого резистора, третья входная тиня соединена с первым выводом десятого резистора, тличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения технологии интегрального изготовления} в него введены десятый и одиннадцатый транзисторы первого типа проводимости, двенадцатый транзистор второго типа проводимости, эмиттер которого соединен с эмиттером третьего транзистора и с катодом первого диода, анод которого поцключен к общей шине, базы десятого и двенадцатого транзисторов соединены с вторым выводом четвертого резистора, коллекторы восьмого и двенадцатого транзисторов соединены с эмиттером седьмого транзистора, эмиттеры четвертого, пятого, девятого и десятого транзисторов со ди- нены с анодом второго диода, катод которого подключен к общей шине9 коллектор девятого транзистора соединен с первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого соединен с второй шиной питания, эмиттер восьмого транзистора соединен с эмиттером одиннадцатого транзистора, коллектор которого соединен л коллектором третьего транзистора и с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, база пятого транзистора подключена к первой входной шине, оаза одиннадцатого транзистора подключена к третьей входной шине, вторая входная шина подключена к базе четвертого транзистора, вторые выводы девятого и десятого резисторов подключены к обще и шине«

Редактор Н.Бобкова

Составитель А.Янов Техред Л.Олийкык

Заказ 442

Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор А.Осауленко

Подписное