ФОРМАЛЬНЫЙ НЕЙРОН Советский патент 1973 года по МПК H03K19/08 

1

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в логических устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известны устройства для реализации логической функции эквивалентности и неэквивалентности, содержащие входные переключатели тока, элемент «ИЛИ на переключателе тока и выходной переключатель тока с эмиттер11ЫМИ повторителями на выходе.

Цель изобретения - повышение надежности н быстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве входные переключатели тока сод.ержат многоэмиттерный транзистор, коллектор которого соединен с коллекторами информационных транзисторов переключателя тока элемента «ИЛИ и с базой первого транзистора выходного переключателя тока, а коллекторы информационных транзисторов входных переключателей тока подключены к коллектору опорного транзистора переключателя тока элемента «ИЛИ и к базе второго транзистора выходного переключателя тока, причем выходы эмиттерных повторителей через диоды, включенные в прямом направлении, соединены с базами соответствующих транзисторов выходного переключателя тока.

На фиг. 1 изображена предлагаемая схема формального нейрона (ФН) на переключателях тока, реализующая логическую функцию эквивалентности ,..., XnVXiX,..., Хп по прямому выходу и функцию неэквивалентности f(XiyX2V,..., VXn) (XiVX.V,..., V.Y,,) по инверсному выходу.

Как видно из фиг. 1, ФН содержит входные переключатели тока, образованные информационными транзисторами /i, 2,..., In и опорным многоэммитерным транзистором /«-ц, элемент «ИЛИ на переключателе тока, состоящем из информационных транзисторов /„-i-a. /71+3,.... hn+z. Схема содержит также выходной переключатель тока на транзисторах 2 и 3, с коллекторов которых через эмиттерные повторители 4 и 5 снимаются прямые и инверсные выходные сигналы (F и Р). Переключатели тока, образованные транзисторами li, h,-.., /n+ь соответствуют положительным входам порогового элемента ФН (фиг. 2), а переключателъ токъ., образованный транзисторами .«-1-2, /п+з,..., /2П+2, соответствует отрицательному входу порогового элемента ФН.

На фиг. 2 показано фупкциональное изображение ФН, реализующего функцию эквивалентности (неэквивалентности). Транзисторы п+2, п+з,..., /2и+,1 на фиг. 1 соответствуют входам элемента «ИЛИ на фиг. 2.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии входных сигналов, т. е. при х Х2 ... , транзисторы/ij/2,..., 1,1 заперты, а транзистор In+i открыт по всем эмпттер ным переходам; транзисторы In+z, 1п+з,-.-, 1гп+ заперты, а транзистор 1п+. открыт по всем эмиттерным переходам; транзисторы /п+2, n+z,..., Izn+i заперты, а транзистор /аи+г открыт. Поскольку , (где R, Rz - сопротивления п резисторов 5 и 7) то токи, протекающие через резисторы 8 w. 9 одинаковы. Так как , то . Следовательно, если з, - сопротивления резисторов 5 и Я транзистор 2 открыт, а транзистор 3 закрыт. Вследствие этого на прямом выходе (F) элемента имеем высокий уровень потенциала (логическая «1), а на инверсном выходе (F) имеем низкий уровень потенциала. Если сигналы присутствуют на всех входах схемы, т. е. ,...,An l, то транзисторы Л, 2,..., In открыты, а транзистор /n+i закрыт по всем эмиттерам, транзисторы In+z, -/п+з,.-., /2П+1 открыты, а /2И4-2 закрыт. Снова токи, протекающие через резисторы 8 и 9 равны, и поэтому транзистор 3 закрыт, а 2 открыт, и на прямом выходе схемы имеем высокий потенциал. Во всех остальных случаях комбинаций входных сигналов транзистор 5 открыт, а 2 закрыт, т. е. на прямом выходе схемы имеем низкий уровень потенциала (логический 0). Диоды 10 и 11 служат для предотвращения насыщения (прямого смещения коллекторного перехода) транзисторов 2 и . В предлагаемой схеме насыщение транзисторов входных переключателей предотвращается при помощи диодов 12 и 13, подключенных между коллекторами этих транзисторов и выходами схемы. Рассмотрим пример. Пусть , Хд,Хз,..., Хп 0. Тогда через резистор 8 протекает ток, равный (2п - }) /i(/i-ток, идущий через ре510 15 20 25 30 35 40 зистор 6). при больщих п этот ток быть достаточно большим и потенциал в точке б сильно снижается. В реззльтате, коллекторные переходы транзисторов /n+i, 1п+2,-.., lzn+ могут оказаться смещенными в прямом направлении, что приводит к насыщению этих транзисторов, увеличению времени их выключения, следовательно и снижению быстродействия схемы Б целом. Диоды 2 и 13 позволяют фиксировать потенциалы на коллекторах входных транзисторов на уровне , - - бд (где f/B-выходной высокий уровень потенциала, Uf - падение напряжения на диоде), тем самым предотвращая насыщение этих транзисторов. Предмет изобретения Формальный нейрон для реализации логической функции эквивалентности и неэквивалентности, содержащий входные переключатели тока, элемент «ИЛИ на переключателях тока и выходной нереключатель тока с эмиттерными повторителями на выходе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродейст.вия, в нем входные переключатели тока содержат опорный многоэмиттерный транзистор, коллектор которого соединен с коллекторами информационных транзисторов переключателя тока элемента «ИЛИ и с базой первого транзистора выходного переключателя тока, а коллекторы информационных транзисторов входных переключателей тока подключены к коллектору опорного транзистора переключателя тока элемента «ИЛИ и к базе второго транзистора выходного переключателя тока, нричем выходы эмиттерных повторителей через диоды, включенные в прямом направлении, соединены с базами соответствующих транзисторов выходного переключателя тока,

в

ю Н4Г

/2

JL.

;/

7J

U

хИп

/г.

Ч-

1

L

// 2

х„

Фиг.

7 / -/ о

{7- |7