БИЬЛИОТЬКЛ Советский патент 1973 года по МПК G06F7/50 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для суммирования двоичных чисел.

Известен сумматор последовательного действия, соедержащий диоды с объемным эффектом (эффектом Ганна). Пр.и превышении некоторой .напряженности поля в таких диодах возникают домены пространственного заряда и ток, проходящий через диод, уменьшан ется.

Предложенный сумматор отличается тем, что его первый и второй пороговые элементы содержат по паре диодов с объемным эффектом, первые электроды диодов каждой пары соединены через конденсаторы со входом и выходом соответствующего порогового элемента, вторые электроды первого и второго диодов каждой пары соединены с источниками положительного и отрицательного напряжения соответственно, а третий пороговый элемент содержит нару диодов с объемным эффектом, первые электроды которых соединены с соответствующими резисторами положительного и отрицательного смещения и через соответствующие конденсаторы - со входом этого порогового элемента, а вторые электроды объединены и соединены с выходом порогового элемента, выходы первого н третьего пороговых элементов соединены с выходом

суммы, а выход второго порогового элемента - с выходом переноса. Это повыщаег быстродействие устройства за счет параллельного суммирования разрядов чисел. Па чертеже изображена схема сумматора.

Сумматор содержит входные резисторы 1, через которые по входам 2 н 3 подаются одноименные разряды слагаемых Аг и 5,-, а по

входу 4 подается сигнал переноса П;- из предыдущего разряда; первый пороговый элемент, выполненный на диодах 5, 6 с объемным эффектом и конденсаторах 7 ai S; второй пороговый элемент, выполненный на диодах 9,

10 с объемным эффектом и конденсаторах // и 12; третий пороговый элемент, -выполненный на диодак 13, 14 с объемным эффектом, конденсаторах /5, J6 и резисторах смещения 17, 18; нагрузочные резисторы 19 и 20; источники

положительного и отрицательного питания 21 и 22 соответственно; выход суммы 23, выход переноса 24; вход 25 пороговых элементов, являющийся общей точкой А входных резисторов и пороговых элементов.

Логическому уровню «1 соответствует положительный потенциал (импульс), а логическому уровню «О - отрицательный потенциал (импульс).

Сумматор работает следующим образом.

Если к входам 2, 3, 4 приложены одно положительное и два -отр1ицателькых напряжения, то напряжение в точке А (вход 25) будет отрицательным относительно опорного потенциала. Вследствие этого увеличивается отрицательный нотенциал в точке соединения диодов 9 и 10, и в диоде 9 может быть превышена критическая величина напряженности поля. Благодаря срабатыванию домена в диоде Я резко снижается постоянный ток, протекающий через диод 10, который остается в омическом режиме работы, и на выходе 24 возникает отрицательный импульс ,напрял ения. Точно так же, благодаря отрицательному импульсу в точке А, в диоде 14 превышается критическая напряженность поля ,и появляется домен. Уменьшение тока, проходящего через диод 13, вызывает в данном случае повышение потенциала на выходе 23, что проявляется в виде положительного импульса (сумма равна «1).

Если на входы 2, 3 и 4 через резисторы / подают одно отрицательное и два положительных напрял ения, то потенциал в точке А повышается. Это обусловливает превышение критической напряженности поля в диоде 10. Ток, проходящий через диод 9, который в этом случае находится в омическом режиме, уменьшается, и на выходе 24 возникает положительный импульс переноса. Положительный импульс в точке А вызывает также образование домена в диоде 13, что обуславливает уменьшение тока, проходяшего через диод 14, и, следовательно, появляется отрицательный импульс на выходе суммы 23. Параметры схел1ы должны выбираться таким образом, что при различных знаках входных напряжений в диодах 5 и 6 еще не достигается критическая напряженность ноля. Последнее бывает только в том случае, если на входы 2, 3 U 4 одновременно прикладываются три положительных напряжения. При этом в диодак 6, 13 и 10 образуются домены. В результате возникает положительный импульс на выходе переноса 24. Вследствие снижения тока в диоде 13 снижается потенциал на выходе 23, а уменьщение тока в диоде 6 вызывает повышение потенциала. Так как пороговое напряжение диодов 5 тл 6, а также их акТ1ИВНость выше, чем эти же параметры у диодов 13 и 14, то результирующий импульс па выходе суммы 3 - положительный. Если три входных напряжения одновременно отрицательны, то на выходах 23 и 24 возникают

соответственно отрицательные импульсы.

Сигнал переноса Пь формируемый на выходе 24, является одним из входных сигналов для сумматора следующего разряда. Появление этого сигнала имеет задержку (относительно момента подачи слагаемых Л, Вг на Данный разряд) на время формирования домена. Поэтому целесообразно перед входами 2 и 3 следующего разряда сумматора использовать дополнительные элементы с объемным

эффектом (для выравнивания задержек). Схема сумматора может быть полностью изготовлена: с помощью плаиарной технологии в энитаксиальном слое полупроводникового материала, нанесенном на изолирующую теплоотводящую подложку.

Предмет изобретения

Параллельный сумматор, содержащий три

входных резистора, общая точка которых соединена со входами трех пороговых элементов, выход суммы устройства соединен с первым нагрузочным резистором, а выход переноса - со вторым нагрузочным резистором, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, первый и второй пороговые элементы содержат по паре диодов с объемным эффектом, первые электроды диодов «аждой пары соединены через конденсаторы со входом

и выходом соответствую.щего порогового элемента, вторые электроды первого п второго диодов каждой пары соединены с источниками положительного и отрицательного напряжения соответственно, а третий пороговый

элемент содержит пару диодов с объемным эффектом, первые электроды которых соединены с соответствующими резисторами положительного и отрицательного смещения и через соответствующие конденсаторы - со входом этого порогового элемента, а вторые электроды объединены и соединены с выходом порогового элемента, выходы первого и третьего иороговых элементов соединены с выходом суммы, а выход второго порогового элемента - с выходом переноса.