Управляемый триггер Советский патент 1976 года по МПК H03K23/16 

1 - --

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах обработки и хранения данных повышенного быстродействия, в специализированных быстродействующих вычислительных машинах.

Известен управляемый триггер, содержаш.ий два последовательно соединенных туннельных диода, общая точка которых подключена к выходной шине и через резистор сброса - к тактовой .

Однако это устройство не обладает достаточным быстродействием и сложно.

Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия управляемого триггера.

Это достигается тем, что в предлагаемый управляемый триггер введен составной диодный усилитель тока на двух диодах с накоплением заряда, точка соединения анодов которых через резистор подключена к входной шине, кода одного диода с накоплением заряда подключен к тактовой шине, а катод второго диода с накоплением заряда - к выходной шине.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого управляемого триггера.

Управляемый триггер содержит входную шину 1, входной резистор 2, составной усилитель на диодах 3, 4 с накоплением заряда, тактовую шину 5, резистор 6 сброса, шину 7 источника питания, триггер на двух туннельных диодах 8, 9, выходную шину 10.

Триггер на туннельных диодах 8, 9 является основным элементом хранения информации в промежутке между тактовыми импульсами.

Составной диодный усилитель служит для хранения информации во время действия тактового импульса, который каждый раз устанавливает триггер на туннельных диодах 8, 9 в состояние «О (высоковольтное). После окончания тактового нмпульса триггер устанавливается в состояние «1 (низковольтное) или «О (высоковольтное) в зависимости от входного сигнала в предыдущем такте.

При поступлении «нуля на входную ншну 1 через резистор 2, диод 3 н шнну 5 протекает прямой ток /пр, в базе диода 3 происходит накопление заряда неосновных носителей. Этот процесс длится до поступления на шину 5 очередного положительного тактового импульса.

С одной стороны, тактовый импульс вызывает протекание положительного тока через резистор 6 и туннельный диод 9, который обеспечивает переключение туннельного диода 9 в высоковольтное состояние, что соответствует установке триггера в состояние «О. Величина этого тока при заданной амплитуде тактовых импульсов определяется резистором 6 и выбирается достаточной для переключения туннельного диода 9. Переключения туннельного диода 9 в высоковольтное состоянне

имеет место, если до этого туннельный диод 9 находился в низковольтном состоянии, что соответствует состоянию «1 триггера. Если же триггер до поступления тактовых импульсов находился в состоянии «О, то тактовый импульс через резистор 6 только подтверждает это состояние триггера.

С другой стороны, тактовый импульс, рассасывания накопленный в базе диода 3 заряд, вызывает протекание тока /обр, основная часть которого через диод 4 (для него этот ток является прямым) поступает на триггер. Назначение этого импульса тока - обеспечение накопления заряда неосновных носителей в базе диода 4.

Информация о входном сигнале, которая представлена зарядом неосновных носителей, накопленнном в базе диода 3 в промежутке между тактовыми импульсами, передается в диод 4 током /обр и хранится там определенное время, соответствующее времени тактового импульса в виде заряда, накопленного в базе диода 4.

То, что импульс тока /обр через диод 4 поступает на триггер, не имеет никакого значения, поскольку триггер тактовым импульсом через резистор 6 устанавливается в состояние «О независимо от наличия импульса тока через диод 4.

По окончании действия тактового импульса происходит процесс рассасывания неосновных носителей в базе диода 4. На время рассасывания заряда в базе диода 4 туннельный диод 9 оказывается зашунтированным малым сопротивлением диода 4 и прямосмещенного диода 3 на шину 5. Ток триггера, протекавший до этого через туннельные диоды 8, 9, переключается из туннельного диода 9 в диод 4 и диод 3, возрастая при этом за счет малого сопротивления шунтирующей цепи до величины, превышающей ток максимума туннельного диода 8. Это приводит к переключению туннельного диода 8 в высоковольтное состояние. А так как ток через зашунтированный туннельный диод 9 практически уменьшается до нуля, то диод 9 переключается в низковольтное состояние. По окончании процесса рассасывание заряда в базе диод 4 восстанавливает свое обратное сопротивление. Шунтирующее действие цепи: диод 4 - диод 3 - шина 5 прекращается, и ток, протекающий через туннельный диод 8, переключается в туннельный диод 9. Туннельный диод 8 при этом остается в высоковольтном состоянии, а туннельный диод 9 - в низковольтном. На выходной шине 10 - низкий уровень, который принят за «единицу.

Напряжение питания, подключаемое к шине 7, выбирается таким образом, чтобы обеспечить ток триггера в статике больше тока минимума, но меньше тока максимума используемых туннельных диодов 8, 9. По окончании процесса рассасывания заряда в базе диода 4 и восстановления его большого обратного сопротивления начинается новый такт работы триггера. При этом диод. 4 находится в открытом или закрытом состоянии в зависимости от уровня сигнала на входной шине 1.

Пусть теперь на шину 1 поступает единичный сигнал - низкий уровень. Ток через диод

3не протекает, в базе его заряд не накапливается. Приходящий в конце второго такта

тактовый импульс положительным током через резистор 6 переключает туннельный диод 9 в высоковольтное состояние, что в свою очередь вызывает переключение туннельного диода 8 в низковольтное состояние. Следовательно, на выходной шине 10 появится высокий уровень, принятый на «нуль.

Поскольку заряд неосновных носителей в базе диода 3 не накапливался, то ток /обр через этот диод и диод 4 отсутствует. Следовательно, и заряд в базе диода 4 не накапливается, в результате по окончании тактового импульса диод 4 остается закрытым (высокий положительный уровень с туннельного диода

9 поступает на катод диода 4). Отсутствует шунтирующее действие цепи: диод - 3 и диод

4- тактовая шина 5.

В течение третьего такта триггер остается в состоянии «О. Работа триггера в третьем такте аналогична работе во втором такте.

Как видно из описания работы триггера, сигнал на выходной шине 10 но отношению к сигналу на шине 1 инвертирован и задержан на один такт.

Формула изобретения

Управляемый триггер, содержащий два последовательно соединенных туннельных диода,

общая точка которых подключена к выходной шине и через резистор сброса - к тактовой шине, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, в него введен составной диодный усилитель тока на двух диодах с накоплением заряда, точка соединения анодов которых через резистор подключена к входной шине, катод одного диода с накоплением заряда подключен к тактовой шине, а катод второго диода с накоплением заряда - к выходной шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авт. св. № 336812, кл. С 11с 19/00, 1972.