Пороговый логический элемент Советский патент 1978 года по МПК H03K5/20 

(54) ПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ эмиттерных транзисторов первого и вто рого переключателей тока, а второй и третий эмиттеры соединены соответстве но с коллекторами транзисторов первого и второго переключателей тока, при чем эмиттеры многоэмиттерных транзис торов первого и второго переключателе тока через резисторы соединены с источником сигнала и один эмиттер многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока через резистор соединен с общей шиной, эмиттеры биполяр ных транзисторов первого и второго пе реключателей тока соединены через резисторы с общей шиной и базами транзисторов третьего и четвертого переключателей тока, эмиттеры которых объединены и через резистор соединены с источником питания, а коллекторы через резисторы соединены с общей шиной и с базами транзисторов инверторов, коллекторы которых соединены с выходными клеммами. На чертеже приведена схема устройства. I Пороговый логический элемент содер жит первый переключатель тока на многоэмиттерном транзисторе 1 и биполярном транзисторе 2, второй переключатель тока на многоэмиттерном транзисто ре 3 и биполярном транзисторе 4, третий и четвертый переключатели тока соответственно на биполярных транзисторах 5 и 6, многоэмиттерный транзистор .7, первый и второй инверторы на биполярных транзисторах 8 и 9, источник опорного напряжения на биполярном транзисторе 10, диоды 11 и 12, резисторы 13 - 1..,13 -Н 14 - 26, источники 27 - 1... 27 - п сигнала, выходные клеммы 28 и 29. Коллекторы транзисторОБ 1 и 2 соединены между собой И базой транзистора 4, коллектор кото рого соединен с коллектором транзисто ра 3 и с базой транзистора 2. Коллекторы транзисторов 1 и 3 соединены меж ду собой через встречнопараллельно включенные диоды 11,12 и через соответственно резисторы 17,19 с шиной пи тания . Базы транзисторов i и 3 соединены через резистор 16 с общей шиной, и с базой транзистора 10, эмиттер которого через резистор 15 соединен с общей шиной, а коллектор - с базой транзистора 7 и через резистор 14 - с шиной питания, коллектор транзистора соединен с шиной питания, первый эмит тер соединен с базами транзисторов 1 и 3, а второй и третий эмиттеры сое динены i коллекторами транзисторов 1 и 3, причем эмиттеры транзисторов 1 и 3 через резисторы 13 - 1...13 -и соединены с источниками 27 - 1...27-tt и один эмиттер транзистора 3 через ре ристор 21 соединен с общей шиной.Эмит теры транзисторов 2 и 4 соответственно соединены с базами транзисторов 6 и 5 и через резисторы 18 и 20 - с ооцей шиной. Эмиттеры т анзисторов 5 и 6 объединены и через резистор 22 соединены с шиной питания, а коллекторы - с базами соответственно транзисторов 8, 9 и через резисторы23 собщей шиной. Коллекторы транзисторов 8 и 9 соединены соответственно с клеммами 28 29 и через резисторы 25 и 26 - с шиной питания. Устройство работает следующим образом. Заметим, что пороговый элемент работает по негативной логике, т.е. за логическую i входного и выходного сигналов принят низкий уровень потенциала. В исходном состоянии на всех выходах источников 21-1...27-п отсутствуют сигналы, т.е. имеются высокие потенциалы. Следовательно, транзистор 1 закрыт по всем эмиттерам, а транзитор 3 открыт только по одному эмиттеру, связанному через резистор 21 с общей шиной. Через него протекает ток - Т где EU - опорное напряжение, резистора 10, ITge - напряжение между базой и эмиттером транзистора 3. Открыты также транзисторы 2 и 4. При этом потенциалы на их коллекторах соответственно равны. п .E.rJbLiiyii I T,s J ir E.b HlUjHSi «2- JT -K где E - напряжение источника питания, a R, , R|g , 8,9, 21 сопротивления соответственно резисторов 17, 18, 19, 20 и 21, выбранные таким образом, что в этом состоянии потенциал на резисторе 18 ( П-д ) меньше, чем потенциал на резисторе 20 ( U-p ) , транзисторы 5 и 6 находятся в Ш1ределенном состоянии и на клемме 20 имеем логический О. Допустим, от источника 27-1 подается сигнал (низкий потенциал, равный UH + 0,3В). При этом соответствующий эмиттерный переход транзистора 1 открывается, и через резистор 17 протекает дополнительный ток, соответствующий единичному весу. Т iojIfclH где Н ,д - сопротивление резистора Это приводит к снижению потенциаа на коллекторе транзистора 1 и некоторому повышению потенциала коллектора транзистора 3 из-за уменьшения тока через транзистор 4. При этом . .. и соответственно падения напряжений на резисторах 18. и 20 равны: ,.-тг . В результате разность потенциалов на резисторах 18 и 20 уменьшается.Но схема рассчитана так, что эта разност -OR,„еще достаточна для того, чтобы транзисторы 5 и 6 сохранили сво Исходное -состояние. Таким образом, При подаче сигнала от источника 27-1 происходит некоторое перераспределение токов в схеме, но состояние выхоцов схемы не изменяется. Допусти, в этом состоянии подается сигнал также от источника 27-2. При этом потенциал на коллекторе транзистора 1 снижается, а на коллекторе тра зистора 3 повышается настолько, что потенцисш ХГ-д ,g превышает потенциал UTJ на величину д U , достаточную для надежного переключения транзисторов 5 и б. В результате на клемме 29 появл ется сигнал, соответствующий логичес кой 1. . Таким образом, для правильной работы схемы величины резисторов должны удовлетворять вышеприведенньам формулам. Если в этом ее -тоянии подать сигнал также от источника 27-3, то разность U-Rig-U-jj увеличится еще более и состояние выхода схемы не изме нится. Если же подавать сигнал от ис точника 27-(к+1), то потенциалит,сн ва уменьшится из-за уменьшения результате чего элемент обратно пере ключится в состояние О Формула изобретения Пороговый логический элемент, содержащий переключатели тока, многоэми ерные транзисторы, инверторы на бипоярных транзисторах и источник опорного напряжения на биполярном транзисторе, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей и повышения помехоустойчивости, коллектор многоэмиттерного транзистора и биполярного транзистора первого переключателя тока соединены меж:- ду собой и базой биполярного транзистора второго переключателя тока, коллектор которого соединен о коллектором многоэмиттерного транзистрра второго переключателя тока и с базой биполярного транзистора первого переключателя тока, кол.пекторы транзист-оров первого и второго переключателей тока соединены между собой через встречнопараллельно включенные диоды и через резисторы с шиной питания, базы многозмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резистор с общей шиной и с базой биполярного транзистора опорного напряжения, эмиттер которого через резистор соединен с общей шиной, а коллектор через резистор - с шиной ns-.тания и с базой третьего многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, первый эмиттер соединен с базами многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока, а второй и третий эмиттеры соединены соответственно с коллекторами транзисторов первого и второго переключателей тока, приче. эмиттеры многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока через резисторы соединены с источниками сигнала и один эмиттер многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока через резистор соединен :; общей шиной, эмиттеры би-полярных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резисторы с общей шиной и базами транзисторов третьего и четвертого переключателей тока, эмиттеры которых объединены и через резистор соединены с источником питания, а коллекторы через резисторы соединены с общей шиной и с базами транзисторов интервалов, коллекторы которых соединены с выходными клеммами.

fS

g- -

2

TL