Многовыходной вентиль и-не Советский патент 1981 года по МПК H03K19/08 

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для проактирования сверхбыстродействующих радиоэлектронных устройств субнаносекундного диапазона.

Известны различные варианты вентилей комплементарной логики с переключением постоянного тока на основе дополняющих биполярных транзисторов,например вентили с инжекционным питанием (И--Л) на основе многоколлекторных n-P-v -транзисторов и токозадающих Р-п-р-транзисторов, в которых дополняющие транзисторы совмещены, что обеспечивает наиболее высокую информационную плотность из всех известных семейств цифровых биполярных и МОП-схем TI .

. Недостатком таких И Л-вентилей является большие времена переключения от 3 до 10-15 НС и более, что связано с накоплением большого избыточного заряда эмиттера п-р- л-траняисторов.

Известны также многовыходные вентиля И-НЕ более быстродействующие (но недостаточно) на дополняющих транзисторах с переключением постоянного тока, в которыхп-Р-п-транзисторы физически разделены Г23

Известен вентиль, который содержит переключающий п-р-п-транзистор,коллектор которого соединен с катодом коллекторных диодов Шоттки, их аноды

5 соединены с выходами вентиля, база п-р-п-транзистора соединена с коллектором р-п-Р-транзистора и с анодами базовых диодов Шоттки, катоды которых соединены со входами вентиля З .

0

Недостатками данного вентиля являются очень узкий температурный диапазон работы, разброс логического перепада и недостаточно высокое быстродействие.

5

Цель изобретения - расширение температурного диапазона работы вентиля, фиксирование логического перепада,а также повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем,

0 что в .многовыходный вентиль И-НЕ на дополняющих биполярных транзисторах-, содержащий переключающий п-р-п-транзистор, коллектор которого соединен с катодами коллекторных диодов Шот5тки , аноды которых являются выходами вентиля, баз an -р-п-транзистора соединена с коллектором Р-п-р-транзистора и с анодами базовых диодов Шоттки, катоды которых являются входами вентиля, введен дополнительный

диод Шоттки, катодом соединенный с коллектором, анодом - с базой п-Р-П-транзийтора.

Падение напряжения на дополнительном диоде Шот-тки во всем диапазоне рабочих токов выбирается больше суммы падений напряжения на одном из базовых и на одном из коллекторных диодов Шоттки. В известном многовыходном вентиле И-НЕ логический перепад является разностью падения напряжения на эмиттерном Р-п-переходе -р-п-транзистора и диодах Шоттки. Разный закон изменения падений напряжения на них при изменении температуры приводит к очень узкому температурному диапазону работы известных вентилей, вследствие чего логический перепад не является постоянным, что приводит к различному времени переключения отдельных вентилей в сложном устройстве и резкому ухудшению его помехоустойчивости. В предлагаемом устройстве логический перепад определяется разностью падений напряжения на шунтирующем и одном входном и одном выходном развязывающих диодах Шоттки и не зависит от изменения температуры. Одновременно жестко фиксируется величина логического перепада, что в сочетании с правильным выбором металлов для диодов Шоттки обеспечивает работоспособность в шиpOKOW диапазоне температур (от- 60 до 125С) и их устойчивое функционирование в широком диапазоне рабочих токов.

На чертеже представлена схема многовыходного вентиля,

Схема вентиля содержит переключакхций п-р-п-транзистор 1, коллектор которого соединен с катодами коллекторных диодов Шоттки 2, их аноды соединены с выходами вентиля 3, база г -р-п-транзистора 1 соединена с коллектором р-п-р-транзистора 4 и с анодами базовых диодов Шоттки 5, катоды которых соединены со входами вентиля 6. В вентиль введен дополнительный диод Шоттки 7, катодом соединенный с коллектором, анодом - с базой г -р-и-транзистора, на эмиттер р -п-р-транзистора 8 подается напряжение питания, на его базу 9 подается опорное напряжение.

Устройство работает следуквдим образом.

При подаче хотя бы на один вход вентиля уровня логического О ток коллектора м-р-п-транзистора 4 переключается из базы п-Р-п-транзистора

1 в базовый диод Шоттки 5, на катоде которого низкое напряжение. На выходе имеется уровень логической 1, равной падению напряжения на эмиттерном переходе транзистора 1. При наличии на всех входах вентиля высшего уровня логической 1 ток коллектора р -п-р-транзистора переключается в базу П-р-п-транзистора.Выходное напряжение в этом случае равно сумме падений напряжений остаточного напряжения на коллекторе транзистора 1, равного разности падений напряжений на его эмиттерном переходе и шунтирукядем диоде Шоттки 7 и Псцдений напряжений на одном базовом

5 диоде Шоттки 5 и одном коллекторном диоде Шоттки 2, т.е. уровкш напряжения логического О. Таким образом осуществляется функция И-НЕ. При про- водном объединении вентилей по входам выполняется функция И-ИЛИ-НЕ,

так как в этом случае достаточно наличия уровня напряжения логической 1 на входах одного из вентилей,чтобы выходное напряжение было равно

5 уровню логического О.

Формула изобретения Многовыходной вентиль И-НЕ на дополняющих биполярных транзисторах, содержащий переключающий п -P-ti-транзистор, коллектор которого соединен с катодами коллекторных диодов Шоттки, аноды которых являются выходами вентиля, база п-р-п-транзистора соединена с коллектором Р-п-Р-транзистора и с анодами базовых диодов Шоттки, катоды которых являются входами вентиля, отли-чающий0 с я тем, что, с целью расширения температурного диапазона работы и фиксирования логического перепада, а также повышения быстродействия,в вентиль введен дополнительный дисд

5 Шоттки, катодом соединенный с коллектором, анодом - с базой п-р-п-транзистора.

Источники информации, л принятые во внимание при экспертизе

1.Фурсин Г.И. Микроэлектроника, АН СССР, 1977, т. б, вып. 2, с.108126.

2.Орлов Б.В. Фурсин Г.И. Электронная промышленность, 1977, вып.З,

54-56.

ФРГ 2, кл. 558924, 3. Патент 1977.

Soбобо

oJ

-03

юз

V

-08