Микромощный логический элементи-или/и-или-HE Советский патент 1981 года по МПК H03K19/08 

(54) МИКРОМОЩНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И-ИЛИ/И-ШШ-НЕ

Изобретение относится к устройствам импульсной и цифровой техники, в частности к логическим элементам (ЛЭ) ЭВМ., Известны ЛЭ И-ИЛИ/И-ИЛИ-НЕ, в которых с целью получения возможности управлять- величиной запаса помехоустойчивости инверсные выходы переключателей тока первой ступени подключены к базам входных транзисторов переключателя тока второй ступени, а прямые выходы переключателя тока первой ступени подключены к базе опорного транзистора переключателя тока второй ступени fI и 2 J, Недостатками известных устройств, являются большая величина потребляемой мощности, особенно при больших логических перепадах, а также невысо кий ртносительный запас помехоустойчивости, равный отношению величины запаса помехоустойчивости к величине логического перепада. Цель изобретения - снижение потребляемой мощности, увеличение относительного запаса помехоустойчивости и быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в ЛЭ, содержащий переключатели тока первой и второй ступени, инверсные выходы переключателей тока первой ступени подключены к базам входных транзисторов переключат.елей тока вто рой ступени, прямые выходы переключателя тока первой ступени подключены к базе опорного транзистора переключателя тока второй ступени, введен многоэмиттерный опорный транзистор, коллектор которого подключен к общей шине, база которого соединена с источником опорного смещения, эмиттеры с соответствующими эмиттерами входных и переключающих транзисторов и генераторов тока, базы переключающих транзисторов переключателей тока первой ступени соединены с соответствующими коллекторами входных транзисторов.

Кроме того, мелзду общей шиной и коллекторными резисторами переключателя тока первой ступени, а также коллектором многоэмиттерного опорного транзистора может быть включен резистор обратной связи, соедиценнай с базой опорного Многоэмиттерног лючателя тока первой ступени включен ному резистору переключающих транзисторов переключателя тока первой ступени включен диод Шоттки.

На фиг.1 приведена схема ЛЭ| на фиг.2 - схема ЛЭ с диодом Шоттки.

ЛЭ содержит серии объединенных по эмиттерам и коллекторам входных транзисторов Ij и 2 -2 переключателей тока первой ступени. .Соотвётствуннцие каждой серии входных транзисторов переключающие транзисторы 3 и 4 своими эмиттерами подключе,ны .к эмиттерам, торам входных т многоэммитерные

Таким образом, на резисторах 13 и 16 реализуется логическая функция И-ИЛИ, на резисторе 15 - функция

И-ИЛИ-НЕ.

На резисторах 15 и 16 формируются функции И-ИЛИ/И-ИЛИ-НЕ с одинаковой задержкой при парафазном управлении по базам транзисторов 11, 12 и 14, переключение тока второй ступени, функция И-ИЛИ на резисторе 13 реализуется с меньшей задержкой. Величина опорного смещения на транзисторе 5 выбирается равной приблизительно половине логического перепада и задает напряжение переключения входных и переключающих транзисторов, соответственно,- 1|, 3 и 2, 4. Вследствие практически ступенчатой

коллектором 5 базой подключены к источнику 6 опорного смещения, а своими эмиттерами - к эмиттерам соответствующих входных и переключакяцих транзисторов и генераторов 7 и 8 тока., К коллекторным резисторам 9 и 10 входных транзисторов подключены базы транзисторов 11 и 12 переключателя тока второй ступени. К коллекторному

резистору переключающих транзисторов 3 и 4 подключена база транзистора 14. Выходные сигналы формируются на коллекторных резисторах 13, 15 и 16 от прохождения по ним токов генераторов

7,8 и 17 тока,соответственно.

Дополнительно в ЛЭ может быть введен диод 18 Шоттки и резистор 19 обратной связи (фиг.2)

Работа устройства (в отрицательной логике) поясняется таблицей логических функций на резисторах 9,10,13,15,

40 передаточной характеристики из-за , полояйтельиой обратной связи переклю1чателей тока первой ступени, возможно снижение входных сигналов до величин порядка 150 мВ при сохранении

45 достаточно большой величины относительного запаса помехоустойчивости и высокой скорости переключения. Снижение величины логического перепада позволяет значительно уменьшить пот50-ребляемую мощность, а также несколько уменьшить время задержки выполнения логики И-ИЛИ на резисторе 13. Парафазное управление переключателя тока второй ступени также способствует сокращению времени задержки при выполнении логики на резисторах 15 и 16 при достаточно высоком запасе помехоустойчивости. при работе в достаточно широком диапазоне рабочих температур напряжений питания, а также при ра:збр6се номиналов параметров схемы используют ЛЭ, содержащий резистор обратной связи и диод Шоттке, который не требует дополнительных источников смещения, так как вследствие отрицательной обратной связи происходит стабилизация напряжения на базе тран зистора 5, а также предотвращает возможность захода опорного много: эмиттерного транзистора 5 в р-ежим .насыщения для множества серий входных транзисторов и способствует повьшению надежности работы схемы. Предлагаемый ЛЭ характеризуется высо кими быстрс действием, надежностью, относительным запасом помехоустойчивости, малой величиной потребляемой :мощности, компенсацией величин логического перепада и опорного смещения в режимном и температурном диапазонах . Формула изобретения 1. Логический элемент И-ИЛИ/И-ИЛИ НЕ, содержащий переключатели тока первой и второй ступени, инверсные выходы переключателей тока первой ступени подключены к базам входных транзисторов переключателя тока второй ступени, прямые выходы переключа теля тока первой стзшени подключены к базе опорного транзистора переклю56чателя тока второй ступени, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой.мощности, увеличения относительного запаса помёхоустойчивости и быстродействия, введен многоэмиттерный опорный транзистор, коллектор которого подключен к общей шине, база соединена с источником Опорного смещения, а эмиттеры с соответствующими эмиттерами входных и переключающих транзисторов и генераторами токов, а базы переключающих транзисторов переключателя тока первой ступени соединены с соответствующими коллекторами входных .транзисторов. 2. Элемент по п., отличающий с я тем, что между общей шиной и коллекторными резисторами перек-, лючателя тока первой ступени, а также коллектором многоэмиттерного опорjHoro транзистора включен резистор обратной связи, соединенный с базой опорного многоэми терного транзистора, параллельно коллекторному резистору переключакнцих транзисторов переключателя тока Первой ступени включен диод Шоттки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 501482,кл.Н 03 К 19/02, 1973. 2.Патент США , кл. 307-215, 1976 (прототип).