Логический элемент и-или-и/и-или-и-не Советский патент 1982 года по МПК H03K19/86 

(5) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И-ИЛИ-И/Й-ИЛИ-Й-НЕ

,

Изобретение относится к устройствам импульсной и цифровой техники, в частности к логическим элементам ЗВМ.

Известен логический элемент И-ИЛИ/И-ИЛИ-НЕ,, содержащий генератор тока, переключатели тока нижней и верхней ступеней, на входе переключателя тока нижней ступени используются входные эмиттерные повторите-; ли, инверсный коллекторный выход переключателя тока нижней ступени соединен с общей эмиттерной точкой переключателя тока верхней ступени 1j.

Недостатком устройства является наличие двух опорных транзисторов и двух опорных напряжений, значительная величина напряжения питания, большая потребляемая мощность и относительно невысокое быстродействие.

Известен также логический элемент, содержащий входные элементы, построенные на транзисторах первого типа проводимости, коллекторы которых под,ключены к.общей шине, эмиттеры подключены через резисторы к шине питания и базам транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых через резистор подключены к общей шине 2.

Недостатками известного элемента являются узкие функциональные возможности вследствие трудности реализации операций инверсии и низкая поме10хоустойчивость.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностейг и увеличение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем,

15 что в устройство, содержащее входные элементы, построенные на транзисторах первого типа проводимости, эмиттеры которых подключены через резисторы к шине питания и базам

X) транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых через резисторы подключены к общей шине, введен переключатель тока, построенный на

транзисторах первого типа проводимости, базы переключающих транзисторов которого подключены к эмиттерам транзисторов второго типа проводимости соответствующих входных элементов, коллекторы транзисторов первого типа проводимости которых подключены через резисторы к общей шине и базам опорных транзисторов переключателя тока.

На чертеже поиведена принципиаль мая электрическая схема логического элемента И-ИЛИ-И/И-ИЛИ-И-НЕ.

На входе элемента использованы входные транзисторы р-п-р типа

„,.

Для анализа работы элемента используется отрицательная логика, когда за логический О принимается положительное напряжение, а за логическую 1 - отрицательное.

Устройство работает следующим образом.

На эмиттерной нагрузке транзисторов 1 , IK реализуется логическая функция Ау| А(;, аналогично для транзисторов 2... В В, для тран зисторов Зи .-Зк С С,, для транзисторов k - 4w- D/j 0(. На эмиттерной нагрузке 17 общей для р-п-р транзисторов 5 и 6 (на базе переключающего транзистора 19 переключателя тока), реализуется функция А А + + В, Qfff На эмиттерной нагрузке 18

ПТ

(на базе переключающего транзистора 20 переключателя тока) реализуется функция C,j С,+ D D. В качестее опорных транзисторов переключателя тока используются транзисторы 13-16, на базе которых подаются сигналы с коллекторных нагрузок 9-12 входных транзисторов, парафазные сиг налам с эмиттерных нагрузок входных транзисторов. Вследствие парафазного режима управления переключателем ток

на выходе 21 реализуется логическая функция у (А Aj, + В, В) + + (/ CK + 0 Од,), на выходе 22 реализуется функция У. У

Использование парафазного режима управления переключателем тока позволяет устранить дополнительные опорные источники напряжений, несколько увеличить процесс переключения элемента и повысить его запас помехоустойчивости при высокой логической гибкости.

Для уменьшения потребляемой мощности и увеличения быстродействия в элементе используются небольшие логические перепады 0,2 - О, В. Входные транзисторы работают в активном нормальном режиме, причем при входном напряжении, соответствующем I, коллекторная нагрузка рассчитывается таким образом, чтобы напряжение на ней соответствовало U-i/Z + (50 - 100)м8, а при входном напряжении О - 1)/2 - (50 - 100)м8. Отметим, что в частном случае неиспользования цепей транзистора 20 переключателя тока реализуются логические функции И-ИЛИ/ /И-ИЛИ-НЕ,

Напряжение питания данного элемента может быть снижено до 1,2 В и общая мощность потребления до менее чем 1 мВт, вследствие чего элемент может эффективно применяться в сверхбыстродействующих БИС (в первую очередь матричного типа).

Ф&рмула изобретения

Логический элемент И-ИЛИ-И/ /И-ИЛИ-И-НЕ, содержащий входные элементы, построенные на транзисторах первого типа проводимости, эмиттеры которых подключены через резисторы к шине питания и базам транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых через резисторы подключены к общей шине, отлич ающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения быстродействия; в него введен переключатель тока, построенный на транзисторах первого типа проводимости, базы переключающих транзисторов которого подключены к эмиттерам транзисторов второго типа проводимости соответствующих входных элементов, коллекторы транзисторов первого типа проводимости которых подключены через резисторы к общей шине и ба