Динамический элемент Советский патент 1982 года по МПК H03K3/286 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к динамическим элементам, обладающим двумя устойчивыми состояниями. Известны ди намические триггерные и логические элементы, использую&1ие транзисторы 1 , f27. Осповиой недостаток таких элементов заключается в наличии конденсаторной связи между транзисторами, что увеличивает габариты элементов. Наиболее близким к данному техническому решению является динамический элемент, выполненный на основе симметричного статического триггера на транзисторах с импульсным коллекTopHtoM питанием, также, содержагщй два транзистора, коллекторы которых подключены через резисторы к шине пе ременного напряжения питания, а базы к входным шинам разнополярнюс управляющих импульсов З. Недостатки такого элемента заключаются в необходимости многофазного питания и фазовой коррекции при построении на них вычислительного устройства, 1 также в большом количестве pa3HO3nehieHTOB и шин питания. Целью изобретения является упрощение динамического элемента. Эта цель достигается за счет то- го, что в динг1мическом элементе, содержащем два транзистора, коллектор первого из которых подключен через резистор к шине источника переменного напряжения, а базы транзисторов подклнученык входным минам источника разнополярных импульсов, в базовую цепь первого транзистора последова ельно и встречно база-эмиттерному пе реходу включен диод, а эмиттер второго транзистора, подключенного коллектором к эмиттеру первого транзистора, соединен с общей шиной устройства. На фиг.1 представленапринципиаль НсШ электрическая схема Динамическо- го элемента, на фиг.2 и 3 - эпюры выходных напряжений. Динамический элемент содержит первый транзистор 1 подключенный коллектором через резистор 2 с источником 3 переменного напряжения питания, а э} т-:тером - к коллектору второго транзистора 4, со единенного эмиттером с общей шиной, диод 5 в базовой цепи .транзистора 1 при этом базовые цепи транзисторов 1 и 4 подключены к входным шинам 6 и 7 а эмиттер и коллектор транзистора 1 к нлходншл шинам 8 и. 9 соответственно Динамический элемент работает сле дующим образом. Висходном состоянии входные управляющие сигналы на входных шинах б и 7 отсутствуют, а на шину источника 3 подано высокочастотное синусоидальное напряжение питания. В этом случае транзистор 4 представляет собой значительное комплексное сопротивление, являясь нагрузкой в эмиттерной цепи транзистора 1|а переходы транзистора 1 не имеют внешнего смещения. Ваза транзистора 1 по постоянной составляющей отключена диодом 5, а по переменной составляющей соедине а с коллектором и эмиттером через емкости р-п-переходов. При малых амплитудах напряжения питания (U)ввиду , несимметричности переходов дрейфового транзистора 1, ток через него протекает в направлении от коллектора к эмиттеру. С увеличением амплитуды напряжения питания (V,,) величина этого тока достигает максимальной величины, а затем несколько снижается (фиг.2 ) и наступает такой момент,что ток через транзистор 1 скачком меняет свое направление и резко возрастает. Выходное напряжение Йд на выходной шине 9 скачком изменяется от значения в- точке а (фиг.2) до значения в точке б, то есть из состояния О в состояние -1. При дальнейшем увеличении амплитуды напряжения питания ( и, это направление протекания тока сохраняется. При уменьшении амплитуды напряжения, питания (и) срыв В1«одного напря- . жения происходит не в точке б,а з точке 6. При этом выходное напряжение ив скачком переходит от значения в точке б до значения в точке а . Такое же изменение величины вшсодиого напряжения Ug происходит и на выходной шине 8, но происхода1т ,переход из состояния О в состояние +1 (фиг.З ). Физический процесс изменения выходных характеристик объясняется тем, что по постоянной составляющей тока транзистор 1 работает в режиме с отключенной базой и происходит накопление зарядов на базе за счет инерционности емкостей коллекторного и эмиттерного р-п переходов при высокочастотном напряжении питания. При увеличении ги тлитуды питания наступает такое состояние,что напряжение перехода база-эмиттер становится выше порога открывания транзистора 1, и он приоткрывается. При этом еще больше увеличивается напряжение на его базе и транзистор скачком открывается, а выходные напряжения.ТЗ и Jj скачком переходят в единичные состояния (из О в -1 и 4-1 соответственно ), Гистерезисная зона выходных характеристик (фиг.2,3 объясняется инерционностью емкостью р-п переходов транзистора 1. Перевод динамического злемента из одного состояния в другое осуществляют подачей управлякицих разнополярных штульсов на входные шины б и 7. Причем для обеспечения триггерного ре.жима амплитуду напряжения питания (,U выбирают внутри гистереэисной зоны выхрдной характеристики, т.е. в области а-а (фиг.2 ). Исходное устойчивое состояние соответствует О. Для перевода в устойчивое состояние 1 (на выходйо;} шине 8 - +1 по выходной шине 9 - -1) на базу транзистора 4 подошт отрицательный импульс, внутреннее сопротивление транзистора 4 уменьшается, что приводит к увеличению амплитуды переменного напряжения на электродах транзистора 1 и его открыванию. Выходные напряжения на шинах 8 и 9 принимают состояния +1 и -1, которые не изменяются и после окончания отрицательного шшульса на входной шине 7. Для перевода устройства в состояние О на входную шину 6 подают положительный 11мпульс, который запирает перехо ды транзистора 1, вследствие чего он запирается, причем это состояние со |храняется и после окончания положи тельного импульса на входной шине 6.

Таким образом, динамический мент выполняет функцию триггера, имеет прямой и инверсный выkoды. ОН содержит меньшее, чем известные уст ройства, число ргшиоэлементов н для его питания достаточно иметь высокочастотное синусоидальное напряжение. Подключая ко входам б и 7 диодные, : или диодно-транзисторные сборкн,можно реализовать логические ойерацин или, НЕ, И.

9и2.г

. /

,-;

%

л г и .1 nil

Ш

V j и V