Логический инвертор Советский патент 1982 года по МПК H03K19/20 

(54) ЛОГИЧЕСКИЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретеше относится к логическим устройствам, используемым в вычислительной технике и автоматике.

Известен лотяческий инвертор, содержащий улравшпоший и нагрузочный нолеEC ie оранзисторы с затворами в вцде барьеров Шоттки, выполненные на основе арсенида галлия, цепочку диодов Шоттки, осуществляющих сдвиг уровня напряжения, и транзистор, задающий ток через эту цепочку диодов, две шины питания и общую шину l .

Недостатками устройства являются низкое быстродействие и сложность.

Известен также логический инвертор, содержащий управляющий транзистор, затвор которого является входом 1шве| тора, исток подключен к общей шине, а сток через нагрузочный транзистор в диодном включении подключен к первой наше питания и через цепочку последовательно включенных диодов Шоттки, осуществляющую сдвиг уровня, - к выходной пшне и к стоку транзистора, за-

дающего ток через эту цепочку диодов, исток и затвор которого подключены к вочэрой шине питания 2 .

Недостатками устройства являются низкое быстродействие и сложность, обусловленная наличием цепочки обычно из трех последовательно включенных диодов Шоттки, и необходимостью исжжьзования двух шин питания. Возможно повысЕРгъ быстродействие и несколько упростить устройство путем использования диодов Ганна в качестве нагрузочного транзистора и транзистора, задающего ток цепочку диодов Шоттки, а вместо цепочки последовательно вкгаоченных диодов Шоттки использовать одан диод Шотткя в обратном включении.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Поставленная цель достмгается тем, что в логическом инверторе, содержащем управляющий транзистор, затвор которого «шляется входом инвертора, а сток через нагрузочный транзистор в диодном вклю39чении к шине питания и через ДИод Шот тки в обратном включении, осуществпяюц сдвиг ypoBHHj - к выходной шине и к сто ку транзистора в диодном включении, задающего ток через этот диод, исток управляющего транзистора через допошш тельный диод Шоттки в обратном вклю-. чешш и затвор и исток транзистора, задажядего ток через диод, осуществляющий сдвиг уровня, подключены к общей шине. На фиг- 1 представлена электрическая пришяяпиальная схема логического инвер- Topai на фиг. 2 - то же, (вместо тран Шсторов 3 и 7 в диодном включении icпользуютдя диоды Ганна). Схема содержит управляющий транзис тор 1, затвор которого явдяется входом инвертора 2, а сток через нагрузочный транзистор 3 в диодном включении подключен к шине питания 4 и через диод Шоттки 5 в обратном включении, осуществляющий сдвиг уровня, - к выходной шине 6 и к стоку транзистора 7 в диоднем включении, задающего ток через диод 5, исток транзистора 1 через допол нительный диод Шоттки 8 в обратном включении И затвор и исток транзистора 7 подключены к общей щине 9. Устройство работает следующим образом.. В исходном состоянии напряжение на затворе управляющего транзистора 1 (он 5щг1яется цopмaльнo-oткpытьпvI) .соответ ствует уровню логической единицы. Напряжение логической единицы примерно равно нахфяжению на истоке :ранзистора 1. Напряжение на истоке транзистора 1 задается с помощью обратно смещенного диода Шоттки 8 и примерно равно напряжению его пробоя. Управляющий тран зистор открыт, потенциал на его стоке превышает потенциал на истоке на величину, равную падению напряжения на от крытом транзисторе. Сдвиг напряжения до уровня логического нуля осуществляется с помощью обратносмещенного диода Шоттки 5. Ток ;через этот задает нормально-открытый транзистор 7. Напряжение на выходе инвертора, соответствующее уровню логического нуля, равно потенциалу стока отк|длтрго транзистора 1, уменьшенному на величину : падения напряжения на обратно смещенном диоде Шоттке 5. 41 3 При поступлении на вход 2 напряжения логического нуля происходит зашфание управляющего транзистора 1. Потенциал на его стоке возрастает до величины, близкой к напряжению питания. Сдвиг уровня напряжения происходит на обратно смещенном диоде Шоттки 5, и на выходе 6 появляется напряжение, соответствующее уровню логической единицы. Допсошительный диод Шоттки 8 выполняет функцию стабилитрона, он 4шссирует потенциал на истоке управляющего транзистора и при этом позволяет использовать только одну щину питания. Введение в устройство дополнительного диода Шоттки, катод которого подкпкяен к истоку управляющего транзистора, а анод - к общей 1шше, а также подключение затвора и истока транзистора, задающего ток через диод Шоттки, осуществляющий сдвиг уровня, к общей щнке гюзвопяет сократить число щин питания с 2 до 1 и уменьшить площадь, занимаемую шшертором на кристалле при интегральном исполнении. Формула изобретения Логический инвертор, содержащий управляющий транзистор, затвор которого является входом инвертора, а сток через нагрузочный транзистор в диодном вклзоченяи подключен к шине шггания и через диод Шоттки в обратном включении, осуществгшюший сдвиг уровня, - к выходной шине и к стоку транзисггора в диодном включении, задающего ток через этот диод отличающийся тем, что, с целью упрощения, в нем исток ynf равлякзгоего транзистора через дополнительный диод Шоттки в обратном включении и затвор и исток транзистора, задакацего ток через диод, осуществляющий сдвет уровня, подколочены к общей ЕШне. Источники информацЕШ, принятые во внимание щзи экспертизе I.Van Тиуб R.U Оа As МЕ5ГЕТ toji-ic m tVi4-QH2. c6o-cliroade.-IEEE:),l9Tr, p.485-496. .Багпо A-Oind C.A.Optimtratipn of Oo,A9 ME5FET with Subnano-second Propagatiori DeeaijS.-lEE:jH979,v5C-14.№4,p. (08.

С 8мд о.

ff.

X

Фме./ tВыл99S

4

ffxo9

J Выход

s

7 .