Маломощный транзисторный логический элемент

 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к микросхемотехнике транзисторно-транзисторных логический элементов. Цель изобретения - уменьшение средней потребляемой мощности. Маломощный транзисторно-транзисторный логический элемент содержит девять резисторов, два диода, входной диод, входной транзистор, фазоразделительный транзистор, составной транзистор на первом и втором транзисторах, выходной транзистор, третий транзистор и первый и второй шунтирующие транзисторы, а также дополнительный транзистор противоположного типа проводимости. Введение второго шунтирующего транзистора, а также дополнительного транзистора противоположного типа проводимости позволяет уменьшить среднюю потребляемую мощность за счет исключения сквозных токов при переключении элемента из состояния логического "0" в состояние логической "1" и наоборот. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 К 19/088

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4499167/24-21 (22) 27,10.88 (46) 07.10,90. Бюл. йг 37 (72) Н.Г, Мелентьев (53) 621.374(088.8) (56) Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника.— М.: Радио и связь, 1982, с. 61, рис. 213б.

Патент США М 4330723, кл. Н 03 К

19/088, 1982. (54) МАЛОМОЩНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к импульсной технике, а именно к микросхемотехнике транзисторно-транзисторных логических элементов. Цел ь и зоб ретения — уменьшение средней потребляемой мощности, МалоИзобретение относится к импульсной технике, а именно к микросхемотехнике транзисторно-транзисторных логических элементов.

Целью изобретения является уменьшение средней потребляемой мощности путем устранения сквозных токов при переключении схемы.

На фиг. 1 и 2 представлены электрические принципиальные схемы маломощного транзисторного логического элемента.

Маломощный транзисторный логический элемент (фиг. 1) содержит входной диод 1, катод которого подключен к входной шине 2, анод подключен к базе входного транзистора 3 и через первый резистор 4 к шине питания +Ел, коллектор входного транзистора 3 через второй резистор 5 соединен с шиной питания +Еп, эмиттер вход„, Я2„„1598157 А1 мощный транзисторно-транзисторный логический элемент содержит девять резисторов, два диода, входной диод. входной транзистор, фазоразделительный транзистор, составной транзистор на первом и втором транзисторах, выходной транзистор, третий транзистор и первый и второй шунтирующие транзисторы, а также дополнительный транзистор противоположного типа проводимости. Введение второго шунтирующего транзистора, а также дополнительного транзистора противоположного типа проводимости позволяет уменьшить среднюю потребляемую мощность эа счет. исключения сквозных токов при переключении элемента из состояния логического "0" в состояние логической "1" и наоборот. 1 э.п, ф-лы, 2 ил. кого транзистора 3 подключен к базе фаза- а разделительного транзистора 6 и через третий резистор 7 к общей шине, коллектор фазоразделительного транзистора 6 соединен с базой составного транзистора и через и четвертый резистор 8 — с шиной питания

+Еп. Составной транзистор включает в себя первый 9 и второй 10 транзисторы, соединенные так. что коллекторы их объединены и образуют коллектор составного транзистора, который через пятый резистор 11 соединен с шиной питания +Еп база первого . транзистора 9 образует базу составного транзистора, эмиттер первого транзистора

9 соединен с базой второго транзистора 10 и через шестой резистор 12 соединен с эмиттером второго транзистора 10, который образует эмиттер составного транзистора, эмиттер фазоразделительного транзистора

1598157

25

35

45

6 соединен с базой выходного транзистора

13, коллектор которого подключен к эмиттеру составного транзистора и выходной шине 14, а эмиттер которого подключен к общей шине, база выходного транзистора через седьмой 15 и восьмой 16 резисторы подключена соответственно к базе и коллектору третьего транзистора 17, эмиттер которого соединен с общей шиной, и подключена к коллектору первого шунтирующего транзистора 18, база которого соединена с анодом первого диода 19, базой второго шунтирующего транзистора 20 и через девятый резистор 21 соединена с общей шиной и змиттерами первого шунтирующего транзистора 18 и второго шунтирующего транзистора 20, коллектор второго шунтирующего транзистора 20 соединен с катодом второго диода 22, анод которого соединен с коллектором фазоразделительного транзистора 6, катод первого диода 19 соединен с коллектором входного транзистора 3.

База дополнительного транзистора

23 противоположного типа проводимости (фиг. 2) соединена с базами первого

18 и второго 20 шунтирующих транзисторов, эмиттер транзистора 23 соединен с базой выходного транзистора 13, коллектор транзистора 23 соединен с общей шиной.

Маломощный транзисторный логический элемент работает следующим образом.

Пусть на входной шине 2 высокий уровень напряжения. Диод 1 при этом закрыт, а транзисторы 3, 6 и 13 открыты и на выходной шине 14 установлен низкий уровень напряжения, Составной транзистор, образованный транзисторами 9 и 10, закрыт, так как напряжение на его базе, определяемое открытыми транзисторами 6 и 13, недостаточно для его отпирания. Транзисторы 18 и 20, закрыты, так как их базы через резистор 21 соединены с общей шиной. При изменении сигнала на входной шине с высокого уровня на низкий диод 1 открывается и транзистор 3 начинает выкл ючаться. Емкость обратно-смещенного диода 19 и резистор 21 образуют дифференцирующую цепь, которая при выключении транзистора 3 и нарастании потенциала на его коллекторе генерирует короткий положительный "пик" на базах транзисторов 18 и 20. Происходит открывание транзисторов

18 и 20, при этом транзистор 18 шунтирует транзистор 13 низкоомной цепью коллектор-эммитер, а транзистор 20 шунтирует соОтавной транзистор, образованный транзисторами 9 и 10, через низкоомную цепь коллектор-змиттер и прямосмещенный диод 22, Таким образом, при переключении входной шины 2 с высокого уровня на низкий на выходе 14 в течение некоторого промежутка времени формируется третье состояние, когда транзистор 13 уже выключен, а транзисторы 9 и 10, образующие составной транзистор, еще не включены.

Длительность этого промежутка времени связана с параметрами дифференцирующей RC-цепи — емкостью обратносмещенного диода 19 и сопротивлением резистора

21. По окончании положительного "пика" транзисторы 20 и 18 закрываются. На шине

14 устанавливается высокий уровень напряжения, определяемый открытыми транзисторами 9 и 10 и резистором 8, подключенным к базе транзистора 9. Транзисторы 6 и 13 будут закрыты, так как база транзистора 6 через резистор 7 соединена с общей шиной.

При изменении сигнала на входной шине 2 с низкого уровня на высокий происходит включение транзистора 3 и уменьшение потенциала на его коллекторе. Дифференцирующая цепь, образованная емкостью обратно-смещенного диода 19 и резистором 21, генерирует при этом короткий отрицательный "пик" на базе р-и-р-транзистора

23 и открывает его. Открытый транзистор 23 шунтирует транзистор 13 низкоомной цепью коллектор-эмиттер в течение времени достаточного для выключения составного транзистора, образованного транзисторами 9 и 10. Таким образом, выходная шина 14 в течение некоторого промежутка времени находится в третьем состоянии. По окончании отрицательного

"пика" транзистор 23 закрывается, а транзистор 13 открывается, поскольку в базу ему начинают протекать базовый и коллекторный токи транзистора 6 и на выходной шине

14 устанавливается низкий уровень напряжения. Резисторы 4 и 5 задают базовый и коллекторный токи транзистора 3, резистор

12 образует цепь выключения транзистора

10 при изменении сигнала на выходе с высокого уровня на низкий, резистор 11 необходим для ограничения тока при коротком замыкании на выходе схемы, резисторы 15 и 16 и транзистор 17 используются для формирования крутой передаточной характеристики элемента.

IB предлагаемом маломощном транзисторном элементе отсутствуют сквозные токи при переключении элемента из состояния логического нуля в состояние логической единицы и наоборот, и, следователыно, уменьшается средняя потребляемая

МОЩНОСТЬ.

1598157

Формула изобретения

1. Маломощный транзисторный логический элемент, содержащий два диода, входной диод, катод которого подключен к входной шине, анод подключен к базе входного транзистора и через первый резистор к шине питания, коллектор входного транзистора через второй резистор подключен к шине питания, эмиттер входного транзистора подключен к базе фазоразделительного транзистора и через третий резистор к общей шине, коллектор фазоразделительного транзистора соединен с базой составного транзистора и через четвертый резистор — с шиной питания, составной транзистор включает в себя первый и второй транзисторы, соединенные так, что коллекторы их объединены и образуют коллектор составного транзистора, который через пятый резистор подключен к шине питания, база первого транзистора образует базу составного тран. зистора, эмиттер первого транзистора соединен с базой второго транзистора и через шестой резистор соединен с эмиттером второго транзистора, который образует эмиттер составного транзистора, эмиттер фазоразделительного транзистора соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого подключен к эмиттеру составного транзистора и выходной шине, эмиттер выходного транзистора подключен к общей шине, база соответственно через седьмой и восьмой резисторы подключена к

5 базе и коллектору третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, и подключена к коллектору первого шунтирующего транзистора, база которого через девятый резистор соединена с общей ши10 ной и эмиттером первого шунтирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения средней потреблгемой мощности, в него введен второй шунтирующий транзистор. база которого соединена с

15 базой первого шунтирующего транзистора и анодом первого диода, катод которого соединен с коллектором входного транзистора, эмиттер второго шунтирующего транзистора соединен с общей шиной, кол20 лектор соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к коллектору фазоразделительного транзистора.

2. Логический элемент по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в него введен

25 дополнительный транзистор противоположного типа проводимости, база которого соединена с базой первого шунтирующего транзистора, эмиттер соединен с базой выходного транзистора. коллектор соединен с

30 общей шиной.

1598157

Составитель А.Яноа, Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал

Корректор С.Шекмар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 3070 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5