Rs-триггер

 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам с двумя устойчивыми состояниями. Цель изобретения -уменьшение потребляемой мощности повышение быстродействия и уменьи. ение занимаемой площади при реализации на кристалле. RS-триггер содержит первый и второй многоэмиттерные п - р - п-транзисторы , фазоинвертирующий п - р - п-трянзистор, транзисторный ключ с общим эмиттером, эмиттерный повторитель и резистор . Введение токового зеркапа (отражателя тока) на р - п - р-транзисторэх позволяет уменьшить потребляемую мощность за счет ее снижения в единичном состоянии увеличить быстродействие за счет уменьшения задержки цепи обратной связи и уменьшит ь занимаемую площадь при реализации на кристалле, так как токовое зеркало занимает небольшую площадь. 1 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 3/286

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ зом. (21) 4655297/21 (22) 27.02.89 (46) 07.02,91, Бюл. ЬЬ 5 (71) Кустовой вычислительный центр Белорусского республиканского банка Госбанка

СССР (72) М.И.Богданович (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельства СССР

М 1336208, кл, Н 03 К 3/286, 1987.

Алексеенко А.Г., Шапурин И.И. Микросхемотехника. — М,: Радио и связь, 1982, с.199, рис. 4, 27. (54) R S — Т P И Г Г Е P (57) Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам с двумя устойчивыми состояниями. Цель иэобретеИзобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам с двумя устойчивыми состояниями.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности, повышение быстродействия и уменьшение занимаемой площади при реализации на кристалле, На чертеже приведена принципиальная электрическая схема RS-триггера.

RS-триггер содержит первый и второй многоэмиттерные п — р — и-транзисторы 1, 2, эмиттеры которых соединены соответствено с S-входами 3 и R-входами 4, фаэорасщепляющий п — р — n-транзистор 5, ключ с общим эмиттером 6 и эмиттерный повторитель 7 на п — р — п-транзисторе, токовое зеркало 8 на р — n — р-транзисторах, коллектор транзистора 6 соединен с одним из эмиттеров транзистора 2, коллектор которого соединен с базой транзистора 7, база транзистора 2 через резистор 9 соединена с

ЫЛ„„1626341 А1 ния — уменьшение потребляемой мощности, повышение быстродействия и уменьшение занимаемой площади при реализации на кристалле. RS-триггер содержит первый и второй многоэмиттерные n — р — и-транзисторы, фазоинвертирующий н — р — п-тр lllзистор, транзисторный ключ с общим эмиттером, эмиттерный повторитель и резистор. Введение токового зеркала (отражателя тока) на р — fl — р-транзисторах позвол:1ет уменьшить потребляемую мощность эа счет ее снижения в единичном состоянии,.увеличить быстродействие за счет уменьшения задержки цепи обратной связи и уме11ьшить занимаемую площадь при реа пlзации I a кристалле, так как токовое зеркало занимает небольшую площадь. 1 ил. входным выводом 10 TQKQBoro зеркала 8. общий вывод 11 которого соединен с гш111ой

12 питания, а выходной вывод 13 токового зеркала 8 соединен с базой транзистора 1, эмиттер транзистора 5 соеди11ен с базой транзисторного ключа б. KoллеI,Toр >:отсрсго соединен с выходом 14 RS-т11 ггерэ и выходом эмиттерного повторителя,.

RS-триггер работает следующим обрэДопустим, в исходном состоянии11а входах 3 и 4 высокие уровни напряжений, а транзистор 5 и транзисторный Kilo I б закрыты и на выходе 14 высокий уровень Ila пряжения, Однако тока базы эмиттер11ого повторителя 7 практически 11ет, поэтому нет и тока эмиттера, так как транзистор б закрыт, Это возможно только в том случае, если нагрузка вкл1очена между ши11ой 12

1626341

15

25

35

45

55 питания и выходом 14; Включать нагрузку между выходом 14 и общей шиной нельзя, потому что триггер в противном случае будет иметь только одно устойчивое состояние. Поскольку на входах 4 высокие уровни напряжен11й и ТоК базы эмиттерного повторителя 7 равен пуп о, то ток через резистор

9 и входнаи вывод 10 такового зеркала 8 также О1сутствyeт, Поэтому выходной ток токового зеркала 8 также равен нулю, чта позволяет тр зистору 5 быть закрыть1м.

Если в исходном состоянии один из входов 3 (входы S) замыкать на общую шину, та

RS-триггер своего состояния не изменит. В

11схадном состоянии все транзисторы RSтРИГГЕРа ЗаКР1зты L1 ОН ПРаКтИЧЕСКИ НЕ ПО

1ребпяе1 энергии от источника питания, Еслl, ОД.1>1 иэ вhlõîäав 4 (входы Г ) саедl1нить в Об1цей 1линой, 1I., возникает 1ок через нхпд ай в. пад 10 гоковаго зеркал 1 8, рези;тор 9 и Гздин Il:,.литтерав транзистора 2.

Эта П nl ОДИт I; 11ОЯ ВПЕН11Ю ВЫХОДНОГО така хoI-: с з р ла 8 Герез выходной вывод

13, который через пря ласмещенный каллектарный переход транзистора 1 откроет тоанзистор 5. а значит и транзисторный ключ 6, Нл выходе 14 установится низкий уровень напряжения. Одновременна протекает так через коллектор транзистора 5, один из эмиттеров транзистора 2, поэтому так через резистор 9 протекает и после того, к1к один из I,ëîäîâ Отключен от общей шины, и поддерживает ток через токовое зеркало, а значиг транзистор 5 и транзисторный кл1ач 6 остаются в открытсм состоянии, чта определяет устойчивость второго состояния RS-триггера, В этом состоянии замыкание входов 4 на общую шину уже не приводит к изменению состояния триггера.

Если во втором устойчивом состоянии один иэ входов 3 соединить с обшей шиной, то транзистор 1 переключится из инверсного состояния в состояние насыщения, Это приводит к закрыванию транзистора 5, поэтому транзистор 2 перекл очается в инверсный режим и возникает ток базы транзистора эмиттернаго повторителя 7. Последний открывается и током эмиттера перезаряжает выходные емкости нагрузки и завершает процесс рассасывания носителей в базе закрывающегося транзисторного ключа б, После восстановления высокого уровня на выходе 14 ток базы эмиттерного повторителя 7 уменьшается да нуля, что приводит к закрыванию транзисторов токового зеркала 8, так через базу транзистора .1 уменьшается до нуля и RSтриггер переключен в исходное состояние.

После установления на входах 3 высоких уровней транзистор 5 и транзисторный ключ 6 остаются закрытыми, потому, что нет тока через токовое зеркало 8.

Таким образом, подачей низких уровней на S- или R-входы RS-триггер может быть переключен в одно из двух устойчивых состояний, Время переключения предлагаемого RS-триггера определяется временем переключения только одного TTil логического элемента. Транзисторы токового зеркала работают в линейном режиме, поэтому время их переключения меньше, чем время переключения насыщенных транзисторов

ТТЛ-элer ента, " В исходном состоянии RS-триггер практически не потребляет энергии, что повышает экономичность, RS-триггер может быть выполнен по биполярной ТТЛ-технологии, при этом токовое зеркала выполняется на горизонтальных р — n — р- гранзисторах (следует отметить, что требования к коэффициенту передачи тока базы в р — n р-транзисторах токового зеркала не высоки, потому что общий коэффициент передачи токового зеркала может быть значительно меньше единицы, поэтому горизонтальная структура р — n — р-транзисторов вполне приемлема), Таковое зеркало занимает на кристалле небольшую площадь. Это позволяет уменьшить общую, занимаемую RSтриггером, площадь в схемах с высокой степень1а интеграции.

Формула изобретения

RS-триггер, содержащий первый лногоэмиттерный n — р — п-транзистор, эмиттеры которого соединены с S-входами, коллектор подключен к базе фазорасшепляющего n— р — n-транзистора, эмиттер которого соединен с базой транзисторного ключа с общим эмиттерам, коллектор которого соединен с выходам триггера L1 выходом эмиттернага повторителя, второй многазмиттерный n — р — n-транзистор, эмиттеры которого подключены к R-входам, а база соединена с первым выводом резистора, отличающийся гем, что, с целью уменьшсния потребляемой мощносги, повышения быстродействия и уменьшения занимаемой площади при реализации на кристалле, в него введено токовое зеркало (отражатель тока) на р — ив р-гранзисторах, общий вывод которого соединен с шиной питания, входной вывод со единен с вторым выводом резистора, а выходной вывод подключен к базе первого мнагазмиттернаго n — р — n-транзистора, база э литтернаго повторителя соединена с коллектором второго многоэмиттерного и—

1626341

Составитель А.Янов

Редактор А.Мотыль Техред М.Моргентал Корректор М,Пожо

Заказ 283 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 р — n-транзистора, один иэ эмиттеров которого соединен с коллектором фазорасщепляющего n — р — n-транзистора выходного инвертора.