Формальный нейрон

375792

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОюз Соеетскик

Сониалнстическиа

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. Н 03k 19/08

Заявлено 20.Ч11.1971 (№ 1685914/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23,111.1973. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 16Х.1973

Комитет по делам изобретений и открытий прН Совете Министров

СССР ДЬ, 681 325(088 8) Автор изобретения

С. О. Мкртчян

Заявитель

ФОРМАЛЬНЫЙ НЕЙРОН

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в логических устройствах автоматики и вычислительнойой техники.

Известны устройства для реализации логической функции эквивалентности и неэквивалентности, содержащие входные переключатели тока, элемент «ИЛИ» на переключателетока и выходной переключатель тока с эмиттерными повторителями на выходе.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве входные переключатели тока содержат многоэмиттерный транзистор, коллектор которого соединен с коллекторами информационных транзисторов переключателя тока элемента

«ИЛИ» и с базой первого транзистора выходного переключателя тока, а коллекторы информационных транзисторов входных переключателей тока подключены к коллектору опорного транзистора переключателя тока элемента

«ИЛИ» и к базе второго транзистора выходного переключателя тока, причем выходы эмиттерных повторителей через диоды, включенные в прямом направлении, соединены с базами соогветствующих транзисторов выходного переключателя тока.

На фиг. 1 изображена предлагаемая схема формального нейрона (ФН) на переключателях тока, реализующая логическую функцшо эквивалентности F=XlX, Х„РХ,Х,..., Х„ по прямому выходу и функцию неэквивалентности F=(Х1VX2V,, VX„) (Х,VX V,.„, 1 Х„) по

5 инверсному выходу.

Как видно из фиг. 1, ФН содержит входные переключатели тока, образованные информационными транзисторами Iь .4,..., I„и опорным многоэммитерным транзистором I.„l l. эле10 мент «ИЛИ» на переключателе тока, состоящем из информационных транзисторов 1„ „, 1а+о,.... I»+ Схема содержит также l3bl) o, н1()й переключатель тока на транзисторах 2 и ), с коллекторов которых через эмиттерные повто15 рители 4 и 5 снимаются прямые и инверсные выходные сигналы (F и F) . Переключатели тока, образованные транзисторами Iь Iz, 1„+ь соответствуют положительным входам порогового элемента ФН (фиг. 2), а переключатель тока, образованный транзисторами

1„.l, I,+.-,, I»+2, соответствует отрицательному входу порогового элемента ФН.

На фиг. 2 показано функциональное изобра25 жение ФН, реализующего функцию эквивалентности (неэквивалентности) . Транзисторы

1 +2, 1и+з,..., 1»чт на фиг. 1 соответствуют входам элемента «ИЛИ» на фиг. 2.

Устройство работает следующим образом.

30 При отсутствии входных сигналов, т. е. при х ——

375792

5 ю

=x> — — ... Х,„=О, транзисторы 1ь 1з„, 1„заперты, и транзистор 1„„ открыт по всем эмнттер. ным переходам; rpaH3HcTopbI 1. +2 1и+3> ", 12й+! заперты, а транзистор 1 + открыт по всем эмиттерным переходам; транзисторы 1 +з, 1+з,..., 1з„+ заперты, а транзистор 1з+з открыт. ПоR, скольку ЯзвЂ, (где йь R — сопротивления

П резисторов 6 и 7) то токи, протекающие через резисторы 8 и 9 одинаковы. Так как Р )Рз, то Уг) У,. Следовательно, если Рз, R4 — сопротивления резисторов 8 и 9, транзистор 2 открыт, а транзистор 8 закрыт. Вследствие этого на прямом выходе (1 ) элемента имеем высокий уровень потенциала (логическая «1»), а на инверсном выходе (Р) имеем низкий уровень потенциала.

Если сигналы присутствуют на всех входах схемы, т. е. Х вЂ” — Хз,...,— — Х =1, то транзисторы

1ь 1з,..., 1„открыты, а транзистор 1 + закрыт по всем эмиттерам, транзисторы 1 +2, 1 +з, ", 12n+1 открыты, à 12n+3 закрыт. Снова токи, протекающие через резисторы 8 и 9 равны, и поэтому транзистор 8 закрыт, а 2 открыт, и на прямом выходе схемы имеем высокий потенциал.

Во всех остальных случаях комбинаций входных сигналов транзистор 8открыт,,а 2 закрыт, т. е. на прямом выходе схемы имеем низкий уровень потенциала (логический О).

Диоды 10 и11служат для предотвращения насыщения (прямого смещения коллекторного перехода) транзисторов 2 и 8. В предлагаемой схеме насыщение транзисторов входных переключателей предотвращается при помощи диодов 12 и 18, подключенных между коллекторами этих транзисторов и выходами схемы.

Рассмотрим пример. Пусть Х<— = 1, Хз=Хз ——,..., Х„=О. Тогда через резистор 8 протекает ток, равный (2„— 1) 1 (1 — ток, идущий через ре20

Зо

40 зистор 6), При больших и этот ток может быть достаточно большим и потенциал в точке б сильно снижается. В результате, коллекторные переходы транзисторов 1 ь 1 з,..., 1з +< могут оказаться смещенными в прямом направлении, что приводит к насыщению этих транзисторов, увеличению времени их выключения, следовательно и снижению быстродействия схемы в целом. Диоды 12 и 18 позволяют фиксировать потенциалы на коллекторах входных транзисторов на уровне Un— = Un— — U.,(ãäå U„ — выходной высокий уровень потенциала, U — падение напряжения на диоде), тем самым предотвращая насыщение этих транзисторов.

Предмет изобретения

Формальный нейрон для реализации логической функции эквивалентности и неэквивалентности, содержащий входные переключатели тока, элемент «ИЛИ» на переключателях тока и выходной переключатель тока с эмиттерными повторителями на выходе, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в нем входные переключатели тока содержат опорный многоэмиттерный транзистор, коллектор которого соединен с коллекторами информационных транзисторов переключателя тока элемента «ИЛИ» и с базой первого транзистора выходного переключателя тока, а коллекторы информационных транзисторов входных переключателей тока подключены к коллектору опорного транзистора переключателя тока элемента «ИЛИ» и к базе второго транзистора выходного переключателя тока, причем выходы эмиттерных повторителей через диоды, включенные в прямом направлении, соединены с базами соответствующих транзисторов выходного переключателя тока, 375792

Фи2. 1 кп

Уи2:

Составитель А. Федорова

Техред Л. Богданова Корректор Е. Талалаева

Редактор Л. Мазуроиок

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1355/13 Изд. № 1339 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5