Логический элемент и-или-и/и-или-и-не

Союз. Совазеиив

Социалистюкваммк

Реслубвпкт

ОП ИСАЙИ Е

ИЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iu907805 (61) Дололиительиое,в авт. свид-ву (22)Заявлеио 04.06.80 (21) 2950196/18-21 с в(кисоедииеиием заввви М (23) Приоритет

Олубликоввио 23 02 ° 82 Бкмлетеиь М 7

Дата олубликоввиия олисаиив 25.02.82 (5()М. Кл.

Н 03 К 19/086

Вкударвтваввй квтюет

CCCP вв делан взабрвтвввР в открытвР (53) УДК 621. .375.083 (088.8) (72) Автор изобретения

А.Н. Бубенников

Московский ордена Трудового Красного Знамени физико-технический институт

j (7C) Заявитель

j - : (54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И-ИЛИ-И/И-ИЛИ-И- НЕ,1

Изобретение относится к устройствам импульсной и цифровой техники, в частности к логическим элементам

Э8М.

Известен логический элемент

И-ИЛИ/И-ИЛИ-НЕ,, содержащий генератор тока, переключатвли тока нижней и верхней ступеней, на входе переключателя тока нижней ступени используются входные эмиттерные повторите-. ли, инверсный коллекторный выход переключателя тока нижней ступени соединен с общей эмиттерной точкой переключателя тока верхней ступени (1) .

Недостатком устройства является наличие деух опорных транзисторов и двух опорных напряжений, значительная величина напряжения питания, большая потребляемая мощность и относительно невысокое быстродействие.

Известен также логический элемент, содержащий входные элементы, построенные на транзисторах первого типа проводимости, коллекторы которых под;ключены к.общей шине, эмиттеры под ключены через резисторы к шине питания и базам транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых через резистор подключены к общей шине (21

Недостатками известного элемента являются узкие функциональные возможности вследствие трудности реализации операций инверсии и низкая поме1Å хоустойчивость.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей и увеличение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в устройство, содержащее вход ные элементы, построенные на транзисторах первого типа проводимости, эмиттеры которых подключены через резисторы к шине питания и базам транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых через резисторы подключены к общей шине, введен переключатель тока, построенный на

3 90780 транзисторах первого типа проводимости, базы переключающих транзисторов которого подключены к эмиттерам транзисторов второго типа проводимости соответствующих входных элементов, коллекторы транзисторов первого типа проводимости которых подключены через резисторы к общей шине и базам опорных транзисторов переключателя тока. 1О

На чертеже поиведена принципиаль ная электрическая схема логического элемента И-ИЛИ-И/И-ИЛИ-И-НЕ.

На входе элемента использованы входные транзисторы р-и-р типа !5

1 1 ... 1 К 22 21ц 3, 3п, 4 ...4> с эмиттерными и коллекторными нагрузками. Эмиттеры входных транзисторов

1 ...4 соответствующих серий соединены с базами р-и-р транзисторов 5-8 20 эмиттерных повторителей. Выходным каскадом служит переключатель тока.

С коллекторными нагрузками 9-12 входных транзисторов соединены базы опорных транзисторов 13-16, а с эмиттер- 25 ными нагрузками 17 и 18 р-и-р транзисторов соединены базы переключающих транзисторов 19 и 20 переключателя тока.

39

Для анализа работы элемента используется отрицательная логика, когда за логический "0" принимается положительное напряжение, а за логическую "1" - отрицательное.

Устройство работает следующим образом.

На эмиттерной нагрузке транзисторов 1, 1 реализуется логическая функция А1 А, аналогично для транзисторов 2„...2и, - В1 В„„, для тран. 40 зисторов 3л . ° 3 к Сп С к для транзисторов 4„- 4ю — 0, D . На эмиттерной нагрузке 17 общей для р-п-р транзисторов 5 и 6 (на базе переключающего транзистора 19 переключателя тока), реализуется функция А ° А +

+ В . В„„ На эмиттерной нагрузке 18 (на базе переключающего транзистора

20 переключателя тока) реализуется функция С,1 С + 0„ D . В качест- 5© ве "опорных" транзисторов переключателя тока используются транзисторы

13-16, на базе которых подаются сигналы с коллекторных нагрузок 9-12 входных транзисторов, парафазные сиг- 55 налам с эмиттерных нагрузок входных транзисторов. Вследствие парафазного режима управления переключателем тока

5 ф на выходе 21 реализуется логическая функция у = (А А + В В ) +

+ (С Ск + 0, ° О и), на выходе 22 реализуется функция у = у, .

Использование парафазного режима управления переключателем тока позволяет устранить дополнительные опорные источники напряжений, несколько увеличить процесс переключения элемента и повысить его запас помехоустойчивости при высокой логической гибкости.

Для уменьшения потребляемой мощности и увеличения быстродействия в элементе используются небольшие логические перепады 0,2 — 0,4 В. Входные транзисторы работают в активном нормальном режиме, причем при входном напряжении, соответствующем "1", коллекторная нагрузка рассчитывается таким образом, чтобы напряжение на ней соответствовало 01/2 + (50 - 100)мВ, а при входном напряжении "0" - Ц1/2 (50 - 100)мВ. Отметим, что в частном случае неиспользования цепей транзистора 20 переключателя тока реализуются логические функции И-ИЛИ/

/И-ИЛИ-ИЕ.

Напряжение питания данного элемента может быть снижено до 1,2 В и общая мощность потребления до менее чем 1 мВт, вследствие чего элемент может эффективно применяться в сверхбыстродействующих БИС (в первую очередь матричного типа). формула изобретения

Логический элемент И-ИЛИ-И/

/И-.ИЛИ-И-НЕ, содержащий входные элементы, построенные на транзисторах первого типа проводимости, эмиттеры которых подключены через резисторы к шине питания и базам транзисторов второго типа проводимоСти, эмиттеры которых через резисторы подключены к общей шине, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения быстродействия, в него введен переключатель тока, построенный на транзисторах первого типа проводимости, базы переключающих транзисторов которого подключены к эмиттерам транзисторов второго типа проводимости соответствующих входных элементов, коллекторы транзисторов первого типа проводимости которых подключены через резисторы к общей шине и ба907805

Составитель А. Лнов

Редактор Н. Данкулич Техред Д. Дч Корректор В. Бутяга

Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 617/71

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зам опорных транзисторов переключателя тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции N 2260231 кл. H 03 К 19/02, 1975.

2. "Электроника", 19 5, т. 48, 1т 16, с. 38, рис. 2 (прототип).