Инжекционный динамический элемент

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (1 )1005314 (6l ) Дополнительное к авт.,свид-ву Г 953731 (22)Заявлено 16.03.81 (21) 3260244/1 8-21 с присоединением заявкн,№ " (23)Приоритет(51)М. Кл.

Н 03 K 19/091

Гееуаврстеевкый квинтет

СССР йо аееен кеавретеккй н етерыткй (53) УДК621. 375, ..083(088.8) Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 1О

Дата опубликования описания 15 .03 . 83 (72) Авторы изобретения

Р.К.Самойлов, В.В.Гайворонский и В.В.Гвйвстронская --. = --.

iJ

>>

> I

3 .

Таганрогский радиотехнический институт. им.,В,Д.Калмьйо>ва; (71) Заявитель (54) ИНЖЕКЦИОННЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к интегральным инжекционным логическим схемам.

Ilo основному авт. св. М 953731 известен инжекционный динамический элемент, содержащий бистабильную ячейку на первом и втором многоколлекторных транзисторах и-р- и типа с перекрестными коллекторно"базовыми связями, базы и эмиттеры которых соединены соответственно с коллекть" рами инжектирующих транзисторов, ключевой транзистор п-.р-h типа, база которого соединена с управляющим входом, а эмиттер " с общей шиной.

Незадействованные коллекторы первого и второго многоколлекторных транзисторов подключены к выходам устройства, база буферного транзистора и-р-и типа соединена с инфор- . мационным входом, вторым коллектором>, первого многоколлекторного транзистора и коллектором соответствующего инжектируюшего транзистора эмиттер

) 2 подключен к общей шине, а коллекторк базе первого многоколлекторного транзистора и первому коллектору ключевого транзистора, база которого подключена к коллектору соответству" ющего инжектирующего транзистора, а второй коллектор - к.эмиттеру переинжектирующего транзистора и коллектору соответствующего инжектирую" щего транзистора, базы инжектирую- щих и переинжектирующего транзисторов подключены к общей шине, а эмиттеры инжектирующих транзисторов .- к шине питания (1 ).

Недостатком этого устройства яв" ляются узкие функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, 2о. Дпя достижения поставленной цели в устройство введена дополнительная бистабильная ячейка на двух много" коллекторных транзисторах и-р-и тИпа с перекрестными коллекторно- ба- .

3 10053 зо выми связями, ба эы которых подключены соответственно к коллекторам

nepeoro и второго многоканальных транзисторов и дополнительным коллекторам инжектирующего р-и-р транзистора, а эмиттеры к общей шине.

Ъ фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - функционально-топологическая схема. 19

Устройство содержит первый и второй многоколлекторные транзисторы (МКТ) 1 и 2, ключевой транзистор 3, буферный транзистор 4, инжектирующий транзистор 5, переинжектирующий транзистор 6, MKT дополнительной бистабильной ячейки 7 и 8, управляющие входы 9, информационные входы 10, выходы 11 и 12, шина питания 13.

Устройство работает следующим об- . 6 разом.

Пусть в исходном состоянии открыт один из t.КТ дополнительной бистабильной ячейки 7, хотя бы на одном из информационных входов 10 присутству, ет логический нуль, а на всех управляющих входах 9 - логические единицы.

Ток, инжектирующий в базу ключевого транзистора 3, приводит к открыванию последнего., который своими коллекторами перехватывает токи питания

MKT бистабильной ячейки 1 и 2, удерживая их в закрытом состоянии. Буферный транзистор 4 закрыт, поскольку его ток питания перехватывается входом, соединенным с логическим нулем.

Второй MKT дополнительной бистабильной ячейки 2 также закрыт. Такое состояние схемы может поддерживаться сколь угодно долго. Изменения вход40 ных сигналов на информационных входах приводят лишь к переключениям буферного транзистора 4, который открывается. при всех логических единицах на входах 10, не влияющих на состояние бистабильной ячейки на MKT

1 и 2, который выдает на прямые выходы 12 логические нули, а на инверсные выходы 11 - логические единицы.

Если теперь на любом из управляющих входов 9 произойдет переключение сигнала в логический нуль, то ключевой транзистор 3 закроется, а на MKT 1 и 2 будет подан питающий ток от инжектирующего транзистора 5.

Поскольку в базовой цепи MKT 2 находится задержка в виде переинжектирующего р-и-р транзистора 6, то состояние бистабильной ячейки опреде14

4 ляется сигналами на информационных входах 10 в данный момент времени, Так например, при логическом нуле хотя бы на одном из входов 10 (буфер" ный транзистор в данный момент времени закрыт) ток питания MKT 1 достигнет базовой р-области последнего раньше, чем ток питания ИКТ 2. МКТ 1 откроется и своими коллекторами. выключит (закроет путем перехвата токов питания) МКТ 2, ИКТ 7 и буферный транзистор 4. Изменения сигналов на информационных входах 10 теперь блокированы коллектором открытого

MKT 1, база буферного транзистора 4 обесточена. Закрывание MKT 7 дополнительной бистабильной ячейки приводит к расшунтированию входа MKT 8, который открывается. На выходах устройст.ва устанавливается информация, соответственно на прямых выходах 12логические нули, на инверсных выходах 11 - логические единицы °

Если к моменту закрывания ключевого транзистора 3 на всех информационных входах 10 присутствуют логические единицы, то буферный транзистор 4 будет открыт током питания, поступающим в его базу от инжектирующего транзистора и, следовательно, удержит ИКТ 1 в закрытом состоянии. Ток питания МКТ 2 через переинжектирующий р-и-р транзистор 6 достигнет базы

МКТ 2, который открывшись выключит

MKT 8 и удержит в закрытом состоянии

МКТ 1. Последующие изменения сигналов на информационных входах 10 приводят к переключениям буферного транзистора

4, которые лишь подтверждают состояние бистабильной ячейки на MKT 1, 2.

MKT 8, выключившись, расшунтирует цепь базы ИКТ 7, который открывается и на выходах устройства устанавливаются логические нули и логические единицы на 11 и 12 выходах соответственно.

При очередном поступлении сигналов на управляющую шину, приводящих к открыванию ключевого транзистора (т.е. на всех входах 9 логические единицы), ИКТ 1, 2 закрываются, а состояние дополнительной бистабильной ячейки фиксируется.

Как видно иэ привеценного описания принципа действия, устройство функционирует как синхронный (динамический) 0-триггер, воспринимающий входную информацию и изменяющий состояние дополнительной бистабильной ячейки (выходы которой являются вы5 I 00531 ходами устройства) только на "фронте" сигнала синхронизации приводящего к закрыванию ключевого транзистора 3, а остальное время записанная информация не изменяется. К особенностям схемы следует отнести также наличие нулевых логических функций И .(в положительной логике) на управляющих входах 9 и на информационных входах 10, которые реализу- 1в ются без затрат оборудования и позволяют значительно расширить функциональные воэможности устройства.

Предложенное устройство обладает широкими функциональными возмож- 1 ностями. Так при замыкании одного из коллекторов ИКТ 7 с информационным D-входом (на фиг. 1, 2 связь показана пунктиром)организуется триггер со счетным входом (с прямым и инверсным выходами), причем переключения триггера осуществляются синхронно в моменты времени соответствующие перепаду сигнала на входе синхронизации иэ логической единицы в логический нуль. Без затрат оборудования данное схемотехческое решение триггерного .устройства может быть использовано и, ках I-К триггер при следующей коммутации в схеме: один из коллекторов ИКТ 7 соединен с базой буферного транзистора 4, база ИКТ 1 соединена гальванически с группой входов К собранных по И, а база ИКТ 2 соединена непосредственно связью со со входами l, которые также образуют путем соединения в одной точке ) лой

Ь гическую схему так называемого "мои; тажног,о" или "проводного" И.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для построения счет. чиков, делителей частоты, статических и сдвигающих регистров, логическихустройств, реализующих динамический метод кодирования информации, поточных обрабатывающих структур и т.д .

Широкие функциональные возможности, малая площадь, занимаемая на кристалле, и- низкая величина работы пере". ключения позволяет считать предложенное устройство перспективной ячейкой

БИС с технологией И2Л. формула изобретения

Инжекционный динамический элемент по авт. св. N 953731„ о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введена дополнительная бистабильная ячейка на двух многоколлекторных транзисторах и-р-и типа с перекрестными коллекторно-базовыми связями, базы. которых подключены со" ответственно к коллекторам nepaoro и второго многоколлекторных транзис" торов и дополнительным коллекторам инжектирующего р-и-р транзистора, а эмиттеры - к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 953731, кл. H 03 К 91/091, 1980.

3 005314

1005314

Составитель А.Янов

Редактор А.Долинич Техред С.Мигунова Корректор И.Коста

Заказ 1925/77 . Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Illlll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4