Многофункциональный логический элемент
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ на МДП-транзисторах, содержащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, входную шину .второго логического сигнала, подключенную к входу-второго инвертора , и входную шину третьего логического сигнала, отличающий с я тем, что, с целью повышения его быстродействия и уменьшения потребляемой мощности, в него введены две 11епочки из двух последовательно включенных транзисторов р-типа, первая из которых включена между выходом первого инвертора и выходной шиной, а вторая - между выходом второго инвертора и выходной шиной, и три цепочки яэ двух последовательно включенных транзисторов h-типа, включенные между выходной шиной и общей шиной, причем затворы транзисторов р-типа первой цепочки подключены соответственно к выходу второго инвертора и к входной шине инверсии третьего логического сигнала, затворы транзисторюв р-типа второй цепочки - к выходу первого инвертора и к входной шине третьего логического сигнала, затворы транзисторов п-типа первой цепочки - к входН (Л ной шине третьего логического сиг- I нала и к входной шине первого логи- i ческого сигнала, затворы транзисторов h-типа второйцепочки - к входной шине инверсии третьего логического сигнала и к входной шине второго логического сигнала, а затворы транзисторов п-типа третьей цепочки - к выходу первого инвертора и к выходу второго инвертора. О) 00
(19) . (11):
СОЮЗ. СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(5Ц Н 03 К 1 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
H АВ"ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3398717/18-21 (22) 22 ° 02. 82 (46) 07.05.83. Вюл. В 17 (72) Ю.М. Герасимов, А.Н. Кармазинский, В. П. Наенко, Ю.Г.Дьяченко и A.É.Ñoëîâüåâ (71) Московский ордена Трудового .Красного Знамени инженерно-физи;ческий институт (53) 621 .374 (088 .8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 686146, кл. Н 03 К 19/00, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР
Ф 718928, кл. Н 03 К 19/00, 1978. (54)(57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ на МДП-транзисторах, содержащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, входную шину, второГо логического сигнала, подключенную к входу второго инвертора, и входную шину третьего логического сигнала, о т л и ч а ю— щ и и с. я тем, что, с целью повышения его быстродействия и уменьше-. ния потребляемой мощности, в него введены две цепочки из двух последовательно включенных транзисторов р-типа, первая из которых включена между выходом первого инвертора и выходной шиной, .а вторая - между выходом второго инвертора и выходной шиной, и три цепочки из двух последовательно включенных транзисторов
11-типа, включенные между выходной шиной и общей. шиной, причем затворы транзисторов р-типа первой цепоч ки подключены соответственно к выходу второго инвертора и к входной .шине инверсии третьего логического сигнала, затворы транзисторов Р --типа . второй цепочки — к выходу первого инвертора и к входной шине третьего логического сигнала, затворы транэис-I торов и --типа первой цепочки — к вход ной шине третьего логического сигнала и к входной шине первого логического сигнала, затворы транзисторов
h-типа второй цепочки — к входной % шине инверсии третьего логического Я сигнала и к входной шине второго логического сигнала, а затворы транэис. торов (1-типа третьей цепочки — к вы ходу первого инвертора и к выходу второго инвертора.
1016841
Изобретение относится к вычислительной технике, электронике и автоматике.
Известен многофункциональный логический элемент на МДП-транзисторах, содержащий первый и второй элементы равнозначности, у которых входы подключены к информационным и управляющим шинам, а выходы через элемент .
И подключены к входу третьего элемента равнозначности, второй вход . ® которого подключен к соответствую щей управляющей шине (1 J.
Недостатками данного элемента являются низкое быстродействие и большая потребляемая мощность. 15
Известен также многофункциональный логический элемент на МДП-транзисторах, содержащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, . рр входную шину второго логического сигнала, подключенную к входу второго инвертора, входнуЮ шину третьего логического сигнала, подключенную к элементу равнозначности, и выходной усилитель. Отли ительной особенностью такого элемента является то, что он содержит три последовательно включенных каскада, выполи нных на МДП-транзисторах р-типа (2Z.
ЗО
Недостатками указанного элемента являются низкое быстродействие и большая потребляемая мощность.
Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшение потребляемой мощности.
Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональный логический элемента на МДП-транзисторах, содер- 4Q жащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, входную шину второго логического сигнала, подключенную к входу второго инвертора, 4 и входную шину третьего логического сигнала, введены две цепочки иэ двух последовательно включенных транзисторов р-типа, первая из которых включена между выходом первого инвертора и выходной шиной, а вторая — между выходом втор "о инвертора и выходной шиной, и три цепочки из двух последовательно включенных транзисторов ь-типа, включенные между выходной шиной и общей шиной, причем затворы транзисторов р-типа первой цепочки подключены, соответственно к выходу второго инвертора и к входной шине инверсии третьего логического сигнала, затворы тран- 0 зисторов р-типа второй цепочки — к выходу первого инвертора и к входной шине третьего логического сигнала, затворы транзисторов и-типа первой цепочки — к входной шине третьего логического сигнала и к входной шине третьего логического сигнала и к входной шине первого логического сигнала, затворы транзисторов и -типа второй цепочки - к входной шине инверсии третьего логического сигнала и к входной шине второго логического сигнала, а зат/воры транзисторов и -типа третьей цепочки — к выходу первого инвертора и к выходу второго инвертора.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого элемента.
Элемент содержит входную шину 1 первого логического сигнала А,.под ключенную к входу первого инвертора на МДП-транзисторах 2 и 3 дополняющего типа, включенных между шиной 4 питания и общей шиной 5. Входная шина 6 второго логического сигнала B подключена к входу второго инвертора, выполненного на МДП-транзисторах 7 и
8 дополняющего типа. Между выходом первого инвертора и выходной шиной 9 включена первая цепочка из двух последовательно включенных транзисторов 10 и 11 р-типа. Между выходом второго инвертора и выходной шиной 9 включена вторая цепочка из двух последовательно включенных транзисторов
12 и 13 р -типа. Между шинами 9 и 5 включены три цепочки, каждая из которых содержит два последовательно включенных транзистора 14 и 15, 16 и 17 и 18 и 19 д-типа. Затворы транзисторов 2, 3 и 15 подключены к шине l, а затворы транзисторов 7, 8 и 11 . — к шине 6 °
К шине 20 третьего логического сигнала С подключены затворы транзисторов 13 и 14, а к шине 21 инверсии третьего логического сигнала С затворы транзисторов 11 и 16.
Выход первого инвертора, образованный стоками транзисторов 2 и 3, подключен к затворам транзисторов 12 и 18, а выход второго инвертора, образованный стоками транзисторов 7 и 8 — к затворам транзисторов 10 и 19.
Работа логического элемента иллюстрируется с помощью табл.1 и 2.
В табл.1 в первой колонке приведены номера наборов управляющих сигналов. В следующих трех колонках даны соответственно значения первого, второго и третьего логических сигналов, в последней колонке — реализуемые функции на выходе элемента.
1016841
Та бли ца 1
Значения сигналов
1 1
Реализуемые функции
Набор
В С в точках
О
Х1Х
Х1Х 2
Х1
Х1
Х 1Х2..Х1
Х2
Х1Х +ХХ
Х2
Х1Х2
Х налов. В следующих трех колонках
35 даны соответственно значения первого, второго и третьего логических сигналов, в пятой и шестой колонках соответственно номера проводящих и закрытых транзисторов, в последней
40 колонке — значение функции на выходе элемента.
Т а блица 2
Набор
А; Х„Х
Проводящие транзисторы
Закрытые транзистоPbl.ΠΠ— 1,4,6,9,11,12
О. О 1 1,3,4,7,11,12
2,3,5,7,8,10,13,14
2,5,6,8,9,10,13,14
О 1 0 1,2,6,9,10,11,14
О 1 1 1,2,3,7,10,11,14
3,4,5,7,8,12,13
4,5,6,8,9,12,13
Аналогичным образом можно рас- 60 смотреть реализацию всех функций элемента, указанных в табл.1.
Применение инвертора на выходе позволяет также получить. дополнения этих функций. Таким образом, элемент gg
Табл.2 иллюстрирует реализацию функции
F - Х1Х на выходе элемента на нервом наборе логических сигналов табл.1.
I:
В табл.2 ..в первой колонке привеЛены номера ноборов .логических сигреализует все логические функции двух переменных.
Так как быстродействие элемента зависит от времени перезаряда выходных емкостей через цепочки последовательно .включенных транзисторов, 10НЕ41
13б
63
52
Составитель Л,Петрова
Редактор М. Рачкулинец Техред С.Мигунова Корректор Ю.Макаренко
Заказ 3398/51 Тираж 936 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4, Ф
1 то из-за меньшего числа каскадов, на которых реализуется предлагаемый элемент, быстродействие его выше, чем у известного в 1,4 раза.
Ниже приведены результаты .арав нения по быстродействию при переключении входных логических сигналов из 1 в 0 и из р . 1 известного и предлагаемого многофункциональных элементов, полученные на ЭВМ.
Т известного Т,А пРедлагаемогЧ элемента, нс
ЭА элемента, нс
5 у9
52
Благодаря тому, что многофункциональный логический элемент вы полнен на МДП-транзисторах дополня кщего типа, мощность потребления уменьшается по сравнению с известными элементами, выполненными на bQAтрнзисторах р -типа.
