Логический элемент

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЭ,НМИФН

РЕСПУБЛИК

1 з@ц Н 0 К- 00

/

ОПИСАНИЕ И306РЕТЕНИ ", ;,:.1

k ABTOPCkOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3379558/18-21 (22) 07.01.82 (46) 15.05ЛЗ. Бюл. Н 18 (72) Ю.М. Герасимов, А.Н. Кармазинский, В.П. Наенко, 10.Ã. Дьяченко и А.И. Соловьев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физи- ческий институт (53) 621.374(088.8) (56) 1. Валиев К.А. и др. Цифровые интегральные схемы на МДП"транзисторах. М., "Советское радио", Т971, с. 274, рис. 7.16.

2. Патент СЮА Р 3500062, кл. 307"216 1970. (54)(57) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содер" жаший два л"канальных транзистора и два -канальных транзистора, сго,ки которых подключены к выходной шине,. затвор первого Э -канального транзистора подключен ко входной

I,SU„„ I1 018250 A шине первого логического сигнала, а затвор первого.Р -канального транзистора подключен ко входной шине второго логического сигнала, о т л .ич а ю шийся тем, что, с целью повышения и выравнивания быстродействия при разных наборах входных переменных, ко входной шине второго логического сигнала подключен исток nepaoro и-канального транзис;ора, ко входной шине первого логи-ческого сигнала подключен исток второго Р -канального транзистора, ко входной шине инверсии втброго логи" ческого сигнала подключен исток второго п-канального транзистора и за- о твор второго р-канального транзистора, а ко входной шине инверсии первого логического сигнала подключен исток первого р-канального транзистора и затвор второго И-канального транзистора.

1 1 0182. 0 2

Изобретение относится к вычисли- торых подключены к выходной шине, зательной технике, электронике, автома- твор первого й-канального транвистотике, в частности может быть исполь- ра подключен к входной шине первого . зовано в интегральных микросхемах логического сигнала, а затвор первого и БИС на дополняющих ИДП-транзисто- g fl-канального транзистора подключен к рах. входной. шине второго логического

Известен логический элемент на до- сигнала,ко входной - шине второго ло" полняющих ИДП-транзисторах, на выхо- гического сигнала подключен исток пе1 де которого выполняются. функции рав- вого.п-канального транзистора, ко нозначности Г1 Х 1р входной шине первого логического сиг.

Недостатком этого элемента являет- нала подключен исток. второго р-кася его сложность. Логический элемент нального транзистора, ко входной w „ содержит большое число ИДФ-транзисто" не инверсии второго логического сигнал. ров. ла подключен исток второго vl-канальИзвестен логический элемент, со- . 5 ного транзистора и затвор второго держащий два И-канальных транзисто- P-канального транзистора, а ко входной

Ра и два р -канальных транзистор, сто- шине инверсии первого логического сигки которых подключены к выходной ши- нала подключен ясток первого Р --канальне, затвор первого и -канального тран ного транзистора и затвор второго зистора подключен ко входной шине 20 и-канального транзистора. первого логического сигнала, затвор первого р -канального транзистора На чертеже представлена электриподключен к входной шине второго ло- ческая принципиальная схема устрой- . гического сигнала, к входной шине первого логического сигнала подключе-, Стоки ДвУх 11-канальных тРанэисто25 .ны также истоки первого р-канального о» и 2 и двух P êàíàëüíûõ транзистранэистора и второго й-канального торов 3 и 4 подключены к выходной шитранзистора, а также затвор второго

Р-канального транзистора, к входной Ко вхоДной шине втоРого логическошине второго логического сигнала под- ro сигнала В (6 подключен исток транб) ключен исток второго р-канального " зистоРа 1 и затвоР тРанзистора 3, ко

30 и lllNHe ИНВЕ - ВХОД"О сии второго логического сигнала подключен затвор второго N канального тора 1» ко входной шине инверсии вто. транзистора и исток первого И-каналь" Рого логического сигнала В (8 поДного т анзисто а 1"21. 35 ключен исток транзистора 2 и затвор транзистора 4, а ко входной шине инНедостаток известного элемен а за- . тра ключается в низком быстродействии,. версии первого логического сигнала . различном при разных наборах входных переменных за счет неравномерно рас" и затвор транзистора 2. пределенной емкостной нагрузки на входных шинах логических сигналов.

Емкостная нагрузка по входной шине первого,,ческого сигнала превышает В - 01 д = 1t В = 11 транзисторы 2 и емкостную нагрузку по входным шинам 3 проводЯт а транзисторы других логических сигналов за счет 45 кРыты. На выхоДной шине 5 Ус™авли того, что ко входной шине первого ло- ваетсЯ Уровень напРЯжен"" логичесгического сигнала, подключены две легированные области (истоки 1 транзис- На п рвом наборе когда Д . торов р и И-типа „емкости затворов В = 1 ° A =1, В = 0 транзит:торы 2 других транзисторов Р-. и и-типа. 50 и 4 проводят, а транзисторы 1 и 3 целы изобретения является повы-: закРыты. На выходной шине 5 Устанавлишение и выравнивание быстродействия ваетсЯ Уровень напРЯжениЯ логического "0" при. Разных наборах входных перемен- .

На втором,наборе, когда А 1, В =* О, д = О, В =.1, транзисторы I u 11оставленная цель достигается тем, 3 проводят, а транзисторы 2 и 4 за55 что в логическои элементе, содержа- крыты. На выходной шине 5 устанавлищем два И -канальных транзйстора и вается уровень напряжения логическодва р »канальных транзистора, стоки ко- го "0"". ива Д

;Т а б л а«ЪЗЭрэр««ев вава«в««ее««Е«ааааа а

«

В м а ав«

Вывод, 6

Набор, И

Выход

Транзистоое У

«

8 A

° а

7 6 9

«е е е

1 2 3

3 П П .3

3 П; 3 Я. 0

П 3 4 3

3 3

6 7 8 9 10

О О

1 О

2 1

0 *

3 1

О 1 -2

Ф ! Табл иqа 2

« е»««ееа««ее«««а««ее«ее«ее«ею««в«а«ее«аее е е ..Набор Переключение.сигналовТехнология Ч(ремний на сапфире ъемная технологий

М аее ееа«е ««а«а««ее««««а««а««

3 нс ааааа,схема 1, схема 2 юю ююеюю«%Э«е

«еа«ее» «ее«в«а««

1 ;схема 1, схема 2 ю а е «Е«е ее«ее»«ав«е,«ее ее — 4,43

:2,80 . ! Зб63 . 1Э79

1 .:3,80

2,85

1,67

13,20

3. О

1О,ОО

13, llo

1 2,50

4р17

1,61

6,97

2,14

1,55

3 101825

На третьем наборе, когда А 1, ™т

B = 1, А = О, B = О, транзисторы 1 и 4 проводят, а транзисторы 2 и 3 закрыты. На выходной шине 5 устанавлива«ется уровень напряжения логической 1.

Следовательно, элемент выполняет функцию равнозначности.

Принцип работы логического элемента проиллюстрирован с помощью таблицы истинности, которая дополнена таб--to лицей состояний транзисторов, входящих в логический элемент. В табл. 1 низкому и высокому. уровню сигналов соответствует "0" и "1", знаки 11 и 3 соответствуют состояниям транзис" ts торов, когда они проводят (О:3 и ког" да закрыты (3 °

8. данном элементе входные емкости по каждому входу равны и включают ем кость легированной области (истока..) +

О 4. одного транзистора и емкость затвора ,одного транзистора. Если обозначить

С> и С,соответственно емкость легированной области и емкость затвора транзистора, то по каждому входу

Ы А 3

:в прототипе по входу А

СЬХ - 2 .+ 2сз °

Следовательно, даыный элемент по. зволяет в 2,рава уменьаить входные

:емкости, что, в конечном счете, приводит к повыаению.быстродействия устройства, в котором. используется данный элемент э:1,э-з раза (тэбл. 2).:.

В .табл. 2 представлены резуль:таты сравнения Т физвестного элемента (схема 1) и предложенного логичес;кого элемента (схема 2) для различных. технологий при переключении сиге, . налов из "l" в "6" и из "6" в "1нэ

10182 0

Т, нс

» % «» «

« схема 1 ; схема 2- схема 1,,схема 2:3,39

1,25 0,72

2,20

13,80 498 3 32 о 96

2,97 - 2,14

g,48

13,10

Составитель Л. Петрова

Редактор Л. Повхан «Техреду И.Гергель КоцректорА, Ильин.

Заказ 35 1/5 Тираж 93 Подписное о

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

3 4

Продолжение табл. 2

Набор Переключение сигналовТехнология"Кремний на сапфире бъемная технология

М