Одноразрядный сумматор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ю»Ю

РЕСПУЬЛИК

3(5D G 06 Р 7 50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАЕМ ИЗОЕРЕТЕНИЙ И ОТНРЫтИй

Фг. ;, р н двтоисн м сеидатвъству (21).3396656/18-24 (22) 12.02.82 {46) 23.09.83. Бюл. 9 35 (72) Л.К.Самойлов и Ю.И.Рогозов (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 935947, кл, G 06 F 7/50, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 907543, кл. G 06 F 7/50, 1980 (прототип). (54) (57) ОДНОРАЗРЯДНЫЙ СУММАТОР содержащий инжектирующий р - П- р транзистор и шесть п- р- и транзисторов, причем базы первого, второго и третьего n- p-n транзисторов соединены соответственно с первым, вторым и треть. им коллекторами инжектирующего р- n-p . транзистора и подключены к соответствующим входным шинам одноразрядного сумматора, первые коллекторы первого, второго и третьего n- p- и транзисторов соединены.с четвертым коллектором инжектирующего p-n-Is транзистора и базой четвертого п-р- и транзистора, коллектор которого подключен к шине, суммы одноразрядного сумматора, пер вый коллектор пятого п-ð- nтранзисто»

pcL соединен с шиной переноса однораз рядного.сумматора, а второй коллектор соединен с базой шестсго П- р-п транзистора, эмиттеры всех n-p-и транзисторов и база инжектнрующего -n-p транзистора соединены с шиной нулевого потенциала,эмиттер инжектирув« щего р- n-p трайэистора соединен с шиной питания, о т л и ч а.ю щ и и с я тем, что, с целъю упрощения кон:струкции и повышения быстродействия, он содержит седьмой э- р- и транэис йор, причем вторые коллекторы первого, второго и третьего и-р-и транзисторов соединены с базами тех же транзисторов, а третьи коллекторы соединены с гятым коллектором инжектирующего (й

Ф р-п- р транзистора и базой пятого

«-р-р транзистора, шестой коллектор инжектирующего p-n- p транзистора сое. динен с базой шестогоп- р- п транзис« тора, а седъмой коллектор соединен с базой седьмого tl-p-n транзистора, B коллектор шестого и-р-п транзистора соединен с базой и первым коллектором седьмого n- p-n транзистора, второй коллектор которого соединен с базой четвертого п-р-п транзистора, а эмиттер соединен с шиной нулевого потенциала.

1043637

Изобретение относится к вычислитвльиой технике и может быть использовано при построении большиХ интег ральных .схем обработки информации.

Известен полусумматор на интегральных элементах, содержащий пять

p-p--И транзисторов,. базы которых соединены с источником тока (1).

Недостатком полусумматора является невозможность суммирования разрядов трех операндов. Построение сумматора на двух полусумматорах приводит к усложнению устройства и снижению его быстродействия.

Известен также одноразрядный сумматор, содержащий инжвктирующий р-n-p 15 транзистор и шесть п-р- И транзисторов, причем базы первого, второго и третьего П- p — - n транзисторов соединены соответственно с первым, вторым и третьим коллекторами инжектирующего р-n-p транзистора и подключены к соответст вующим входным шинам одноразрядного сумматора. Первые коллекторы пеРвого, второго и третьего п-р-П транзисторов соединены с четвертым коллектором инжектирующвго р п-р транзистора и базой четвертого п- р- П транзистора, коллектор которого подключен к шине суммы одноразрядного сумматора, первый коллектор пятого n-p- n транзистора соединен с шиной переноса одноразрядного сумматора,а второй коллектор соединен с базой шестого и-р- и транзистора, эмиттеры всех И-р-п .транзисторов и база инжектирующего, p-n-р транзистора соединены-с шиной нулевого потенциала, эмиттер инжектирующего р- п-р транзистора соединен с шиной питания. Одноразрядный сумматор содЕржит также шесть переинжектирующих б- п-ð транзисторов, базы ко-40 торых соединены с шиной нулевого потенциала (2), Недостатками известного одноразрядного сумматора являются сложность конструкции и низкое быстродействие, которое объясняется использованием переинжектирующих р-П р транзисторов.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение быстродействия одноразрядного сумматора.

Укаэанная цель достигается тем, что одноразрядный сумматор, содержащий инжектирующий р- П- р транзистор и шесть rI-p- n транзисторов, причем базы первого, второго и третьего м- prlтранзисторов соединены соответственно с первым, вторым и третьим коллекторами инжектирующего Р - П -P транзистора и подключены к соответствующим входным шинам одноразрядного сумматора, первые коллекторы перво- .б0

ro, второго и третьего И- р- П транзисторов соединены с четвертым коллентором инжектирующего - n- р транзистора и базой четвертого n p- rI транэистора, коллектор которого подключен 65 к шине суммы одноразрядного сумматора, первый коллектор пятого ll- -p- П транзистора соединен с шиной переноса одноразрядного сумматора, а вторйй коллектор соединвн с базой шестого

t1- -p- n транзистора, эмиттвры всех р- П транзисторов и база инжектиру ющего )-g-p транзистора соединены с шиной нулевого потенциала, эмиттер инжектирующего n- p- И транзистора соединен с шиной питания, содержит также седьмой И-р- п транзистор, причем вторые коллекторы первого, второго и третьего n - p- Н транзисторов соединены с базами тех же транзисторов, а третьи коллекторы соединены с пятым коллектором инжектирующего р- И -p транзистора и базой пятопо rl- P-n транзистора, шестой коллектор инжектирующего p- n-p транзистора соединен с базой шестого n-p П транзистора, а седьмой коллектор соединен с базой седьмого п- р-п транзистора, коллектор шестого п-ð- И транзистора соединен с базой и первым коллектором седьмого 0-р-п транзистора, второй коллектор которого соединен с базой четвертого транзистора, а эмиттер соединен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема однораз,ряцного сумматора.

Одноразрядный сумматор содержит трехколлекторные И- р- П транзисторы

1 — 3, П-p-n транзистор 4, двухколлекTopHblA rj-p-n транзистор 5, и p-n TpBH» зистор б, двухколлекторный и-р И транзистор 7, инжектирующий многоколлекторный р и- р транзистор 8. Эмиттером всех п-р- П и базой р-п-р транзистора является подложка ll-типа, соединенная с шиной нулевого потенциала. Одноразрядный сумматор содержит входные шины 9-11, шину 12 суммы и шину

13 переноса, В базы транзисторов 1 — 3 и б задается одна единица тока, в базу транзистора 4-2,5 единицы тока, в базу транзисторов 5 и 7 соответственно задается 1,5 и 2 единицы тока, Транзисторы 1-3 и 7 являются токовыми повторителями, коллекторный ток которых равен базовому. Для открывания транзистора в его базу необходимо подать ток в 0,5 единицы.

Сумматор работает следующим образом.

Предположим, что на входные шины сумматора поступает комбинация Х=-1, У=0, Р=0» В этом случае единичный ток, инжектирувмый транзистором 8 в базу транзистора 1, не отбирается с его входа, а входные токи У и Р транзисторов 2 и 3 отбираются входными шинами. Поэтому соответственно коллекторный ток транзистора 1 равен единице, а коллекторные токи транзисторов 2 и 3 равны нулю. Следовател —

1043637

ВНИИПИ Заказ 7338/51 Тираж 706 Подписное

Фи.чи ал ППП" Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 но, только часть тока (одна единица) отбирается с базы транзистора 5, который открывается. Отпирание транзистора 5 приводит к запиранию транзистора 6, а следовательно, весь ток (две единицы) является входным током транзистора 7. Поэтому из базы тран" зистора 4 отбирают две части тока коллектором транзистора 7 и одна часть тока объединенными коллектора1 ми транзисторов 1-3, следовательно, 10 транзистор 4 закроется. Таким образом, на шинах 12 и 13 одноразрядного сумматора сформируется результат:

S l P 0 °

Если на входных шинах сумматора арисутствует кодовая комбинация X 1

У О, P=l из базы транзистора 5 вы.читаются две единицы тока, поэтому он закрывается, транзистор 6 открывается, транзистор 7 закрывается и его коллекторный ток равен нулю, Поэтому из базы транзистора 4 вычита» ется лишь часть инжектируемого в его базу транзистором 8 тока (две единицы). Поэтому транзистор 4 открывается. На шинах 1.2 и 13 сформирован код: Б=О, Р *1.

При Х=1, У=l, P l суммарный коллекторный ток транзисторов 1-3 равен трем единицам, поэтому независимо от состояний транзисторов 6 и 7 транзисторы 4 и 5 закрываются и на шинах

12 и 13, получают код Sl P. — 1.

Таким образом„ по сравнению с известными сумматорами на инжекционных элементах предлагаемый сумматор содержит меньшее число транзисторов и обладает более высоким быстродействием благодаря исключению р-n- p транзисторов, которые обладают на порядок меньшим быстродействием при интегральном исполнении, чем и- р-и транзисторы.