Многовходовый многозначный логический элемент минимум

 

МНОГОВХОДОВЫЙ МНОГОЗНАЧНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ МИНИМУМ, содержащий две группы комплементарных пар МОП-транзисторов, затворы i-ой комплементарной пары МОП-транзисторов каждой группы подключены к i-му входу элемента, подложки и истоки МОП-транзисторов с каналом р-типа первой ; группы подключены к положительной шине питания, а их стоки объединены, подложки и истоки МОП-транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к первому выводу первого резис: тора, а их стоки объединены, МОПI транзисторы с каналом п-типа каждой группы включены последовательно, свободньй исток и подлозкки МОП-транзисторов с каналом п-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания , свободный исток и подложки МОПтранзисторов с каналом п-типа второй группы подключены к первому выводу второго резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен третий резистор, первый и второй выводы которого подключены соответственно к первому выводу пер (Л вого резистора и к стокам МОП-транзисторов с каналом р-типа первой группы , стоки МОП-транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к свободному стоку МОП-транзистора с каналом п-типа второй группы и выходу элемента, второй вывод первого .резистора подключен к первому выводу втоtsD рого резистора, а свободный сток МОПО ) транзистора с кайалом п-типа первой группы подключен к второму выводу второго резистора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 К 19/094

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИЫИпТИА

К)

Фъ 1 веи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3539391/18-21 (22) 12.01.83 (46) 23.04.88. Бюл. Ii 15 (72) Г.В.Басалаев, А.Б.Кметь, В.И.Медведев и Д.С.Сержанович (53) 621.375.083 (088.8) (56) Tront I.G. Givone D.Л.Multiplevalued Logic Gater usinj МЕ РБТ s

Proceedings of the 9-th International Sim osium of Multiple-valued Logic, Bath 1979, У 4, р. 175-181.

Huertal I.Ь. Carmone I.М. Low-po wer Fernary С-MDS cepuir Proceedings

of the 9-th International Symposium

of Multiple-valued Logic. Bath 1979, И 4 ° р. 174, fig. 12, (54)(57) МНОГОВХОДОВЬЙ МНОГОЗНАЧНЬЙ

ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕЪЖНТ МИНИМУМ, содержащий две группы комплементарных пар

МОП-транзисторов, затворы i-ой комплементарной пары МОП-транзисторов каждой группы подключены к i-му входу элемента, подложки и истоки МОП-транзисторов с каналом р-типа первой группы подключены к положительной шине питания, а их стоки объединены, подложки и истоки МОП-транзисторов с каналом р-типа второй группы подклю„„SU„„1126171 чены .к первому выводу первого резистора, а их стоки объединены, МОП1 транзисторы с каналом и-типа каждой группы включены последовательно, свободный исток и подложки МОП-транзис-. торов с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания, свободный исток и подложки МОПтранзисторов с каналом и-типа второй группы подключены к первому выводу второго резистора, о т л и ч а.ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен третий резистор, первый и второй выводы которого подключены соответственно к первому выводу первого резистора и к стокам MOII-транзисторов с каналом р-типа первой группы, стоки MOII-транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к свободному стоку.МОП-транзистора с каналом и-типа второй. группы и выходу элемента, второй вывод первого .резистора подключен к первому выводу второго резистора, а свободный сток МОПтранзистора с каналом и-типа первой . группы подключен к второму выводу второго резистора.

1126171

50

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к многозначным элементам на МОП-транзисторах, и может быть использовано для построения ITHA

5 ровых логических устройств.

Известны двухвходовые многозначные логические элементы, реализующие функцию MIN (Х(, Х 1 содержащие диоды, пороговые элементы на полевых 10 транзисторах и выходной каскад.

Недостаток этих логических элементов заключается в их сложности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двух- 15 входовый трехзначный элемент И, реализующий функцию минимум, содержащий .две группы комплементарных пар

МОП-транзисторов, затворы i-ой комплементарной пары МОП-транзисторов 20 каждой группы подключены к i-му входу элемента, подложки и истоки MOIIтранзисторов с каналом р-типа первой, группы подключены к положительной шине питания, а их стоки объединены, 25 подложки и истоки МОП-транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к первому выводу первого резистора, а их стоки объединены, МОПтранзисторы с каналом и-типа каждой группы включены последовательно, свободный исток и подложки MOII-транзисторов с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине пита-. ния, свободный исток и подложки МОПтранзисторов с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания, свободный исток и подложки МОП-транзисторов с каналом и-типа

Второи группы подключены к первому 40 выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания, второй вывод первого резистора подключен к положительной шине питания.

Недостатком известного элемента ,являются узкие функциональные возможности, то есть малое количество входов и малая значность элемента.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей элемента.

Для достижения цели в многовходовый многозначный логический элемент, содержащий две группы комплементарных пар МОП-транзисторов, затворы.

i-ой комплементарной пары МОП-транзисторов каждой группы подключены к i-му входу элемента, подложки и истоки MOII-транзисторов с каналом р-типа первой группы подключены к положительной шине питания, а их стоки объединены, подложки и истоки МОПтранзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к первому выводу первого резистора, а их стоки объединены, МОП-транзисторы с каналом и-типа каждой группы включены последовательно, свободный исток и подложки

МОП-транзисторов с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания, свободный исток и подложки МОП-транзисторов с каналом и-типа второй группы подключены к первому выводу второго резистора, введен третий резистор, первый и второй выводы которого подключены соответственно к первому выводу первого резистора и к стокам MOII-транзисторов с каналом р-типа первой группы, стоки MOII-транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к свободному стоку МОП-транзистора с каналом и-типа второй группы и выходу элемента, второй вывод первого резистора подключен к первому выводу второго резистора, а свободный сток МОП-транзистора с каналом и-типа первой группы подключен к Второму выводу второго резистора.

На чертеже представлена принципиальная схема многовходового многозначного логического элемента минимум.

Многовходовый многозначный логический элемент содержит две группы комплементарных пар MOII-транзисторов 1.1,..., 1-п,2-1,...,2-п,3-1,. ° .,З-п,4-1,..., 4-п. Затворы i-ой комплементарной пары MOII-транзисторов 1-i 2-i 3-i

4-i каждой группы подключены к i-му входу 5-i элемента, подложки и истоки МОП-транзисторов 1-1,...,1-п с каналом р-типа первой группы подключены к положительной шине питания 6, а их стоки объединены, подложки и истоки МОП-транзисторов 3-.1,...,3-п с каналом р-типа второй группы подключены к первому выводу первого резистора 7, а их стоки объединены.

МОП-транзисторы 2-1,...,2-п,4-1,..., 4-п с каналом п-типа каждой группы включены последовательно, свободный исток и подложки МОП-транзисторов

2-1,...,2-п с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания 8, свободный исток и подложки МОП-транзисторов 4-1,..., 1126171

4-и с каналом n-типа второй группы подключены к первому выводу второго резистора 9.

Первый и второй выводы третьего резистора 10 подключены соответственно к первому выводу первого резистора 7 и к стокам МОП-транзисторов 1-1,...,1-п с каналом р-типа первой группы, стоки MOP-транзисторов

3-1, °,3-и с каналом.р-типа второй группы подключены к свободному стоку

МОП-транзистора 4-и с каналом и-типа второй группы и выходу 11 элемента, второй вывод первого резистора 7 подключен к первому выводу второго резистора 9, а свободный сток МОП-транзистора 2-п с каналом и-типа первой группы подключен к второму выводу . второго резистора 9.

Многовходовый многозначный логический элемент минимум работает сле1 дующим образом. На входы 5-1,...,5-п элемента поступают сигналы в виде напряжения постоянного тока в диапазоне от нуля вольт до напряжения источника питания Еп, что в логическом смысле соответствует алфавиту Е

= СО,1,2,33.

Пусть величины входных сигналов и-входового четырехзначного логического элемента удовлетворяют следующим условиям:

1) О 4Б „,(Б„О, что соответствует логическому нулю, 2) Упор П вход Епэ где j, it 12,...,nj, jpi, à U « напряжение порога МОП-транзисторов.

Примем для определенности i = 2, т.е. сигнал, соответствующий первому из указанных условий, приложен к второму входу 5-2 элемента. В этом случае МОП-транзисторы 9-2 и 4-2 с каналом п-типа закрыты, поскольку напряжение на их затворах не превьппает, Uä oo, а МОП-транзисторы 1-2 и 3 2 с каналом р-типа открыты, так как напряжение на их затворах по отношению к потенциалу истоков меньше на величину, превышающую U „ (условие I). В результате на выходе 11 элемента напряжение равно Е„, что соответствует логическому сигналу

"3" ° Вышеописанная ситуация сохраняется также и в тех случаях, когда первому условию удовлетворяют величины сигналов на любом числе входов, включая и. Это связано с тем, что замкнутому ключу соответствуют МОП10

30, U „«, открыты. Открыты также МОП35

55

25 транзисторы 1-1. ..4-п с такими состояниями при которых проводят любое число от 1 до и параллельно включенные МОП-транзисторы 1-1,...,1-п, 3-1,...,3-п или все и последователь" но включенные МОП-транзисторы 2-1, ...,2-п,4-1,...,4-п и наоборот, разомкнутому ключу соответствуют либо все и параллельно включенных, либо один из и последовательно включенных

МОП-транзисторов 1-1,...,4-п находящихся в непроводящем состоянии. В силу вьппесказанного входовой четырехзначный логический элемент при нескольких различных комбинациях входных сигналов может быть представлен одной и той же эквивалентной схемой, где соответствие исчерпывается четырьмя

3l эквивалентными схемами для 4 комбинаций входных сигналов. Если в наборе входных сигналов нет сигнала меньше

"1" и хотя бы один сигнал из набора равен "1", т.е. если

Ufl0ð вовк кс1/3 <и + Ппер i

1/3E<+U pop Пвк(<Е ю1 3 6(1,2,3,...,и) °

1Ф3, то МОП-транзисторы 1-1 H 3-1 вследствие того, что напряжение на их затворах по отношению к потенциалам их истоков меньше на величину, большую транзисторы 2-1,2т2...,,2-п, поскольку напряжение на их затворах вьппе Uo,, à NOII-транзистор 4-1 закрыт, ибо напряжение на его затворе не превышает потенциала истоков, определяемого падением напряжения на резисторе 9 делителя, образованного резисторами 7, 9, 10, номиналы которых равны, на величину Бп« . В результате падение напряжения на резисторах 9, 7 делителя, равное 2/ЗЕп (что соответствует логическому значению "2"), приложено к выходу 11 логического элемента. Допустим теперь, что в наборе входных сигналов нет сигнала меньше "2" и хотя бы один из сигналов равен "2", т.е. на величины входных сигналов накладываются следующие orЬ раничения:

1/ЗЕр+ Uпюр < Пвх1 <2/ЗЕП+ Uqop

UâêÐ 2/3EÄ+UÄÄ,, j eß1е 2э ° ° ° еn),i1Ij, МОП-транзисторы 1-и (примем i n), 2-1,2-2,...,2-п открыты, МОП-транзис-.

126171

MIN(X1уХ 1у s 9 о уKü) аВ4в аЬ Ю -а г

Корректор И. Эрдейи

Техред А.Кравчук

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 3375

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

> тор 3-и закрыт, так как напряжение на его затворе не меньше потенциала его истока, равного 2/3Е„, МОП-транзисторы 4-1,4-2,...,4-п находятся в проводящем состоянии, поскольку напряжения на их затворах превышают потенциал их истоков, равный 1/ЗЕя, на величину, большую Бщ . Следовательно, на выходе 11 элемента появляется . сигнал, величина которого равна падению напряжения на резисторе 9 делителя, т.е. 1/ЗЕ„, что соответствует алфавитному значению "1". Пусть, наконец, на всех входах элемента сигналы равны "3", т. е. напряжения U ех где i = 1,2,...,n, находятся в пределах 2/3E„+u„„

3-п с каналом р-типа находятся в непроводящем состоянии, а МОП-транзисторы 2-1,2-2,...,2-п,4-1,4-2,...,4-п

5 открыты, в результате чего выход 11 элемента находится под потенциалом отрицательной шины питания 8, что соответствует алфавитному значению "0".

Таким образом, работа элемента соответствует таблице истинности функции .

Технико-экономический эффект в заявленном логическом элементе зак» лючается в расширении его функциональных возможностей, что позволяет упрощать устройства, построенные на его основе.