Одноразрядный сумматор-вычитатель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

69) SU (1Н

4(51) G 06 F 7/50

OhN0AHNE ИЗОЬРЕтИНИ Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3635277/24-24 (22) !2.08.83 (46) 30.01.85. Бюл. !! 4 (72) Ю.И.Рогозов,А.В.Ерохин и Н.И,Чернов (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 68!.325.5 (088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР

Ф 907543, кл. G 06 F 7/50, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3460472/24,кл. G 06 F 7/50, 1982 (прототип). (54)(57) ОДНОРАЗРЯДНЫЙ СУММАТОР-ВЫЧИСЛИТЕЛЬ, содержащий восемь n — р— п-транзисторов, семь p - n — р. - транзисторов и многоколлекторный р- ь р-транзистор, причем базы первого, второго и третьего n- p --n-транзисторов соединены с соответствующими входами одноразрядного сумматора-вычитателя, база четвертого n — p — п-транзистора соединена с первыми коллекторами первого, второго и третьего и — р - n --транзисторов, первый кол..лектор четвертого n — p — - n-транзистора соединен с выходом суммы одноразрядного сумматора-вычитателя, а второй коллектор соединен с базой пятого n.- р -- и -транзистора, первый коллектор которого соединен с выходом разности одноразрядного сумматора-вычитателя, коллектор первого р — n --- -p -транзистора соединен с базой шестого n- p . .— -n --транзистора, первый коллектор которого подключен к выходу переноса одноразрядного сумматора-вычитателя, коллектор седьмого n — р — n-транзистора соединен . с выходом заема одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры p- h— р-транзисторов соединены с соответ-, ствующими коллекторами многокаллекторного p n — р -транзистора, эмиттер которого соединен с шиной пита> ния одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры h p — и -транзисторов и базы р- n — р -транзисторов, а также база многоколлекторного p— и — p --транзистора соединены с шиной нулевого потенциала одноразрядного сумматора-вычитателя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, вторые коллекторы первого, второго и третьего ь — р - n -транзисторов соединены с базами тех же транзисторов, база четвертого — р — и транзистора соединена с коллекторами второго и третьего р — n — p -транзисторов, коллектор пятого Р -n--ртранзистора соединен с базой и первым коллектором пятого -р-и-транзистора, третьи коллекторы первого, второго и третьего n-p-n — òðàíçèñòoðîâ соединены с базой шестого и--р-и--транзистора, второй коллектор которого соединен с эмиттером второго р- -ртранзистора, четвертые коллекторы второго и третьего п-р-п.-транзисторов соединены с третьим коллектором пятого и с базой восьмого -р-и-транзисторов, а также с коллектором пятого p-n-p-транзистора, пятые коллекторы второго и третьего n p-n-TpBH зисторов соединены с четвертым кол.— лектором пятого и с базой седьмого п-р-п-транзисторов, а также с коллекторами шестого и седьмого р-n-p--транзисторов, коллектор восьмого

h-р-И транзистора соединен с . эммитером шестого Р-H-t - транзистора.!!37462 2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении больших интегральных схем обработки информации на элементах с инжекционным питанием.

Известен одноразрядный сумматор на инжекционных элементах, содержащий шесть h-р-п, шесть р-n — p-транзисторов и многоколлекторный р-п- р- О транзистор, эмиттер которого соединен с шиной питания, база - c базами

h - р и змиттерами h -р-п-транзисторов, а коллекторы соответственно соединены с базами и-р-и и эмиттерами р-и-р транзисторов (1 .

Недостатком известного сумматора является невозможность осуществления им операции вычитания одноразрядных чисел. 20

Наиболее близким техническим решением к изобретению является одноразрядный сумматор-вычитатель, содержащий восемь п-р-п.-транзисторов, семь р-n p-транзисторов и многоколлекторный р-п-р-транзистор, причем базы первого, второго и третьего ир.-n-транзисторов соединены с соответствующими входами одноразрядного сумматора-вычитателя, база четвертого и-р-п-транзистора соединена с первыми коллекторами первого, второго и третьего п-р-п-транзисторов, первый коллектор четвертого и-р-и-транзисторов соединен с выходом суммы одноразрядного сумматора-вычитателя, а вто35 рой коллектор соединен с базой пятого п-р-п-транзистора, первый коллектор которого соединен с выходом разности одноразрядного сумматора-вычи40 тателя, коллектор первого р-и-р-тран,зистора соединен с базой шестого п-р-п-транзистора, первый коллектор которого подключен к выходу переноса одноразрядного сумматора-вычитателя; коллектор седьмого и-р-и-транзистора

45 соединен с выходом заема одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры р-и-р-транзисторов соединены с соответствующими коллекторами многоколлекторного р-п-р-транзистора, эмиттер которого соединен с шиной питания одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры и-р-и-транзисторов и базы р-п-р-транзисторов, а. также база многоколлекторного p-n-p-транзистора соединены с шиной нулевого потенциала одноразрядного сумматора- вычитателя, который содержит также девятый, десятый и одиннадцатый и-фи-транзисторы и восьмой р-n-p-транзистор $2$.

Недостатком известного одноразрядного сумматора-вычитателя является сложность конструкции.

Цель изобретения — упрощение конструкции одноразрядного сумматоравычитателя.

Поставленная цель достигается тем, что одноразрядный сумматор-вычитатель, содержащий восемь и-р-п-транзисторов, семь р.-п-р-транзисторов и многоколлекторный р-п-р-транзистор, причем базы первого, второго и третьего n --р -n--транзисторов соединены с соответствующими входами однораз рядного сумматора.-вычитателя, база четвертого и --р -n -транзистора соединена с первыми ко„ лекторами первого, второго и третьего и-р-л-транзисторов, первый коллектор четвертого п -р.-п-транзистора соединен с выходом суммы одноразрядного сумматора-вычитателя, а второй коллектор соединен с базой пятого и -р-п транзистора, первый крллектор которого ñîåдинен с выходом разности одноразрядного сумматора.-вычитателя, коллектор первого р-n-p-транзистора соединен с базой шестого п-р.-n-транзис- тора, первый коллектор которого подключен к выходу переноса одноразрядного сумматора-вычитателя, коллектор седьмого и-р-и--транзистора соединен с выходом заема одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры р-и-р-транзисторов соединены с соответствующими коллекторами многоколлекторного р-и-р -транзистора, эмиттер которого . соединен с шиной питания одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры и-р-и-транзисторов и базы р-и-ртранзисторов, а также база многоколлекторного р--n-p-транзистора соединены с шиной нулевого потенциала од норазрядного сумматора-вычитателя, вторые коллекторы первого, второго и третьего h --p-n--транзисторов соединены с базами тех же транзисторов, база четвертого и-р-и-транзистора соединена с коллекторами второго и третьего р -n-р -транзисторов, коллектор пятого р-п.-р-транзистора соединен с базои и первым коллектором пятого п-р-п-транзистора, третьи коллекторы первого, второго и третьего и-р-итранзисторов соединены с базой шестого и-р-и -транзистора, второй коллек1137

3 тор которого соединен с эмиттером второго р — n--p--транзистора, четвертые, коллекторы второго и третьего и -р-итранзисторов соединены с третьим коллектором пятого и с базой восьмого ь-р-п-транзисторов, а также с коллектором пятого р-и -р-транзистора, пятые коллекторы второго и третьего п-р-в-транзисторов соединены с четвертым коллектором пятого и с базой 10 седьмого -р-п-транзисторов, а также с коллекторами шестого и седьмого р -n--р-транзисторов, коллектор восьмого и-р-н-транзистора соединен с эмиттером шестого р-п-р-транзистора.

На чертеже представлена принципиальная схема одноразрядного сумматора-вычитателя.

Одноразрядный сумматор-вычитатель содержит n-p--n-транзисторы 1-8, р- р-транзисторы 9-15, многоколлекторный р-и-р-транзистор 16, входы опе.. — . рандов 17, 18 и 19, .выход суммы 20, выход переноса 21, выход разности 22 и выход заема 23, а также язону пита- 25 ния 24 °

В транзисторах 1-.3,7 один из коллекторов соединен с базой, этим обеспечивается коэффициент передачи по выходным коллекторам, равный единице, т.е. эти транзисторы являются токовыми повторителями..

Транзисторы 9-!5 задают разные . токи .в"базы соответствующих а-р-п-транзисторов. Это обеспечивается геометрицй и взаимным расположением эмиттерных и коллекторных областей р-и-р транзисторов.,При этом транзисторы 9-15 задают соответственно

l,5; 2;. 0,5, 1,5; .1;- 2", 0 5 уровней

40 тока.

Сумматор-вычитателъ работает следую1цим образом.

Предположим, что на входе устройства есть кодовая комбинация з 1;

462 4

Ь„= О, PÄ = 1; транзисторы l 3 отводят весь ток, инжектируемый в базу транзистора 4, последний закрыт,. на выходной шине переноса суммы P формируется единица. Ток, задаваемый в базу транзистора 5, равен разнице

1токов, инжектируемых транзисторами 10 и 11 и отводимых транзисторами 1-3.

Этот ток равен 0,5 уровня тока, транзистор 5 открыт, следовательно, на выходной шине суммы 20 — низкий уровень. Транзистор 5 отводит ток, задаваемый в базу транзистора 7, последний закрыт, на выходной шине разности — высокий уровень. Транзистор 8 закрыт, так как транзистор 14 зашунтирован открытым транзистором 6, а транзистор 3 отводит ток, задаваемый транзистором 15. На выходной шине переноса разности †..высокий уровень.

Таким образом, по истечении времени преобразования, после подачи на вход устройства цифрового кода, на выходе устройства сформируется четыре выходных сигнала

Рассуждая аналогичным образом, можно получить значения выходных сиг,налов для различных значений входного кода.

Следует отметить, что устройство производит операцию вычитания с ин-. е версными входными переменными, а операцию суммирования с прямым значением кода.

По сравнению с устройством-прототипом данный сумматор-вычитатель содержит на четыре транзистора меньше, что составляет 25Х. Сокращение числа транзисторов приводит к уменьшению площади, занимаемой устройством на кристалле, а также уменьшению потребляемой мощности.

113/462

25 й+

Составитель А.Степанов

Техред.Т.Дубинчак Корректор О,Луговая

Редактор А.Долинич

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

Заказ 10525/36 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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