Логический элемент

 

1. ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ,-содержащий первый и второй входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы подключены к шине питания, эмиттеры подключены к первому и второму входам элемента, а коллекторы соединены с базами соответственно первого и второго -промежуточных транзисторов,эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего .каскада и через третий резистор - к общей шине, коллектор первого промежуточного транзистора через, четвертый резистор соединен с шиной питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введе-ны неинвертирующий выходной каскад, два диода и резистор, аноды первого и второго диодов соединены соответственно с коллекторами первого и вто-рого промежуточных транзисторов, катоды - с входом неинвертирующего выходного каскада, а коллектор второго промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания. 2. Элемент по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что инвертирующий выходной каскад содержит двухэмиттерный транзистор, база которого подключена к его входу, первый эмиттер подключен к общей шине, а второй эмиттер .через соответствующий резистор - к шине питания и соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого через соответствующий резистор подключен к щине питания,3 а эмиттер соединен с коллектором (Л двухэмиттерного транзистора и выходом элемента. 3. Элемент по п. 1,отличающ и и с я тем, что неинвертирующий выходной каскад содержит первый транзистор , база которого соединена с входом каскада, коллектор - с шиной 00 питания и коллектором второго тран00 зистора, эмиттер которого соединен с со дополнительным выходом элемента и 4 эмиттером третьего транзистора обратной проводимости, коллектор которого подключен к общей шине, база - к катоду диода и через резистор - к общей шине, анод диода соединен с эмиттером первого транзистора, база которого соединена с базой второго транзистора .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

41 А (19) SU(II(4(5!) Н 03 К 19 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ / СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3656432/24 — 21 (22) 24. 10. 83 (46) 07. 02. 85. Бюл. Ф 5 (72) В. С. Осадчук, В. В. Стронский, С. Ф. Смешко и А. А. Ножнов (71) Винницкий политехнический институт (53) 621.375.083(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1(1 - 729848, кл. Н 03 К 19/08,.1980.

2. Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М., "Советское радио", 1975, с. 29, рис. 1. 20 (прототип). (54)(57) 1. ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, со— держащий первый и второй входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы подключены к шине питания, эмиттеры подключены к первому и второму входам элемента, а коллекторы соединены с базами соответственно первого и второго промежуточных транзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего, каскада и через третий резистор — к общей шине, коллектор первого промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функци— ональных возможностей, в него введе,ны неинвертирующий выходной каскад, два диода и резистор, аноды первого и второго диодов соединены соответственно с кбллекторами первого и второго промежуточных транзисторов, катоды — с входом неинвертирующего выходного каскада, а коллектор второго промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания.

2. Элемент по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что инвертирующий вьг ходной каскад содержит двухэмиттерный транзистор, база которого подключена к его входу, первый эмиттер подключен к общей шине, а второй эмиттер через соответствующий резистор — к шине питания и соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого через соответствуюl щий резистор подключен к шине питания, З а эмиттер соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора и выходом элемента. С:

3. Элемент по п. 1, о т.л и ч а ю —шийся тем, что неинвертирующий выходной каскад содержит первый транзистор, база которого соединена с . входом каскада, коллектор — с шиной питания и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с дополнительным выходом элемента и эмиттером третьего транзистора обратной проводимости, коллектор которого подключен к общей шине, база — к катоду диода и через резистор — к общей шине, анод диода соединен с эмиттером первого транзистора, база которого соединена с базой второго транзистора.

1 1138

Изобретение относйтся к импульсной, технике и предназначено для построения цифровых логических устройств.

Известен логический элемент, со. держащий входной многоэмиттерный

5 транзистор, соединенный коллектором с базой промежуточного транзистора, эмиттер которого через диод подключен к общей шине, а также выходной каскад, в состав которого входит l0 эмиттерный повторитель на транзисторе, база которого является его входом, коллектор подключен к шине питания, а эмиттер через диод — к

его выходу, который через резистор подключен к общей шине, а также сложный инвертор на дополняющих тран" зисторах разного типа проводимости, причем база первого транзистора соединена с базой транзистора эмит- 2О тарного повторителя, коллектор подключен к шине питания, а база второго транзистора обратной проводимости подключена к выходу эмиттерного п6вторителя, коллектор — к общей 25 шине, а эмигтер соединен с эмиттером первого транзистора и образует выход устройства (1) .

Недостатком такого логического элемента является то, что он не выполняет функцию ИЛИ-НЕ в положительной логике.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является логический элемент, содержащий первый и второй входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы подключены к шине питания, эмиттеры подключены к первому и второму вхо- 40 дам устройства, а коллекторы соединены с базами соответственно первого и второго промежуточных транзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего выходного каскада и через третий резистор подключены к общей шине, коллектор первого промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания и подключен к коллектору второго промежуточного транзистора и базе верхнего транзистора инвертирующего выходного каскада (2) .

941

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей логического элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в логический элемент, содержащий первый и второй входные транзисторы, база которых через первый и второй резисторы подключены к шине питания, эмиттеры подключены к первому и второму входам элемента, а коллекторы соединены с базами соответственно первого и второго промежуточных транзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего выходного каскада и через третий резистор — к общей шине, коллектор первого промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания, дополнительно введены неинвертирующий выходной каскад два диода и резистор, аноды первого и второго диодов соединены соответственно с коллекторами первого и второго промежуточных транзисторов, катоды— с входом неинвертирующего выходного каскада, а коллектор второго промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания.

При этом инвертирующий выходной каскад содержит двухэмиттерный транзистор, база которого подключена к его входу, первый эмиттер подключен к общей шине, а второй эмиттер через соответствующий резистор — к шине питания и соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого через соответствующий резистор подключен, к шине питания, а эмиттер соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора и выходом элемента.

Кроме того, неинвертирующий выходной каскад содержит первый транзистор, база которого соединена с входом каскада, коллектор — с шиной питания и .коллектором второго тран-.: зистора, эмиттер которого соединен с дополнительным выходом элемента и эмнттером третьего транзистора обратной проводимости, коллектор которого подключен к общей шине, база— к катоду диода и через резистор— к общей шине, анод диОда соединен с эмиттером первого транзистора, база которого соединена с базой второго транзистора..

Недостатком известного логичес- 55 кого элемента является то, что он не выполняет функцию И"НЕ в положительной логике.

На чертеже приведена принципиаль. ная электрическая схема логическог элемента.

Логический .элемент работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии на входах 6 и 7 присутствует высокий потенциал, что соответствует значению логических единиц. В этом случае

Э 1138

Логический элемент содержит первый 1 и второй 2 входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы 3 и 4 подключены к шине 5 питания, эмиттеры подключены к пер5 вому и второму входам 6 и 7 устройства, а коллекторы соединены с базами соответственно первого 8 и второго 9 промежуточных транзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего выходного каскада 10, и через третий резистор 11 — к общей шине 12, коллектор первого промежуточного транзистора 8 через четвертый резистор 13 соединен с шиной 5 питания, аноды первого и второго диодов 14 и 15 соединены соответственно с коллекторами первого и второго промежуточных транзисторов 8 и 9, катоды — с входом неинвертирукицего выходного каскада 16, а коллектор второго промежуточного транзистора 9 через четвертый резистор 17 соединен с шиной 5 питания, при этом инвертирующий выходной каскад 10 содержит двухэмиттерный транзистор 18, база ко- торого подключена к его входу, первый эмиттер подключен к общей шине 12, а второй эмиттер через соответствующий резистор 19 — к. шине 5 питания, и соединен с базой выходного транзистора 20, коллектор которого через соответствуннщий резистор 21 подключен к шине 5 питания, а эмиттер соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора 18 и выходом 22 элемента, при этом неинвертирующий выходной каскад

16 содержит первый транзистор 23, база которого соединена с входом каскада, коллектор которого соединен

- с шиной 5 питания и коллектором второго выходного транзистора 24, эмиттер которого соединен с дополнительным выходом 25 элемента и эмиттером третьего транзистора 26 обратной

45 проводимости, коллектор которого подключен к общей шине 12, база — к катоду диода 27 и через резистор 28— к общей шине 12, анод диода 27 соединен с эмиттером первого транзисто50 ра 23, база которого соединена с базой второго транзистора 24.

941 4 первый 1 и второй 2 входные транзисторы находятся в инверсном активном режиме и их базовые токи, величина которых определяется резисторами 3 и 4, обуславливают насыщенное состояние промежуточных транзисторов 8 и

9. При этом на эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9, и входе первого выходного каскада 10 присутствует высокий потенциал. С входа перво" го выходного каскада 10 в базу двухэмиттерного транзистора 18, имекщего большой инверсный коэффициент передачи, поступает ток насыщенных промежуточных транзисторов 8 и 9. Подключение второго эмиттера-к базе выходного транзистора 20 обеспечивает выключение последнего после .отпи-. рания транзистора 18,и его перехода в режим насыщения. При этом на выходе 22 присутствует низкий потенциал, что соответствует состоянию логического нуля, следовательно, выходной каскад инвертирует сигнал, поступающий íà его вход.

На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует низ-. кий потенциал. Первый 14 и второй 15 введенные диоды закрыты, поскольку на базах низкий потенциал, и на входе выходного каскада 16 — низкий потенциал, в результате транзисторы 23 и 24 оказываются в состоянии отсечки, база р-и-р транзистора 26 оказывается соединенной с общей шиной 12 через резистор 28, чем обеспечивается открытое состояние транзистора 26, что соответствует состоянию логического нуля на выходе 22.

Следовательно, выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступающий на его вход. Если на входе 6 присутствует высокий потенциал, а на входе 7— низкий, в этом случае первый входной транзистор 1 находится в инверсном активном режиме и его базовый ток обусловливает насыщенное состояние промежуточного транзистора 8, а второй входной транзистор 2 закрыт, на его коллекторе присутствует низкий потенциал, что обусловливает состояние .отсечки промежуточного транзистора 9. На эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9 и входе выходного каскада 10 присутствует высокий нотен. циал. Выходной каскад 10 инвертирует сигнал, поступающий на его вхед и.иц! 138941

Выходы

25

35 0

Из таблицы видно, что на выходе

22 реализуется логическая функция

И-НЕ, а на входе 25 — логическая функция ИЛИ-НЕ в положительной логи45 ке.

Технико-экономический эффект в логическом элементе заключается в расширении его функциональных возможностей, что позволяет уменьшить

50 номенклатуру логических элементов. выходе 22 присутствует низкий потенЦиал, т. е. логический нуль.

На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует соответственно низкий и высокий потенциал. .с

Первый введенный диод 14 закрыт, поскольку иа его аноде низкий потенциал, а второй введенный диод 15 открыт и на входе выходного каскада

l6 — высокий потенциал, так в него поступает ток от шины 5 питания через резистор 17 и второй введенный диод 15. Выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступакщий на его вход, и на выходе 25 присутствует высокий потенциал, т.е. логическая единица.

Если на входе 6 присутствует низ1 кий потенциал, то на входе 7 — высокий. В этом случае первый входной транзистор 1 закрыт, на его коллекторе присутствует низкий потенциал, что обусловливает сос-.ояние отсечки промежуточного транзистора 8, а второй входной транзистор находится в инверсном активном режиме и его базовый ток обусловливает насыщенное состояние промежуточного транзистора 9.

На эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9 и входе выходного каскага 10 присутствует высокий потенциал. Выходной каскад 10 инвертирует сигнал, поступакпций на его вход, и на выходе 22 присутствует низкий потенциал, т. е. логический нуль.

На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует соответственно высокий и низкий потенциал.

Первый введенный диод 14 открыт, а второй введенный диод 15 закрыт и на входе выходного каскада 16 высокий потенциал, так в него поступает ток от шины 5 питания через резистор 13 и первый введенный диод 14.

Выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступающий на его вход, и на выходе

25 присутствует высокий потенциал, т.е. логическая единица.

Если на входах 6 и 7 присутствует низкий потенциал, то первый 1 и второй 2 входные транзисторы закрыты, на их коллекторах — низкий потенциал, что обусловливает состояние отсечки промежуточных транзисторов 8 и 9.

На эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9 и входе выходчого каскада

10 присутствует низкий потенциал. Выходной каскад 10 инвертирует сигнал, поступающий на его вход, и на выходе

22 присутствует высокий потенциал, т. е. логическая единица.

На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует высокий потенциал. Первый 14 и второй 15 введенные диоды открыты и на входе выходного каскада 16 высокий потенциал, так как в него поступает ток от шины 5 питания через резистор 13 и первый введенный диод 14, а также ток от шины 5 питания через резистор

17 и второй введенный диод 15.

Выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступающий на его вход, и на выходе 25 присутствует высокий

25 потенциал, т. е. логическая единица.

Состояния входов и выходов логическо— го элемента сведены в таблицу.

l 1 38941

Составитель .А. Янов

Редактор А. Шандор Техред А.Бабннец Корректор В. Синицкая

Заказ 10706/45 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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