Вентиль интегральной логики с диодами шоттки

 

Изобретение относится к импхмьсной технике и может быть использовано в интегральных схемах. Цель изобретения повышение быстродействия вентиля. Венти.1ь содержит переключающей п-р - п-транзистор (Т) 1, диод Гиоттки 4 и шунтирующий р - п - р Т 6. За счет подключения ко,тлектора (К) р-П -р-Т 6 к аподу диода Шоттки емкость К - земля п-рп-Т i умсн.ьникмся на величину емкости К -- база р п р-Т С) и увеличивается емкость анодкатод диода Шоттки 4. Схема вентиля нредусмач pniiaeT возможность оснаид.епия р п - р-Т 6 дополнительными К и введения доно.чнительных диодов Шоттки. 1 3. п. ф-лы. 3 пл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ I 401595

A I!

51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4072241!24-2! (22) 28.05.86 (46) 07.06.88. 5t<);t. № 21 (71) Московский физико-технический институт (72) О. В. Коробейников, Д. A. Кузьмичев и Г. И. Фурсин (53) 621.374 (088.8) (56) Электроника, 1978, т. 51, ¹ !2, с. 3.

Мурога С. Системное проектирование сверхбольших интегральных схем. Кн. 1.—

Ч.: Мир, 1985 с. 15!. t)ttc. 3, 5, 12.а. (54) ВЕНТИ.:Ib ИНТЕГРЛ. 1ЪНОГ1,,1ОГIIКИ С ДИОДАМИ LLIOTTKH (5i) Изобретение относится к импульс п)й технике и может быть использовано в интегральных схемах. Цель изобретения lloвышенпе быстродействия вентиля. Вентиль содержит переключающий tl — - р — и-транзисторр (Т) 1, дио1 11!Оттки 4 и п1унтирую ций р — и — р Т 6. За счет подключения коллектора (K) р-- t)--р-T 6 к »поду диод» 111отгкп емкость К вЂ” — земля п-- р- и-T t уме пьttt tt. òt.)t на величину емкости К -- базы р и р-Т () и увеличивается емкость»нод-- к;)тод .и!о ьа .Цоттки 4. Схема вентиля !1редусм», ри !!»ет

Возможность Оснап1 tttttt 1). п - !)-1 о,!!)!10. 1ни ге1ы!Ымll К, и Ввсд!. нпя .Lot!().1 вите. lьнь1х диодов Шотткп. 1 з. п. ф-лы. 3 пл.

140!5(95.3 01

4$

1.1;1(>1>р< I; l!><(<>?>ни итсB . к импу;>ьсной

r(. х>?Икс, в <>ас Г>!(>с ги к логическим вентилям, н может быть >1(.?<О>?ьзовано в интегральных схемах.

Целью изобрегения является повышение быстродействия вентиля.

Иа фиг. I приведена электрическая схема предлагаемого вентиля; на фиг. 2 — — то же, с дополнительнь(ми выходами; на фиг. 3— схема coåäèíåíèÿ вентилей.

Вентиль интегральной логики с диодами

Шоттки (фиг. I ) содержит переклк>чающий

n-- р — -n-транзистор 1, эмиттер которого подключен к шине 2 нулевого потенциала, а база является входом 3 вентиля, диод Шоттки 4, катод которого подключен к коллектору переключающего транзистора 1, а анод является выходом 5 вентиля, шунтируюц(>1Й р- -и--р-транзистор б, эмиттер и база которого подключены соответственно к базе и коллектору. переклк> (ающего транзистора 1, а коллектор подключен к аноду диода Шоттки 4.

Б вентиле (фиг. 2) шунтирующий транзистор б («иа .>жен дополнительными коллекторами и введены дополнительные диоды

Шоттки 7 (на фиг. 1 один диод), катоды коT(>phfx nодкл1очены к коллектору переключающего транзистора, а анод каждого из

f(oTopbI> является гоотВетстВуюшим допОЛ"

НИ > ЕЛ> НЫ? < ВЬ(Х(>ДОМ Я >;;C >ЧЕН к .эо> ветствую?нему коллектору шунтируfoП>Ег<> ГРВ>< 1>?С ГОРВ

=:J.е .>енты 9 мог)>T (JhITI>

1Одкдю <сна как к Входам 3, .Гак и к вь ходам

5 н <; вентилей, что является эквивалентным

ПО ТЕХНИЧЕСКИМ Х(?Р?>Ктс?>ИСТИКаМ «фИГ. 3) .

Предл:-.Гаемый В нтиль ?(нтеграль>(ой логики с диодпмп (.1О" тки работает следующим образом (,CJlH H3 В (ОД(. <) ВС.НТ?>ЛЯ >>>POBef(L ЛОГИЧЕС кого «0;), ffep«HJ;lo afo>J>нй и- — p--и-1 и шун. тиру<1<>щ?1"; р- -и --р-б транзисторы закрыты, на выходе 5 вентиля,"тановлен уровень лог. Гес?(ой «1». Пр>(r>cpexoде напряжения на

«ход(: > >зснтилЯ из 0 B 1 oK токозадающеГО

, кмента i e B j»l æàcò входную ем кость вен:. Iлч Ifp!I достих(сn>IH B)(одным нап!Зяжением вентил>1 уровня II(рс>га переключен"-я и — -p-- и-транз (el o!>B 1. транзистор 1 от крываетсH. Иапря I((ние на е..о коллекторе уменьп>аетсн и т.>лько после уменьшения»а.

?1?>>1жен??я< на вьl ход(3 B(нтиля оТ >>ровня ло.

Гической «1. до ур(>вня лor.п f(>cêîã ? «О» отКрывае Гся 1(?уl!T ру>О(ци?1 р---и--р-транзис>ор б, fH" .Jlc Ic ():за счет протек?>И>?я избыT(iч! ОГО В хоl>?OГ(), Ок 1 В ЭМHTlep p П р

, рз н зи ст(р а б (<х(:?? ь?»Вется ток базь: и-. n< -и т )<>llзи ? )1>а j аким Образом., Нссм )т?>и на и;...>ый f()i(базы и - р iff- раизисто!>а 1 В с 1 нт?1(?((. ?О() "1 «. )< тоя нии при у pOBH>J

ЛОГH«C< ?(О>1 : j II;I ?>((>1«(:>, B(<ЛИ ЧИНЯ ТОК!

I! ;J > . C, l (I > ) >I I < l;, j> < l, H l Н Ы (e "< i К Г) С Г И В (Нтl!,ля ?И) Вр((! я и; р(хо>?н>:.;..» <>.(ессон, oT Ko торо o зависит задержк» вентиля при II реходе напряжения на входе от 0 к 1, определяется током токоз(1 да Iolfler о элемента 9 (каи и в случае отсутствия шунтиру>ощего транзистора 6). Барьерное напряжение база--эмиттер шунтирующего р--и — р-транзистора 6 выбир" åòñÿ меньше барьерного напряжения база---коллектор переключаю(цего и — -р — и-транзистора I, благодаря чему ограничивается насьпцение и--р — и-транзистора 1, что важно с точки зрения получения малой задержки при переходе входного напряжения от I к О.

При переходе напряжения на входе вентиля от уровня I к 0 рассасывается заряд в базах п--р — n -1 и р — n — р- 6 транзисторов. При этом, в силу большей инерционности транзистора 6 р — п- — р-типа по сравнению с транзистором 1 и — р — п-типа, а также ввиду того, что большая часть рассасывающего тока поступае-> в базу п — р — n-тра нзистора 1, после рассасывания заряда в базе и†р — n-транзистора 1 в базе р — и — р-транзистора б рассосется только часть заряда.

Соответственно, ток коллектора п †р †итранзистора I скачком уме.>ьшится до нуля и напряжение на выходе 5 вентиля начнет переходить от 0 к 1, а ток коллектора р — n — р-транзистора 6 продолжает течь (до тех пор, пока заряд в его базе не уменьшится до нуля). В известном вентиле ток колле,(тора р — и — -р-транзистора б протекает на, ц>и?ну 2 земли и Hс оказывает влияния на скорость i>eрезарядки выходной емкости вентиля, тогда ка-;:. в предлагаемом техническом решении благодаря подключению кол лектора р — и — p-транзистора 6 к аноду диода Шоттки 4 ток „ îë.ë;å- êòîðà р--n — -- р-транзистора б coBffeстнG с током токозадающего элемента 9 npl переходе выходного напряжения от 0 к 1 перезаряжает выходную емкость вентиля, Таким образом, В предлагаемом вентиле ввиду инерционности тока коллектора а(унтирующего р — n--р-транзистора 6 удается увеличить сумм.эрный> To(::, г>ерезаряжающий во время fepexoJf(ff;х процессов выходку(о емкость вентиля, и со ò åòственно повысить быстродействие и увеличить крутизну фронтов.

Емкость анод — катод диода Шотт? и 4 в поедла>-аемом вентиле работает как ус. <юряющая: при переходе напри:-кения на выходе

Вентиля От f « 0 за счет протекания тока при закрытом дрог(; > 0от > ки 4 >?ерез та-,<-;>о ем кость Ум(>зьшается ВРемя переза1эядки Выходкой е. востр Вентиля„увеличение ука а ной емкос;,I ирнвсдит к Г(овышению быстродейс>гвин. Пс>-. Гому, ff pH подключении коллектора n> n .. эанзистора 6 K elf<(äó дис ..

>а Шоттки 4 досlnf аеТса дополнительное повышение быстродействия предлагаемого вентиля, поскольку при -:T-oì HB величину е.:—

"ости коллектор †ба р--п--р-транзистора 6 умен f!IBBTcv ем:::,.Ость коллектор †-земля! !!115О5 з п -р п-транзистора 1 и увеличивается ev кость анод - катол лиола Шоттки 4. р!

Фор.мула изобретения

При объединении выходов различных вентилей реализуется функция «voíòaæíoå И».

Если вентиль имеет дополнительные выходы В (фиг. 2), то возможна реализация функции «монтажное И» на кажлом лополнительном выходе 8.

1. Вентиль интегральной логики с диодами Шоттки, содержа!ций переключающий п — -р — п-транзистор, эмиттер которого полключен к шине нулевого потенциала, база соединена с входом вентиля, катол лиода

Шоттки подключен к коллектору перекл1очающегося и — р п-транзистора, а анол соети!!ен с выходом вентиля, шунтируfoll!II

- и -р-гранзистор, эмитгер и база к!>то!гик подключены соответственно к базс и к<>л лектору нереключающегося и р --n-трап. зистора, отличающийся тем, что, с целью иовы!пения быстродействия, коллектор шунтирую!цего р---n--р-транзистора подключен к анолу лиола Шоттки.

2. Вентиль по и. 1, отлинаюирйся тем, что шунтирую1ций транзистор снабжен лополнительньсми коллекторами и введены допол.нительные лиолы Шоттки, катоды которых подключены к коллектору переключающего

n---p — n-транзистора, а анод каждого из которых соединен с соответствующим дополнительным Bhlxojlov вентиля и подключен к соответствующему лополнительному коллектору шунтирующего р — п- -р-транзистора (.tlat I HHli l i.п, i !II(

Редактор 11 Г s нькн ;ipcз 11. Hcf.«г К<)1 р«к <>1> I, -ii

3» i33 254!! 5 Тири к и28 f 1i i; i! к()«

ВГ! !1! !!11! I к ирл вснп >!i»iièòii i (<.<.Р i« i i «: ; >« i к «> i е» к

I I !Ii.i: Х!(кк». Ж,!5. :г .к,:.:lii и !!рви к l.i I « » i к игрлфи i««ê « р .,ир ill!i(. ..., 1, ° „ч