Четырехуровневый сумматор-вычитатель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (I E) (SEE 4 Н 03 К 19 091

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4184980/24-21 (22) 20.01.8. 7 (46) 07.09,88. Бюл. Ф 33 (7f) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д,Калмыкова (72) A.Â,Åðîõèí, Ю.И.Рогоэов и Н.И.Чернов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К- 892730, кл, H 03 К 19/091, 1980.

Пономарев М.Ф., Коноплев Б.Г °, Фомичев А,В. Обзоры по электронной технике: Многоуровневые логические элементы и устройства. — БИС, Сер.

Микроэлектроника, М., 1982, вып. 2 (879), с. 27, рис. 24. (54) ЧЕТЫРЕХУРОВНЕВЬЙ СУММАТОР-ВЫЧИТАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к импульс" ной технике, и мажет быть использовано при построении больших интегральных схем обработки информации на элементах многоуровневой инжекционной логики. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей, а именно возможность одновременного выполнения операций сложения и вычитания.

Четырехуровневый сумматор-вычитатель содержит одиннадцать транзисторов 1, 2, 3, 7, 8, 10, 12, 13 15, 16, 17 с инжекционным питанием. Инжектор ,задает в базы транзисторов 7, 15 и

1422396 в вь.<од 11 по семь уровней тока, а базь: транзисторов 8 и 13 по три с пфловиной уровня тока, а базу транзйстора 10 четыре уровня тока, в базь1 транзисторов 12, 16, 17 и выход

1о по три уровня тока, а в выходы 9

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении больших интегральных схем обработки информации на элементах мно гоуровневой инжекционной логики.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, а именно

Возможность одновременного выполнения операций сложения и вычитания. lÎ

На чертеже представлена принципиальная схемачетырехуровневого сумматора-вычитателя.

Четырехуровневый сумматор-вычита- 15 тель содержит первый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы с инжекционным питанием, базы и первые коллекторы которых соединены с соответствующими пходами 4, 5 и 6, база и первый кол в 20 лектор четвертого транзистора 7 с инжекционным питанием — со вторыми коллекторами транзисторов 1-3, коллекторы которых соединены с базой пятого транзистора 8 с инжекционным питанием, первый коллектор которого соединен с выходом 9 переноса, а второй коллектор — с базой и первым коллектором шестого транзистора 10 с инжекционным питанием, второй кол в 30 лектор которого соединен со вторым коллектором транзистора 7 и выходом

11 суммь1, база и первый коллектор седьмого транзистора 12 с инжекционным пит;гнием — с четвертым коллектором транзистора 1,,а четвертые коллекторы транзисторов 2 и 3 — со вторым коллектором транзистора 12 и базой зосьмого транзистора 13 с инжекционным питанием, первый коллектор 10 которого соединен с выходом 14 заема„ а второй коллектор — с пятыми коллекторами транзисторов 2 и 3, с третьим коллектором транзистора 12, с базой и первым коллектором девято.и 14 по одному уровню тока. При этом на выходах 9 и 11 реализуются функции переноса и суммы, а на выходах

14 и 18 — функции заема и. разности от входных четырехуровневых переменных ° 1 ил, ro транзистора 15 с инжекционным питанием, шестые .коллекторы транзисторов 2 и 3 — с четвертым коллектором транзистора 12, с базой и первым коллектором десятого транзистора

16 с инжекционным питанием, вторые коллекторы транзисторов 15 и 16 — с базой и первым коллектором одиннадцатого транзистора 17 с инжекционным питаниеМ, второй коллектор которoro соединен с выходом 18 разности. Инжектор задает в базы транзисторов

7 и 15 и в выход суммы 11 по семь уровней тока, в базы транзисторов

8 и 13 — по три с половиной уровня тока, в базу транзисторов 10 — четыре уровня тока, в базы транзисторов

12, 16, 17 и выход разности — по три уровня тока, в выходы переноса и заема — по одному уровню тока, Это обеспечивается геометрией и взаимным расположением инжектора и базы транзистора. Введение коллекторов обратной связи (первые коллекторы) в транзисторы 1, 2, 3, 7, 10, 12> 15> 16 и 17 обеспечивает коэффициент передачи этих транзисторов, равный единице, т.е. входной ток транзистора равен выходному.

Суммартор-вычитатель работает следующим образом.

По входам 4 и 5 подается четырехуровневый сигнал двух слагаемых или уменьшаемого и вычитаемого: 0;

2I ; 3I,, а по входу 6 - двухуровневый сигнал переноса или заема

0; 1

Если сумма входных сигналов I +

+ I + I = 1,ящ меньше или равна трем (31 ), в транзистор 7 задается ток 7I — I., на входе 11 ток равен

I. . При этом транзистор 8 открыт, так как в его базу задается ток 3, 5I, что больше суммарного тока, и

В результате на выходе 18 разнос,ти ток равен разностному току, а на выходе 14 заема — нулю.

Если вычитаемое (I< + I ) больше уменьшаемого, транзисторы 13 и 16 закрыты, а транзистор 15 открыт, в его базу задается ток, равный 71, — (31, — 1,) — (1, + 1,) = (1, +

+ 41,) — (1, + 1,) ..

40

В результате на выходе 11 разности ток равен разности по модулю четыре, а на выходе заема 14 — I,.

Составитель А.Янов

Техред М. Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4441/57

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

14223 шунтирует,вход транзистора 10, последний закрыт и отводит ток с выхода

9. В результате на выходе 11 суммы ток равен суммарному току 1, „, а на выходе переноса 9 — нулю.

Если сумма входных сигналов больше трех (31,), транзистор 8 закрыт, а транзистор 10 открыт и отводит иэ выходной шины ток 41 . В результате на Вьмоде 11 суммы ток равен

4I, т.е. результат равен сумме по модулю четыре, а на выходе 9 переноса — I,. 15

Для реализации операции вычитания в транзисторе 12 задается ток, инверсный входному (31, — I ). В базу транзистора 13 задается ток, равный

3 5I — (3I — I ) (I + 13) = 20 (1, + 0,51о) (1 1 )

Таким образом, если разность вход— ных сигналов I, — (I + 13) больше

0,51,, т.е. вычитаемое меньше уменьшаемого, транзистор 12 открыт, шун- 25 тирует вход транзистора 15, последний закрыт и отводит ток с выхода 14.

В базу транзистора 16 задается ток

31., — (Z.. — 1<) — (1, + 1,) = I,— (I + I3), в базу транзистора 17 — З0

31 — (1, — (Iz + 13)g а ток на Выходе 18 разности равен I, — (I + I3).

96 а

Формула изобретения

Четырехуровневый сумматор-вычитатель, содержащий шесть транзисторов с инжекционным питанием, базы и первые коллекторы первого, второго и третьего транзисторов соединены с соответствующими входами сумматоравычитателя, база и первый коллектор четвертого транзистора — с вторыми коллекторами первого, второго и третьего транзисторов, третьи коллекторы которых — с базой пятого транзистора, первый коллектор которого— с выходом переноса, а второй коллектор — с базой и первым коллектором

I шестого транзистора, второй коллектор которого — с вторым коллектором четвертого и выходом суммы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый транзисторы с инжекционным питанием, причем база и первый коллектор седьмого транзистора соединены с четвертым коллектором первого транзистора, а четвертые коллекторы второго и третьего транзистора — с вторым коллектором седьмого и базой восьмого транзистора, первый коллектор которого соединен с выходом заема, а второй коллектор — с пятыми коллекторами второго и третьего транзистора, стретьим коллектором седьмого, с базой и первым коллектором девятого транзистора, шестые коллекторы второго и третьего транзистора соединены с четвертым коллектором седьмого, с базой и первым коллектором десятого транзисторов, вторые коллекторы девятого и десятого транзисторов— с базой и первым коллектором одиннадцатого транзистора, второй коллектор которого соединен с выходом разности.