Многостабильный триггер

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в различных устройствах с несколькими устойчивыми состояниями. Цель изобретения - упрощение реализации в интегральном исполнении и расширение области применения. Многостабильный триггер содержит N однотипных ячеек, каждая из которых выполнена на первом, третьем транзисторах первого типа проводимости и втором, четвертом транзисторах второго типа проводимости и резисторе нагрузки, а также содержит общий для всех ячеек коммутирующий транзистор и резистор. Использование в многостабильном триггере транзисторов двух типов проводимости позволяет упростить его реализацию в интегральном исполнении и обеспечить разделение по времени включения и выключения ячеек. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 K 3/29

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4477723/24-21 (22) 06.07 ° 88 (46) 30.03.90. Бюл. № 12 (71) Кустовой вычислительный центр

Белорусского республиканского банка (72) М.И. Богданович (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1152079, кл. Н 03 К 3/29, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1261083, кл. Н 03 К 3/29, 1984, (54) МНОГОСТАБИЛЬНЫИ ТРИГГГР (57} Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах с несколькими устойчивыми состояниями. Цель

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных электронных устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники.

Цель изобретения — упрощение реализации в интегральном исполнении и расширение области применения эа счет разделения по времени включения и выключения ячеек многостабильного триггера.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема многостабильного триггера. .Многостабильный триггер содержит ячейки 1,1-:1.п, каждая из которых выполнена.на третьем 2 и первом 3 транзисторах первого типа проводимости, втором 4 и четвертом 5 транзисторах второго типа проводимости, входные

„„Я0„„1554113 А 1

2 изобретения — упрощение реализации в интегральном исполнении и расширение области применения, Многостабильный триггер содержит и однотипных ячеек, каждая из которых выполнена на первом, третьем транзисторах первого типа проводимости и втором, четвертом транзисторах второго типа проводимости и резисторе нагрузки, а также содержи общий для всех ячеек коммутирующий транзистор и резистор. Использование в многостабильном триггере транзисторов двух типов проводимости позволяет упростить его реализацию в интегральном исполнении и обеспечить разделение по времени включения и выключения ячеек. 1 ил. б и выходные 7 шины, резисторы 8 нагрузки, коммутирующий транзистор 9, общий ..резистор 10, шину 11 сброса и шину 12 питания.

Эмиттеры транзисторов 2, 3 и 9 соединены с общей шиной, база транзистора 2 соединена с входной шиной

6, база и коллектор транзистора 3 сое динены соответственно с коллектором и базой транзистора 4, база которого соединена с выходной шиной 7 и через резистор 8 нагрузки подключена к шине 12 питания. Коллектор транзистора 5 соединен с коллектором транзистора 4, а база транзистора 5 соединена с вторым коллектором.транзистора 2. Коллектор транзистора 9, первые коллекторы транзисторов 2,1-2,п и эмиттеры транзисторов 5.1-5.п

4.1-4 и соединены вместе и через об1554113 ший резистор 10 подключены к шине 12 питания. База транзистора 9 соединена с шиной ll сброса.

Многостабильный триггер работает следующим образом.

При включении напряжения питания многостабильный триггер устанавливается в состояние, при котором все ячейки выключены, все транзисторы всех ячеек закрыты, на выходных ужинах 7.1-7.п и на коллекторе транзистора 9 высокие уровни напряжений.

Для включения ячейки, т.е. для переключения многостабильного тригге-15 ра в другое устойчивое состояние, необходимо на входную шину одной ячейки подать положительный импульс. Допустим, что положительный импульс поступает на входную шину 6.1 первой 20 ячейки 1.1. Транзистор 2,1 переключается в режим насыщения. За счет тока первого коллектора снижается уровень напряжения на коллекторе транзистора

9 до 0,1-0,3 В (этот уровень опреде- 25 ляется падением напряжения коллектор. — змиттер насыщенного транзистора), Практически до такого же уровня уменьшается напряжение на базе транзистора 5.1 за счет тока второго

Коллектора транзистора 2.1 Это определяет примерное равенство напряжений на базе и эмиттере транзистора, последний закрыт. Во время действия входногo импульса изменения состоя 1ия многостабильного триггера (за исключением насыщенного транзистора

2.1) не происходит.

По окончании импульса на шине

6,1 ток базы транзистора 2.1 прекра- 40 шается и начинается процесс рассасывания носителей в базе транзистора

2.1. В рабочей области первого коллектора транзистора 2.1 этот процесс начинается за счет тока через резис- 45 тор 10. В рабочей области второго коллектора этот процесс происходит медленнее, потому что ток через эмиттерный переход транзистора 5.1 в этот момент отсутствует. Когда процесс рассасывания носителей в области первого коллектора заканчивается, напряжение на первом коллекторе возрастает, что влечет смещение эмиттерного перехода транзистора 5.1 в прямом направлении и возникает ток базы этого транзистора, который определяется рассасыванием носителей в области второго коллектора транзистора 2.1.

Возникает ток коллектора транзисто-. ра 5.1, который открывает транзистор

3,1. Уровень напряжения на выходной шине 7.1 уменьшается, когда он становится ниже уровня напряжения на эмиттере транзистора 4.1, последний открывается и током своего коллектора еще больше открывает транзистор 3.1 Возникает лавинообразный процесс насыщения транзисторов 3.1 и

4.1 за счет положительной обратной связи по току между их базами и колi лекторами. Таким образом, включается первая ячейка 1.1 и на ее выходной шине 7.1 устанавливается низкий уровень напряжения (0,1-0,3 В), r.e. напряжение коллектор — эмиттер насыщенного транзистора 3 ° 1, По окончании процесса рассасывания носителей в области второго коллектора транзистора 2„1 уменьшается.до нуля ток базы транзистора 5.1 и последний закрывается, Первая ячейка остается во включенном состоянии и удерживается за счет тока через резистор 10 и эмиттерный переход транзистора 4.1, при этом на эмиттерах транзисторов 4.14,п устанавливается уровень напряже" ния в пределах 0,8-1,0 В (сумма напряжений эмиттер — база насыщенного транзистора 4.1 0,7 В и коллектор— эмиттер насыщенного транзистора 3,1

0,1-0,3 В) . Таким образом, многостабильный триггер переключается из исходного в первое состояние.

Предположим, что многостабильный триггер находится в первом устойчивом состоянии и поступает положительный импульс на входную шину 6.п. Транзистор 2.п переключается в режим насыщения. За счет тока первого коллектора транзистора 2,п уровень напряжения на эмиттерах транзисторов 4, 1—

4.п снижаеТся до 0,1-0,3 В, что приводит к закрыванию транзистора 4.1 и лавинообразному выключению ячейки 1.1. На выходной шине ?.1 устанавливается высокий уровень напряжения.

Во время действия импульса на шине

6.п транзистор 2.п насыщается, а многостабильный триггер находится в исходном состоянии, при котором все ячейки выключены, По окончании импульса на шине 6.п начинается процесс рассасывания неосновных носителей в базе транзистора 2.п. В области первого коллектора этот процесс проте-, кает быстрее (аналогичная ситуация

1554113 описана выше), поэтому напряжение на эмиттерах транзисторов 4.1-4.п возрастает, затем открывается транзистор 5.п, потому что за счет тока его базы происходит рассасывание носителей в области второго коллектора транзистора 2.п. Ток коллектора транзистора 5,п открывает транзистор З.п, уровень напряжения на шине 7,п уменьшается, открывается транзистор 4.п и возникает лавинообразный процесс включения и насыщения транзисторов

З.п и 4,п ячейки l.п. По окончании процесса рассасывания носителей в базе транзистора 2.п транзистор 5 и закрывается, а ячейка l,п остается во включенном состоянии.

Таким образом, многостабильный триггер переключается из первого устойчивого состояния в п-е, при этом переключение происходит через "промежуточное" исходное состояние, длительность нахождения в котором определяется длительностью переключающего импульса, так как включенная ячейка выключается по фронту этого импульса, а новая ячейка включается по его срезу.

Если поступает положительный импульс на шину 11 сброса, то переключается в режим насыщения транзистор 9. За счет тока его коллектора потенциал на эмиттерах транзисторов

4.1-4,п уменьшается до уровня О,10,3 В, что приводит к выключению любой из включенных ячеек за счет б тому что длительность "промежуточйо" го" нахождения в исходном состоянии может регулироваться длительностью переключающих импульсов, В исходном (или "промежуточном" исходном) состоянии устройство практически не потребляет энергии, за исключением тока через достаточно высокоомный резистор 10 в "промежуточном" исходном состоянии (для пояснения необходимо отметить, что в исходном состоянии все транзисторы всех ячеек и транзистор 9 закрыты и ток через резистор 10 отсутствует, а в "промежуточном" исходном состоянии один из транзисторов 2.1-?.и или 9 открыт и ток через резистор 10 протекает, при этом по выходным сигналам на ши20 нах 7.1"7.п оба эти состояния эквивалетны), Упрощение технологии интегрального изготовления предлагаемого устройства достигается за счет того, что

25 оно не содержит никаких других элементов кроме и-р-и- и p-n-р-транзисторов (в интегральном варианте устройство возможно реализовать на основе вертикальных структур и-р-и-транзисторов и горизонтальных структур р-и-р-транзисторов с изоляцией обратносмещенными р-п-переходами, при этом реализация двухколлекторных и-р-итранзисторов возможна путем соедине35 ния баз и эмиттеров двух и-р-и-транзисторов в изолированных карманах), уменьшения до нуля тока через эмиттерный переход транзистора 4 этой ячейки. В результате этого многостабильный триггер переключается в исходное состояние, в котором все ячейки выключены, По окончании импульса на шине 11 сброса транзистор 9 закрывается, а многостабильный триггер остается в исходном состоянии (потому что никакая ячейка не включается), Таким образом, многостабильный триггер имеет и, 1 устойчивых состояний, причем переключение из одного состояния в другое происходит через исходное состояние, что расширяет область применения предлагаемого устройства, потому что исключается одновременное (даже малой длительности в процессе переключения) включение двух ячеек (т.е. наличие тока в.двух нагрузках одновременно), и расширяются функциональные возможности, поФормула и з о 6 р е т е н и я

4п Многостабильный триггер, содержащий и однотипных ячеек, каждая из которых выполнена на первом транзисторе первого типа проводимости и втором транзисторе второго типа проводимос45 ти, эмиттер первого транзистора соединен с общей шиной, его база и кол. лектор сбединены соответственно с коллектором и базой второго транзис" тора, которая подключена к выходной

5g нине и через резистор нагрузки соеди" иена с шиной питания, общий для всех ячеек коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен с общей .шиной, база подключена к шине сброса, коллектор соединен с эмиттерами вторых транзисторов всех ячеек и через общий резистор — с шиной питания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения реализации в интеграль1554113

Составитель А.Янов

Редактор М. Петрова Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Подписное

Тираж 660

Заказ 464

РЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ном исполнении и расширения области применения, в каждую ячейку введен третий транзистор первого типа проводимости и четвертый транзистор вто5 рого типа проводимости, змиттер и коллектор которого соединены соответ, ственно с змиттером .и коллектором второго транзистора, база соединена с вторым коллектором третьего траню зистора, змиттер которого подключен к общей шине, база — к входной шине ячейки, а первый коллектор соединен с коллектором коммутирующего транзистора.