Матричная бис на основе базового матричного кристалла

 

Изобретение относится к области вычислительной технике и может быть использовано при разработках базовых матричных кристаллов и матричных БИС на ЭСЛ-ключах для работы в субнаносекундном диапазоне задержек распространения сигналов. Целью изобретения является повышение надежности. Для устранения самовозбуждения и уменьшения выбросов на фронтах импульсов кристалл матричной БИС содержит дополнительные резисторы, соединяющие каждую из вторых систем шин земли с первой системой шин земли. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 (27/118

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР й,ябГ1. я

1А а1Т - l i ;Êii;- =3((>j с, с...;...

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4672058/25-25 (22) 03.04.89

1 (46) 30.10.90. Бюл. ¹ 40 (72) Г.И.Гришаков, Б,С.Дорошенко, Ю.H.Äóбов, В.Ф.Кошманов, В.В.Лозовой, А.".Орлов, В.И.Попов и А.H.Pÿáöåe (53) 621.382 (088.8) (56) 1ЕЕЕ Journal of Solid — State circuits V-16, ¹ 5, 0ctober, 1988, р. 558 — 562.

Заявка Японии № 61-196562, кл. Н 01 (23/48, 1987. (54) МАТРИЧНАЯ БИС НА ОСНОВЕ БАЗОВОГО МАТРИЧНОГО КРИСТАЛЛА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработках базовых матричных кристаллов и матричных БИС.

Цель изобретения — повышение надежности БИС путем предотвращения самовозбуждения и уменьшения выбросов .на фронтах ее импульсов, На фиг.1 пока=а:н-а эквивалентная электрическая схема матричной БИС на основе базового матричного кристалла; на фиг,2— эквивалентная электрическая схема паразитного генератора; на фиг.3 — схема конструкции матричной БИС с антипаразитными резисторами, Матричная БИС на основе базового матричного кристалла включает ЭСЛ-ключи с мощным транзистором 1 выходного эмиттерного повторителя с паразитными индуктивностями 2 и 3 и паразитным конденсатором 4 и антипаразитный резистор 5, Позициями б обозначены концы выводов корпуса БИС. Сопротивление 7. Ж,, 1603453 А1 (57) Изобретение относится к выч -:слительной технике и может быть использовано пр«. разработках базовых матричных кристаллов и матричных БИС на ЭСЛ-ключах для работы в субнаносекундном диапазоне задержек распространения сигналов. Целью изобретения является повышение надежности Для устранения самовозбуждения и уме ьшения выбросов на фронтах импульсов кr..и,талл матричной БИС содержит допои:::.»ë-;,льчые резисторы., соединяющие каждугс из вторых систем шин земли с первой .,истемой шин земли. 3 ил. является внешней нагоузкой выходного эк.:иттерного повторителя. На фиг,1 пун mром выделена та часть электрической схемы, элементы 8 которой образуют контур паразитной генерации, приводящий к паразитному самовозбуждению БИС.

Эквивалентная электрическая схема паразлтного генератора (фиг.2) образована по схеме индуктивной трехточки (схема Хартлея).

На фиг.3 показана 1/4 часть базового матричного кристалла 9, размещенного в корпусе 10.

Выводы корпуса от шин земли групп эмиттерных повторителей 11, проволочные соединения 12 от шин 13 земли групп эмиттерных повторителей представляют собой цепь, паразитная индуктивность 3 которой изображена на фиг.1 и 2. Выводы корпуса от шин земли ЭСЛ-ключей 14, проволочные соединения 15 и шины 16 земли ЗСЛ-ключей представляют собой цепь, паразитная индуктивность 2 которой также изображена на

1603453

40

55 фиг.1 и 2, ЭСЛ-ключи образуются в ячейках

17 (фиг,3), Кроме того, на фиг,3 условно показаны паразитные конденсаторы 4 между шинами 13 и 16, а также размещение транзисторов мощных выходных эмиттерных

Повторителей 1 и антипараэитных резисторов 5, Схема работает следующим образом, При возникновении случайных колебайий в одной из индуктивностей (2 или 3, фиг,2) в схеме не развивается процесс генерации периодических высокочастотных колебаний, поскольку антипаразитный резистор 5 шунтирует паразитный колебательный контур на индуктивностях 2 и 3 и

Конденсаторе 4, снижая его добротность до уровня ниже критического, Таким образом, паразитные высокочастотные колебания на элементах 8 схемы (фиг.1) возникнуть не могут, Величина антипаразитного резистора 5 выбирается с учетом двухстороннего ограничения: с одной стороны, резистор должен предотвращать самовозбуждение, что требует уменьшения номинала резистора, с другой — обеспечить необходимый запас помехоустойчивости путем уменьшения амплитуды импульсов помех, что требует увеличения номинала резистора.

Величина антипаразитного резистора

Зависит от многих факторов: конфигурации и взаимного расположения систем земляных шин, величин их паразитных емкостных вязей, числа эмиттерных повторителей в группе и их нагрузочных импедансов, велчин паразитных индуктивностей связанных систем земляных шин. Аналитически величина антипаразитного резистора может быть определена из характеристического уравнения схемы, показанной на фиг.2, используя критерий Рауса-Гурвица. Практически величина антипаразитного резистора может быть выбрана в зависимости от всех упомянутых факторов путем математического моделирования на ЭВМ и фиэического моделирования на образцах БИС. В случае введения антипараэитного резистора в каждую. из выходных ячеек в расчет вводится общая (эквивалентная) величина нескольких параллельно включенных антипаразитных резисторов для каждой группы выходных эмиттерных повторителей, В итоге окончательный выбор величины антипаразитных резисторов 5 или их параллельных сборок в каждом конкретном случае есть результат компромисса между допустимыми амплитудами выбросов на фронах выходных логических импульсов, с одной стороны, и отсутствием генерации, с другой стороны.

Конструктивно антипаразитные резисторы 5 размещаются в местах сближения шин 13 и 16 (фиг.3), т.е, на тех участках базового матричного кристалла, где проводники системы шин земли ЭСЛ-ключей, непосредственно соседствуют с проводниками системы шин земли выходных эмиттерных повторителей (фиг,3). Это ограничение связано с необходимостью минимизации паразитных индуктиBHoñòåé собственных проводников антипараэитных резисторов, которые должны подчиняться требованию

Ы«, где LR — индуктивность проводников антипаразитного резистора

О- индуктивность участка шины земли, вызывающая паразитное возбуждение.

При невыполнении требОвания индуктивное сопротивление проводников антипаразитного резистора cup LR на частоте паразитной генерации жо может увеличиться настолько, что антипаразитный резистор перестанет шунтировать паразитный колебательный контур на элементах 2, 3, 4 (фиг.2).

Результатом введения антипаразитных резисторов является повышение надежности и процента выхода годных БИС за счет уменьшения брака по величинам выбросов на фронтах логических импульсов и отсутствия брака по самовозбуждению БИС, Формула изобретения

Матричная БИС на основе базового матричного кристалла, содержащая матрицу с

ЭСЛ-ключами, мощные выходные эмиттерные повторители на периферии кристалла, первую систему шин земли, соединенную с

ЭСЛ-ключами матрицы, и вторые системы шин земли, принадлежащие группам мощных выходных эмиттерных повторителей, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, базовый матричныйй кристалл содержит дополнительные резисторы, соединяющие каждую из вторых систем шин земли с первой системой шин земли.

1603453

1603453

Составитель B.Кремлев

Техред M,Ìîðãåíòan Корректор В.Гирняк

Редактор М.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патенг", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3389 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Р аушская н; б. 4/5