Патент ссср 413630

 

1.1--,,„1:, >,"

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОюз СОвотсних

Сг>@мвпмстммескик

Рвсиуолий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

33 I!IIcIDloе от ив I . .свидетельства М

Ч, Кл. Н 031< 19/42

Заявлено 29 V.1972 (№ 1792976/26-9) с IiprrcoctIIIIeI!rica заявки ¹

Государственный ксмнтет

Совета Мнннстрав СССР вс делам навбретеннй н вткрытнй

Приоритет

УДК 081 325 G5(0o8.8) Опубликовано 30.1.1974. Бюллетень ¹ -1

Дма опубликования описания 6Х1.1974

Автор изобретения

Р. Ж. Ержанов

Заявитель

ПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к логическим устройствам, применяемым в вычисли1ельной технике и автоматике.

Известен пороговый логический элемент, содер>кашllil переключатель тока с выходными каскадами.

Цель изобретения — — обеспечение малой чувствительности устройства к нестабильности пи тающего папря>кения, повышение помехоу стойчивости порогового логического элсмсн I à, спи>кение потребляемой мощности.

Это достигается тем, что в предлагаемый пороговый логический элемент введены линейный сумматор тока, управляемый I оком сумматора генератор тока, порогоза raioI ;»I резистор и эмнттерный повторитель. Линейный сумматор выполнен па резисторах п управл»ется входными диодами. Управляемый генерагор тока состоит из транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, и диода. Диод включен в прямом направлении между базой и эмиттером транзистора.

На черте>ке показана принципиальная эле.стрическая схема трехвходового порогового логического элемента.

Пороговый логический элемент содержи линейный сумматор 1, тока, генератор 2 тока, порогозадающий резистор 3, эмиттер ый повторитель 4, переключатель 5 тока, два выходных каскада-инвертора 6.

Входные сигналы В форме Iio.Io;Iris iс. ьнь1., перепадов напряжени» запирают и люоых комбинациях входные диоды 7, 8 и 9 линей ного сумматора 1. При этом через весовые ре5 зисторы 10, 11 и 12, соединенные с запертыми входными диодами, 1скут токи, пропорциональные весам входов, на которые поданы сигналы, и суммируются в точке А объединения катодов смещающпх диодов 13, 14 и 15.

10 Входы, на которые не поступили положительные перепады напряжения, имеют низкий потенциал, их управляющие диоды открыты, а смещающие заперты. Токи через соответствующие этим диодам весовые резисторы пе тек уI

15 в точку суммпрова1шя A. При рассмотрении работы порогового логического элемента для простоты рассуждений током II по сравнению с током II и током I>" по сравнению с током .4 можно пренебречь. II — базовый ток право20 го (по схеме) транзистора переключателя 5 тока, а сумма токов II+II является выходным током линейного сумматора и достигает значительной величины, т. е. II ))II, с небольшой ошибкой I, — весь выходной (суммп2S рованный в точке А) ток линейного суммато ра, OH же — входной управляющий ток г щратор» 2 Iolrrа.

Ig --- входшй ток т1>анзпсгора эми IYpllolo повторителя 4 и весьма мал по сравнению с

30 током /е; с небольшой оп нбкой /» === Ig

413630

ń— 2Ъ,, 1V — 0,5

65 выходной ток управляемого генератора 2 тока. Таким образом, суммированный в точке

Л схемы ток II, пропорциональный взвешенной сумме входных сигналов, пос I упает на вход управляемого током генератора

2 ток», состоящего из транзистора 16 с ooIll,!!!

Ic IIIcp»тур», что выпол!гнется в случае реализации диода и транзистора в едином технологическом цикле на одном кристалле полупроводника в непосредственной близости, то при равенстве прямосмещающих напряжений на обоих переходах их удельные токи равны.

Устройство 2 в монолитном интегральном исполнении работает как управляемый током генератор тока, причем коэффициент передачи является величиной весьма постоянной и ollрсделяется соо)чюшением площадей р — и-переходов эм)))тср — база )ранзистора 16 и диод» 17. Между выходом управляемого генератора IQI"I (коллектором транзистора 16) и источником питания +Е„включен порогозада!ощий резистор 3. Его величина определяется выбранным коэффициентом передачи упр»вляемого генератора 2 тока, выбранной проводимостью весовых резисторов 10 — 12 в p»c»lcте на единицу веса входов и чребуемым значением порога элемента.

Подключением резистора 3 к источнику питания + L,„ëèllåéíoão сумм»тор» 1 достиг»ется нечувствительность схемы к изменениям пигающего н»пряжсния (т. е. разниц» потенциалов точек А и Б пе зависит от вели пшы

+Е„), что повышает помехоустойчивость элемента по цепям питания и позволяет использовать нестабильные источники питания.

Выбор величины порогозадающего резистора 3 иллюстрируется примером построен))!! трехвходового порогового элемента с вссами первого и второго входов по единице, а )ре)ьего — с весом два и значением порога 1V=-Ç.

При комбинациях входных сигналов на входах 1, или 1,1, или 2 (т. е. с суммой, меньшей порога W = 3) — на выходе логический нуль; при комбинациях входных сигналов 2,1, или

2, 1,1 (т. е. с суммой, большей или равной значению порога) — на выходе логическая единица.

Если проводимость весовых резисторов 10 и ll, соответствующих входам с весом единица, равна g, то проводимость весового резистора 12, соответствующего входу с весом два, должна быть равна 2g. Если коэффициент передачи генератора 2 тока равен единице, ". е. площади р — n-перехода диода 17 и перехода эмиттер — база транзистора 16 взяты равными, то проводимость порогозадающего резистора 3 следует выбрать такой, чтобы разностный сигнал, снимаемый с точек Л и b схемы, по поступлении на входы переключателя

5 тока менял знак при достижении взвсlllcllной суммой входных сигналов величины порога, т. е. при суммарном весе входов, ))а которые поступили сигналы логических ед)!)!пц, равном двум -- один зн»к, равном трсм —— другой знак.

Таким образом, следует выбрать проводимость резистор» 3 промежуточной между 2д и Зд, т. с. Около всличп)!ы 2,5д .

1»;5 Iloc fill>I II спгн»л поступает на Вхо д)кение потенциала точки Б нужно потому, что дифференциальному сигналу на входах нереключ»теля 5 тока, равному нулю, соответствует превышение потенциалом точки Б потенциала точки А на величину прямого падения напря>кения на диоде.

При этом напря>кение коллектор — эмитIcp тр»нзпстора 16 равно двойному прямому ц»дснню напряжения на диоде, что обеспечивает ему хорошие усилительные свойства н как следствие — требуемую пропорциональность выходного и входного токов генератор»

2 тока.

Выходные каскады 6 обеспечивают прямой и инвертированный выход элемента, что удобно при построении логических систем.

Чувствительность схемы ЛV,-, (изменение р»зницы потенциалов точек А и Б схемы при изменении взвешенной суммы входных cll!»;Iлов на одну единицу веса) зависит от вели IIIIII>I 1IopoI Й элемент» Il н» пря жсни я питя-!

)ия +Г„ где 1 -, — прямое падение напряжения I!» диоде.

Так при L„= 3 в, F 3, V, = 0,7 в значение Л,,„= 0,64 в, т. е. «ед>)яичный» скачок разности потенциалов )Очек Л и Б весьма велик и надежно управляет переключателем

5 тока.

Высокая чувствите IhllocTb устройства делает возможным построение пороговых логических элементов с большим значением величины порога в монолитном интегральном исполнении, питающихся от малостабильных источников и характеризующихся высокой помехоустойчивостью как по входам, так и по цепям питания.

Предмет изобретения

Пороговый логический элемент, содержащий переключатель тока с выходными каскадами, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивос!.)), снижения потребляемой мощности и чувствительности к нестабильности питающего напряжения, в него введены линейный сумматор тока на резисторах с управляющими входными диодами и смещающими диодами, подключенными в выхо41363() ду линейного сумматора тока, генератор тока, выход ко1орого подключен через эмиттерный по«тор«тель к первому входу переключателя 1ока и через порогозада1ощий рег

;. л

i 0M00 гу»,т00

Составитель Н. Дубровская

Техред Г. Васильева Корректор Л. Новожилова

Редактор Е. Караулова наказ 1219/17 Изд. № !233 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2

r<

1

9х

1р, ! в !

1

L зистор к шине питания линейного сумматора тока, вы: од которого подключен и входу генератора тока ll ко второму «холу переключателя тока.