Пороговый логический элемент

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик (11) 600711 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) заявлено 31,0325(21) 2118940/21 с нрисоедииением заявки Ah—

2 (51) М, Кл.

Н Оз К 5/га (23) Приоритет—

ГввцаретавииыИ ивььитвт

Овввтв Миииетрв| CCCP ив двиь" иьввр&твиии и втирытий (43) Опубликовано 300378.Бьоллетень р612 (53) УДК 621. 374. 387 (088.8) (45) Лата опубликования описания 31.о3,78 (72) вторы изобретения

С.О.Мкртчян, В.Я.Контарев, Ю.И.Щетинин и A.A.Áàäàëÿí (7!) Заявитель (54) ПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к импульснои технике, в частности к пороговым устройствам и может использоваться в вычислительной технике и микроэлектронике. 5

Первое из известных устройств, содержащее переключатели тока с эмиттерносвязанной логикой, имеет недостаточную помехоустойчивость и плохо согласуется с диодно-транзисторными и тран- 10 зисторно-транзисторными устройствами ,по входным уровням и по питанию.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является пороговый логический элемент, содержащий перек- 15 лючатель тока, многоэмиттерные транзисторы, инверторы на биполярных транзисторах и источник опорного напряже ния на биполярном транзисторе.

Недостатками этого устройства являются. ограниченность числа входов, невозможность реализации одновременно положительных и отрицательных входов с разными весами и недостаточная помехоустойчивость.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости порогового логического элемента.,Для этого в пороговом логическом элементе, содержащем переключатели тока, многоэмиттерные транзисторы, инверторы на биполярных транзисторах и источник опорного напряжения на биполярном транзисторе, коллектор многоэмиттерного транзистора и биполярного транзистора первого переключателя тока соединены между собой и базой биполярного транзистора второго переключателя тока, коллектор которого соеди-. нен с коллектором многоэмиттерного . транзистора второго переключателя тока и с базой биполярного транзистора первого переключателя тока, коллекторы транзисторов первого и второго переключателей тока соединены между собой через встречнопараллельно включенные диоды и через резисторы с шиной питания, базы многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резистор с общей шиной и с базой биполярного транзистора опорного напряжения, эмиттер которого через резистор соединен с .общей шиной, а коллектор через резисторс шиной питания и с базой третьего многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, первый эмиттер соединен с базой мнаго6007 11 эмиттерных транзисторов первого и вторсго переключателей тока, а второй и третий эмиттеры соединены соответственно с коллекторами транзисторов первого и второго переключателей тока, причем эмиттеры многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока через резисторы соединены с источником сигнала и один эмиттер многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока через резистор соединен с общей шиной, эмиттеры биполярных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резисторы с общей шиной и базами транзисторов третьего и четвертого переключателей тока, эмиттеры которых объединены и через резистор соединены с источником питания, а коллекторы через резисторы соединены с общей шиной и с базами транзисторов инверторов, коллекторы которых соединены с выход« ными клеммами.

На чертеже приведена схема устройства.

Пороговый логический элемент содер- 25 жит первый переключатель тока на многоэмиттерном транзисторе 1 и биполярном транзисторе 2, второй переключатель тока на многоэмиттерном транзисторе 3 и биполярном транзисторе 4, тре- 30 тий и четвертый переключатели тока соответственно на биполярных транзисторах 5 и 6, многоэмиттерный транзистор .7, первый и второй инверторы на биполярных транзисторах 8 и 9, источник опорного напряжения на биполярном транзисторе 10, диоды 11 и 12, резисторы 13 — 1...13 — И, 14 — 26, источники 27 — 1... 27 — и сигнала, выходные клеммы 28 и 29. Коллекторы тран- 40 зисторов 1 и 2 соединены между собой и базой транзистора 4, коллектор которого соединен с коллектором транзистора 3 и с базой транзистора 2. Коллекторы транзисторов 1 и 3 соединены меж ду собой через встречнопараллельно включенные диоды 11,12 и через соответственно резисторы 17,19 с шиной питания. Базы транзисторов 1 и 3 соединены через резистор 16 с общей шиной . и с базой транзистора 10, эмиттер которого через резистор 15 соединен с общей шиной, а коллектор — с базой транзистора 7 и через резистор 14 — с шиной питания, коллектор транзистора 7 соединен с шиной питания, первый эмит-65 тер соединен с базами транзисторов

1 и 3, а второй и третий эмиттеры соединены с коллекторами транзисторов

1 и 3, причем эмиттеры транзисторов

1 и 3 через резисторы 13 — 1...13 — П 60 соединены с источниками 27 — 1...27- И и один эмиттер транзистора 3 через резистор 21 соединен с общей шиной.Эмиттеры транзисторов 2 и 4 соответственно ооединены с базами транзисторов 6 и 5 и через резисторы 18 и 20 — c оо ей шиной. Эмиттеры транзисторов 5 и 6 объединены и через резистор 22 соеди» нены с шиной питания, а коллекторы— с базами соответственно транзисторов

8, 9 и через резисторы 23 с общей шиной. Коллекторы транзисторов 8 и 9 соединены соответственно с клеммами 281

29 и через резисторы 25 и 26 — с шиной питания. устройство работает следующим образом.

Заметим, что пороговый элемент работает по негативной логике, т.е. за логическую 1 входного и выходного сигналов принят низк1 и уровень потенциала. В исходном состоянии на всех выходах источников 27-1...27- П отсутствуют сигналы, т.е. имеются высокие потенциалы. Следовательно, транзистор 1 закрыт по всем эмиттерам, а транзитор 3 открыт только по одному эмиттеру, связанному через резистор 21 с общей шиной. Через него протекает ток о usa

О, - .я

21 где ń— опорное напряжение, резистора 10, U8в — напряжение между базой и эмиттером транзистора 3.

Открыты также транзисторы 2 и 4.

При этом потенциалы на их коллекторах соответственно равны.

uÊ -Е- Дт+ М 719 где Š— напряжение источника питания, а В,„, Н,Ь, 819, R2o В 2, — congoTMBления соответственно резисторов 17, 18, 19, 20 и 21, выбранные таким образом, что в этом состоянии потенциал на резисторе 18 (0> ) меньше, чем потенциал на резисторе 20 (U ), И транзисторы 5 и б находятся в опредеЖ ленном состоянии и на клемме 20 имеем логический 0 .

Допустим, от источника 27-1 подается сигнал (низкий потенциал, равный

U 1, < + О,ЗВ) . При этом соответствующий эмиттерный переход транзистора 1 открывается, и через резистор 17 протекает дополнительный ток, соответствующий единичному весу. а - бз - н

Я

1Э- < где Н 1э — сопротивление резистора

13-1.

Это приводит к снижению потенциала на коллекторе транзистора 1 и некоторому повышению потенциала коллектора

600711 транзистора 3 из-эа уменьшения тока через транзистор 4. При этом

Яп и соответственно падения напряжений на резисторах 18. и 20 равны: к,-1 8, Я 20 К1 ВЭ

В результате разность потенциалов на резисторах 18 и 20 уменьшается.Но схема рассчитана так, что эта разность

LU=U -ов, еще достаточна для того, 20 чтобы транзисторы 5 и б сохранили свое

Исходное -состояние. Таким образом, При подаче сигнала от источника 27-1 происходит некоторое перераспределеяие токов в схеме, но состояние выхоцов схемы не изменяется.

Допусти, в этом состоянии подается сигнал также от источника 27-2. При 25 этом потенциал на коллекторе транзистора 1 снижается, а на коллекторе транзистора 3 повышается настолько, что потенциал 0, превышает потенциал U на величину At/, достаточную для на- 30 дежного переключения транзисторов 5 и б. В результате на клемме 29 появляется сигнал, соответствующий логической 11111.

Таким образом, для правильной работы схемы величины резисторов должны удовлетворять вышеприведенным формулам.

Если в этом сс .тоянии подать сигнал также от источника 27-3, то раз- 40 ность U - Ю.й увеличится еще более и состояние выхода схемы не изменится. Если же подавать сигнал от источника 27 †(к+1), то потенциалах, снова уменьшится из-за уменьшения 1Лд в результате чего элемент обратно переключится в состояние 0

Формула изобретения

Пороговый логический элемент, содержащий переключатели тока, многоэмиттерные транзисторы, инверторы на биполярных транзисторах и источник опорного напряжения на биполярном транзистоPei отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей и повышения помехоустойчивости, коллектор многоэмиттерного транзистора и биполярного транзистора первого переключателя тока соединены меж: ду собой и базой биполярного транзистора второго переключателя тока, кол. лектор .которого соединен с коллектором многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока и с базой биполярного транзистора первого переключателя тока, коллекторы транзисторов первого и второго переключателей тока соединены между собой через встречнопараллельно включенные диоды и через резисторы с шиной питания, базы многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резистор с общей шиной и с базой биполярного траизистора опорного напряжения, эмиттер которого через резистор соединен с общей шиной, а коллектор через резистор — с шиной п;;— тания и с базой третьего многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, первый эмиттер соединен с базами многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока, а второй и третий эмиттеры соединены соответственно с коллекторами транзисторов первого и второго переключателей тока, приче эмиттеры многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока через резисторы соединены с источниками сигнала и один эмиттер многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока через резистор соединен общей шиной, эмиттеры биполярных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резисторы с общей шиной и базами транзисторов третьего и четвертого переключателей тока, эмиттеры которых объединены и через резистор соединены с источником питания,.а коллекторы через резисторы соединены с общей шиной и с базами транзисторов интервалов, коллекторы которых соединены с выходными клеммами.

600711

Составитель А.Степанов

Текред Н.Андрейчук Корректор A.Âëàñåíêo

Редактор Н.Ильина

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 1902/61 Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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