Логический элемент на мдп-транзисторах

 

в те н;;..,,-." ."ям „П д. б . г ., е к тй

<>664297ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (5 )м К 2

Н 03 К 19/08 (22) Заявлено 160277 (21) 2454132/18-21 с присоединением заявки йоГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК,621. 374 (088.8) Опубликовано 2505.79. Бюллетень 89 19

Дата опубликования описания 28.05.79 (72) Авторы изобретения

Г.С. Галахтин, Ю.М. Герасимов, A.È. Кармазинский, . К.К. Салгус и В.н. Филатов (71) Заявитель (54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ HA МДП-ТРАНЗИСТОРАХ

Изобретение относится к электро- нике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых интегральных схемах.

Известен элемент ИЛИ-НЕ 1на дополня-5 ющих МДП-транзисторах fl)-.

Недостатком такого элемента является отсутствие гистерезиса на его передаточной характеристике, что уменьшает помехоустойчч вость элемента.

1О

Известен также элемент ИЛИ на МДПтранзисторах, имеющий передаточную характеристику с гистерезисом для обеспечения повышенной помехоустойчивости и содержащий параллельно соеди- 15 ненные входные логические ИДП-транзисторы, резистор и два последовательно включенных инвертора на дополняющих

МДП-транзисторах, подключенных к различным источникам питания, причем исток каждого иэ входных логическихмдп-транзисторов подключен к одной из входных шин элемента, затворы входных логических МДП-транзисторов подключены к выходу первого инвертора, а сто35 ки соединены с входом первого,инвертора и через резистор — с общей шиной (2).

Однако в таком элементе используются два инвертора и два источника питания, что снижает быстродействие и увеличивает потребляемую мощность.

Кроме того, элемент содержит линейный резистор большого номинала и большое число транзисторов, которые занимают большую площадь при интегральном исполнении, что приводит к уменьшению плотности упаковки и уменьшению технологичности изготовления иэ-за наличия резистора, к каждой из входных шин элемента подключен исток одного из входных логических МДП-транзисторов, что ограничивает быстродействие элемента.

Цель изобретения — повышение ïîìåхоустойчивости при высоком быстродействии, малой потребляемой мощности, высокой плотности упаковки и технологичности изготовления.

Для этого в логический элемент на

МДП-транзисторах, содержащий выходной инвертор на дополняющих МДП-транзисторах и параллельно .соединенные входные логические МДП-транзисторы, стоки которых подключены к входу выходного инвертора, введены два параллельно соединенных нагрузочных МДПтранзистора с каналами р- и п-типов, причем исток транзистора с каналом р-типа и сток транзистора с каналом, 664297 n-типа подключены к шине питания, сток транзистора с каналом р-типа и исток транзистора с каналом и-типа к входу выходного инвертора, а эатво ры - к выходу выходного инвертора.

Яа чертеже дана электрическая схе. .ма предлагаемого логического элемен та на МДП-транзисторах.

Он содержит выходной иявертор 1 на дополняющих МДП-транзисторах с входом

2 и выходом 3 (выход 3 одновременно выходная шина элемента), шину 4 пита-lO ния, общую шину 5, параллельно соединенные входные логические МДП--транзис торы 6-8 с каналами п-типа, стоки которых подключены к входу 2 выходного инвертора 1, истоки - к общей шине 5, 15 а каждый из затворов — к одной из вхоцных шин 9-11 элемента, параллельно соединенные нагруэочные МДП-транзисторы

12 и 13 с каналами и- и р-типов соответственно, причем исток транзистора

12 и сток транзистора 13 подключены к шине 4 питания, сток транзистора 12 и исток транзистора 13 — к входу 2 выходного инвертора 1, а затворы - к выходу 3 выходного инвертора 1.

Логический элемент работает следующим образом.

Предположим, что в исходном состоянии на всех входных шинах 9-11 элемента — напряжение логического нуля. Следовательно, транзисторы 6-8 закрыты.

Напряжение на входе 2 выходного инвертора 1 равно напряжению логической единицы, так как открыт транзистор 12 с каналом р-типа. При этом напряжение на выходе 3 выходного инвертора 1 равно напряжению логического нуля.

Увеличение напряжения на одной из входных шин элемента, например на шине 9, приводит к отпиранию входного логического транзистора 6. .Порог срабатыва- 4О ния выходного инвертора 1 при переключении иэ состояния логического нуля на выходе в состояние логической единицы зависит от соотношения удельных крутизн входных логических трая- 45 зисторов 6-8 и нагруэочного ТрВНВНсТо» ра 12 с каналом р-типа.

Уменьшение напряжения на входе 2 инвертора 1 сопровождается. ростом напряжения на его выходе 3. Это приводит. к уменьшению тока нагрузочного транзистора 12 с каналом р-типа и к росту тока нагруэочного транзистора 13 с ка" налом п-типа.

При уменьшении напряжения на входной шине 9 порог срабатывания .выход-. 58 ного инвертора 1 при переключении из состояния логической единицы на выходе 3 в состояние "логического нуля зависит от соотношения удельных, крутизн входных логических транзис- 60 торов 6-8 и нагрузочного транзистора

13 с каналом п-типа.

Разные значения порогов срабатывания при переключении выходного инвертора 1 обеспечивают наличие гистерезиса на передаточной характеристике элемента, что приводит к повышению помехоустойчивости элемента.

Как следует из описания работы, логический элемент .выполняет функцию

ИЛИ.

В данном техническом решении для повышения помехоустойчивости элемента путем создания гистерезиса на пе- . редаточной характеристике не требуются второй источник питания и второй инвертор, что уменьшает потребляемую мощность и увеличивает быстродействие, к каждой иэ входных шин элемеята подключен затвор одного иэ входных логических МДП-транзисторов, что также увеличивает быстродействие по сравнению с быстродействием известного элемента, в котором к входным шинам подключены, соответственно стоки входных логических МДП-транзисторов. Предлаraeìûé элемент содержит только МДПтранзисторы, которые можно изготовить в едином технологическом цикле и которые занимают небольшую площадь на кристалле, что увеличивает плотность упаковки и обеспечивает технологичность изготовления при интегральном исполнении. формула изобретения

Логический элемент на МДП-транзисторах, содержащий выходной инвертор на дополняющих МДН-транзисторах и параллельно соединенные входные логические МДП-транзисторы, стоки которых подключены к входу выходного инвертора,отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при высоком быстродействии, малой потребляемой мощности, высокой плотности упаковки и технологичности изготовления, в него введены два параллельно соединенных нагрузочных

МДП-транзистора с каналами р- и и-типов, причем исток транзистора с каналом р-типа и стон транзистора с кана лом п.-типа подключены к шине питания, сток транзистора с каналом р-типа и исток транзистора с каналом и-типаK входу выходного инвертора, а затво" ры — к выходу выходного инвертора.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Валиев К.А, и др. Цифровые ингегральные схемы на МДП-транзисторах, М., Советское радио, 1971, с.272.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 405178, кл. и 03 К 19/О8, 1973.

664297

Сост авит ель Л. Петров а

Редактор Л. Гребенникова Техред, М. Петко КорректорС. Патрушева

Заказ 3015/53 Тираж 1059 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР г по делам иэобретений и открытий

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

Ф лиал ППП Ф патент!!С r ужгород. Ул Проектная/ 4