Логический элемент

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ 729847

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.05.78 (2! ) 2618166/18-2 1 с присоединением заявки Р!ь (23) ПриоритетОпубликовано 25.04.80 Бюллетень М 15

Дата опубликования описания 28.04.80 (51)М. Кл.

Н 03 К 19/08

3Ъоударстееииый комитет

СССР (53) УД К 62 1.374 (088.8) ио делам изобретений и открытий (72) Автор изобретении

Г. И. Фурсин

Московский ордена Трудового Красного Знамени физико-технический институт (7! ) Заявитель (54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к области проектирования базовых логических вентилей и может быть использовано в различных устройствах импульсной техники.

Известен логический элемент на биполярном транзисторе, соединенным с полевым транзистором с управляющим р-п-переходом (1) .

Недостатком этого элемента является низкое быстродействие.

Известен логический элемент, содержаший р-п-р транзистор и многостоковый т1 -канальный полевой транзистор с р-,затвором, который соединен с коллектором р-п-р-транзистора и входом схемы, исток, полевого транзистора соединен с базой р-п-р-транзистора и с шиной нулевого потенциала, стоки полевого транзистора. соединены с выходами схемы, а эмиттер р-и-р-транзистора — с шиной питания.

Такая схема дает воэможность работы при низких напряжениях питания (несколько сотен милливольт) и имеет низкие значения энергии переключения 21.

Недостатком указанного элемента является невысокое быстродействие (среднее время задержки распространения сигнала в прототипе не может быть сделано менее 10 нс).

Oemü изобретения — повышение быстродействия. Это достигается тем, что в элемент введен диод Шоттки, анод котхзрого соединен со входом элемента, а катод — с шиной нулевого потенциала.

На чертеже приведена электрическая дхема логического элемента.

Он содержит р-.„-п-р-транзистор l u многостоковый п-канальный полевой транзистор 2. Затвор р-типа полевого транзистора сообщен с коллектором р-и-р транзистора и со входом элемента 3

Исток полевого транзистора соединен с базой р-п-р-транзистора и с шиной нулевого потенциала 4. Стоки полевого транзистора связаны с выходами элемента 5. Эмиттер р-и-р транзистора соединен схшиной питания 6. Между входом

47 4

Введение диода Шоттки в логический элемент возможно благодаря его более высокому входному импедансу. В этом случае напряжение на затворе меньше и не превышает падения напряжения на прямосмещенном диоде Шоттки, что полностью устраняет инжекцию из затвора в канал полевого транзистора и в со танин с уменьшением логического перепара способствует повышению быстродействия. Большое значение в быстродействии логического элемента имеет резкое ограничение степени насыщения р-п-р-.транзистор а.

Формула иэо бретения

Логический элемент, содержащий р-и-р-транзистор и многостоковый п-канальный полевой транзистор с р-затвором, который соединен с коллектором р-и-р-транзистора и входом элемента, исток полевого транзистора соединен с базой р-и-р-транзистора и с шиной нулевого потенциала, стоки полевого транзистора соединены с выходами элемента, эмиттер р-п-р-транзистора соединен с шиной питания,отличающийся тем,что, с целью повышения быстродействия, в элемент введен диод Шоттки, анод которого соединен со входом элемента, катод — с шиной нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во вшплание при экспертизе

1. Безбородников Б. А. и др. Современная элементная база биполярных БИС, % 3, с. 23-27, 1978

2 Ъ ЕЮООО Ю асад-Ка Е СИqg> (уЯ р дщ р. 222-223, 1977. г . . в; У; ,- ф

3 ., „, 7$9B элемента 3 и шиной нулевого потенциала

4 включен соответственно анодом и катодом диод Шоттки 7;

Логический элемент работает следующим образом.

На шину питания 6 подается положительное напряжение, смещающее эмиттер р-и-р-транзистора в прямом направлении. При низком уровне напряжения Чо на входе элемента 3, соответствующем щ Гиче:кому "О, полевой транзистор оказывается закрытым; сопротивление канала полевого транзистора выбирается большим. Коллекторный ток р-и-р-транзистора оказывается максимальным и равным 1о . Он определяется током через эмиттер р-п-р-транзистора, его небольшим насыщением и сопротивлением канала открытого полевого транзистора предыдущего логического элемента (выход которого соединен со входом рассматриваемого элемента), куда поступает коллекторный ток. Ток через диод Шоттки при этом мал.

При высоком уровне напряжения на входе элемента, соответствующем логической "1, полевой транзистор открывается, и сопротивление его канала уменьшается. Коллекторный ток р-и-р-транзистора уменьшается до значения 1 и в основном определяется падением напряжения на диоде Шоттки, ток через который возрастает. На выходах элемента

5 высокий уровень напряжения сменяется низким, то есть рассматриваемый з логический элемент инвертирует сигнал.

Для построения более сложных логических элементов, триггеров, ячеек памяти и т,п., кроме рассмотренного свойства схемы инвертировать сигнал, исполь- 40зуется и тот факт, что при объединении выходов у различных схем реализуется функция "Проводное И .

1%3HHHH Заказ 1327/54

Тираж 995 Подписное

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