Транзисторно-транзисторный логический элемент "и-или-не

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я АВТОРСКОА(У СВИДЕ7ЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11. 07. 77(21) 2506470/18-21 (51)от. Кд. с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 03 К 19/08

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 3.12.80. Бюллетень Й9 47 (53) УДК621. 374 ,088. 8) Дата опубликования описания 23. 12. 80 (72) Автор изобретения

И. И. Шагурин

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНЬ1Й

ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И-ИЛИ-НЕ

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в интегральных логических микрссхемах цифровых ЭВМ и систем управления. 5

Известны транзисторно-транзисторные логические элементы И-ИЛИ-НЕ, которые представляют собой соединение

К резисторно-транзисторных сборок, каждая из которых содержит источник 10 транзистор и многоэмиттерный транзистор с М эмиттерами, и сложный инвертор, содержащий 3-4 транзистора и столько же резисторов (11 .

Недостатком этих элементов является относительно большое число компонентов и значительная потребляемая мощность. .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является элемент И-НЕ транзисторно-транзисторной логики, содержащий шину питания, источник положительного опорного напряжения, транзисторный инвертор и схему И, состоящую из 25 продольного р-и-р транзистора и многоэмиттерного tt р- A транзистора.

Коллектор р-и-р транзистора соединен с базой и-р-т транзистора, база р-и-р транзистора соединена 30 с источником положительного опорного напряжения, эмиттер р-и-р транизстора соединен с шиной положительного напряжения питания. Эмиттеры и -р-h транзистора соединены с логическими входами элемента, а его коллектор со входом инвертора (2j .

Недостатком данного элемента

И-НЕ являются его ограниченные логические возможности.

Цель изобретения — расширение логических воэможностей элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторно-транзисторный,логический элемент И-ИЛИ-НЕ, содержащий инвертор, выход которого соединен с выходом элемента, многоколлекторный р-ь-р транзистор, эмиттер которого соединен с шиной питания, база — с выходом источника опорного напряжения, введены многоэмиттерные и-р-и транзисторы, коллекторы которых соединены с базой многоколлекторного р-п-р транзистора, базы — с соответствующИми коллекторами многоколлекторного р-A p транзистора, первые эмиттеры со входом инвертора, остальные

790331 эмиттеры — с соответствующими логическими входами элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема транзисторнотранзисторного элемента И-ИЛИ-НЕ:

Элемент содержит шину питания, источник положительного опорного напряжения 1, транизисторный инвертор 2, р-п-р транзистор 3, имеющий К коллекторов, каждый из которых соединен с базой одного из

К многоэмиттерных п-р-п транзисторов 4,5... К+3, имеющих каждый (М+1) эмиттер. Коллекторы и-р-и транзисторов 4,5...(К+3) соединены с базой р-и-р транзистора 3. М эмиттеров каждого из К транзисторов 4,5...(К+

+3) соединены с логическими входами схемы, (М+1) -е эмиттерьз этих транзисторов соединены со входом логического инвертора 2.

Если на все N эмиттеров одного из К и -р-и транзисторов 4,5... (К+3) подан высокий потенциал U, то эти эмиттерные переходы запираются, открывается (М+1) -й эмиттерный переход, подключаемый ко входу инвертора 2, через который в инвертор поступает ток 3 =d.ð(Ü )Эб, где

3o — эмиттерный ток транзистора 3;

Ар — коэффицие-т передачи тока эмиттера транзистора 3 в К-ый кол- . лектор, В и В„ — прямой и инверсный коэффициенты усиления тока для соогветствующего и-р-п транзистора.

Величина тока 3 задается достаточной для переключения инвертора 2 в состояние низкого потенциала Ua на выходе. Если хотя бы на один из М логических входов эмиттеров и-р-п транзистора подан низкий потенциал

U0, то (М+1) -ый эмиттерный переход этого транзистора запирается и не задает ТоК на вход инвертора 2. Если закрыты (М+1) -ые эмиттерные переходы всех п -р-и транзисторов 4,5...(К+3), то на вход инвертора не поступает ток, и инвертор переключается в состояние высокого потенциала . 0 на выходе. Таким образом, в положительной логике элемент реализует операцию И-ИЛИ-НЕ.

Для нормального функционирования элеМента необходимо выполнение условия с р(9+ ) q, которое обеспечивается путем соответствующего проектйрования физической структуры транзисторов 3,4...(K+3).

Максимальное допустимое число п-р-п транзисторов в схеме ограничивается условием (° )(в„), где и — число аналогичных элементов, подключенных .к выходу инвертора,  — коэффициент усиления тока инвертора. Пги типовых значениях параметров допустимая величина составляет К =(5-10)

При реализации в виде интегральной микросхемы элемент "-анимает относительно малую площадь на кристалле, так как транзисторы 3,4,5...(K+

3) располагаются в общей изолированной области и имеют совмещенные коллекторные и базовые области. При переключении элемента потенциал общей изолированной области п-типа (база транзистора 3 и коллекторы транзистора 4) остается постоянным и равным Ео, и паразитная емкость изоляции не снижает быстродействия элемента.

Таким образом, предлагаемый логический элемент имеет более широкие логические возможности выполняя комбинированную операцию И-ИЛИ-НЕ.

Поэтому при использовании предлагаемого элемента для реализации сложных логических функций уменьшается количество требуемых элементов, снижается потребляемая мощность и повышается быстродействие.

Кроме того, при реализации предлагаемого элемента в виде интегральной микросхемы требуется малая площадь кристалла, в результате чего повышается степень интеграции, увеличивается процент выхода годных микросхем и благодаря этому снижается стоимость микросхем.

26

2$

30 формула изобретения

2. "JBM Tachnjcak Disclosure

Вой "., v.16, 19 74, 9 8, р. 26.43, Р %. 1.

Транзисторно-транзисторный логический элемент И-ИЛИ-НЕ, содержа.— щий инвертор, выход которого соединен с выходом элемента, многоколлекторный р-и-р транзистор, эмиттер которого соединен с шиной питания, база — с выходом источника опорного напряжения, отличающийся

45 тем, что, с целью расширения логических воэможностей, введены многоэмиттерные h--p-и транзисторы, коллекторы которых соединены с базой многоколлекторного р-и-р транзисто$0 ра, базы — с соответствующими кол- . лекторами многоколлекторного р-и-р транзистора, первые эмиттеры — со входом инвертора, остальные эмит-. теры — с соответствующими логическими входами элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 1)агурин И. И. Транзисторнотранзисторные логические схемы, "Сов. Радио", 1974, с. 118.

790331

Составитель Н. Дубровская

Редактор В. Данко Техред Н,Граб Корректор О. Ковинская

Заказ 9075/б7 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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