Каскад двоичного деления частоты

 

Оп ИСАНИ Е (и>815870

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

1оцналмс тически х

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13.06.79 (21) 2779609/18-21 с присоединением заявки .%— (53)NL. Кл."Н 03 К 3/286

Гасударственный кюмнтет

СССР юю делам . нзебретеннй н юткратнй (23) Приоритет—

Ъ

Опубликовано 23.03.61 Бюллетень ¹ 11 (53) УДК 621,375, . 083(088.8) Дата опубликования описания 25.03.81 оВЙий . :

;,д-I

lj ьияц„; ",: (72) Авторы изобретения

Л. К. Самойлов, Ю. И. Рогозов и В. В. la

Таганрогский радиотехнический институт ° им. В. Д. Калмыкова (7! ) Заявитель (54) КАСКАД ДВОИЧНОГО ДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к вычислитель ной технике и предназначено для построения больших интегральных схем (БИС) обработки и хранения информации.

Известно устройство, содержащее цве бистабильные ячейки и четыре элемента

5 обратной связи, выполненные на цевяти и-р-а ттррааннззииссттоорраахх, к базам которйх подключены источники токов j1).

Известно также устройство, содержа I0

- uzee основной и два вспомогательных трнг« гера, выполненные на семи П.-р-В транзисторах, к базам которых подключены источники. токов (2j.

Недостатком известных устройств яв15 ляется низкий фактор технологического качества, т. е. большая площадь, занимаемая устройством на кристалле, большое количество используемых транзисто;— ров и контактных окон и длина межсоединений.

Uenb изобретения - улучшение фактора технологичности каскаца двоичного деления частоты путем уменьшения количест2 ва используемых транзисторов (уменьшу ние плошади), уменьшения количества внутренних связей и контактных окон.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, соцержашее первый й-р-п, транзистор, первый коллектор ко» торого соединен с базой второго и р-Ф транзистора, первый коллектор которого соецинен с базой третьего ц-р-й транзистора, база четвертого д-р-д. транзистора соединена с первым счетным входом, шина питания подключена к эмиттеру пя» того многоколлекторного р-и р транзис тора, коллекторы которого соответственно соединены со вторыми коллекторами первого и второго и-р-и. транзисторов, коллектором третьего п.-р-а транзистора, базой и обоими коллекторами четвертого

n;y-a тTр а нHз и сcтTоoр а, базы всех р- а-р и эмиттеры всех а-р-а транзисторов цод ключены к шине нулевого потенциала, введены шестой р-д-р транзистор, эмиттер которого соединен со вторым коллектором второго и первым коллектором

4 и р И. транзисторов, эмиттер сецьмого р- Ър транзистора соединен с коллектором третьего п-р-а транзистора и вторым счетным входом, коллекторы шестого и седьмого р-и-р транзисторов подключены к базе первого п.-р-п. транзистора, эмиттер восьмого р-а-р транзистора сое-. динен со вторым коллектором первого, tt-p-и. транзистора, эмиттер девятого р-а-р транзистора соединен со вторым коллектором четвертого й.-р-й, транзистора, первый коллектор девятого и коллектор восьмого р-и-р транзисторов подключены к базе третьего и-р-K транзистора, второй коллектор девятого р-пр.транзистора подключен к базе второго п-р-п. транзистора.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема каскада двоичного деления частоты.

Устройство содержит первый tl.-p-д транзистор 1,,второй п.-р-п. транзистор

2, третий и р-а транзистор 3, четвер» тый пр-п.транзистор 4, пятый многоколлекторный р-п.-р TpBHGHcTop.5, шес» той р-д;р транзистор 6 (первая Р-область),седьмой р-и р транзистор 7 (вторая Р-область), восьмой р-и-р транзистор 8 (третья Р-область) девятый р-в;-р транзистор 9 (четвертая Р-область).

Два коллектора и-р-и. транзистора 1 являются выходом устройства (,счетными выходами цля последующего каскада деления частоты), третий коллектор пр-и, транзистора 1 соединен с базой а-р-п, транзистора 2, а первый коллектор послецнего соединен с,базой tt-. р.-й. транзистора 3. Первый счетный вхоц соединен с базой A.-р- . транзистора 4 и первым кол лектором р-и-р -транзистора 5 (коллекто ром p- -р транзистора 5 является база

rl-p-tt.транзистора 4, поэтому фактически соединение здесь отсутствует), второй счетный вход подключен к коллекто ру П.-р-п, транзистора 3, эмиттеру р-П-р транзистора 7 (второй Р-области) и второму. коллектору р-д-р транзистора 5 (вторая Р-область является вторым коллектором рп -р транзистора 5). Вторые коллекторы и-р-п, транзисторов 2 и 4 объединены с эмиттером р-0 -р.транзистора 6 и третьим коллектором р-н.-р транзистора 5 (первая Р-область является третьим коллектором р-и-р транзистора

5). Четвертый коллектор п.-р-п, транзистора 1 соединен с эмиттером р-и-р транзистора 8 (третья Р-область - четвертый коллектор р-пр ртранзистора 5), первый коллектор и р-й транзистора 4

40 лектор и-р-а транзистора 2 соединен с базой и-р-и транзистора 1 через р-д-. -р транзистор 6. Причем при отсутствии. счетного импульса образуется триггерная связь между й-р-и транзисторама

l и 2, в момент присутствия счетного импульса образуется триггерная связь межцу и-р-и транзисторами 1 и 3, при этом состояние и-р-и транзистора 1 меняется на противоположное.

Llo прихода счетного импульса на первом и втором счетных входах присутствует низкий уровень напряжения, который: отбирая дырки от многоколлекторного р- -р транзистора 5, запирает пр-а

55 соединен с эмиттером р-пр транзистора

9 (четвертая P-область — пятый коллектор рпр транзистора 5). Эмиттером р-к-р транзистора 5 является инжекторная Р-область, к которой подключена шина питания.

Таким образом, р-йр транзистор 5 является постоянным источником тока, . который инжектирует дырки, соответственно, в базу вр-и. транзистора 4, через переинжекторы, первую и вторую Р-области, в базу йр-й. транзистора 1 (база и-р-д. транзистора 1 является коллектором р-й-р транзисторов 6 и 7, поэтому базо Вый KoHTGKT E lL транзисторе 1 Отсут ствует).

В базу д-. р«д, транзистора 3 дырки инжектируются через р и р транзисторы

8 и 9 (переинжекторные Р-области).

Коллектором р-в-р транзистора 8 является база ир-и. транзистора 3, последняя является первым коллектором рй р транзистора 9. Вторым коллектором р-ар транзистора 9 является база а-р и транзистора 2. В базу д -и транзистора 2 дырки инжектируются через р-пр транзистор 9 (переинжекторная четвертая

P-область является общей для й-р-й транзисторов 2 и 3).

Эмиттеры всех и-р-й и базы всех р-н;р объединены с шиной нулевого по тенциала.

Работает каскац двоичного деления ": частоты елецующим образом, Транзистор 1 образует триггерные связи между й-р-й транзисторами 2 и 3.

Коллектор д-р-е транзистора 1 соединен с базой ар-й транзистора 3 через р-и-р транзистор 8 (третья Р-область находится между базовой P-областью и-р-и транзистора 3 и инжекторной

Р-областью), а коллектор и-р»п транзистора 3 соединен с базой пр-п транзистора 1 через р-и-р транзистор 7. Колтранзистора 4 и запрещает инжекцию дырок в базу а-р-а транзистора 1 через р-а-р транзистор 7 (низкий урбвень напряжения на второй Р-области перехватывает дырки, инжектируемые многоколлекторным р-а-р транзистором 5). Так как

tt-р-а транзистор 4 закрывается, то на эмиттеры р-а-р транзисторов 6 и 9 поступает высокий уровень, который разрешает инжекцию цырок в баз ы а-р-й транзисторов 2 и 3, через р-а-р транзистор .

9 и разрешает инжекцию аырок через р-tl-p транзистор 6 в базу п-р-Н, транзистора 1 (если прр-tt. транзистор 2 закрыт), т. е. образуется триггер, состоящий из в-р-в транзисторов 1 и 2. В этом состоянии lI.-р-п транзистор 1 открывается, й-р-й транзистор 2. закрывается, а инжекторные дырки через р-п-р транзистор 9 поступают в базу It-p-и транзистора 3, привоця его в состояние насыщения.

По приходу счетного импульса на оба счетных входа приходит высокий уровень напряжения, и;р-а транзистор 4 открывается, так как в его базу поступают инжектируемые р-tt-p транзистором 5 дырки и низкий уровень напряжения поступает на эмиттеры р-н-р транзисторов 6 и

9, что приводит к прекращению инжекции нырок через ник, соответственно, в базы нр-а ттррааннзэииссттоорроов в 11,2 и 3, тем самым обрывая триггерную связь между н-р-л транзисторами 1 и 2.

Так как watt транзистор 3 открывается и инжекция цырок через р-и-р транзистор 7 не проискоцит, то в момент прихоца тактового импульса, и р-и транзистор

1 закрывается, что привоцит к появлению инжекции дырок через р-п.-р транзистор 8 в базу п;р-н транзистора 3, и подтверждает его прецыцущее состояние, а-р-н транзистор 2 закрывается, так как инжекция дырок в его базу через р-нр транзистор 9 отсутствует, тем самым не влияя на состояние н-р-@ транзистора 3.

Таким образом, образуется триггерная связь через р-н-р транзисторы 7 и 8, между н-р-и. транзисторами 1 и 3, причем В-р-н транзистор 1 и н.-р и транзистор 2 закрываются, а и-рр--а нтранзистор

3 открывается.

По окончании счетного импульса (на оба счетных вкоца подается низкий уровень) и-р-й транзистор 4 закрывается, начинается инжекция цырок через рн-рр транзистор 9 в базы а-р-и. транзисторов 2,3. При этом а-р-а транзистор. 2 открывается, так как и-р-и транзистор.

1 закрывается и низкий уровень напря35

Формула изобретения

Каскад двоичного деления частоты, содержащий первый tt-pw транзистор, пер-. вый коллектор которого соединен с базой второго н-р-п, транзистора, первый коллектор которого соединен с базой третьего

tt-p транзистора, база четвертого

5 tt-р-н, транзистора соединена с первым счетным входом, шина питания цоцключе на к эмиттеру пятого многоколлекторного р-< -р TpQKBHGTopa> коллекторы которого соответственно соединены со вторыми кол лекторами первого и второго а-рй тран

50 зисторов, коллектором третьего д;-р-й, трен зистора, базой и обоими коллекторамн четвертого н-р-и транзистора, базы всех р-в-р и эмиттеры всех в-р-а транзисторов поцключены к шине нулевого потен

mana, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологичности, в него введены шестой р-н-р транзистор. эмиттер которого соединен со вторым

815870 6 жения появится на эмиттере р-3Ьр транзистора 6, н-р-и. транзистор 4 при этом закрывается. В базе в-рр-и. транзистора

1 инжекция дырок отсутствует (на эмиттере р-а-р транзистора 7 находится ннакий уровень напряжени что поцтвернщает его состояние. При этом обраэуютса триггерные связи между ct-р-а транзис торами 1 и 2.

t0 После ок нчания счетного импульса и-р-в транзистор 1 и и-р-н транзистор

3 закрывается, а й-р-н транзистор 2 открывается.

По приходу следующего счетного им» пульса работа устройства происходит ана . логичным образом, а транзистор 1 изменяет свое состояние на противоположное.

Введение дополнительных транзисторов (Р-областей) в совокупности с новыми

20 связями позволяет улучшить фактор технологического качества каскада двоичного целения частоты так как, во-первых, ygaется уменьшить цо минимума количество используемых й-р-и транзисторов, хотя н

25 добавляется четыре р-а-р транзистора, но площадь каждого иэ них равна площади коллекторной области Р-области ар и транзистора, во-вторых, в устройстве удается сОкратить количество внутренних

50 соецинений (9 внутренних связей, без вы кодных), в-третьих, уменьшаеася количество контактных окон. Кроме того уменьшается мощность, потребляемая устройством (5 источников тока) .:,81Б&70

ВНИИПИ Заказ 1050/87 Тираж 988 Подписное

Фипиал ППЛ Патент, r. Ужгород, п, Проектная, 4 коллектором второго и первым коллекто- ром четвертого а-р-Ф транзисторов, эмиттер седьмого р-й-р транзистора соединен. с коллектором третьего и-р-д транзистора и вторым счетным входом, коллекторы шестого и седьмого р-и. -р транзисторов подключены к базе первого и-р-и. транзистора, емиттер восьмого р-и-р транзистора соединен со вторым коллектором цервого а-р-П. транзистора, эмиттер девятого р-й-р транзистора соединен со вторым коллектором четвертого а;р-а транзистора, первый коллектор девятого и коллектор восьмого р-е-р транзисторов подключены к базе третьего и-р-й транзистора, второй коллектор девятого р-д-р транзистора подключен к базе второго и-р-и. транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аваев Н. А., Дудин И. Н. и .

Наумов Б. E:. Большие интегральные схещ мы с инжекционным питанием. М., Советское радио, 1977, с. 182, рис. 5,15.

2. Заявка Франции М 2267662, кл. Н 03 К 17/30, 1975 (прототип) .