Быстродействующий помехоустойчивыйлогический элемент и-или/ и-или-he

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубяии (i ii849488

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 24.04. 78 (21) 2614856/18-21 (53 jM. Кл.с присоединением заявки ¹

Н 03 К 19/08

Гееударстеенный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621. 375. .083 (088.8) па делам изобретений и вткрытлй

Опубликовано 23. 07. 81. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 25. 07. 81 физико-технический институт (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ

ЭЛЕМЕНТ И-ИЛИ/И-ИЛИ-НЕ

Изобретение относится к устройствам импульсной и цифровой техники, в частности, к логическим элементам (ЛЭ) ЭВМ.

Известны ЛЭ, содержащие переключатели тока первой ступени, инверсные и прямые выходы которых соответственно подключены к базам входных и опорного транзистора переключателя тока второй ступени (11 и 12).

Основными недостатками известных .устройств являются низкое быстродействие и помехоустойчивость, большая потребляемая мощность при реализации

15 элементарной логической функции, особенно при работе ЛЭ на значительную емкостную нагрузку (при достаточно большой величине коэффициента разветвления по выходу), возможность захода опорных транзисторов переключателей тока первой ступени в режим насыщения при количестве их больше трех, зависимость логического перепада от режима, температуры и разброса параметров схемы.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и повышение помехоустойчивости, снижение потребляемой мощ ности, Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее коллекторно соединенные переключатели первой ступени, инверсные и прямой выходы которых подключены к базам входных транзисторов и базе опорного транзистора переключателя тока второй ступени, введены параллельно включенные эмилтерные повторители, эмиттеры которых соединены с соответствующими базами входных транзисторов переключателей тока первой ступени, а коллекторы— через соответствующие резисторы с коллекторами транзисторов переключателей тока первой ступени и общей шиной, и непосредственно с базой дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к общей шине, .

849488

15

35

45

55

3 а эмиттер соединен с базой опорного многоэмиттерного транзистора переключателей тока первой ступени анодом диода, .катод которого соединен с ба-. зами транзисторов генераторов тока первой и второй ступени и через резистор — с базами транзисторов генераторов тока входных эмиттерных повторителей, которые через резистор соединены с шиной питания.

На чертеже приведена принципиальная схема ЛЭ.

Устройство содержит на входе параллельно включенные эмиттерные повторители на транзисторах 1,„ ...1.

1 ...1 .Входнйе транзисторы 2 ...2 и переключателей, тока первой ступени своими базами подключены к эмиттерам соответствующих серий повторителей, а эмиттерами — к эмиттерам опорного многоэмиттернога трамзистора 3. Данные входные эмиттерные повторители и переключатели тока образуют первую логическую ступень.

Вторая логическая ступень ЛЗ состоит из переключателя тока на и входов: из входных транзисторов 4 ...4и и опорного 5. Причем база опорного транзистора 5 подключена к коллектору 7 опорного многоэмиттерного транзистора 3, а базы транзисторов "

4„ ...4и с соответствующими коллекторами транзисторов 2 ...2„ переключателей тока первой ступенй. В эмиттерных цепях входных эмиттерных повторителей и переключателей тока как первой, так и второй ступеней использова ны транзисторные генераторы тока на транзисторах 6 ...6„, 7„...7„, 8 с управлением по базам.

Между общей шиной и коллекторами входных эмиттерных повторителей

1ц ... 1, 1„.... 1„„,, коллекторными т1 1n " ичи резисторами переключателя тока первой ступени 9„ ...9„, 10 включен дополнительный резистор ll. Резистор

ll соединен с базой транзистора 12 с общим коллектором, нагруженного на цепочку последовательно соединенных диода )3 и резисторов l4 и 15.

Катод диода 13 соединен с базами транзисторов 7, ... 7и, 8, а средняя точка резисторов 14 и )5 соединена с базами транзисторов 6„ ...6„.

Коллекторные резисторы переключателя тока второй ступени 16 и 17 расположены между общей шиной и выходами 18 и 19 логических элементов, 4

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии.на все входы эмиттерных повторителей поданы сигналы логического "0"(для анализа используется отрицательная логика) .

При этом транзисторы 2 ...2„ открыты, и на инверсных выходах переключателей тока первой ступени — отрицательное напряжение, а на прямом выходе со стороны опорного многоэмиттерного транзистора 3 — положительное. На дополнительном резисторе 11 есть напряжение от суммарного тока через открытые транзисторы 2 ...2„ и входные эмиттерные повторители, которое через транзистор 12 с общим коллектором и цепочку .диода 13 и резисторов

14 и 15, передается на базу опорного транзистора 3 и базы транзисторов

6„ ...6„, 7„ ...7, 8 в цепях генераторов тока. Входные транзисторы переключателя тока второй ступени 4„...4 и заперты, на выходе 18 — положительное напряжение или логический "0, а на выходе 19 — отрицательное или логи— ческая "1". При подаче логической

"1" только на входы эмиттерных повторителей 1„„...1 транзистор 2 закры41 m1 I вается, на его инверсном выходе об— разуется положительное напряжение, а на прямом выходе опорного многоэмиттерного транзистора 3 — отрицательное напряжение. Транзистор 4 переключателя тока второй ступени открывается, а на выходе 18 образуется отрицательное напряжение или логическая "1", опорный транзистор

5 закрывается и на выходе 19 появляется положительное напряжение или логический "0". Напряжение на резисторе 11 не изменяется. В зависимости от кодов, поступающих на входы эмиттерных повторитепей на выходе

18 ЛЭ, выполняется логическая функция И-ИЛИ на выходе 19 И-ИЛИ-НЕ, при этом осуществляется парафазное управление второй ступенью ЛЭ, равносильное стандартному однофазному управлению с удвоенной величиной логического сигнала.

Напряжение на резисторе 11 практически неизменно, следовательно, по переменному току включение резистора соответствует режиму. короткого замыкания и резистор не влияет на инерционность переходных процессов в коллекторных цепях входных повторитеПТ первой ступени, поэтому не имеет смысла увеличивать потребление мощности ПТ второй логической ступени при работе на значительную емкостную нагрузку при большом коэффициенте разветвления.

Таким образом, парафазное управление второй ступени, отрицательная обратная связь, использование эмиттерных повторителей в качестве входных позволяет значительно уменьшить потребляемую мощность за счет уменьшения потребляемого тока вследствие малого логического перепада при зна" чительном увеличении быстродействия и увеличении запаса помехоустойчивости ЛЭ, Формула изобретения

Быстродействующий помехоустойчивый логический элемент И-ИЛИ/И-HJIH-HE, содержащий коллекторно соединенные

I переключатели тока первой ступени, инверсные и прямой выходы которых подключены соответственно к базам входных транзисторов и базе опорного транзистора переключателя тока второй ступени, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия повышения помехоустойчивости и уменьшения потребляемой мощности, в устройство введены параллельно включенные входные эмиттерные повторители, эмиттеры которых соединены с соответствующими базами входных транзисторов переключателей тока первой ступени, а коллекторы — через соответствующие резисторы с коллекторами транзисторов переключателей тока первой ступени и общей шиной, и непосредственно с базой дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к общей шине, а эмиттер соединен с базой опорного многоэмиттерного транзистора переключателей тока первой ступени и анодом диода, катод которого соединен с базами .транзисторов тока переключателей тока первой и второй ступени и через резистор с базами транзисторов генераторов тока входных эмиттерных повторителей, которые через резистор соединены с шиной питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ У 2518861, кл. Н 03 К 19/08, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 50!482, кл. Н 03 К 19/02, 1976.

5 8494 лей и переключателей тока первой ступени. В то же время вследствие отрицательной обратной связи, цепь которой состоит из резистора 11, транзистора 12, диода 13, резисторов 14 и 15, в ЛЭ происходит частичная компенсация изменений величины опорного напряжения и логического перепада по напряжению, температуры, разбросу параметров схемы. Величина резистора

11 может быть рассчитана на разные величины потребляемой мощнос и ЛЭ.

При действии ряда дестабилизирующих факторов изменение напряжения на резисторе 11 по цепи обратной связи передается на.базу опорного многоэмиттерного транзистора 3 и базы транзисторов 61 ...6„, 7„ ... 7д, 8 в цепях генераторов тока,чем достигается компенсация нежелательных 20 изменений токов в цепях генераторов токов и в цепи источника опорного смещения. Посредством этого на коллекторных выходах переключателя тока первой ступени достигается фиксация 25 перепадов напряжения, а на базе опорного транзистора — фиксация необходимого опорного смещения. 3а счет регулирования глубины обратной связи выбором соответствующих величин резисторов 11,14 и 15 и в цепях генераторов тока можно управлять величиной запаса помехоустойчивости по уровням

"0" и "1". Наряду с парафазным управлением второй ступени ЛЭ сигналами с коллекторов переключателя тока первой ступени положительный эффект от использования обратной связи является важным свойством ЛЭ, позволяющим скомпенсировать изменение логичес 40 кого перепада, опорного смещения от ряда дестабилизирующих факторов, например, частичного изменения нагрузок, режимных условий, разброса параметров схемы. 45

Вследствие малого выходного сопротивления эмиттерного повторителя, подсоединенного к базе многоэмиттер-. ного транзистора, задержка, связанная с постоянной времени внешней цепи 50 базы, сведена к минимуму.

Включение на выходе ЛЭ эмиттерных повторителей позволяет по сравнению с известным техническим решением, вопервых, в несколько раз уменьшить 55 входную емкость ЛЭ и, во-вторых, значительно уменьшить суммарные емкости, соответствующие инверсным выходам

88 6

849488

Составитель А. Янов

Редактор М. Ликович Техред С. Мигунова Корректор М. Коста

Заказ 6117 77 Тираж 988 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