Счетный триггер

 

=.(.,-.:. ..1 °;/

С. М. Кононов, В. М. Мещеряков и Г. °,.Осч;,апенко, ., с. ф

)

Й

Ф

Воронежский политехнический институт (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) С ЧЕТН ЫЙ Т РИГfF Р

Изобретение относится к микроэлектронике и предназначено для построения быстродействующих счетных устройств.

Известен счетный триггер, содержащий RB-триггер и симметричное управляющее устройство, построенное на шести диодах, два из которых - диоды с накоплением заряда Г1) .

Недостатком триггера является плохая совместимость технологических процессов создания активных и пассивных компонентов и диодов с накоплением заряда. Кроме того, транзисторы триггера насыщаются, что снижает его быстродействие.

Известен также счетный триггер, со- держащий два RQ-триггера - переключающий и управляющий. Эмиттер первого транзистора управляющего триггера со динен с базой второго транзистора управляющего триггера и с первым выводом резистора связи, второй вывод которого соединен с коллектором первого транзистора переключающего триггера.

Эмиттер второго транзистора управляю щего триггера соединен с базой первого транзистора переключакицего триггера и с первым выводом аналогичного резистора связи, второй вывод которого сое5 динен с коллектором второго траЮнстора переключающего триггера.

Счетный триггер содержит также два транзистора и два резистора для уста1в . новления начального состояния счетного триггера, а также транзистор, имеющий резистор в базовой цепи, коллектор которого подключен к обшей точке соединения коллекторных нагрузок в управляющем триггере 2 g .

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-за насыщения входящих в него транзисторов.

Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем; что в счетном триггере, содержащем две пары и -р- n --транзисторов в перекрест924835

35 ном включении с коллекториыми нагрузочными резисторами в каждой паре, эмиттеры транзисторов второй пары соединены с соответствующими базами транзисторов первой пары, прямой и инверсный выходы соединены через нагрузочные резисторы с шиной питания, установочные входы соединены с базами первого и второго дополнительных и -р- и транзисторов, коллекторы и эмиттеры 10 которых соединены соответственно с выходами триггера и с соответствующими выводами нагрузочных резисторов первой пары транзисторов, эмиттеры которых соединены с коллектором третьего допол- l5 нительного и --р- h -транзистора, база которого подключена к шине опорного напряжения, эмиттер через резистор— к шине нулевсго потенциала, а счетный вход через нагрузочные резисторы сое- 2О динен с коллекторами второй пары транзисторов.

На чертеже показан счетный триггер.

Первый триггер (переключающий) образован п -ð- и -транзисторами 1 и 2, 25 в коллекторные цепи которых включены эмиттеры и-р- и -транзисторов 3 и 4 второго (управляющего) триггера, а также первые выводы нагрузочных резисторов 5 и 6. Базы транзисторов 1 и 2 Эо объединены с коллекторами противолежащих транзисторов. В коллекторные цепи транзисторов 3 и 4 включены первые выводы нагрузочных резисторов 7 и 8, вторые выводы которых соединены со счетным входом. Базы транзисторов 3 и 4 объединены с коллекторами противолежащих транзисторов. Вторые выводы резисторов 5 и 6 соединены с эмиттерами первого и второго дополнительных 4о

-р- и -транзисторов 9 и 10, коллекторы которых подключены к прямому и инверсному выходам соответственно и через резисторы 11 и 12 к шине питания 13, а базы — к установочным входам R и 5 соответственно. Эмиттеры транзисторов 1 и 2 объединены с коллектором третьего дополнительного транзистора 14, эмиттер которого через резистор 15 подсоединен к шине 16 нулевого

5О потенциала, а база - к шине 17 опорного потенциала.

Счетный триггер работает следующим образом.

Транзистор 14 совместно с резисто55 ром 1 5 образуют генератор постоянного тока где Об Э 14 1УП = 0,76- падение напряжения на переходе база — эмиттер транзисто-, ра 14.

В исходном состоянии напряжения на входах R, Я и Т одинаковы и соответСЧ ствуют уровням логического нуля, т.е

О9,i)Б uÒ E0» 0 о

Тс4- и

Для установки счетного триггера в начальное состояние, например в нулевое (Ug=U <о,Офв О ), на вход R подается уровень логической единицы UR= UR Е и

В результате при R5 6=0,5Р„5и произвольном исходном состоянии транзисторов

1 и 2 первый из них переходит в открытое состояние, а второй — в закрытое.

После этого напряжение на входе R вновь понижается до уровня логического нуля, причем состояние транзисторов 1 и 2 не изменяется, и ток генератора Зг начинает течь через резисторы 5 и 11, причем

R>=- Р . В результате при указанных значениях сопротивлений резисторов 15, 5 и 6 падение напряжения между коллектором и эмиттером открытого транзистора 1 ровно U < 1 =0,5 U и, а напряжение на выходе уменьшается до U =Up Eä-О

При этом на выходе 8 устайавливается напряжение Ор О Е, поскольку ток через резистор 6 (при Р Ч=Р4п(в В ч раэ меньше тока через резистор 5 и 11 (BN - коэффициент передачи тока базы).

Процесс установки начального состояния, таким образом, заканчивается.

С приходом на вход Т Ч счетного импульса положительной полярности (ОТ

= U>< E.П ) подается питание на транзисторы 3 и 4 и поскольку напряжение на эмиттере транзистора 3 ниже напряжения на эмиттере транзистора 4 (так как транзистор 1 включен), то первым включается транзистор 3. Так как Р =

= Rg = 0,5 Rqg, то падение напряжения между коллектором и эмиттером этого трапзистора будет порядка U <> й0,5 0п

В результате в базу транзистора 2 течет ток, который открывает его, и через обратную связь переипочаюшего триггера закрывается транзистор 1. По окончании действия импульса на счетном входе Тсч (T <-U i ) состояние транзисторов 1 и

2 остается без изменения, и ток генератора течет через резисторы 6 и 12.

После этого на выходах Q, и Q устанавливается напряжение

924835 о„ (-"ф- П

Тсу

ВНИИПИ Заказ 2836/73 Тираж 954 Подписыое

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

При поступлении второго счетного импульса.открывается транзистор 4, а по окончании действия счетного импульса триггер устанавливается в состояние о

0 = О =Е -О„;

1 ф "e,- n

При соответствующем выборе коллекторных нагрузок падение напряжения между коллекторами и эмиттерами открытых транзисторов определяется током генера- 1S тора и задаются на уровне не ниже половины падения напряжения на открытом переходе (приблизительно 0,35 В). В результате такие транзисторы не насыщаются и, следовательно, быстродействие щ счетного триггера резко повышается.

Формула изобретения т

Счетный триггер, содержащий две пары и -р- Yl «транзисторов в перекрестном включении с коллекторными нагрузочными резисторами в каждой паре, эмиттеЕп ры транзисторов второй пары соединены с соответствукп ими базами транзисторов первой пары, прямой и инверсный выходы соединены через нагруэочные резисторы с шиной питания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, установочные входы соединены с базами первого и второго дополнительных и -р- и -а ранэисторов, коллекторы и эмиттеры которых соответственно соединены с выхо- дами триггера и с соответствукидими выводами нагрузочных резисторов первой пары транзисторов, эмиттеры которых соединены с коллектором третьего дополнительного и -р- и -транзистора, база которого подключена к шине опорного напряжения, эмиттер через резистор — к шине нулевого потенциала, а счетный вход через нагруэочные резисторы соединен с коллекторами второй пары транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М., «Сов. радио, 1975, с. 98, рис. 3.15.

2. Там же, с. 99, рис. 3.17а (прототип) .