Многоуровневый сумматор

 

А. В. Алюшнн, М. В. Алюшнн и В. И. Лебеде (72) Авторы изобретения (73) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени .физический институт (54) МНОГОУРОВНЕВЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к мнкроэлэкч роннке, а именно. к интегральным схемам на многоуровневых элементах с ик@мин-оиным питанием, и макет найМ применение при создании БИС.

Известны конструкции ман.оу ийфиыхсумматоров на многоколлэкторных И Я алвмешвх (3.1.

Недостатками даннот о сумматора являются низкие, помехоустойчивость, бысе» родействие, большая погрешность и высоК5е требования E величине коэффнпиен

;,та усинения транзистора.

Наиболее близким к предлагаемому является многоуровневый сувааатор, состояаий из нескольких входных токовых зеркал с двумя выходами калщое, выходного токового зеркала, порогового эле мента с двумя выходами и источника тв- . ка, подключенного к первому выходу порогового элвмента, первые выходы .входных токовык зеркал соединены с входом выходного токового зеркала, выход которого подключен к первой маходной шине, вторые выходы входных токо.вых зеркал соединены с входом порогово- го элемента, второй выход которого подяпочен к второй выходной шине f2).

Недостатками известного многоуровневого сумматора являются низкие помехоустойчивость, быстродействие н большая

30 погрешность, обусловленные тем, что выходное блоковое зеркало работает в большом динамическом диапазоне . токов, что ограничивает использование максимальной величины единичного уровня то13 ка.

Бель изобретения - увеличение помехоустойчивости, быстродействия и уменьшение погрешности многоуровневого сум ма тора.

Поставленная пель достигается тем, что многоуровневый сумматор, состоявщй из несколькик входных токовых зеркал с ! дйумя выходами кекдое, выходного токэвого зеркала, порогового элемента с двум

;мя выходами и источника тока, пощцно» ченного к первому выходу порогового элемента, первые выходи входных токовых зеркал соединены с входом выходного токового зеркала, выход крторого подключен к первой выходной шине, вторые выходы входных токовых зеркал соединены с входом порогового элемента, второй выход которого подключен к вто . $6 рой. выходной шине, дополнительно содержит транзистор р-g-р типа:,с общей базой, эмиттер которого соединен с первым выходом порогового элемента, а коллектор - c входом выходного токового эер- 13 калар

На чертеже показана принпипиальная схема четырехуровневого инжекционного сумматора.

Сумматор содержит входные токовые зеркала 1,2 и 3 на И Л транзисторах г

l4, 5 и 6 с входами 7,8 и 9 и выходами

10 и 11, 12 и 13 и 14 и 15 соответственно, выходное токовое зеркало 16 на

И Л транзисторе 17. и с источниками у

18 и 19 тока в .базовой и коллекторной цепях соответственно, пороговый элемент

20 на двухколлекторном И Л транзисторе

21 с источниками 22 и 23 тока в базовой и второй коллекторной цепях соот- 3© ветственно, источник 24 тою, состоящий из источника 25 постоянного тока и транзистора 26 с общей базой. Вйходы 11, 12 и 14 входных токовых зеркал соедийены с входом 27 выходного токового

33 зеркала и с коллектором 28 транзистора

26. Выходы 10,13 и 15 входных токовых зеркал соединены с входом 29 транзистора 21. Первый коллектор 30 транзистора 21 соединен с эмиттером тран зистора 26 и источником 25 тока. Коллектор 31 транзистора 17 соединен с первой выходной шиной 32. Второй коллектор 33 транзистора 21 соединен с второй выходной шиной 34.

Работа сумматора состоит в следующем.

На входы 7,8 и 9 затекают четырехуровневые сигналы тока Х,У и 2,. Из . входов 27 и 29 вытекает ток, величина которого равна сумме входных токов.

Если сумма входных токов меньше 3,5, транзистор 21 открыт, транзистор 26 закрыт, выходное токовое зеркало 16 передает на выход . значение суммы входных токов Х,У и g .

Если же сумма входных токов превышает значение 3,5, транзистор 21 закрывается, на выходе переноса Р появляется сигнал переноса в виде единичного тока.

Источник 24 тока создает во входной пепи 27 ток величиной в 4 единицы. На выходе суммы 5 вытекает ток на 4 единицы меньшФ, чем сумма входных токов Х,У и у

Предлагаемый многоуровневый сумматор позволяет увеличить значение единичного уровня тока в 2-2,3 раза и во столько же раз увеличить помехоустойчивость и быстродействие сумматора и/или уменьшить вносимую сумматором погрешность на 20-60%.

Формула изобретения

Многоуровневый сумматор, состоящий из нескольких входных токовых зеркал с двумя выходами каждое, выходного токового зеркала, порогового элемента с двумя жходами и источника тока, подключенного к первому выходу порогового элемента, первые выходы входных таковых зеркал соединены с входом выходного токового зеркала, выход которого подключен к первой выходной шине, вторые выходы входных токовых зеркал соединены с входом порогового элемента, второй выход которого подключен к второй выходной шине, о т л и ч а ю m и й» с. я тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости, быстродействия и по вышения- точности, он дополнительно соцержит транзистор ð типа с общей базой, эмиттер которого соединен с первым выходом порогового элемента, а коллекторс входом выходного токового зеркала.

Источники информации, щнщятые во внимание при экспертизе

1. Вариченко Л. В. и др. Элементар- ная ячейка параллельного многоэначного умножителя И Л типа..— - Микроэлектро-. ника, 1980,т. 9, вып. 5, рис. 5.

2. Патент США Ж 4140920, кл. Н 03 К. 19108, 1979.

Составитель С. Пронин

Редактор И. Алексеенко Техред М. Teiiep . Корректор,В. ПрохяеикоЗакае 8735/78 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаа; 4