Интегральный логический элемент

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СфветскнюСфцналнстнческнк(61) Дополнительное вт 6.01.77 (21) 2438345/182) Заявл ением заяв присо Государетвенный комите СССР но делам изобретений и открытий) Заявител ЕГРАЛЬНЫЙ ЛО ЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕН атворо21 й Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к произодству больших интегральных схем,Известны интегральные логические элементы инжекционной логики (И Л),содержащие биполярный горизонтальный нагрузочный транзистор р-б -р-типа, биполярный вертикальный переключающий транзистор н -р-д с несколькими коллекторами и диоды Шоттки, которые вводятся для повышени я быстродействия 111.Эти элементы характеризуются наличием совмещенных областей р и и типа, большой плотностью упаковки, малой рассеиваемой мощностью.Известен интегральный инвертор инжекционного типа, содержащий биполярный горизонтальный нагрузочны транзистор р-и-р-типа и униполярный вертикальный переключающий тран зистор с каналом и -типа и с затвором, образованным тороидальным р-н-переходом. Данный инвертор также имеет совмещенные области, область и -типа является одновременно базой биполярного транзистора и ист ком униполярного транзистора, область р-типа является одновременно коллектором биполярного транэистоев, В.Н,Кокни и Н.М.Ма раиз м униполярного транзистораТакая структура повышает плотность упаковки, но имеет существен-. ный недостаток, заключающийся в сравнительно низком быстродействии, обусловленном накоплением неосновных носителей заряда в Области истока униполярного транзистора.С целью повышения быстродействия интегрального логического элемента, аналогично по структуре интегральному инвертору, в интегральный логический элемент, содержащий биполярный горизонтальный нагрузочный транзистор р-и-р-типа с несколькими коллекторами, эмиттер и база которого подключены соответственно к плюсовой шине напряжения питания и к общей шине, а каждый коллектор подключен к одной из входных шин,и униполярный вертикальный переключающий транзистор с каналом и -типа и с несколькими затворами, образованными р-п-переходами, исток и сток которого подключены соответственно к общей шине и к выходной шине, а каждый затвор подключен к одной из входных шин, введены вентильные двухполюсники (например,619066 130/61 писное ЦНИИПИ ЗакаТираж 1059 Патент,.3диоды Шоттки), причем анод каждого двухполюснюка, подключен к одной из входных щнн, а катод - к общей шине.На чертежепредставлена схема трехвходового интегрального логического .элемента.5Схема содержит униполярный вертикальный переключающий транзистор 1 с тремя затворами, биполярный гори зонтальный нагрузочный транзистор 2 с тремя коллекторами, входные шины 10 3, 4, 5, выходную шину 6, соединенную со стоком транзистора 1, плюсовую шину 7 напряжения питания, соединенную с эмиттером транзистора 2, общую шину 8, соединенную с истоком )5 транзистора 1, с базой транзистора 2, с катодами дополнительных вентильных двухполюсников 9.Каждая их входных шин 3, 4, 5 подключена к одному иэ затворов 20 транзистора 1, к одному из коллекторов транзистора 2 и к одному из анодов вентильных двухполюсников 9. Последние должны иметь напряжение открывания (или прямое падение напряжения) меньшее, чем напряжение открывания р-л-переходов, которые образуют затворы транзистора 1 и одновременно являются переходаии фколлектор-база транзистора 2. Протекание тока через двухполюсники 9 не должно сопровождаться инжекцией неосновных носителей заряда в область истока транзистора 1. В качестве такого двухполюсника может быть использован переход фметалл-полупро 35 . водник(диод Шоттки) .Интегральный логический элемент работает следующим образом. При йодаче хотя бы на одну иэ входных шин, например на шину 3, напряжения логи ческой единицы (в данном случае напряжения порядка 0,7 В) на выходной шине 6 появляется напряжение логического нуля (в данном случае напряжение менее 0,1 В) . При подаче на 45 входные шины напряжения логического нуля на выходной шине наблюдается напряжение логической единицы. Устройство работает как элемент ИЛИНЕ. Как во всех схемах инжекционной логики, напряжение питания элемента порядка +1 В. Повышение быстродействия данного логического элемента достигается благодаря ограничению тока через р-л-переходы, которые образуют затворы униполярного транзистора 1 и одновременно являются переходами коллектор-база биполярного транзистора 2.Включение дополнительных вентильных двухполюсников 9 приводит к перераспределению токов между р-л-переходами и дополнительными вентиль- ными двухполюсниками, При этом доля полного входного тока, обусловленного инжекцией неосновных зарядов в область истока, уменьшается и, следовательно, уменьшается заряд, накопленный в области истока. При включении дополнительных вентильных двухполюсников 9 можно ожидать повышения быстродействия примерно в 5-10 раз. Формула изобретения Интегральный логический элемент инжекционного типа, содержащий биполярный горизонтальный нагрузочный транзистор р-о-р-типа с несколькими коллекторами, эмиттер и база которого подключены соответственно к плюсовой шине напряжения питания и к общей шине, а каждый коллектор подключен к одной из входных шин,и униполярный вертикальный переключающий транзистор с каналом л-типа и с несколькими затворами,об разованными р-л-переходами, исток и сток которого подключены соответственно к общей шине и к выходной шине, а каждый затвор подключен к одной их входных шин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены вентильные двухполюсники (например, диоды Шоттки), причем анод каждого двухполюсника подключен к одной из входных шин, а катодк общей шине.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Зарубежная электронная техника, Р 8, 1976.2. Авторское свидетельство СССР У 519102, Н 01 Ь 27/00, 1976.