Логический элемент

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 09) цн(51) 4 Н 03 К 19/08 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР Иф 3208961 кл. Н 03 К 19/08 э 1986Авторское свидетельство СССР У 1365352, кл. Н 03 К 19/08, 1986. (54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении логических элементов на биполярных транзисторах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, достигается засчет возможности реализации функцииИЛИ-НЕ. Логический элемент собран натранзисторах 1-4 первого типа проводимости и транзисторах 5-8 второготипа проводимости и может выполнятьлогическую функцию 2 ИЛИ-НЕ. При этомколичество выходов может быть увеличено за счет увеличения количествапараллельно-последовательно включенных транзисторов, Предложенный логический элемент предназначен для изготовления по планарной (тонкопленочной) полупроводниковой технологии.Топология изготовления транзисторов -гребенчатая. 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике, а именно к логическим элементам на биполярных транзисторах.Цель изобретения - расширение5 Функциональных возможностей логического элемента, а именно реализацияФункции ИЛИ-НЕ.На чертеже представлена принципиальная схема логического элемента,Логический элемент содержит первый, второй, третий и четвертый транзисторы 1-4 первого типа проводимости, пятый, шестой, седьмой и восьмой транзисторы 5-8 второго типа про Ьодимости, эмиттеры транзисторов 1 и 2 соединены с общей шиной, базы соответственно с эмиттерами транзисторов 3 и 4, базы которых соединены соответственно с первым и вторым входами 20 9 и 10, коллекторы - с вторым выходом 11, коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены с первым выходом 12 и коллекторами транзисторов 5 и 6, базы которых соединены соответственно с третим и четвертым входами 13 и 14, эмиттеры - соответственно с базами транзисторов 7 и 8, эмиттер транзистора 7 соединен с шиной питания 15, коллектор - с эмиттером транзистора 30 8, коллектор которого соединен с выходом 11.Логический элемент работает следующим образом.Логический элемент имеет четыре состояния (режимы нормальной работы).В первом состоянии на входы 9,10,13 и 14 подается уровень напряжения "0" (при этом входы 9 и 10 могут быть не обеспечены входными токами, а вхо ды 1 3 и 14 должны быть обеспечены токами, хотя и малыми), Тогда транзис,торы 1-4 .будут находиться в запертомсостоянии (на выходе 12 устройства будет уровень 1 , не обеспеченный 45током), а транзисторы 5-8 - в открытом (на выходе 11 устройства будетуровень "1", обеспеченный током, поскольку ток коллекторов транзисторов7 и 8 значительно больше тока коллекторов транзисторов 5 и 6).Во втором состоянии на входы 10и 13 подается уровень 0, а на входы 9 и 14 - уровень "1". Тогда транзисторы 24 и 8,6 будут находитьсяв закрытом состоянии, а транзисторы1,3 и 7,5 - в открытом, Открытыйтранзистор 1 обеспечивает уровень"0" на выходе 12 устройства (током обеспечен), а на выходе 11 устройства будет потенциальное состояние "0", поскольку ток транзистора 3 значительно меньше, чем у транзистора 1.В третьем состоянии на входы 10 и 13 подается уровень "1", а на входы 9 и 14 - уровень "0". Тогда транзисторы 2,4 и 8,6 будут открыты, а тран" зисторы 1,3 и 7,5 - закрыты. Открычий транзистор 2 обеспечивает уровень "О" на выходе 12 (обеспеченный тоном), а открытый транзистор 4 обеспечивает уровень "0" на выходе 11 (потенциальный).В четвертом состоянии на все входы 9,10,13 и 14 подается высокий уровень "1", Тогда транзисторы 1-4 будут открыты, а транзисторы 5-8 - закрыты, Очевидно, что на выходе 12 устройства будет уровень "0" (обеспеченный током), на выходе 11 - уровень "0(не обеспеченный током).Таким образом, логический элемент выполняет функцию 2 ИЛИ-НЕ, Очевидно, что количество логических входов может быть увеличено за счет увеличения количества параллельно-последовательно включенных транзисторов, В режиме переключения устройства с одного логического состояния на выходе в другое исключена ситуация прохождения сквозного тока через открытые транзисторы 1,2 и 7,8, что уменьшает потребление энергии в режиме переключения.К напряжению питания Нес прикладываемого к шине 15, предъявляется одно требование, чтобы оно не превышало суммарную величину пороговых напряжений Уг транзисторов противоположного типа проводимости:асс(Жт + Цт ) 2 В,при котором эти транзисторы еще работают на экспоненциальном участкеВАХ.Очевидно, что входы 9,13 и 10,14могут быть попарно объединены, еслиуправляющие напряжения "0" и "1"обеспечены токами в обоих состояниях(симметричный вход),Данный логический элемент предназначен для изготовления по планарной(тонкопленочной) полупроводниковойтехнологии. Топология изготовлениятранзисторов - гребенчатая. Геометрические размеры транзисторов 1,2 и7,8 могут быть равны друг другу или1413720 отличаться при различных концентрациях легирующнх примесей в полупроводнике областей баз. В то же время геометрические размеры транзисторов 3,4 и 5,6 могут быть в 5-10 раз меньше по отношению к транзисторам 1,2 и 7,8, поскольку протекающие через них токи значительно меньше. Составитель А.Янов Техред М,Дидык Корректор Г.Решетник Редактор К.Крупкина Заказ 3793/56 Тираж 928 Подпи сно е ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 10 Формула изобретенияЛогический элемент, содержащий четыре транзистора первого типа проводимости, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с общей шиной,1 базы подключены соответственно к эмиттерам третьего и четвертого транзисторов, базы которых подключены соответственно к первому и второму входам, базы пятого и шестого транзисторов второго типа приводимости подключены соответственно к третьему ичетвертому входам, эмиттеры - соответственно к базам седьмого и восьмого транзисторов второго типа проводимости, эмиттер седьмого транзистора соединен с шиной питания, коллектор пятого транзистора соединен спервым выходом и коллектором второготранзистора, коллектор четвертоготранзистора подключен к второму выходу, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, коллектор седьмоготранзистора соединен с эмиттеромвосьмого транзистора, коллектор которого соединен с вторым выходом и коллектором третьего транзистора, а коллектор первого транзистора соединенс первым выходом и коллектором шестого транзистора.