Многофункциональный логический элемент

(5)5 Н 03 К 19/О ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОЧСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ФЗОБРЕТЕНИ ОПИСА К АВТО РСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1,2(46) 30.04.93. Бюл. 1 ч. 16, . (57) Использование; изобретение относится (71) Вильнюсский университет:к вычислительной технике, а именно к логй- (72) Ч.И.Павасарис ; ческим элементам типа И или ИЛИ и НЕ, и (56) Импульсные элементу автоматики и вц- можетбцтьиспользованодля обработкиинчислительной техники. - Учебное йособие формации и вустройствах автоматикй, а такдля вузов. Л.; Энергия, 1977, с.177, рис.8-же в качестве мажоритарного элемента19. -:;Сущность изобретения: устройство содерБукреев И.Н. и,др. Микроэлектронные жит й входных(1.1-1.й) и один выходной(2) сх цифровых устройств, М,: Советское ключи.:выполненные в виде биполярных р, 1975, с.20, рис,1,7,тетродов и-р+ илй р-п-р-типа, нагрузочнцйцрезистор (5) и и управляемых источниковУР Р 1 3 М).1 ил. емц адис 00 йИзобретение относится к вычислительной технике, а именно к логическим элементам типа И или ИЛИ и НЕ, и может быть использовано для обработки информации и 5 юв устройствах автоматики. Целью изобретения являетсл расшире ние функциональных возможностей путемвведения электрического управденил выполняемой логической функцией И или ИЛИ 10 и НЕ, а также функцию мажоритарного элемента,Применение полупроводниковых тетроравления логической функцией работы без существенного усложнения устройства, а также повышает йх быстрбдействие. На чертеже показана принципиальная 20 электрическая схема предложенного многофункционального логического элемента, Предложенный логический элемент содержит К выхОдных ключей 111 и, выполненные в виде полупроводниковых тетродов и-р-и или р-и-р-типа проводимости й одий выходной ключ 2 - И+1-й полупроводниковый тетрод того же типа, Первые выводы без И входных тетродов 11,1 М являются логическими И входами Х 1 Хк устройства, а вторые выводы без этих И 30 тетродов 1."1 ы соединены с общей шиной устройства, Змиттеры К входных тетродов 111 и соединены между собой и подключены к первому выводу базы выходного тетрода 2, второй вывод базы которого соединен 35 с дополнительной шиной нулевого потенциала, котбрая.гальванически развязана от общей шины устройства. Коллекторы К входных тетродов 111 к соединены с соответствующими первыми, найример положи тедьными, подюсами соответствующих й управляемых источникОв 313 н тока, вторые полюсы которых соединены с дополнительной шиной нулевого потенциала. Коллектор выходного тетрода 2 соединен с 45 первым полюсом управляемого источника 4 постоянного йапряженил питайия, а егоэмиттер через резистор 5 нагрузки; как и второй полюс источника 4 постоянного напряжения питания, подключены к общей 50 шине устройства. Общая точка соеДийения эмйттера выходного тетрода 2 и резистора 5 "нагрузки являетсялогическим выходом Овых устройства, Гальваническая развязка. общей шины устройства и дополнитбдьной 55 Шины нулевогбпотенциала междусобой может быть реализОвана путем; например, применения отдельной изолированной обмотки силового трансформатора в устройстве узла для питания источников 31;Ъ токов дов в качестве активных элементов ключейв логических схемах типа И, ИЛИ и НЕ обеспечивает осуществление электрического уп и источника 4 напряжения. Управляемые источники 313 м токов могут быть выполнены на основе схемы операционных усилителей, или на основе соответствующих биполярных транзисторах, работающих в режиме постоянного тока в коллекторе и управляемых путем изменения тока смещения через общую шину управления Оувр, йли на основе регулируемых токозадающих резисторах, подключенных к соответствующим источникам постоянного напряжения питания.Многофункциональный логический.элемент работает следующим образом.Включают.источйики 313 и и 4 и кол-: лекторные р-и-р-переходы тетродов 1.Ъ и 2 смещают в обратном направлении. Поэтому токи через все упомянутые тетроды устройства не протекают и сигнала на вцхо- ДЕ Цвцх НЕт. На ЛОГИЧЕСКИЕ ВХОДЫ Х 1 ХН устройства подают логические коды.преобразуемого сигнала в виде входных токов 1 вх. или напряжений 1.вх, причем уровень догического нудл соответствует величине вход-: йых сигналов 1 вхи Овх-О. а уровень логической единицы - 1 Ы1 ем 1 и Ввх Ж 3 см 1, где 1 см 1, Цсм 1 - ток или напряжение смыкания р-и-р-переходов в входных тетро-. дах 1.-Ъ. Зто обусловлено тем, что во время протекания тока базы вдоль базовой области тетрода падает напряжение, из-за чего происходит сближение обедненных слоев р-п-переходов эмиттера и коллектора, ПрИ 11 вх 1 ссм 1 ИдИ 1 Овх 1 с-Усм 1 ПррИСХО- дит смыкание р-п-переходов в соответству-ющих входных тетрадах 1, из-за чего смыкаютса их змиттеры с коллекторами и они открываются. Поэтому токи величиной 1 от источников 3 тока через открытые соот-ветствующие входные тетроды 1 протекают через базовые выводы выходного тетрода 2 на дополнительную шину нулевого потенци-ала, Будучи одинаковых направлений эти токи суммируются. При условйи 1111 см 2 происходит смыкание р-и-переходов в выходном тетроде 2 и он открывается при наличии хотя одного уровня логической едйницы на логических входах Х 1 Хи устройства, гдесм 2-ток смыканил в выходном тетроде 2. Поэтому напряжение от источни- . ка 4 через коллектор и эмиттер открытого выходного тетрода 2 подается на логический выход .Оныхустройства и через резистор 5 нагрузки протекает выходной ток, При этом на выходе Овых устанавливается уровень логичеСкой единицы "1" (Овых = 1 ) чем Обеспечивается выполнение лвгИческой функции ИЛИ. При уменьшении с помощью . Суар величины тока источников 31,Знатоков до величины 1/К переключение тетрода 2 в1812633проводящее состояние произойдет только Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я при наличии входных сигналов на все логические входы Х 1 Хи устройства, чем обес. Многофункциональный логический печивается выполнение логической элемент, содержащий входные ключи, перфункции "И". При этом необходимо более 5 вые входы которых подключены к логиче- СТРОГОЕ УСЛОВИЕН/И1 см 211,: СКИМ ВХОДаМ ЭЛЕМЕНта, а ИХ ПЕРВЫЕ ВЫХОДЫ ПРИЧЕМ Л 1 см 2/Й, ГДЕ Л см 2 - ИЗМЕНЕНИЕ - К ПЕРВОМУ ВХОДУ ВЫХОДНОГО КЛЮЧа, ПЕРВЫЙ тока см 2. при переключении выходного тет- .выход которого соединен с первым выводом рода 2 из закрытого в открытое состояние в резистора нагрузки, а второй выход - с шиокрестноститока Ь 2.Такимобразом, изме-. 10 ной питания, второй вывод резистора нанял при помощи сигнала Оур величину тока грузки соединен с общей шиной, первый источников 313 и отдо /й управляют выход выходного ключа - с логическим выфункциональнцм назначением устройства с : ходом элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, . логической функции ИЛИ, на логическуючто, с целью расшйрения функционалъных функцию И соответственно. Путем измене возможностей, вторые входц входных клюния полярности йоласа источника 4 напря- чей соединены с общей шиной, а их вторые жения, подклеченного к коллектору выходы - с йервыми полюсами соответствувыходною тетродв.2. управляют полярно- ющих введенных ущавляемых источников стью УРовна вцхОДиго сигнала Оеих, что тока, втоРце полюса котОРьи и втоРой вхоД может быть ЙсиОльзееано для осуществлв выходного ключа пОдключеиы к дополни. Ния логическОЙ функции НЕ. Полярность тельной шине иулевогО иотенциала, гальвавхбдиых тОкОв 1 вк или нзпрйжеиий Ощ мо- нически разэвзэннОЙ От Общей шины жет.бытьаабвй. Йриусловии В+ Ц й/2 й элемента, причем уерввлвющие входы уп-Мсаа1 ИЙ/2 ИредЛОЖЕНИОЕ уСтрОЙСтВО раВЛяЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКОВ ЛОдКЛЮЧЕИЫ К: вййалнайт Функцию мажоритарного зле шине управления.: МЕНТВ НЭ И ВХОдОО. 2, ЛОгИЧ 6 СКИЙ ЗЛЕМОИТ ПО 8.1, О Т Л И Ч а., ПредлОабннмй многефуикциональный ю щ и.й с а. тем, чтО еаФные и выходнье .: логииеекий злемеит иОзвеляет злектриче- ключи выполнены в виде биполярных тетроским ЙутВФязйвлйть выяблиением яогиче . Дов пфй или рфй ртипОВ, первый и второй СКОЙ фУнкщией И или ИЛИ и НЕ при ЗО вцводыбаз.которцхявляЕТСяпЕРвымивто, смРвивиии йфОстОтм ФтройстВВ, а такжерым входами соютветствениО, э эмиттер и йовмсить ФгО:быстродействие и выполнять коллектор - йервцм и вторым выходами соФункцвю мшеритарнвгО элемента ответственйо.Составитель Ч. ПавасарисРедактор Л, Народная Техред М. Моргентал Корректор О, ГустиЗаказ 1580 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 У ЪПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101