Логический элемент

Союз Советских Социалистических РесоублииК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 071 Х.1970 ( 1465381/18-24)с присоединением заявкиПриоритет Ч Кп Н 03 т 19/00 Комитет оо аелам изобретений и открытий ори Совете Министров СССРОпубликовано 13.Х 11.1972. Бюллетень2 за 1973 Дата опубликования описания 21.11.1973Заявитель ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Изобретение относится к радиотехническим устройствам,Известны логические элементы на МДП- транзисторах.Динамические логические элементы ца МДП-транзисторах отличаются высоким быстродействием, однако при создании различных устройств на их основе возникают значительные трудности, обусловленные сложностью передачи сигналов с одного элемента на другой, а также ограничениями по строгому согласованию во времени информационных сигналов.Потенциальные элементы отличаются сравнительно высокой информационной надежностью и помехоустойчивостью при низком и среднем быстродействии и повышенной мощности потребления.Применение в устройствах логических элементов обоих классов связано с дополнительными трудностями временного согласования,Известна триггерная схема, сочетающая в себе преимущества потенциальных и динамических элементов на МДП-транзисторах, обладающая неограниченно низкой частотой следования тактовых импульсов, потенциальным выходом и высоким быстродействием.Однако эта схема может выполнять только функцию элемента памяти и не позволяет использовать все преимущества подобных схем без схем, выполняющих логические функции,Целью изобретения является создание логического элемента на МДП-транзисторах, реализующего функцию АВ и сочетающего в себе преимущества потенциальных и динамических элементов на МДП-транзисторах.Для достижения цели в устройство дополнительно введен инвертор, напряжение с которого подается на дополнительно введенный транзистор, подключенный параллельно клю чевому транзистору второго каскада триггера.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого логического элемента; ца фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая ее работу.Схема содержит входной МДП-транзистор 15 Ть два каскада на МДП-транзисторах Т - Тъохваченных обратными связями через транзисторы Т Тт и выполняющих роль триггера, инвертор Т, - Тць напряжение с выхода которого через МДП-транзистор Т, подается на 20 затвор транзистора Тл. На транзисторах Т 4 иТ, организована схема И.Примем за логическую единицу (1) уровеньотрицательного напряжения и логический нуль (О) уровень нулевого напряжения. При 25 таком условии схема реализует логическуюфункцию Р=А В.Под тактом будем понимать время действияимпульсов тото 2, з, причем импульс р меньше по длительности и подан в противофазе30 импульсам р и трз.Предположим, что в исходном состоянии напряжение на выходе схемы равно нулю, т. е, Бг = О. Напряжения на входах А и В также равны нулю, т. е. У, = О, Ув = О.При подаче тактовых импульсов (1-й такт) импульсы ь з отключают обратные связи триггера посредством запирания транзисторов Т, и Т а также выход инвертора от входа транзистора Тд путем запирания транзистора ТСостояние трипгера сохраняется за счет заряда емкостей затвор - подложка ключевых тр апз исто ров Т 2 и Т 4.После отключения обратных связей импульс р открывает транзисторы Т, и Т,. Входные напряжения Ул и Ув передаются на вход транзисторов Т и Те. Поскольку в рассматриваемом случае Ул=Ув=О, то состояние транзисторов Т и Те не изменится т, е. они будут заперты и напряжение в точках 1 и 2 будет отрицательным. По окончании также открываются транзисторы Т, и Ти отрицательное напряжение с точек 1 и 2 передается на затворы транзисторов Т 4 и Тд, которые откроются и подтвердят состояние У=О.Транзистор Т, также открывается по концу, подтверждая состояние Уг = О.Из рассмотренного видно, что Уг будет равно единице в единственном случае, когда па затворы транзисторов Т и Тбудет подано нулевое напряжение.Это, в свою очередь, соответствует случаю кода А =1 и В=1,Рассмотрим этот случай (2-й) такт). После отключения обратных связей импульсоткрывает транзисторы Т, и Те, Отрицательные входные напряжения К и Ув, через открытые транзисторы Т и Т отпирают транзисторы Т и Т. Напряжение в точках 1 и 2 становится равным нулю. По концу такта напряжение точек 1 и 2 через открытые транзисторы Те и Т, передается на затворы транзисторов Т и Т, которые запираются. Напряжение на выходе г становится равным 1, т. е. /г=1, и через открытый транзистор Тт поступает на вход транзистора Ть подтверждая состоян ие Уг = 1.При других комбинациях входных напряжений Ул и Ул процесс работы схемы аналогичный.Логическая операция выполняется во времядействия тактовых импульсов, что способствует повышению быстродействия. С другой стороны, результат логической операции запоминается на триггере и может храниться при отсутствии тактовых импульсов, т, е. обладает потенциальным выходом, что является преимуществом предлагаемого логического элемента перед динамическими элементами.10 Ниже приведена таблица истинности, в которой указан соответствующий такт на временной диаграмме, по концу которого выполняется логическая операция,15 Втакта 1 2 .3 4 20 При необходимости выходной сигнал Уг может быть проинвертирован (Уг) обычным инвертором, на вход которого подается сигнал Уг. В этом случае элемент реализует функцию АВ,Логический элемент на МДП-транзисторах реализуется в виде полупроводниковой интегральной микросхемы с использованием МДП- технологии. 35 Предмет изобретения Логический элемент, содержащий запоминающий элемент, выполненный в виде тритге ра на МДП-транзисторах по двухкаскаднойсхеме, охваченной управляемыми обратными связями, и ключевые МДП-транзисторы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены до полнительный МДП-транзистор и инверторна МДП-транзисторахпричем затвор дополнительного транзистора подключен через ключевой МДП-транзистор к выходу инвертора, вход которого через другой ключевой МДП- транзистор соединен с одним из входов логического элемента.362485 моиг 2 Редактор Н, Коляда Заказ 316/4 Изд.1130 Тираж 404 Подписное11 НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 1 г б Фг у Ф=щпятпа