Стабилизированный логический элемент

(и)683 О 24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 31.08.79 3) УДК 621.37пе делам изобретений и открытий2) Авторы нзобр етени П. Иванов и И. И. Шагу Заявитель овский ордена Трудового Красного Знаме инженерно-физический институт(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ПЛЕМЕН Изобретение относит нике и предназначено,д быстродействующих ци мах большой степени и ключателях тока, работ гическим перепадом при жения питания. микроэлектроспользования в вых микросхерации на переля и фро ццх с малым лоонижении напряИзвестен логический элемент, состоящий цз источников рабочего тока, двухуровневого переключателя тока, схемы согласования уровней, источника опорного напряжения, схемы передачи упавня опорного напряжения, содержащей первый транзистор, коллектор которого соединен с шиной положительного потенциала, база - с первым выходом источника опорного напряжения, эмиттер - с первым потенциальным входом двухуровневого переключателя тока и с катодом первого диода, анод которого 20 соединен с анодом второго диода, катод которого соединен со вторым потенциальным входом двухуровневого переключателя тока и с коллектором второго транзистора, база которого соединена со вторым выхо дом источника опорного напряжения, а эмиттер - с базой транзистора - источника тока двухуровневого переключателя ц через первыи резистор с шиной нулевого потенциала 111.30 Однако этот элсмсцт отличается боль. шой потребляемой мощчостью вследствие значительной величины логического перепада и высокого, примерно 5 В, напряжения питания, а также крайне низкой помехоустойчивостью при пониженном до 2 - 3 В напряжении питания и изменении температуры, что не позволяет использовать его в быстродействуюццх цифровых микросхемах большой степени интеграции.1-ацболее олцзок к предложенному по технической сущности логцчеекцй элемент с температурной компенсацией, содержащий переключатель така с потенциальным ц токовым входами, источник опорного напряжения, первую и вторую шины питания, рабочий ток в переключателе тока задается первым транзистором, коллектор которого соединен с токовым входом переключателя тока, эмцттер через перпос сопротивление подкгпочен к первой шине питания, база и коллектор второго транзистора соедн ены вместе и соединены с первым выво ом второго резстора и;ервым взводом третьего резистора, второй вывод третьего резистора соединен с базой третьего транзистора, эмиттер которого через четвертый резистор соединен с первой шиной питания, а коллектор через пятыц резистор соединен с эмцттером четвертого транзистора, кол 683024переключателя 1 тока, а эмиттер через резистор 9 сослпнен с шиной 10 питания. 11 отецциальный вход 4 соединен с Оазой транзистора 11, коллектором транзистора 12 и через резистор И с шиной 14 питаНия. 1 холлектор транзистора 11 также соединен с шиной 14 питания, а эмиттер полключсц к потенциальному входу 5 и коллектору транзистора 15. Эмиттеры транзисторов 15 20 и 12 через резисторы 16 и 7 соединены сшиной 10 питания. Ток в схему согласования задается транзистором 18, коллектор которого соединен с токовым входом схемы б согласования уровней, а эмиттер через ре зистор 19 соединен с шиной 10 питания.Базы транзисторов 8, 12, 15 и 18 объединены и подключены к источнику 7 опорного напряжения. Транзисторы 8 и 12, 15 и 18, резисторы 9 и 17, 16 и 19 изготавливаются одинасовыми.Устройство работает следуюцим Образом.Прц подаче напряжения ца и:ицы питания через транзисторы 8, 12, 15 и 18 ц резисторы 9, 16, 17 и 19 протекают токи. 1 а резисторе 18 создается падениения, равное половине логического перепада, которое подается на потенциальный ВХОД 4 и ЧЕРЕЗ трагнЗИСтОр 11 ца ПОтсцциальцый вход 5 двум ровневого переклочателя 1 тоха. В зависимости От комо 55(ации логических сигналов на входах 2 и кон срстнОГО вида двухуровневОГО псреклОчателя 1 тока на выходах 8 формцруОтея 45 нужные выходные сигналы. Изменецие напряжения питания и температуры приво;ит к одинаковым изменениям токов через транзисторы 8 и 12, 15 и 18. В результате падсцце напряжения, снимаемое с резистора 18 и подаваемое ца потецциальнье входы 4 и 5, остается равным половине логического перепада, обеспечивая работос:особность логчоского элемента.Стабц,Изированцый низкоуровневый логический элемент работоспособен в широком температурном диапазоне от - 30 ло +8 О С при нагряжении питания разном0.5. 013,0 1-.5 1 о. Прн логическом перепаде С =- 0,5во 1 У- -1 О зВ. Грелло 55 сецный элемент потребляет в 2,5 раза меньшую мошность, нмсет в 1,5 )аза Оольшее быст)Одействие цо сравнению с серийно выпускаемыми схемами ЭС.1. Такие харастер 55 стиси позволяот 5 ЦСПОЛЬЗОВатЬ ППЕЛЛОжЕЦЦЫй;О; и;; 55 Это лостигаетсч тем, что стабилизированный логический элемент, содержащй двухуровневый переключатель тока, первая группа входов которого соединена с первой группой входов ус 5 ройства, а вторая гр ипа входов с выхоами схемы согласования уровней, гхолы которой соединены со вто. рой группой вколов устпойспва, источник тока на первом транзисторе, эмиттер которого через первый резистор соединен с первой шиной П 5 Тания, а коллектор - с токовым входом Л 5 ухуровпево 1 о переключателя тока, эмцттвр второго транзистора через второй резистор соедвнен с первой шиной питания, коллектор соединен с первым цотецциальнысм входом двухуровневого перекл 5 очателя тока и с эмиттером третьего транзистора, коллектор котороо соединен со второй шиной источника питания, а база - с выходом источника опорного напряжения, коллоктор третьего траязистора соединен со второй шиной питания, а база в коллектором четвертого транзистора и через третий резистор со второй шиной питания, эмгетер четвертого транзистора через четвертый резистор соединен с первоп шиной пцташ 5 я, а база соединена с базой второго трацзистора, пятый резистор, ПЕРВИй ВЫЗО,1, НОТОЗОГО СОЕДИНСН С ГЕРВОИ шш 5 ой питапця, дополнительно содержит пятый транзистор, эмиттер соторого соединен с вторым выводом пятого резистора, а коллектор - с то 5 совым входом схемы согласования уровней, базы первого ц пятого транзисторОв соединены с базой второго транзистора, а база третьего трацзсцстора соединена с вторым потенциальным Гвхолом двухуровневого перекгпочателя тока. 6 лектор четвертого транзистора соединен с базой пятого транзистора и чегсз шестой резистор соедпцен со,второй шиной питами 55, коллектор пятого транзистора соединен со второй шиной питацця, а эмиттср соединен с потенциальным входом переключателя тока и с коллектором шестого трацзис 5 ора, эмиттер шестого транзистора соединен с базой первого транзистора и со вторым выводом второго резистора, базы шестого и четвертого транзисторов соединены с выходом источника опорного цапряжсция, коллектор третьего транзистора соединен с входом ос;ратцой связи источника опорноо напряжения 12.Однако ланцос устройство имеет недостаточцо высокую помехоустойчивость и температурнуо стабильность при ион 5 сс:- ном напря 55 ссции цитанс 5. Кроме ТОГО, да,1- ный логический элемент одцоуровневый. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и температурной стабильцости логического многоуровневого элемента при пониженном напряжении п 5 пания. На чертеже приведена структурная схема стабилизированного логического элемента,Оц содержит двухуровневый переключатель 1 тока с логичеокими вхолап 2 и выходами 8, потенциальными входами 4 и 5 и схемой 6 согласования уровней, а также источн 55 с 7 Опорного напря;ссния. Раоочий ток задается транзистором 8, коллектор которого соединен с токовым входом683024 с -- Составитель Ю. ф ииа тскрс А. Камып 11 зд. М 481 судаоствеипого комитета СССР 113035, Москва, Ж, Раушфай 1 Корректор едакор Т. Клю иков Тираж 1060 по делам изо кап:ао, д. одписное открытий акал 7 о 7/00-1глГ) иий Тпп".арьк. фил. пред сПатеит элемент в быстродействующих цифровыхмикросхемах большой степени интеграции. Формула изобретения Стабилизированный логический элемент, содержащий двухуровневый переключатель тока, первая группа входов которого соединена с первой группой входов устройства, а вторая группа входов соединена с выхода О ми схемы согласования уровней, входы которой соединены со второй группой входов устройства, источник тока на первом транзисторе, эмиттер которого через первый резистор соединен с первой шиной питания, 15 а коллектор - с токовым входом двухуровневого переключателя тока, эмиттер второго транзистора через второй резистор соединен с первой шиной питания, коллектор соединен с первым потенциальным вхо дом двухуровневого переключателя тока и с эмцттером третьего транзистора, а база - с выходом источника опорного напряжения, коллектор третьего транзистора соединен со второй шиной питания, а база - с коллектором четвертого транзистора и через третий резистор со второй шиной питания, эмиттер четвертого транзистора через четвертый резистор соединен с первой шиной питания, а база - с базой второго транзистора, пятый резистор, первый вывод которого соединен с первой шиной питания, о тл и ч а ю ш, и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и температурной стабильности ври пониженном напряжении питания, в него введен пятый транзистор, эмпттер которого соединен с вторым выводом пятого резистора, а коллектор - с токовым входом схемы согласования уровней базы первого ц пятого транзисторов соединены с базой второго транзистора, а база третьего транзистора соединена с вторым потенциальным входом двухуровневого переключателя тока. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Р 1 р 1 а 1 1 п 1 едга 1 ед С 1 гсш 1. Дата Воок1974. 2. 1. Е. Е. Лопгпа 1 о 1 5 о 1 Ы Яа 1 е С 1 гсш 1 воц 1 - 73, М 5.