Многофункциональный логический элемент

СОЮЗ. СОВЕТСКИХСОЦ)4 АЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ц Н 03 К 19/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В ГОРСКОМУ СВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физи,ческий институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 686146, кл. Н 03 К 19/00, 1977,2. Авторское свидетельство СССР 9 718928, кл. Н 03 К 19/00, 1978 (54)(57) МНОГОФуНКЦИОНАЛВН)Й ЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ на МДП-транзисторах, содержащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, входную шину, второГо логического сигнала, подключенную к входу второго инвертора, и входную шину третьего логического сигнала, о т л и ч а ю - щ и й с. я тем, что, с целью повышения его быстродействия и уменьше-. ния потребляемой мощности, в него введены две цепочки из двух последовательно включенных транзисторов -типа, первая из которых включена между выходом первого инвертора и выходной шиной, .а вторая - между выходом второго инвертора и выходной шиной, и три цепочки из двух последовательно включенных транзисторов (-типа, включенные между выходной 1 шиной и общей. шиной, причем затворы транзисторов р-типа первой цепочки подключены соответственно к выходу второго инвертора и к входной .шине инверсии третьего логического сигнала, затворы транзисторов Р"типа . второй цепочки - к выходу первого инвертора и к входной шине третьего логического сигнала, затворы транэис-Е торов и -типа первой цепочки - к вход ной шине третьего логического сигнала и к входной шине первого логического сигнала, затворы транзисторов П-типа второй цепочки - к входнойс шине инверсии третьего логического Я сигнала и к входной шине второго логического сигнала, а затворы транэис торов П-типа третьей цепочки - к выходу первого инвертора и к выходувторого инвертора.Изобретение относится к вычислительной технике, электронике и автоматике.Известен многофункциональный логический элемент на МДП-транзисторах, содержащий первый и второй элементы равнозначности, у которых входы подключены к информационным и управляющим шинам, а выходы через элемент И подключены к входу третьего элемента равнозначности, второй вход 10 которого подключен к соответствующей управляющей шине 1 .Недостатками данного элементаявляются низкое быстродействие и большая потребляемая мощность. 15Известен также многофункциональный логический элемент на МДП-транзисторах, содержащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, , рО входную шину второго логического сигнала, подключенную к входу второго инвертора, входнуЮ шину третьего логического сигнала, подключенную к элементу равнозначности, и выходной усилитель. Отличительной особенностью такого элемента является то, что он содержит три последовательно включенных каскада, выполи нных на МДП-транзисторах р-типа 2.З.ОНедостатками указанного элемента являются низкое быстродействие и большая потребляемая мощность.35Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение потребляемой мощности.Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональный логический элемента на МДП-транзисторах, содер О жащий входную шину первого логического сигнала, подключенную к входу первого инвертора, входную шину второго логического сигнала, подключенную к входу второго инвертора, 4 и входную шину третьего логического сигнала, введены две цепочки иэ двух последовательно включенных транзисторов р-типа, первая из которых включена между выходом первого инвертора и выходной шиной, а вторая - между выходом втор".о инвертора и выходной шиной, и три цепочки из двух последовательно включенных транзисторов ь-типа, включенные между выходной шиной и общей шиной, причем затворы транзисторов р-типа первой цепочки подключены, соответственно к выходу второго инвертора и к входной шине инверсии третьего логического сигнала, затворы тран-60 зисторов р-типа второй цепочки - к выходу первого инвертора и к входной шине третьего логического сигнала, затворы транзисторов о-типа первой цепочки - к входной шине третьего логического сигнала и к входной шине третьего логического сигнала и к входной шине первого логического сигнала, затворы транзисторов и -типа второй цепочки - к входной шине инверсии третьего логического сигнала и к входной шине второго логического сигнала, а зат/воры транзисторов п -типа третьей цепочки - к выходу первого инвертора и к выходу второго инвертора.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого элемента.Элемент содержит входную шину 1 первого логического сигнала А, подключенную к входу первого инвертора на МДП-транзисторах 2 и 3 дополняющего типа, включенных между шиной 4 питания и общей шиной 5. Входная шина 6 второго логического сигнала В подключена к входу второго инвертора, выполненного на МДП-транзисторах 7 и 8 дополняющего типа. Между выходом первого инвертора и выходной шиной 9 включена первая цепочка из двух последовательно включенных транзисторов 10 и 11 р-типа. Между выходом второго инвертора и выходной шиной 9 включена вторая цепочка из двух последовательно включенных транзисторов 12 и 13 р -типа. Между шинами 9 и 5 включены три цепочки, каждая из которых содержит два последовательно включенных транзистора 14 и 15, 16 и 17 и 18 и 19 д-типа. Затворы транзисторов 2, 3 и 15 подключены к шине 1, а затворы транзисторов 7, 8 и 11 . - к шине 6К шине 20 третьего логического сигнала С подключены затворы транзисторов 13 и 14, а к шине 21 инверсии третьего логического сигнала С затворы транзисторов 11 и 16.Выход первого инвертора, образованный стоками транзисторов 2 и 3, подключен к затворам транзисторов 12 и 18, а выход второго инвертора, образованный стоками транзисторов 7 и 8 - к затворам транзисторов 10 и 19.Работа логического элемента иллюстрируется с помощью табл,1 и 2.В табл.1 в первой колонке приведены номера наборов управляющих сигналов. В следующих трех колонках даны соответственно значения первого, второго и третьего логических сигналов, в последней колонке - реализуемые функции на выходе элемента.1016841 Та бли ца 1 Значения сигналов1 1 Реализуемыефункции Набор В С в точках 20 0 Х 3 Х 1 Х 2 Х 1 О Х.Х + ХХ Х ХХ 2 Х налов. В следующих трех колонкахданы соответственно значения первого, второго и третьего логическихсигналов, в пятой и шестой колонкахсоответственно номера проводящих изакрытых транзисторов, в последней 40 колонке - значение функции на выходеэлемента. Т а блица 2 а Е ю Набор.0 О - 1,4,6,9,11,12 О 0 1 1,3,4,7,11,12 О 2,3,5,7,8,10,13,14 О 2,5,6,8,9,10,13,14 0 0 1 0 1,2,6,9,10,11,14 О 1 1 1,2,3,7,10,11,14 3,4,5,7,8,12,13 4,5,6,8,9,12,13 Аналогичным образом можно рассмотреть реализацию всех функцийэлемента, указанных в табл.1.Применение инвертора на выходепозволяет также получить. дополненияэтих функций. Таким образом, элемент 65 Табл.2 иллюстрирует реализацию функциина выходе элемента на нервом наборе логических сигналов табл.1.1:В табл.3 .в первой колонке приведены номера ноборов логических сигреализует все логические функциидвух переменных,Так как быстродействие элементазависит от времени перезаряда выходных емкостей через цепочки последовательно включенных транзисторов,1 О 1 6841 13 б 63 49 52 78 ЛьПе унов ектор оставител ехред С.Ми аК каренк едактор М,Рачк и Тираж 936дарственного изобретенийква Ж,аказ 3398/51 ВНИИПИ по 113035Подписное комитета СССРи открытийаушская наб., д о о лиал ППП Патент, г. Ужгород ул. П ктная, 4,1 то из"за меньшего числа каскадов, на которых реализуется предлагаемый элемент, быстродействие его выше, чем у известного в 1,4 раза.Ниже приведены результаты .арав нения по быстродействию при переключении входных логических сигна" лов из 1 в О и из р . 1 ф известного и предлагаемого многоФункциональных элементов, полученные на ЭВМ.Т известного ТЗА предлагаемого элемента, нсЭэлемента, нс 5 7952Благодаря тому, что многоФункциональный логический элемент выполнен на МДП-транзисторах дополняющего типа, мощность потребленияуменьшается по сравнению с известными элементами, выполненными на МДЙтрнзисторах р -типа.