Счетный триггер

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК ар Н 03 86 ЗОБРЕ ЕН К АВТОРСКОМУ Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП(56) 1. Расчет элементов импульсных и цифровых схем радиотехнических устройств. Под ред. проф. Ю.МКаза-. :ринова, М., фВысшая школаф, 1976.2, Авторское свидетельство СССР ф 388354 кл, Н 03 К 3/315 ю 121171(54)(57) СЧЕТНЫЙ ТРИГГЕРр содержащий два последовательно соединенных .элемента с отрицательной дифференциальной проводимостью, резистор нагрузки, а также элемент памяти, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потребляемого тока, в нем в качестве элементов с отрицательной дифференциальной про 01023634 А водимостью использованы полупроводниковые приборы с кольцевым затвором базы; а в качестве элемента па.мяти - конденсатор, при этом коллектор первого полупроводникового при-.бора с кольцевым затвором базы соединен с резистором нагрузки, а эмиттер - с коллектором второго полупроводникового прибора, с кольцевымзатвором базы, эмиттер которого соединен с общей шиной, базы полупроводниковых приборов с кольцевым затвором базы через резисторы смещенияподключены к их коллекторам, а между базой второго полупроводниковогоприбора с кольцевым затвором базы собщей шиной включен конденсатор, атакже дополнительно введен диод, .включенный между резистором нагрузки и коллектором второго полупроводникового прибора с кольцевым затвор- Сром базы.Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике.Известен счетный триггер на двухтранзисторах, содержащий резисторы,.запоминающие конденсаторы, диодныеключи. Его быстродействие ограничено временем выхода открытого транзистора из режима насыщения. Дляповышения быстродействия схема дополняется цепями, содержащими нелинейные элементы - диоды и транзисторы 1,Недостатком этого триггера является значительная потребляемая мощность, большое количество элементов, сложность конструкции.Йаиболее близким цо техническойсущности к предлагаемому являетсясчетный триггер, содержащий два цоследовательно соединенных элементас отрицательной дифференциальнойпроводимостью 10 ДП 1 - туннельныедиоды, резистор нагрузки, а также"элемент памяти, состоящий из двухрезисторов и индуктивности 2 . 30 20 25Недостатками этой схемы являются большой ток потребления в статическом режиме, йизкие помехоустойчивость и,перепад логических уровней выходного сигнала, обусловленные малой разностью напряжений пика и впадины туннельного диода. Кроме того, из-за индуктивности затруднена реализация счетного триггера в интеграль" ном исполнении./Цель изобретения - снижение тока З 5 потребления триггера в статическом режиме.Поставленная цель достигается тем, что в счетном триггере, содержащем два последовательно соединен- Щ ных элемента с отрицательной проводимостью, резистор нагрузки, а также элемент памяти, в качестве эле" ментов с отрицательной дифференциальной проводимостью использованы полу проводниковые приборы с кольцевыми затворами базы, а в качестве элемента памяти - конденсатор, при этом коллектор первого полупроводниково го прибора с кольцевыми затворами базы соединен с резистором нагрузки, а эмиттер - с коллектором второго полупроводникового прибора, с кольцевым затвором базы, эмиттер которого соединен с общей шиной, базы полупроводниковых приборов с кольцевья затвором базы через резисторы . смешения подключены к их коллекторам, а между базой второго полупроводникового прибора с кольцевым затвором базы И общей шиной включен конденса тор, а также дополнительно введен диод, включенный между резистором нагрузки и коллектором второго полу проводникового прибора с кольцевья затвором базы. 65 На Фиг, 1 представлена принципиальная, схема счетного триггера,ПКЗБ- графическое обозначенйе биполярного и -р - и транзистора, коллектор ,которого соединен с базой стрелкой на фиг, 2 - график выходной вольтамперной характеристикиВЛХ), используемых ПКЗБР причем аз с 062 У на фиг. 3 - ВАХ, отражающая работу обоих ПКЗБ в счетном триггере; на фиг. 4 - эпюры токов и напряжений, показывающие работу схемы во времени.Счетный триггер содержит фиг.1 входной конденсатор 1, запоминающий конденсатор 2, резисторы.З, 4 смещения, резистор 5 нагрузки, два последовательно включенных ЛКЗБ б,7, входную шину 8, диод 9, выходную шину 10, шину 11 питания.Счетный триггер работает следую- щим образом.При подаче в момент времени 1 ( Фиг. 4) напряжения питания ток, текущий через схему, начинает возрастать, ток базы ПКЗБ 7 меньше, чем у ПКЗБ б, так как часть тока, текущего через резистор 4, ответвляется на заряд конденсатора 2. Поэто му ПКЗБ 7 первым переключится в непроводящее состояние в некоторый момент времени й ( фиг . 4, так как при данных базовйх токах его пороговый ток коллектора 7 И вор э, меньше порогового тока коллектора ПКЗБ б и пор(фиг. 3.После перехода счетного триггера в это первое устойчивое состояние его ток потребления становится равным обратному току 0 коллекторного перехода ПКЗБ 7 фиг. 46). На выходной шине устанавливается напряжение, соответствующее логической единице фиг. 4 4).Ж = кон" эз ь И где И - напряжение логической единицы;Е - напряжение питания;0 - обратный ток коллектораН - сопротивлениенагрузки;П -падение напряжения на эмитзезтерном переходе ПКЗБ б.Так как.5 щ, достаточно мал 20 нА составляющей О ф можно пренебречь .Ов = Е-О, (2.)После переключения схемы идет, процесс восстановления в период вре мени й - С , заключающийся в доза- рядке конденсатора 2 через резистор , 4 до напряжения, стремящегося к потенциалу Е - Озбек фиг. 4 2,)При подаче на счетный вход 8 схемы импульса отрицательной полярности в момент времени 1 (фиг. 4 а такого, чтобы напряжение на коллекторе: ПКЗБ опустилось ниже порогового,Оа-ООР. З)где 0 - амплитуда импульса;0 - пороговое напряжение пе"фР реключателя ПКЗБ.ПКЗБ 7 переключится из непроводящего состояния в проводящее и оба ПКЗБ окажутся и проводящем состоя" нии. Ток потребления счетного триг гера возрастает. Диод 9 ( фиг, 1) слу жит для ускорения разряда барьерной емкости коллекторного перехода ПКЗБ 7.По окончании счетного импульса в момент времени(фиг. 4 а) напряжение в точке А возрастает, ток схемы увеличивается. При этом ток базы .ПКЗБ 7 больше., чем ток базы ПКЗБ б из-за дополнительного тока разряда конденсатора 2 через эмиттерный пере. .ход ПКЗБ б, Поэтому пороговый Экщрр 2 больше порогового тока Э фиг.З). Следовательно, В непроводящее состояние переходит ПКЗБ б. Потенциал шины 10 становится равнымОЙ зкь . 4)где О,. -падение напряжения на ЗОПКЗБ 7,Счетный триггер принял второе устойчивое состояние, соответствую" щее логическому .нулю.1после опрокидывания схемы идет З 5 ,процесс обратного восстановления (1 ,.-14) заключающийся в разряде конденсатора 2 через эмиттерный переход ПКЗБ 7 до потенциала, стремящегося к уровню падения напряжения 40 на открытом эмиттерно-базовом переходе Оэр (Фиг. 4 ъ)При подаче на вход 8 следующего счетного импульса в момент времени 14 ПКЗБ б совершит инверсное переключение и оба ПКЗБ снова окажутся, в проводящем состоянии. По окончании счетного импульса. в момент времени й ток счетного триггера увеличивается (фиг. 4 Я. При этом ток базы ПКЗБ 7 меньше, чем ПКЗБ б, так как часть тока, текущего через резистор 4, ответвляется на заряд конденсатора 2. Поэтому в непроводящее состояние переключится ПКЗБ 7, так как Лк,щР 7, с Эд,Р (фиг. 3). Схема приняла первое устойчивое состояние.Счетный триггер по равнениЬ спрототипом, собранным на туннельных диодах: АИ 101 Б, более экономичен, так как потребляет в статическом режиме ток около 20 нА, равный обратному току р -и перехода, что более чем в 1000 раз меньше; не содержит индуктивностм, что упрощает его реализацию в интегральном исполнении; имеет большую помехоустойчивость, зада" ваемую напряжением питания и ограниченную величиной. Озо - Укщ,р составляющей 10-15 В имеет больший перепад логических уровней выходного сигнала, задаваемый напряжением питания и ограниченный величиной Окз, ., что достаточно для срабатываййя таких же триггеров и облегчает построение различных устройств на их основе, например счетчиков. Основные преимущества триггера сохраняются также при сравнении его с прототипом,. выполненным на ПКЗБ ( содержащим в отличие от предлагаемого счетного триггера индуктивность и два дополнительных резистора в качестве элемента памяти ), а именйо: лучшее соответствие интегральной технологии; примерно в 500 раз меньший ток потребления в статическом режиме.1023634 Н, Дубровскаяочка Корректор В. Бутяг Составитель Техред Т,Ма ктор О. Колесник Заказ 4239/4 Тираж 93 б ПодписИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий