@ -значный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 971 9) 51)4 Н 03 К 1.9/094 ПИСАНИЕ Е К АВТОРСКОМ,Ф ТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Ноейгав 1.Ь , Сагшопа 1.М. Ьоътроюег Сегпагу С-МОЯ сдгсыг.в. Ргосеейпяв оЕ СЬе 9-СЬ 1 псегпагъопа 1 зхш-.розипп оп Ми 1 ср 1 е-Уа 1 цей Ьо 8 ьс,ВайЬ, 1979, Иеч-Кого, У 4, 1979,р. 170-174,Макондо Наг.Са, 1 сзцо ТаЕапашд апйКагвцзЬд 1 поое. А геа 1 дгасдоп ойсегпагу 1 оус Гипссопз Ьу изпясе 11 ц 1 аг аггаув, Ргосеейдп 8 з ой 10-сЬ1 пйегпа 1 опа 1 Бушрозыш оп Мы 1 с 1 р 1 еУа 1 ией Ьофс, Ечапвйоп, 1980, р,-45-64.(54)(57) ш-ЗНАЧНЫЙ ИНВЕРТОР, содер-жащий два резистора и два КМОП-транзистора, затворы которых подключенык входу инвертораистоки и подложки " к соответствующим шинам питания, астоки соответственно подключены уКИОП-транзистора с каналом р-типа кпервому выводу первого резистора иу КМОП-транзистора с каналом и-типак первому выводу второго резистора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей, в него введены два дополнительных КМОП-транзистора, затворы которых подключены к входу инвертора, и третий резистор, первыйвывод которого подключен к второмувыводу первого резистора, к истокуи подложке дополнительного КМОПтранзистора с каналом р-типа, а вто-рой вывод - к второму выводу второго резистора, истоку и подложке дополнительного КМОП-транзистора с каналом п-типа, стоки дополнительныхКМОП-транзисторов подключены к выходу инвертора, 1097162Изобретение относится к области вычислительной техники и микроэлектроники и может быть использовано для построения многозначных устройств на МОП-транзисторах.Известны многозначные инверторы на КМОП-транзисторах, содержащие базовые декодеры, двузначные инверторы и кодер соответствующей значности, напри мер трехзначный инвертор, состоящий из двух базовых декодеров, двух двузначных инверторов и трехзначного кодера.Недостатком известных устройств 15 является их сложность.Известен также трехзначный инвертор, содержащий два резистора и два .КМОП-транзистора, затворы которых подключены к входу устройства, исто ки и подложки - к соответствующим шинам питания, а стоки соответственно подключены у МОП-транзистора с каналом р-типа к первому выводу первого резистора и у МОП-транзистора с каналом и-типа к первому выводу второго резистора, а вторые выводы резисторов подключены к выходу устройства.Недстатком этого инвертора являются узкие функциональные возможности, обусловленные его низкой значностью, ограничивающей эффект от его применения.Целью, изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.Указанная цель достигается тем, что в ш-значный инвертор на КМОП-транзисторах, содержащий два резистора и два КМОП-транзистора, затворы кото рых подключены к входу устройства, истоки и подложки - к соответствующим шинам питания, а стоки подключены соответственно у КМОП-транзистора с каналом р-типа к первому вы воду первого резистора и у КМОП-транзистора с каналом и-типа к первому выводу второго резистора, введены два дополнительных КМОП-транзистора, затворы которых подключены к входу устройства, и третий резистор, первый вывод которого подключен к второму выводу первого резистора, к истоку и подложке дополнительного КМОП- транзистора с каналом р-типа, а второй вывод подключен к второму выводу второго резистора, истоку и подложке дополнительного КМОП-транзистора с каналом и-типа, стоки дополнительных КМОП-транзисторов подключены к выходу устройства.На чертеже приведена принципиальная схема предложенного ш-значного инвертора на КМОП-транзисторах.ш-значный инвертор на КМОП-транзисторах содержит два резистора 1,2 и два КМОП-транзистора 3, 4, затворы которых подключены к входу 5 устройства, истоки и подложки - к соответствующим шинам 6, 7 питания, а стоки соответственно подключены у КМОП-транзистора 3 с каналом р-типа к первому выводу первого резистора 1 и у КМОП- транзистора 4 с каналом и-типа к первому выводу второго резистора 2, два дополнительных КМОП-транзистора 8,9затворы которых подключены к входу 5 устройства, и третий резистор 10, первый вывод которого подключен к второму выводу первого резистора 1, истоку и подложке дополнительного КМОП-транзистора 8 с каналом р-типа, а второй вывод - к второму выводу второго резистора 2, истоку и подложке дополнительного КМОП-транзистора 9 с каналом и-типа, стоки дополнительных КМОП-транзисторов 8, 9 подключены к выходу 11 устройства, стоки КМОП-транзисторов 3, 4 подключены соответственно к первому и второму дополнительным выходам 12, 13, а исто- ки дополнительных КМОП-транзисторов 8,9 - соответственно к третьему и четвертому дополнительным выходам 14, 15, пятый дополнительный выход 16 может быть получен путем объединения первого и второго дополнительных выходов 12, 13.ш-значный инвертор на КМОП-транзисторах работает следующим образом. На вход 5 устройства поступают сигналы в виде напряжения постоянного тока в диапазоне от 0 вольт до напряжения источника питания Е, что в логическом плане соответствует алфавиту Е= 0,1,2,3). Предположим,что входной сигнал четырехзначного инвертора на КМОП-транзисторах равен О, т.е. напряжение 11 на входе 5 находится в пределах 0 13 вх 11 оор где Б- напряжение порога КМОП-транзисторов. В этом случае КМОП-транзисторы с каналами и-типа 4 и 9 закрыты, поскольку напряжение на их затворах не превышает 11, , а КМОП- транзисторы с каналами р-типа 3 и 8 в силу того, что напряжение на зат+ 0 пюр0 вх ( 2/3 Ел+ П лоанДлЯ этогосостояния напряжение на первс 1 м дополнительном выходе 12 устройства, как ив предыдущем случае, близко к Е,т.е, равно логическому значению 31,на втором дополнительном выходе 13 -по-прежнему 10 , на третьем и четвертом дополнительных выходах 14 и15 - соответственно 2/3 Еп (логическое значение 21) и 1/3 Ел (логическое значение 1, на выходе 11 вследствие того, что дополнительный КМОПтранзистор с каналом р-типа 8 закрыт,а дополнительный КМОП-транзистор с каналом и-типа 9 открыт, напряжениеравно 1/3 Елогическое значение111), Рассмотрим, наконец, работу четырехзначного инвертора на КМОП-транзисторах при входном сигнале, равном33, т.е. когда, напряжение У навходе 5 находится в пределах 2/3 Е++ Ул, ( Ус Е, Выходные напряжепорния в этом случае равны 0 1 на всехвыходах 11, 12, 13, 14 и 15 устройства, так как все КМОП-транзисторызакрыты. При объединении первого ивторого дополнительных выходов 12 и13 образуется пятый дополнительныйвыход 16. При этом четырехзначный инвертор преобразуется в двоичный и характеристика вход 5 - пятьп дополнительный выход 16 у него полностьюсовпадает с характеристикой стандартного КМОП-инвертора.Таким образом, при небольших аппаратурных затратах (две пары комплементарных КМОП-транзисторов) предлагаемый четырехзначный инвертор позволяет инвертировать входной сигналв четвертичном алфавите. Дополнительно к этому с его помощью могут бытьреализованы полный набор одновходовых четырехзначных пороговых функцийи две четырехзначеные функции однойпеременной,Технико-экономический эффект впредложенном устройстве заключаетсяв расширении его функциональных возможностей, что позволяет уменьшитьноменклатуру используемых устройств. 10971 ворах по отношению к потенциалам их истоков меньше на величину, превышаю щую Б по, открыты, В результате на дополнительных выходах 12 13 14ф ф ф 5 15 и основном выходе 11 инвертора напряжение близко к Е, что соответствует логическому сигналу 3 1. Если входной сигнал равен 1, т.е. напряжение У на входе 5 устройства нахо дится в пределах П ,Б 1/3 Ел+П ,р, то КМОП-транзисторы сканалом р-типа 3 и 8 в силу того, что напряжение на затворах этих КМОП-транзисторов по отношению к потенциалам их истоков 15 по прежнему меньше на величину, превышающую П,р, открыты, КМОП-транзистор.с каналом р-типа 4 вследствие того, что напряжение на его затворе выше Пп р, также откРыт, а дополни тельный КМОП-транзистор с каналом и-типа закрыт, так как напряжение на его затворе по отношению к потенциалу истока этого КМОП-транзистора меньше У, В результате в рассмат риваемом случае между шинами питания 7, 6 включен делитель напряжения, образованный резисторами 1, 2 и 10,.номиналы которых равны, что обеспечивает в точках соединения резисторов З 0 напряжения, равные соответственно 1/3 Е и и 2/3 Е. В силу вышесказанного напряжение на первом дополнительном выходе 12 четырехзначного инвертора по-прежнему близко к Е,35 что соответствует алфавитному значению 13 , на втором дополнительном выходе 13 - 10 3, так как КМОП-транзистор с каналом и-типа 4 находится в проводящем состоянии, на третьем дополнительном выходе 14 - 2/3 Ел (логическое значение 12, на выходе четвертом дополнительном 15 - 1/3 Еи или 11 1 в четырехзначном алфавите, а на выходе 11 вследствие того, что дополнительный КМОП-транзистор с каналом р-типа.8 открыт и дополнительный КМОП-транзистор с каналом и-типа 9 закрыт " тоже 2/3 Е(логическое значение 21). Пусть теперь сигнал на входе 5 равен 2 ), т.е. напряже 50 ние на входе 5 четырехзначного инвер109716212 Корректор И.Эрдей дактор Н.Сильнягина Техред А.Кравчук аказ 3375 Подписи Проек оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгор Тираж 9 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Ж венного комитета СССретений и открытий5, Раушская наб., д,/