Многовходовый многозначный логический элемент минимум

45 50 Изобретение относится к импульснойтехнике, а именно к многозначным элементам на МОП-транзисторах, и можетбыть использовано для построения циф 5ровых логических устройств.Известны двухвходовые многозначныелогические элементы, реализующиефункцию М 1 Ю (Х , Х), содержащие диоды, пороговые элементы на полевых 10транзисторах и выходной каскад,Недостаток этих логических элементов заключается в их сложности.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является двухвходовый трехзначный элемент И, реализующий функцию минимум, содержащий .две группы комплементарных парМОП-транзисторов, затворы -ой комплементарной пары МОП-транзисторовкаждой группы подключены к -му входу элемента, подложки и истоки МОПтранзисторов с каналом р-типа первой. группы подключены к положительнойшине питания, а их стоки объединены, 25подложки и истоки МОП-транзисторов сканалом р-типа второй группы подключены к .первому выводу первого резистора, а их стоки объединены, МОПтранзисторы с каналом и-типа каждойгруппы включены последовательно, свободный исток и подложки МОП-транзисторов с каналом и-типа первой группыподключены к отрицательной шине пита-.ния, свободный исток и подложки МОПтранзисторов с каналом и-типа первойгруппы подключены к отрицательной шине питания, свободный исток и подложки МОП-транзисторов с каналом и-типавторои группы подключены к первому 40выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к отрицательной шине питания, второй вывод первого резистора подключен к положительной шине питания.Недостатком известного элемента,являютСя узкие функциональные возможности, то есть малое количествовходов и малая значность элемента.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей элемента.Для достижения цели в многовходовый многозначный логический элемент,содержащий две группы комплементарных пар МОП-транзисторов, затворыд-ой комплементарной пары МОП-транзисторов кажцой группы подключенык х-му входу элемента, подложки и истоки МОП-транзисторов с каналом р-типа первой группы подключены к положительной шине питания, а их стоки объединены, подложки и истоки МОП- транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к первому выводу первого резистора, а их стоки объединены, МОП-транзисторы с каналом и-типа каждой группы включены последовательно, свободный исток и подложки МОП-транзисторов с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания, свободный исток и подложки МОП-транзисторов с каналом и-типа второй группы подключены к первому выводу второго резистора, введен третий резистор, первый и второй выводы которого подключены соответственно к первому выводу первого резистора и к стокам МОП-транзисторов с каналом р-типа первой группы, стоки МОП-транзисторов с каналом р-типа второй группы подключены к свободному стоку МОП-транзистора с каналом и-типа второй группы и выходу элемента, второй вывод первого резистора подключен к первому выводу второго резистора, а свободный сток МОП-транзистора с каналом и-типа первой группы подключен к Второму выводу второго резистора.На чертеже представлена принципиальная схема многовходового многозначного логического элемента минимум. Многовходовый многозначный логический элемент содержит две группы комплементарных пар МОП-транзисторов 1.1 1-п,2-12-п,3-1 .,З-п,4-1 4-и. Затворы -ой комплементарной пары МОП-транзисторов 1-д, 2-х, 3-, 4- каждой группы подключены к -му входу 5- элемента, подложки и истоки МОП-транзисторов 1-11-п с каналом р-типа первой группы подключены к положительной шине питания 6, а их стоки объединены, подложки и истоки МОП-транзисторов 3-.13-п с каналом р-типа второй группы подключены к первому выводу первого резистора 7, а их Стоки объединены. МОП-транзисторы 2-12-п,4-1 4-и с каналом п-типа каждой группы включены последовательно, свободный исток и подложки МОП-транзисторов 2-1. ,2-п с каналом и-типа первой группы подключены к отрицательной шине питания 8, свободный исток и подложки МОП-транзисторов 4-14-и с каналом п-типа второй группыподключены к первому выводу второгорезистора 9.Первый и второй выводы третьегорезистора 10 подключены соответственно к первому выводу первого резистора 7 и к стокам МОП-транзисторов 1-11-п с каналом р-типа первой группы, стоки МОП-транзисторов3-1,,3-и с каналом.р-типа второйгруппы подключены.к свободному стокуМОП-транзистора 4-п с каналом п-типавторой группы и выходу 11 элемента,второй вывод первого резистора 7 подключен к первому выводу второго резистора 9, а свободный сток МОП-транзистора 2-п с каналом п-типа первойгруппы подключен к второму выводувторого резистора 9.Многовходовый многозначный логический элемент минимум работает сле 1дующим образом, На входы 5-15-пэлемента поступают сигналы в виде напряжения постоянного тока в диапазонеот нуля вольт до напряжения истЬчника питания Ея, что в логическом смысле соответствует алфавиту Е= СО,1,2,33.Пусть величины входных сигналовп-входового четырехзначного логического элемента удовлетворяют следующим условиям:1) О 4 Б ,сБО , что соответствуетлогическому нулю,2) Упор 1 П вх 1 1 Епфгде 1, 111,2п, 1 Й, а Ппорнапряжение порога МОП-транзисторов.Примем для определенности= 2, т.е.сигнал, соответствующий первому изуказанных условий, приложен к второму входу 5-2 элемента. В этом случае МОП-транзисторы 9-2 и 4-2 с каналом п-типа закрыты, поскольку напряжение на их затворах не превышаетУ , а МОП-транзисторы 1-2 и 32с каналом р-типа открыты, так какнапряжение на их затворах по отношению к потенциалу истоков меньше навеличину, превышающую Б(условие 1). В результате на выходе 11элемента напряжение равно Е, чтосоответствует логическому сигналу"3"Вышеописанная ситуация сохраняется также и в тех случаях, когдапервому условию удовлетворяют величины сигналов на любом числе входов,включая п. Это связано с тем, чтозамкнутому ключу соответствуют МОП 10 30, П ,р, открыты. Открыты также МОП 15 20 25 35 40 45 50 транзисторы 1-1. 4-п с такими состояниями при которых проводят любоечисло от 1 до п параллельно включенные МОП-транзисторы 1-11-п,3-13-п или все п последователь"но включенные МОП-транзисторы 2-1,,2-п,4-14-п и наоборот, разомкнутому ключу соответствуют либовсе и параллельно включенных, либоодин из п последовательно включенныхМОП-транзисторов 1-14-п, находящихся в непроводящем состоянии. В силу вьппесказанного входовой четырехзначный логический элемент при нескольких различных комбинациях входных сигналов может быть представлен одной и той же эквивалентной схемой, где соответствие исчерпывается четырьмяи эквивалентными схемами для 4 комбинаций входных сигналов. Если в наборе входных сигналов нет сигнала меньше "1" и хотя бы один сигнал из набора равен "1", т.е. если Поо сПвк кС 1/3 Ев + П"фр ф1/ЗЕ+и,р ПсЕ, ,З а 1,2,3и),3 ф то МОП-транзисторы 1-1 и 3-1 вследствие того, что напряжение на их затворах по отношению к потенциалам их истоков меньше на величину, большую транзисторы 2-1,2 тгг-п,поскольку напряжение на их затворахвыше П,р, а МОП-транзистор 4-1 закрыт, ибо напряжение на его затворе непревышает потенциала истоков, определяемого падением напряжения на резисторе 9 делителя, образованного резисторами 7, 9, 10, номиналы которыхравны, на величину ПррВ результатепадение напряжения на резисторах 9,7 делителя, равное 2/ЗЕя (что соответствует логическому значению "2"),приложено к выходу 11 логическогоэлемента. Допустим теперь, что в наборе входных сигналов нет сигналаменьше "2" и хотя бы один из сигналовравен "2", т.е. на величины входныхсигналов накладываются следующие ограничения: 1/ЗЕ р+ БпПр,; Сг/ЗЕ + Ок рвк 13 2/ЗЕв+Бо,р 3 Я 1 2п 3,фЗМОП-транзисторы 1-п (примем д"п),2-1,2-22-п открыты, МОП-транзис-,126171 МТ(1 ,Х ,.,)орректор И. Эрдей едактор Н, Сильнягинааказ 3375 ра Техре Подписи 28комитета СССРи открытийская наб д. 4/5 Тираж твенно ретени 35, Ра ВНИИПИ Гос по делам113035, Москва роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Р тор 3-и закрыт, так как напряжение на его затворе не меньше потенциала его истока, равного 2/ЗЕ, МОП-транзисторы 4-1,4-24-п находятся в проводящем состоянии, поскольку напряжения на их затворах превышают потенциал их истоков, равный 1/ЗЕя, на величину, большую Бщ . Следовательно, на выходе 11 элемента появляется . сигнал, величина которого равна падению напряжения на резисторе 9 делителя, т.е. 1/ЗЕ, что соответствует алфавитному значению "1". Пусть, наконец, на всех входах элемента сигналы равны "3", т. е. напряжения Уех где д = 1,2 п, находятся в пределах 2/ЗЕя+Пр р (П 4 Ед, МОП-транзисторы 1-1,1-21-п,3-1,3-263-и с каналом р-типа находятся в не- проводящем состоянии, а МОП-транзисторы 2-1,2-22-п,4-1,4-24-п 5открыты, в результате чего выход 11 элемента находится под потенциалом отрицательной шины питания 8, что соответствует алфавитному значению "0".Таким образом, работа элемента соответствует таблице истинности функции . Технико-экономический эффект в заявленном логическом элементе зак лючается в расширении его функциональных возможностей, что позволяет упрощать устройства, построенные на его основе,