Ячейка памяти

ИЮ (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХш,ввэамесиипРЕСПУБЛИН ЗВАЛ Н 03 К 3/29 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.р. 1240, ГЦ. 15,2, Авторское свидетельство СССРВ 705523, кл, С 11 С 19/40, 1977(прототип),(54) (5) ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ, содержащая ,два триггера с непосредственными связями, выполненные на первом и втором, третьем и четвертом транзисторах типа.П -Р- , пятый, шестой и блокировочный транзисторы типа П -р- О, токозадающий и опорный транзисторы типа р -и-р и пять транзисторов связи типа р -п-р, эмиттеры первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и блокировочного транзисторов, базы токозадающего и опорного транзисторов и базы транзисторов связи соединены с шиной нулевого потенциала, база блокировочного и эмиттер токозадающего транзисторов - с тактовой шиной, соответствующий коллектор блокировочного транзистора - с входной шиной, соответствующие коллекторы токоэадающего транзистора - с базами первого , второго, третьего и четвертого, транзисторов, эмиттер опорного транзистора - с шиной питания, эмиттеры первого, второго и третьего транзисторов связи - с соответствующими коллекторами блокировочного и опорного транзисторов, коллекторы первого и третьего транзисторов связи - соответственно с базами первого и третьего транзисторов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения точности и уменьшения потребляемой мощности, соответствующий коллектор первого, второго, третьего и четвертого, пятого и шестого транзисторов соединен с собственной базой, дополнительные коллекторы первого и третьего транзисторов соединены с выходной шиной, дополнительный коллектор второго транзистора и коллектор пятого транзистора связи - с базой пятого тран- зистора,дополнительныйколлектор которого - с базой третьего транзистора,эмит. теры четвертого и пятого транзисторов .связи - с соответствующими коллекторами опорного и блокировочного транзисторов, коллекторы второго и четвертого транзисторов связи - с базами второго и четвертого транзисторов, соответствующие дополнительные коллекторы шестого транзистора - с базами первого и третьего транзисто ров, а его база - с входной шиной.Изобретение относится к микроэлектронике и предназначено для построения ИЛ многоуровневых БИСобработки и хранения информации.Известен четырехуровневый 3 -триг.гер, содержащий квантиэатор, в цепиобратной связи которого стоит токовый повторитель, и схему управления Я ,Недостатками его является сложность,и большая потребляемая мощность.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяячейка памяти, содержащая три триггера с непосредственными связями,выполненные на шести транзисторахтипа 11 п, блокировочный транзистор типа и -Р-п, токозадающий иопорный транзисторы типа р -и- и 20шесть транзисторов связи типа -п-р,эмиттеры транзисторов и блокировочного транзистора, базы токозадающегои опорного транзисторов и базы транзисторов связи соединены с шиной 25нулевого потенциала, база блокировочного и эмиттер токозадающего транзистора - с тактовой шиной, соответствующий коллектор блокировочноготранзистора - с входной шиной, соот- З 0ветствующие коллекторы токозадающеготранзистора - с обозами транзисторов, эмиттер опорного транзистора -с шиной питания, эмиттеры первого,второго и третьего транзисторовсвязи - с соответствующими колле-;кторами блокировочного и опорноготранзисторов, коллекторы первого итретьего транзисторов связи - соответственно с базами первого и третье го трайзисторов, коллекторы четвертого, пятогои шестого транзисторов связи - с выходом ячейки.Недостатками этой ячейки памятиявляются малая точность преобразования, вызванная гистерезисом триггеров - компараторов, и большая потребляемая мощность в режиме храненияЦель изобретения - увеличение точности преобразования и уменьшение50потребляемой мощности в режиме хранения. Поставленная цель достигается .тем, что в ячейке памяти, содержащей два триггера с непосредственньачи . 55 связями, выполненные на нервом и втором, третьем и четвертом транзисторах типа и П, пятый, шестой и блокировочный транэистооы типа н -р-п, токозадающий и опорный транзисторы типа р -о-р и пять транзисторов свя-зи типа-п-р, эмиттеры первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и блокировочного транзисторов, базы токозадающего и опорного транзисторов и базы транзисторов связи соединены с шиной нулевого потенциала, база блокировочного и эмиттер токо- задающего транзисторов - с тактовой шиной, коллектор блокировочного транзистора - с входной шиной, соответсвующие коллекторы токозадающего транзистора - с базами первого, второго, третьего и четвертого транзисторов, эмиттер опорного транзистора с шиной питания, эмиттеры первого, второго и третьего транэисторбв связи - с соответствующими коллекторами блокировочного и опорного транзисторов, коллекторы первого и третьего транзисторов связи - соответственно с базами первого и третьего транзисторов, соответствующий коллектор первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого транзисторов соединен с собственной базой, дополнительные коллекторы первого и третьего транзисторов - с выходной шиной, дополнительный коллектор второго транзистора и коллектор пятого транзистора связи - с базой пятого транзистора, дополнительный коллектор которого - с базой третьего транзистора, эмиттеры четвертого и пятого транзисторов связи - с соответствующими коллекторами опорного.и блокировочного транзисторов, коллекторы второго и четвертого транзисторов связи - с базами второго и четвертого транзисторов, соответствующие дополнительные коллекторы шестого транзистора - с базами первого и третьего транзисторов, а его база - с входной шиной.На чертеже представлена принципиальная схема предложенной ячейки,памяти.Ячейка памяти содержит два триггера с непосредственными связями, выполненные на первом и втором, третьем и четвертом транэисторах - 1-4, пятый, шестой и блокировочный транзисторы 5-7 типа р й, токозадающий и опорный транзисторы 8 и 9 и пять транзисторов 10-14 типа р -Ь-, эмиттеры первого, второго, третьего,4 4 3 113234 четвертого, пятого и шестого и блокировочного транзисторов 1-7, базы токозадающего и опорного транзисторов 8 и 9 и базы транзисторов связи 10-14 соединены с шиной нулевого по. тенциала 5, база блокировочного и эмиттер токоэадающего транзисторов 7 и 8 - с тактовой шиной 16, коллек-. тор блокировочного транзистора 7 - с входной шиной 17, соответствующие 1 Околлекторы токозадающего транзистора 8 - с базами первого, второго, третьего и четвертого транзисторов 1-4, эмиттер опорного транзистора 9 - с шиной питания 18, эмиттеры первого, 15 второго и третьего транзисторов связи 10 - 12 с соответствующими коллеторами блокировочного и опорного транзисторов 7 и 9, коллекторы первого и третьего транзисторов свя зи 10 и 12 - соответственно с базами первого и третьего транзисторов 1 и 3, соответствующий коллектор первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого транзисторов 1-6 д 5 соединен с собственной базой, дополнительные коллекторы первого и третьего транзисторов 1 и 3 - с выходной шиной 19, дополнительный коллектор второго транзистора 2 и коллектор пятго транзистора связи 14 с базой пятоготранзистора 5, дополнительный коллектор которого - с базой третьего транзистора З,эмиттеры четвертого и пятого транзисторов связи 13 и 14 - с соответствующими35 коллекторами опорного и блокировочного транзисторов 9 и 7, коллекторы второго и четвертого транзисторов связи 11 и 13 - с базами второго и четвертого транзисторов 2 и 4, дополнительные соответствующие коллекторы шестого транзистора 6 - с базами первого и третьего транзисторов 1 и 3, а его база - с входной шиной 17.4 Транзисторы 9, 11, 13, 12, 10 и 14 являются управляемыми источниками взвешенных токов, величины которых для транзисторов 1-5 составляют соответственно 1,5, 0,5 2, 0,5 50 и 0,5 уровней тока 3, .Для получения стабильного коэффициента передачи транзисторов 1-5 в них введены коллекторы обратной связи. Соотношением площадей коллек торных областей транзисторов 1-5 обеспечиваются необходимые коэффициенты передач Вэ по каждому выходному коллектору. Для коллекторов, об-,разующих триггерные связи,В,Р,=1,051,1, для коллекторов, соединенных сшиной 19, транзисторов 1 и 3 - 1 и 0,5соответственно, для коллектора транзистора 5 -Эг=2, для коллекторовтранзистора 6 "6 к =0,5.Работает ячейка памяти следующимобразом,Во время тактового импульса транзистор 7 открыт, шунтирует вход ячейки памяти и транзисторы 10-14, а транзистор 8 задает ток в транзисторы 1-4.Это режим хранения, При отсутствиитактового импульса ячейка памяти врежиме записи.Если во входной шине 17 нулевойуровень тока, транзистор 6 закрыт,. втранзисторы 1 и 3 задается ток 1,5и О, т.е. больше, чем в транзисторы 2 и 4 по 0,5). Триггеры устанавливаются в первое состояние, транзисторы 1 и 3 открыты.При уровне входного тока 3323 Отранзистор 6 отводит через каждыйколлектор ток, равный половине этого тока, в результате в базу транзистора 3 задается ток меньше, чем вбазу транзистора 4, второй триггерпереключается. Теперь транзистор 3выключен, а транзистор 1 включен.При уровне входного тока 2343433ток, задаваемый в базу транзистора 1,меньше 0,53 , что приводит к выключению последнего и включению транзистора 2, который отводит ток базытранзистора 5, последний выключается.В реэульФате в базу транзистора 3задается больший ток, равный разницезадаваемого транзистором 10 и отводи-мого транзистором 6, Величина этоготока больше 0,53 . Поэтому транзистор3 включится. Таким образом, в этомсостоянии транзистор 1 выключен, атранзистор 3 включен. При уровневходного тока больше 3 3 О транзистор3 выключается. С приходом тактового импульса транзистор 7 шунтирует входную шину 17 и транзисторы 10-14, а транзистор 8 своим током сохраняет состояние триггеров до прихода следующего тактового импульса. При этом, в зависимости от хранимой информации, с выходной шины 19 транзисторы 1 и 3 от" водят О, 1, 2 или 3 уровня тока.Использование коллекторов обратной связи позволяет существенно11323 10 ираж 861 Подписное Ф", й.Уззоед, Уа.йроектиаж, 4 3стабилизировать коэффициенты передач 5 э, транзисторов по выходным коллек торам (33) . Это значительно улучшает точностные характеристики триггеров. Гистерезис триггера определя ется коэффициентами усиления Всовставляющих его транзисторов.Величина гистереэиса равна и игде В 11 и 6 - коэффициенты усиленияЯпервого и второготранзисторов триггера.Для обычных триггеров величинагистерезиса представляет собой доВНИИПИ Заказ 9804/43 вольно большую величину (4-5) 3 к тому же еще и нестабильную, в связи с разбросом 8 , Введение коллекторов обратной связи позволяет уменьшить величину гистерезиса до (0,1 - 0,2) 3 , что существенно улучшает работоспособность ячейки памяти,Потребляемая ячейкой памяти мощ-. ность определяется количеством питающихся транзисторов в режиме хранения. Следовательно, уменьшая их количество, при том же токе, задаваемом в каждый транзистор, потребляемая мощность уменьшается.Таким образом, увеличиваются точностные характеристики предложенной ячейки памяти и уменьшается потребляемая мощность в режиме хранения,