Одноразрядный сумматор-вычитатель

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении больших интегральных схем обработки информациина элементах с инжекционным питанием,Известен одноразрядный сумматорна инжекционных элементах, содержащий шесть п-р-п, шесть р-п-р-транзисторов и многоколлекторный р-и- ртранзистор, эмиттер которого соединенс шиной питания, база - с базами ри - р и змиттерами п -р-п-транзисторов,а коллекторы соответственно соединены с базами и-р-и и эмиттерами р-и-ртранзисторов 13.Недостатком известного сумматораявляется невозможность осуществленияим операции вычитания одноразрядныхчисел. 20Наиболее близким техническим решением к изобретению является одноразрядный сумматор-вычитатель, содержащий восемь п-р-п-транзисторов,семь р-и-р-транзисторов и многоколлекторный р-п-р-транзистор, причембазы первого, второго и третьего ир-и-транзисторов соединены с соответствующими входами одноразрядного сумматора-вычитателя, база четвертогои-р-п-транзистора соединена с первымиколлекторами первого, второго и третьего и -р-п-транзисторов, первыйколлектор четвертого и-р-и-транзисторов соединен с выходом суммы одноразрядного сумматора-вычитателя, а вто 35рой коллектор соединен с базой пятого п-р-п-транзистора, первый коллектор которого соединен с выходом разности одноразрядного сумматора-вычи 40тателя, коллектор первого р-и-р-тран,зистора соединен с базой шестогоп-р-п-транзистора, первый коллекторкоторого подключен к выходу переносаодноразрядного сумматора-вычитателя;коллектор седьмого и-р-и-транзистора45соединен с выходом заема одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттерыр-и-р-транзисторов соединены с соответствующими коллекторами многоколлекторного р-п-р-транзистора, эмиттер которого соединен с шиной питания одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры и-р-и-транзисторови базы р-п-р-транзисторов, а. такжебаза многоколлекторного р-и-р-транзистора соединены с шиной нулевогопотенциала одноразрядного сумматора-вычитателя, который содержит также девятый, десятый и одиннадцатый и-фи-транзисторы и восьмой р-п-р-транзистор 23.Недостатком известного одноразрядного сумматора-вычитателя является сложность конструкции.Цель изобретения - упрощение конструкции одноразрядного сумматоравычитателя,Поставленная цель достигается тем,что одноразрядный сумматор-вычитатель, содержащий восемь и-р-и-транзисторов, семь р-п-р-транзисторов имногоколлекторный р-п-р-транзистор,причем базы первого, второго и третьего и -р -п -транзисторов соединеныс соответствующими входами одноразрядного сумматора -вычитателя, базачетвертого и -р -и -транзистора соединена с первыми колекторами первого,второго и третьего и-р -п-транзисторов, первый коллектор четвертогои -р -и-транзистора соединен с выходомсуммы одноразрядного сумматора-вычитателя, а второй коллектор соединен с базой пятого и -р-и-транзистора, первый коллектор которого соединен с выходом разности одноразрядного сумматора -вычитателя, коллектор первого р-и-р-транзистора соединен с базой шестого и-р-и-транзис-тора, первый коллектор которого подключен к выходу переноса одноразрядного сумматора-вычитателя, коллекторседьмого п-р-п-транзистора соединенс выходом заема одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры р-и-р-транзисторов соединены с соответствующими коллекторами многоколлекторногор-и-р -транзистора, эмиттер которого .соединен с шиной питания одноразрядного сумматора-вычитателя, эмиттеры и-р-и-транзисторов и базы р-и-ртранзисторов, а также база многоколлекторного р -и-р-транзистора соединены с шиной нулевого потенциала одноразрядного сумматора-вычитателя,вторые коллекторы первого, второгои третьего ь -р-и-транзисторов соединены с базами тех же транзисторов,база четвертого и-р-и-транзисторасоединена с коллекторами второго итретьего р -и-р -транзисторов, коллектор пятого р-и -р-транзистора соединенс базои и первым коллектором пятогоь-р-п-транзистора, третьи коллекторыпервого, второго и третьего и-р-итранзисторов соединены с базой шес"того и-р-и -транзистора, второй коллек11373тор которого соединен с эмиттером второго р - о-р-транзистора, четвертые, коллекторы второго и третьего и -р-отранзисторов соединены с третьим коллектором пятого и с базой восьмого ь-р-ь-транзисторов, а также с коллектором пятого р-и -Р-транзистора, пятые коллекторы второго и третьего п-р-в-транзисторов соединены с четвертым коллектором пятого и с базой 10 седьмого ь-р-п-транзисторов, а также с коллекторами шестого и седьмого р-п-р-транзисторов, коллектор восьмого и-р-н-транзистора соединен с эмиттером шестого р-п-р-транзистора.На чертеже представлена принципиальная схема одноразрядного сумматора-вычитателя.Одноразрядный сумматор-вычитатель содержит и-Р-п-транзисторы 1-8, Р-ь- Р-транзисторы 9-15, многоколлекторныйр-и-р-транзистор 16, входы опе; - , рандов 17, 18 и 19, .выход суммы 20, выход переноса 21, выход разности 22 и выход заема 23, а также ащну пита ния 24В транзисторах 1-.3,7 один из коллекторов соединен с базой, этим обеспечивается коэффициент передачи по выходным коллекторам, равный единице, т.е. эти транзисторы являются токовыми повторителямиТранзисторы 9-15 задают разные . токи .в"базы соответствующих в-Р-и" транзисторов, Это обеспечивается геометрицй и взаимным расположением эмиттерных и коллекторных областей р-п-р транзисторов. Зри этом транзисторы 9-15 задают соответственно 1,5; 2; 0,5 ф, 1,5, .1;. 2", 0 5 уровней40 тока.Сумматор-вычитатель работает следующим образом.Предположим, чтона входе устройства есть кодовая комбинация а1 462 4Ь = О, Р = 1; транзисторы 1, 3 отводят весь ток, инжектируемый в базу транзистора 4, последний закрыт,. на выходной шине переноса суммы Р формируется единица. Ток, задаваемый в базу транзистора 5, равен разнице 1 токов, инжектируемых транзисторами 1 О и 11 и отводимых транзисторами 1-3. Этот ток равен 0,5 уровня тока, транзистор 5 открыт, следовательно, на выходной шине суммы 20 - низкий уровень. Транзистор 5 отводит ток, задаваемый в базу транзистора 7, последний закрыт, на выходной шине разности - высокий уровень, Транзистор 8 закрыт, так как транзистор 14 зашунтирован открытым транзистором 6, а транзистор 3 отводит ток, задаваемый транзистором 15. На выходной шине переноса разности в высокий уровень.Таким образом, по истечении времени преобразования, после подачи на вход устройства цифрового кода, на выходе устройства сформируется четыре выходных сигналаРассуждая аналогичным образом, можно получить значения выходных сиг,налов для различных значений входного кода.Следует отметить, что устройство производит операцию вычитания с ин-. е версными входными переменными, а операцию суммирования с прямым значением кода.По сравнению с устройством-прототипом. данный сумматор-вычитатель содержит на четыре транзистора меньше что составляет 253. Сокращение числа транзисторов приводит к уменьшению площади, занимаемой устройством на кристалле, а также уменьшению потребляемой мощности,/36 Тир ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, рственногозобретенийЖ, Раушс Подпи омитета СССР открытий ая наб., д