Быстродействующий д-триггер

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем кибернеАН СССР(56) Алексенко А.Г., ШагуринМикросхемотехника. М.: Радиосвязь, 1982, с,181, рис,4,20 бАвторское свидетельство ССМф 1027802, кл. Н 03 К 3/286,(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ И-ТРИГГЕРК 7) Использование: относится к устройствам импульсной и цифровой технИки, в частности к логическим элементам и триггерам ЭВМ. Сущностьизобретения: 0-триггер содержитчетыре и - р -и-транзистора 1, 1,2, 2, два р - и - р-транзисгора 5, 6, четыре резистора 3, 4, 7, 8, генератор 11 тока, переключающийи - р -и-транзистор 1 О, опорныйи - р -и-транзистор 12, два эмиттерных повторителя 14, 17. 1 ил.Изобретсние относится к устройствам импульсной и циФровой техники,в цастности к логическим элементами триггерам ЭВМ.Цель изобретения - уменьшение по-требляемой мощности, увеличение быстродействия и надежности путем упрощенияИа чертеже приведена принципиальная электрицеская схема быстродействующего Л-триггера,П-триггер содержит с первого по . четвертый и - р - и-транзисторы 1, 1, 2, и 2, Эмиттеры транзисторов 1, 1 и 2 , 2 соединены соответственно2через четвертый резистор 3 и пятый резистор 4 с шиной питания и подклю" чены к базам первого и второго р -и - р-транзисторов 5 и 6, коллекторы транзисторов 5 и 6 соединены с шиной питания, а эмиттеры через третий и второй резисторы 7 и 8 подсоединены к общей шине и через резистор 7 подключены к входу второго эмиттерного повторителя на транзисторе 9. Эмиттеры транзисторов 5 и 6 соединены с базой перекпючающего и - р - и -транзистора 10, его эмиттер через источник 11 тока соединен с шиной питания и с эмиттером опорного и - р -и-транзистора 12, коллектор транзистора 12 соединен с входом эмиттерного повторителя 9, база транзистора 1 соединена с Б-входом, базы транзисторов 1иподклюцены соответственно к прямому и инверсному синхровходам триггера, База транзистора 2 соеди" кена с первым дополнительным выходом 13 эмиттерного повторителя на тран" зисторе 9, База-транзистора 12 пере" ключателя тока соединена с вторым дополнительным выходом 14 эмиттерно" го повторителя на транзисторе 9, вы" ход 15 которого используется в качестве прямого выхода, (оллектор транзистора 10 соединен с общей шиной церез первый резистор 16 и с инверсным выходом 18 через первый эмиттерный повторитель 17, Выходы 14 и 15 эмиттерного повторителя на транзисторе 9 соединены с шиной питания через высокоомные резисторы соответственно 19 и 20.П-триггер работает следующим образом согласно таблице сосгояний для сигналов синхронизации и управления. с0 01 0О/ 1Последняя, строка в таблице состо О яний соответствует режиму хранения.В соответствии с таблицей состоянийсинхронный В-триггер после поступления синхросигнала устанавливается всостояние ГЯ+ = П на выходе 15,,я+115 ответственно реализуется состояниена параФазном выходе 18 В повторителя 17.Согласно своему Функциональномуназначению Б-триггер выполняет повыходу 15 Функцию задержки входногоуправляющего сигнала, поступающегона вход 1) транзистора 1 н, одинпериод синхросигналов.Из таблицы состояний, описывающихФункционирование Л-триггера с парафазными синхросигналами на базах тран,зисторов 1 и, состояние Г в, +1текущий момент времени определяется,значениями упоавляющих (В, ,1) и син- ЗО хронизирующих сигналов (С, С). Со,ответственно в рамках своего Функцио"нирования с замыканием дополнительного управляющего сигнала обратной связи (с выхода 13 повторителя на транзисторе 9 на базу транзистора 20-триггер запоминает свое состояние.Поскольку предыдущее состояние, всвою очередь, зависело от ранее поданной комбинации входных параФазных 4 р синхросигналов С и С .(на базы транзисторов 1и 2) и управляющих:В - на базу транзистора 11 и сигналаобратной связи 7 с выхода - на базутранзистора 21, то итоговое состоящ ние триггера в произвольный моментвремени определяется последовательностью сигналов поступающих навходы т,Р. порядком их соответствующего следования по времени.50 Увелицение быстродействия 0-триггера относительно стандартных )- триггеров, включая конФигурации намногоярусных переключателях тока,связано с использованием непороговой природы базового элемента И-ИДИ(по выходу ) на эмиттерных повторителях и высокой нагрузочной способности по выходу, Поскольку эмиттерные повторители на и - р - и- иср - и - р-транзисторах работают в ли"Ънейном режиме и характеризуются 100-ной отрицательной обратной связью по напряжению, следовательно, они передают управляющие и синхросиг. налы с максимально возможной скоростью среди всех ненасыщенных биполярных элементов. Кроме того, поскольку эмиттерные повторители передают входной сигнал с коэффициентом передачи по напряжению .с 1, то для регенерации сигнала Л-триггер должен содержать последовательно включенный усилитель - диффепенциальный каскад на транзисторах 10 и 12, .При этом на базе выходного транзистора 9 и, соответственно, на выходах 13-15 осуществляется суммирование преобразованного повторителя и сформированного усилителем сигналов. Вследствие специфики суммирования сигналов время задержки по неинвертирующему выходу Г в несколько раз меньше длительности фронтов сигналов, подаваемых на. входы Л-триггера.Задержка неинвертирующего выхода Л-триггера равна собственно задержке непорогового элемента И-ИЛИ, примерно удвоенной задержке эмиттерного повторителя 2 ь;т; где 2 - постоянная времени накопления зарядов я базе при нормальном вклюцении ( с "-. -5-20 пс) Максимальное бь 1 стродействие по неинвертирующему выходу обеспецивается не только за счет непороговой природы эмиттерных повторителей и дифференциального усилителя в режиме суммирования сигналов; Использование многоэмиттерного транзистора позволяет обеспечить передачу сигнала обратной связи (Л) на базу транзистора 2 1 с максимальным быстродействием, кроме того, выход Л-триггера (с выходом 13) развязан от сигнала обратной связи и влияния входной емкости Л-триггера.Выбором номиналов резисторов 7 и 8 (а также напряжения питания Е)достигается не только правильное функционирование схемы в режиме суммирования сигналов на базе выходного транзистора 9, но также задание опОрного смещения на базе транзистора 12 (через эмиттерный повторитель на транзисторе 9 и вьсокоомном резисторе 20 с выходом 15), Поскольку не требуется дополнительных источников опорного смещения минимизируется и"- требляемая мощность Л-триггера и 1 улучшается качество его выполнения в субсистеме БИС, Таким образом, предлагаемый Р-триггер позволяет реализовать максимально вьк сокое системное быстродействие ( Ф з ) с пониженной потребляемой мощностью и расширенными Функциональными возможностями относительно. известного логического элемента.Изобретение обеспечивает расширение Функциональных возможностей, увеличение быстродействия и снижение потребляемой мощности при построении высококачественных быстродействующих Л-триггеров для высокопроизводительных цифровых устройств и ЭВМ.Формула изобретения Быстродействующий Л-триггер, содержащий переключающий и - р - и-тран зистор, коллектор которого черезпервый резистор соединен с общей шиной и через первый эмиттерный повторитель с инверсным выходом, эмиттер - через источник тока с шинойпитания и подключен к эмиттеруопорного и - р -и-транзистора, коллектор которого через второй резисторсоединен с общей шиной и через зторой эмиттерный повторитель с прямым выходом, коллекторы первого ивторого р -и - р-транзисторов соединнены с шиной питания, эмиттеры - спервым выводом третьего резистора,коллекторы четырех и - р - и-транзисторов соединены с общей шиной, эмиттеры первого и второго и - р -итранэисторов соответственно черезчетвертый и пятый резисторы соединены с шиной питания, о т л и ц э ю -щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, увеличения быстродействия и увеличения надежности путем упрощения, база первого и - р - и-транзистора соединенас Л-входом триггера, эмиттер - сбазой первого р - и - р-транзистораи эмиттером третьего и - р -и-транзистора, база которого соединена спрямым синхрояходом, база второго.и - р - и-транзистора соединена с первым дополнительным выходом второгоэмиттерного повторителя, эмиттер -с базой второго р - и - р-транзистораи эмиттером цетвертого и - р - п -транСоставитель А.ЯновТехред Л,Кравчук Корректор А.Обручар Редактор А.Огар Заказ 2020 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 зистора, база которого соединена синверсным синхровходом, эмиттер первого р -п - р-транзистора соединенс базой переключающего а - р -и-транзистора, второй вывод третьего рези 7341958стора соединен с коллектором опорного и - р -п-транзистора, база которого соединена с вторым дополнительным выходом второго эмиттерного повторителя,