Пороговый логический элемент

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(1) 600711 1) М, Кл. н озк Ыг Прнорнтет -но ЗОЛ 3.78.6 толлете ввцвротввввы 1 воавтвтОвввтв Мввветрв 66 ВРвв двлв ввоврвтввввв отврытвВ(43) Опубликова (4) Лата опубл вання описания 31.03,7 2) вторыизобретении(54) ПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ 30 Изобретение относится к импульсной технике, в частности к пороговым устройствам и может использоваться в вычислительной технике и микроэлектронике.Первое из известных устройств, содержащее переключатели тока с эмиттерносвязанной логикой, имеет недостаточную помехоустойчивость и плохо согласуется с диодно-транзисторными и транзисторно-транзисторными устройствами ,по входным уровням и по питанию.Наиболее близким техническим решением к изобретению является пороговый логический элемент, содержащий переключатель тока, многоэмиттерные транзисторы, инверторы на биполярных транзисторах и источник опорного напряже ния на биполярном транзисторе,Недостатками этого устройства являются ограниченность числа входов, невозможность реализации одновременно положительных и отрицательных входов с разными весами и недостаточная помехоустойчивость,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости порогового логического элемента. Для этого в пороговом логическом элементе, содержащем переключатели тока, многоэмиттерные транзисторы, инверторы на биполярных транзисторах и источник опорного напряжения на биполярном транзисторе, коллектор многоэмиттерного транзистора и биполярного транзистора первого переключателя тока соединены между собой н базой биполярного транзистора второго переключателя тока, коллектор которого соеди-. нен с коллектором многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока и с базой биполярного транзистора первого переключателя тока, коллекторы транзисторов первого и второго пе 15 еключателей тока соединены между собой через встречнопараллельно включенные диоды и через резисторы с шиной питания, базы многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резистор с общей шиной и с базой биполярного транзистора опорного напряжения, эмиттер которого через резистор соединен с,общей шиной, а коллектор через резисторс шиной питания и с базой третьего многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, первый эмиттер соединен с базой мнаГОэмиттерных транзисторов первого и вторсго переключателей тока, а второй итретий эмиттеры соединены соответственно с коллекторами транзисторов первого и второго переключателей тока, причем эмиттеры многоэмиттерных транзисторов первого и второго переключателейтока через резисторы соединены с источником сигнала и один эмиттер многоэмиттерного транзистора второго переключателя тока через резистор соединен с общей шиной, эмиттеры биполярных транзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резисторы с общей шиной и базами транзисторов третьего и четвертого переключателей тока, эмиттеры которых объединены и через резистор соединены систочником питания, а коллекторы через резисторы соединены с общей шинойи с базами транзисторов инверторов, фколлекторы которых соединены с выход"ными клеммами.На чертеже приведена схема устрой.ства,Пороговый логический элемент содер- Южит первый переключатель тока на многоэмиттерном транзисторе 1 и биполярном транзисторе 2, второй переключатель тока на многоэмиттерном транзисторе 3 и биполярном транзисторе 4, третий и четвертый переключатели токасоответственно на биполярных транзисторах 5 и 6, многоэмиттерный транзистор .7, первый и второй инверторы набиполярных транзисторах 8 и 9, источник опорного напряжения на биполярномтранзисторе 10, диоды 11 и 12, резисторы 13 - 113 - И, 14 - 26, источники 27 - 1 27 - и сигнала, выходные клеммы 28 и 29. Коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены между собойи базой транзистора 4, коллектор которого соединен с коллектором транзистора 3 и с базой транзистора 2. Коллекторы транзисторов 1 и 3 соединены между собой через встречнопараллельновключенные диоды 11,12 и через соответственно резисторы 17,19 с шиной питания, Базы транзисторов 1 и 3 соединены через резистор 16 с общей шиной,и с базой транзистора 10, эмиттер которого через резистор 15 соединен собщей шиной, а коллектор - с базойтранзистора 7 и через резистор 14 - сшиной питания, коллектор транзистора 7соединен с шиной питания, первый эмит тер соединен с базами транзисторов1 и 3, а второй и третий эмиттеры соединены с коллекторами транзисторов1 и 3, причем эмиттеры транзисторов1 и 3 через резисторы 13 - 113 - И 60соединены с источниками 27 - 127- Ии один эмиттер транзистора 3 через резистор 21 соединен с общей шиной.Эмиттеры транзисторов 2 и 4 соответственно ооединены с базами транзисторов 6 и 5 и через резисторы 18 и 20 - с ооей шиной, Эмиттеры транзисторов 5 и 6 объединены и через резистор 22 соеди нены с шиной питания, а коллекторы - с базами соответственно транзисторов 8, 9 и через резисторы 23 с общей шиной, Коллекторы транзисторов 8 и 9 соединены соответственно с клеммами 28 29 и через резисторы 25 и 26 - с шиной питания.устройство работает следующим образом.Заметим, что пороговый элемент работает по негативной логике, т.е. за логическую 1 входного и выходного сигналов принят низкЮ уровень потенциала. В исходном состоянии на всех выходах источников 27-127- Ю отсутствуют сигналы, т.е. имеются высокие потенциалы. Следовательно, транзистор 1 закрыт по всем эмиттерам, а транзитор 3 открыт только по одному эмиттеру, связанному через резистор 21 с общей шиной. Через него протекает токЕ.-)ЕЭО,21где Е - опорное напряжение, резистора 10,Ю 8 э - напряжение между базой и эмиттером транзистора 3.Открыты также транзисторы 2 и 4. При этом потенциалы на их коллекторах соответственно равны. где Е - напряжение источника питания,а В В,э, В,9, Юэс, В 1 - сопротивления соответственно резисторов 17,18, 19, 20 и 21, выбранные таким образом, что в этом состоянии потенциална резисторе 18 ( 0 я ) меньше, чемпотенциал на резисторе 20 ( 11 ),йтранзисторы 5 и б находятся в опредеЖленном состоянии и на клемме 20 имеемлогический 0,Допустим, от источника 27-1 подается сигнал (низкий потенциал, равныйЦ К 4 + О, ЗВ) . При этом соответствующий эмиттерный переход транзистора 1открывается, и через резистор 17 протекает дополнительный ток, соответствующий единичному весу.бэ на да где В э - сопротивление резистора 13-1.Это приводит к снижению потенциала на коллекторе транзистора 1 и некоторому повышению потенциала коллекторатранзистора 3 из-эа уменьшения токачерез транзистор 4. При этомЯди соответственно падения напряженийна резисторах 18. и 20 равны:ЦР .ик 2-иваВ результате разность потенциалов на резисторах 18 и 20 уменьшается.Но схема рассчитана так, что эта разность Ю=Ю ов, еще достаточна для того,20чтобы транзисторы 5 и б сохранили свое Исходное состояние. Таким образом, При подаче сигнала от источника 27-1 Ю происходит некоторое перераспределениетоков в схеме, но состояние выхоцов схемы не изменяется.Допусти, в этом состоянии подается сигнал также от источника 27-2. При 25 этом потенциал на коллекторе транзистора 1 снижается, а на коллекторе травзистора 3 повышается настолько, что потенциал О, превышает потенциал Ц на величину д Ц , достаточную для на дежного переключения транзисторов 5 и б. В результате на клемме 29 появляется сигнал, соответствующий логическойф 1,.Таким образом, для правильной работы схемы величины резисторов должны удовпетворять вышеприведенным формулам.Если в этом сс тоянии подать сигнал также от источника 27-3, то раз ность Ц, - Ю й Увеличится еще более и состояние выхода схемы не изменится. Если же подавать сигнал от источника 27 в (к+1) то потенциалах, снова уменьшится из-за уменьшения Эд в результате чего элемент обратно переключится в состояние ф 0Формула изобретения 50 Пороговый логический элемент, содержащий переключатели тока, многоэмит терные транзисторы, инверторы на биполярных транзисторах и источник опорного напряжения на биполярном транзистоРе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью расширения функциональных возможностей и повышения помехоустойчивости, коллектор многоэмиттерного транзистора и биполярного транзистора первого переключателя тока соединены между собой и базой биполярного транзистора второго переключателя тока, коллектор которого соединен с коллектором многоэмиттерного транзисторавторого переключателя тока и с базойбиполярного транзистора первого переключателя тока, коллекторы траьзисторовпервого и второго переключателей токасоединены между собой через встречнопараллельно включенные диоды и черезрезисторы с шиной питания, базы многоэмиттерных транзисторов первого ивторого переключателей тока соединенычерез резистор с общей шиной и с базойбиполярного траизистора опорного напряжения, эмиттер которого через резистор соединен с общей шиной, аколлектор через резистор - с шиной п -тания и с базой третьего многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, первыйэмиттер соединен с базами многоэмиттерных транзисторов первого и второгопереключателей тока, а второй и третий эмиттеры соединены соответственнос коллекторами транзисторов первогои второго переключателей тока, приче.эмиттеры многоэмиттерных транзисторовпервого и второго переключателей тока через резисторы соединены с источниками сигнала и один эмиттер много.эмиттерного транзистора второго переключателя тока через резистор соединенобщей шиной, эмиттеры биполярныхтранзисторов первого и второго переключателей тока соединены через резисторы с общей шиной и базами транзисторов третьего и четвертого переключателей тока, эмиттеры которых объединеныи через резистор соединены с источником питания, а коллекторы через резисторы соединены с общей шиной и с базами транзисторов интервалов, коллекторы которых соединены с выходнымиклеммами,600711 Составитель А.СтепановТехред Н.Андрейчук Корректор А.Власенко Редактор Н. Ильина Филиал ППП ффйатентфф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 1902/61 Тираж 1086 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5