Одноразрядный сумматор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 907543(22) Заявлено 1206.80 (21) 2977564/18-24с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 230282, Бюллетень Мо 7Дата опубликования описания 230282 1 М К з С 06 Г 7/50 Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий.(71) Заявитель Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова 54) ОДНОРАЗРЯДНЫЙ СУММАТОР Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении больших интегральных схем (БИС) обработки информации.Известен интегральный полусумматор, построенный на КЛ элементах, содержащий шесть и-р-и транзисторов и многоколлекторный р-и-р транзистор, коллекторы которого соединены с соответствующими базами и-р-и транзисторов 1.Недостатком данного устройства является то, что оно не реализует функцию суммирования трех переменных.Известен также инжекционный полу- сумматор, содержащий многоколлекторный р-и-р транзистор, эмиттер которого соединен с шиной питания сумматора, два двухколлекторных транзистора р-и-ртипа, эмиттеры которых являются информационными входами сумматора, первые коллекторы объединены с базой первого и-р-и транзистора, а вторые соответственно - с эмиттерами третьего и четвертого р-п-р. транзисторов, коллекторы которых соединены с базой четвертого и-р-и транзистора, коллектор последнего соединен с эмиттером шестого р-и-р транзистора, эмиттер пятого и коллемтор первого и-р-и транзисторов объединены, коллекторы пятого и шестогор-и-р транзисторов соединены с базой пятого и-р-и транзистора, коллектор последнего подключен к выходной шине 2,Недостатком известного сумматораявляется то, что он не реализуетфункцию суммирования трех переменных.Для построения полного сумматора необходимо соединить два таких устройствапоследовательно,что приведет к увеличению площади, занимаемой устройством на кристалле,. к увеличению потребляемой мощности и снижению быстро"действия.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей устройства за счет возможности суммированиятрех переменных,Эта цель достигается тем, что одноразрядный сумматор, содержащийи - р - и и р-и-р транзисторы, многоколлекторные и-р-и транзисторы и много"коллекторный р-и-р транзистор, эмит-тер которого соединен с шиной питания сумматора, а коллекторы соответственно, с эмиттерами всех р-и-р транзисторов и базами первого, второго итретьего многоколлекторных и - р - и транзисторов,коллекторы первого и второгор-и-р транзисторов соединены с базойпервого и-р-п транзистора, а коллекторы третьего и четвертого р-и-ртранзисторов соединены с базой четвертого многоколлекторного и-р-птранзистора, базы всех р-и-р транзисторов, эмиттер первого и-р-итранзистора, база многоколлекторного р-и-р транзистора и эмиттеры всехмногоколлекторных и-р - и транзисторов1 Осоединены с шиной нулевого потенциала сумматора, содержит дополнительно второй и-р-и транзистор, база которого соединена .с одним из коллекторов многоколлекторного р-и-р транзистора и с первыми коллекторами первого, второго и третьего многоколлекторных п - р - и транзисторов, вторыеколлекторы этих транзисторов соединены соответственно с эмиттерами 20первого, второго и пятого р-и-ртранзисторов, коллектор пятого р-п-ртранзистора соединен с коллекторомвторого р-и-р транзистора, коллекторчетвертого р-и-р транзистора соеди 25нен с коллектором шестого р-и-ртранзистора, эмиттер которого соединен с третьими коллекторами первогои второго многоколлекторных и-р-итранзисторов, эмиттер четвертого- и-р транзистора соединен с третьимколлектором третьего и четвертымксллек гором второго многоколлекторны.:. и-р-и транзисторов, четвертыеколлекторы гервого и третьего многоколлекторных и - р-и транзисторов сое- З 5динены с эмиттером третьего р-и-ртранзистора, коллекторы первого и второго п-р-и транзисторов соединены с выходом суммы сумматора, первый коллектор четвертого многоколлекторного 4 Ои-р-и транзистора соединен с базойпервого п-р-и транзистора, второйколлектор четвертого многоколлекторного и-р-и транзистора соединен свыходом переноса. сумматора, а входами сумматора являются базы первого,второго и третьего многоколлекторных п-р-и транзисторов.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема одноразрядного сумматора.Сумматор содержит четырехколлекторные и-р-и транзисторы 1-3, р-и-р транзисторы 4-9, и-р-и транзистор 10, двухколлекторный и-р-и транзистор 11,п-р-и транзистор 12, многоколлекторный р-и-р транзистор 13, эмиттером всех и-р-и и базой всех р-п-р транзисторов является подложка - п-шина, соединенная с шиной нулевого потенциала, 60Входами устройства являются базы транзисторов 1-3, первые коллекторы которых соединены, соответственно, с змиттерами транзисторов 4-б, причем эмиттерами последних являются переинжектирующие Р-области, а их коллекторами является общая для всех трехтранзисторов базовая Р-область и-р-итранзистора 12, вторые коллекторы1-3 транзисторов соединены с базойтранзистора 10, остальные коллекторы транзисторов 1-3 попарно объединены с эмиттерами транзисторов 7,8,9,которыми являются переинжектирующиеР-области, коллектором транзисторов7-9 является базовая Р-область транзистора 11, коллектор транзистора10 соединен с коллектором транзистора 12 и выходной шиной суммы, базатранзистора 12 соединена с первым коллектором транзистора 11, второй коллектор которого соединен с шиной переноса, эмиттер транзистора 13 соединен с шиной питания и представляетсобой общую для всех транзисторовинжектирующую Р-область коллекторами транзистора 13 являются базовыеР-области транзисторов 1,2,3 и 10 иэмиттерные Р-области транзисторов.4 - 9Для пояснения работы устройствапредположим, что на входе устройстваимеет кодовую комбинацию х = 1, у=О,р = О. В этом случае часть тока, инжектируемого транзистором 13 в базутранзистора 12, перехватывается транзистором 1, а часть тока через транзисторы 5 и б инкектируется в базутранзистора 12, так как, согласносхеме, через транзистор 7 ток от инжектирующего транзистора 13 поступаетв базу транзистора 11, что приводит кего отпиранию, открытый транзистор 11перехватывает ток, инжектируемыйтранзисторами 5 и б, в результатечего транзистор 12 закрывается, атак как транзистор 10 также закрыт,то на выходе устройства получаемЯ = 1, р = О,Если на входе устройства имеемкодовую комбинацию х = 1, у = О, р=1,то согласно изложенным рассуждениям,транзистор 10 закрыт, так как инжектируемый транзистором 13 ток перехватывается транзисторами (открытыми)1 и 3, транзистор 11 закрыт, а ток,инжектируемый транзистором 5 в базутранзистора 12, открывает его, следовательно на выходе сумматора получаем Б = О, р = 1.Формула изобретенияОдноразрядный сумматор, содержащий и-р-и и р-и-р транзисторы, многоколлекторные и-р-п транзисторы и многоколлекторный р-и-р транзистор,эмиттер которого соединен с шиной питания сумматора, а коллекторы, соответствен. но, с эмиттерами всех р-п-р транзисторов и базами первого, второго и третьего многоколлекторных и-р-и транзисторов, коллекторы первого ивторого р-и-р транзисторов соединеныс базой первого и-р-и :ранзистора, аколлекторы третьего и четвертогор-п-р транзисторов соединены с базой четвертого многоколлекторногои-р-и транзистора базы всех р-и-р/5транзисторов, эмиттер первого и-р-итранзистора, база многоколлекторногор-и-р транзистора и эмиттеры всех многоколлекторных и-р-и транзисторовсоединены с шиной нулевого потенциала сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей за счетвозможности суммирования трех переменных, сумматор содержит второйи-р - и транзистор, база которого соединена с одним из коллекторов многоколлекторного р-и-р транзистора ис первыми коллекторами первого, второго и третьего многоколлекторныхи-р - и транзисторов, вторые коллекто- щоры этих транзисторов соединены соответственно с эмиттерами первого, второго и пятого р-и-р транзисторов,коллектор пятого р-и-р транзисторасоединен с коллектором второго р-и-ртранзистора, коллектор четвертогор-и-р транзистора соединен с коллектором шестого р-и-р транзистора,эмиттер которого соединен с третьими коллекторами первого и второго многоколлекторных и-р-и транзисторов, эмиттер четвертого р-и-р транзистора соединен с третьим коллектором третьего и четвертым коллектором второго многоколлекторных и-р-и транзисторов, четвертые коллекторы первого и третьего многоколлекторных и-р-и транзисторов соединены с эмиттером третьего р-п-р транзистора, коллекторы первого и второго и-р-и транзисторов соединены с выходом суммы сумматора, первый коллектор четвертого многоколлекторного п - р-п транзистора соединен с базой первого и-р-и транзистора, второй коллектор четвертого многоколлекторного и - р - и транзистора соединен с выходом переноса сумматора, а входами сумматора являются базы первого, второго и третьего многоколлекторных и - р - и транзисторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Микроэлектроника(Электронная техникаф. Серия 3.). 1977,У 5 с. 74, рис 4.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2818009/18-24,кл. С Об Р 7/50, 1979.Заказ 59/57Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий1035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ге111 и1 а гент, 1, Уч город, ул. Проектная, 4