Инжекционный динамический элемент

О П И С А Н И Е пыв 5 з 14ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Н 03 К 19/091 Гееуаврствевкый квинтет СССР ао аееен кзабретеккЯ и етерытнЯОпубликовано 15.03.83. Бюллетень1 ОДата опубликования описания 15 .03 83(54) ИНЖЕКЦИОННЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ 1Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к интегральным инжекционным логическим схемам.По основному авт, св. Я 953731 известен инжекционный динамический элемент, содержащий бистабильную ячейку на первом и втором многоколлекторных транзисторах и"р-и типа с перекрестными коллекторно"базовыми связями, базы и эмиттеры которых соединены соответственно с коллекть" рами инжектирующих транзисторов, ключевой транзистор п-,р"6 типа, база которого соединена с управляющим входом, а эмиттер " с общей шиной.Незадействованные коллекторы первого и второго многоколлекторных транзисторов подключены к выходам устройства, база буферного транзистора и-р-и типа соединена с инфор- . мационным входом, вторым коллектором первого многоколлекторного транзистора и коллектором соответствующего инжектируюшего транзистора эмиттер) 2подключен к общей шине, а коллекторк базе первого многоколлекторноготранзистора и первому коллектору ключевого транзистора, база которогоподключена к коллектору соответству"ющего инжектирующего транзистора,а второй коллектор - к.эмиттеру переинжектирующего транзистора и кол"лектору соответствующего инжектирую"щего транзистора, базы инжектирую-щих и переинжектирующего транзисторовподключены к общей шине, а эмиттерыинжектирующих транзисторов " к шинепитания 1 .Недостатком этого устройства яв"ляются узкие функциональные возможности.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,2 о. Дпя достижения поставленной цели .в устройство введена дополнительнаябистабильная ячейка на двух много"коллекторных транзисторах и-р-и тИпа с перекрестными коллекторно-ба- .3 10053 зовыми связями, базы которых подключены соответственно к коллекторампервого и второго многоканальных транзисторов и дополнительным коллекторам инжектирующего р-и-р транзистора, а эмиттеры к общей шине.й фиг. 1 изображена принципиаль" ная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - функционально-топологическая схема. 19Устройство содержит первый и второй многоколлекторные транзисторы (МКТ) 1 и 2, ключевой транзистор 3, буферный транзистор 4, инжектирующий транзистор 5 переинжектирующий транзистор 6, ИКТ дополнительной би" стабильной ячейки 7 и 8, управляющие входы 9, информационные входы 10, выходы 11 и 12, шина питания 13.Устройство работает следующим об-, 6 разом.Пусть в исходном состоянии открыт один из 1,КТ дополнительной бистабильной ячейки 7, хотя бы на одном из информационных входов 10 присутству, ет логический нуль, а на всех управляющих входах 9 - логические единицы. Ток, инжектирующий в базу ключевого транзистора 3, приводит к открыванию последнего., который своими коллекторами перехватывает токи питания ИКТ бистабильной ячейки 1 и 2, удерживая их в закрытом состоянии. Буферный транзистор 4 закрыт, поскольку его ток питания перехватывается входом, соединенным с логическим нулем. Второй МКТ дополнительной бистабильной ячейки 2 также закрыт, Такое состояние схемы может поддерживаться сколь угодно долго. Изменения вход 40 ных сигналов на информационных входах приводят лишь к переключениям буферного транзистора 4, который открывается. при всех логи 4 еских единицах на входах 10, не влияющих на состояние бистабильной ячейки на ИКТ 1 и 2, который выдает на прямые выходы 12 логические нули, а на инверсные выходы 11 - логические единицы.Если теперь на любом из управляющих входов 9 произойдет переключение сигнала в логический нуль, то ключевой транзистор 3 закроется, а на ИКТ 1 и 2 будет подан питающий ток от инжектирующего транзистора 5. Поскольку в базовой цепи ИКТ 2 находится задержка в виде переинжектирующего р-и-р транзистора 6, то состояние бистабильной ячейки опреде 144ляется сигналами на информационных входах 10 в данный момент времени, Так например при лЬгическом нуле хотя бы на одном из входов 10 (буфер" ный транзистор в данный момент времени закрыт) ток питания МКТ 1 достигнет базовой р-области последнего раньше чем ток питания ИКТ 2. МКТ 1 откроется и своими коллекторами. выключит (закроет путем перехвата токов питания) МКТ 2, МКТ 7 и буферный транзистор 4. Изменения сигналов на информационных входах 10 теперь блокированы коллектором открытого ИКТ 1, база буферного транзистора 4 обесточена. Закрывание ИКТ 7 дополнительной бистабильной ячейки приводит к расшунтированию входа МКТ 8, который открывается, На выходах устройст.ва устанавливается информация, соответственно на прямых выходах 12- логические нули, на инверсных выходах 11 - логические единицыЕсли к моменту закрывания ключевого транзистора 3 на всех информационных входах 10 присутствуют логические единицы, то буферный транэис. тор 4 будет открыт током питания, поступающим в его базу от инжектирующего транзистора и, следовательно, удержит МКТ 1 в закрытом состоянии, Ток питания МКТ 2 через переинжектирующий р-и-р транзистор 6 достигнет базы МКТ 2, который открывшись выключит МКТ 8 и удержит в закрытом состоянии МКТ 1. Последующие изменения сигналов на информационных входах 10 приводят к переключениям буферного транзистора 4, которые лишь подтверждают состояние бистабильной ячейки на МКТ 1, 2, МКТ 8, выключившись, расшунтирует цепь базы ИКТ 7, который открывается и на выходах устройства устанавливаются логические нули и логические единицы на 11 и 12 выходах соответственно.При очередном поступлении сигналов на управляющую шину, приводящих к открыванию ключевого транзистора (т.е. на всех входах 9 логические единицы), ИКТ 1, 2 закрываются, а состояние дополнительной бистабильной ячейки фиксируется.Как видно иэ привеценного описания принципа действия, устройство функционирует как синхронный (динамический) 0-триггер, воспринимающий входную информацию и изменяющий состояние дополнительной бистабильной ячейки (выходы которой являются вы100531 ходами устройства) только на "фронте" сигнала синхронизации приводящего к закрыванию ключевого транзистора 3, а остальное время записанная информация не изменяется. К особенностям схемы следует отнести также наличие нулевых логических функций И .(в положительной логике) на управляющих входах 9 и на информационных входах 10, которые реализу ются без затрат оборудования и позволяют значительно расширить функциональные воэможности устройства.Предложенное устройство облада" ет широкими функциональными возмож ностями. Так при замыкании одного из коллекторов ИКТ 7 с информационным 0-входом (на фиг, 1, 2 связь показана пунктиром)организуется триггер со счетным входом (с прямым и инверсным выходами), причем переключения триггера осуществляются синхронно в моменты времени соответствующие перепаду сигнала на входе синхронизации иэ логичес- и кой единицы в логическийнуль. Без затрат оборудования данное схемотехческое решение триггерного .устройства может быть использовано и , ках 1-К триггер при следующей коммутации в схеме: один из коллекторов ИКТ 7 соединен с базой буферного транзистора Й, база ИКТ 1 соединена гальванически с группой входов К собранных по И, а база ИКТ 2 соединена непосредственно связью со Зф со входами 1, которые также образуют путем соединения в одной точкелоЬгическую схему так называемого пмон;тажног,о" или "проводного" И.Предлагаемое изобретение может быть использовано для построения счет. чиков, делителей частоты, статических и сдвигающих регистров, логических- устройств, реализующих динамический метод кодирования информации, поточных обрабатывающих структур и т.д . Широкие функци 6 нальные возможности, малая площадь, занимаемая на крис" талле, и низкая величина работы пере". ключения позволяет считать предложенное устройство перспективной ячейкой БИС с технологией И 2 Л.формула изобретенияИнжекционный динамический элементпо авт. св. У 953731 о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,в него введена дополнительная бистабильная ячейка на двух многоколлекторных транзисторах п"р-и типа сперекрестными коллекторно-базовымисвязями, базы. которых подключены со"ответственно к коллекторам первогои второго многоколлекторных транзис"торов и дополнительным коллектораминжектирующего р-и-р транзистора,а эмиттеры - к общей шине.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 953731, кл. Н 03 К 91/091, 1980.100531 дактор А.Долинич ставитель А.Яновхред С.Мигунова Корректор И.Кост каз 1925/77 Тираж 931 ПодписноеНИИПИ Государственного .комитета СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 113035 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проект