Тактируемый -триггер в интегральной инжекционной логике

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3(51) Н 03 К 3/286 СА ЗОБРЕТЕ СТВ 4. 1ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ К ДВТО 1 СНОММ СВИД(54)(57) ТАКТИРУЕИЧИ ЭК-ТРИГГЕР В ИНТЕГРАЛЬНОИ ИНЖЕКЦИОННОИ ЛОГИКЕ, содержащий первый и второй и -р-,птранэисторы, образующие триггер с непосредственными связями, третий, четвертый и пятый и -р-п-транзисторы, первые коллекторы третьего и четвертого п -р-п-транзисторов объединены с базой пятого п-р-п-транзистора, первый коллектор которого сое"динен с базой второго и-р-п-транзис- .тора, многоколлекторный инжектирующий п-р-п-транзистор, эмизтер которо" го образован инжекторной р-областью,соединенной с источником питающего. тока, база совмещена с эмиттерами всех й -р-и-транзисторов и подложкой .п-типа, соединенной с шиной нулевого потенциала, а коллекторы соответственно совмещены с базами первого, второго, третьего и пятого и-р-и- транзисторов, вторые коллекторы пер,801051692 вого и второго л-р-о-транзисторов соединены с выходными шинами устройства,.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения площади, занимаемой устройством на кристалле, сокращения потребляемой мощности и улучшения технологичности, в него введены шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый р-и-ртранзисторы, причем их эмиттеры, образованные р-областями, совмещены с коллекторами многоколлекторного инжектирующего р-п-р-транзистора, второй коллектор третьего и-р-о-транзистора соединен с эмиттером воеьмого р -п-р-транзистора, коллектор которого совмещен с базой четверто- Е го п-р-п-транзистора, второй коллек. тор пятого и-р-и-тразистора соединен с базой первого н -р-п-транзистора, котЬрая совмещена с коллекторами шестого и седьмого р-и-р-транзисторов, база второго -р-о-транзистора . совмещена с коллекторами девятого и десятого р-п-р-транзисторов, база третьего и-р-и-транзистора соединена с тактовой шиной, вторые коллекторы первого и второго и-р-н-транзисторов соответственно соединены с эмиттером шестого и девятого ц-п-р-тран,зисторов, эмиттер седьмого р-и-р- ф транзистора соединен: с входом Э, а ,эмиттер десятого р-и-р-транзистора - ффф с входом К триггера. ЮИзобретение относится к микроэлектронике и вычислительной технике и может быть использовано длясоздания интегральных устройствсбора н обработки информации,Известен асинхронный ЭК -триггер,содержащий два логических элементаи схему управления на двух логическихэлементах, первый и второй логическиеэлементы образуют между собой основной триггер с непосредственнымисвязями, первый вход первого логического элемента соединен с выходомтретьего логического элемента Г 1).В данном триггере в любой моментвремени информация на входах одно" 15эначно определяет состояние триггера,что обусловливает низкую помехозащищенность схемы.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 20интегральный инжекционный ЗК -триггер,выполненный по принципу МазСегЯГаче Г 2).устройство содержит шесть и -р-и"транзисторов, четыре из них образуют 25основной триггер с непосредственными связями, а оставшиеся два и-р-й-.транзистора образуют вспомогательныйтриггер с непосредственными связями,коллекторы вспомогательного триггера через схему управления, содержащую четыре и-р-и-транзистора, соединен с базами транзисторов основноготриггера, многоколлекторный р-и-ртранзистор, эмижтер которого образочван инжекторной Р-областью, соединенной с источником питающего тока,база совмещена с эмиттерами всех. и -р-и-транзисторов и подложкойП-типа, соединенной с шиной нулевого потенциала, а коллекторы соответственно совмещены с базами и-р-итранзнсторов, коллекторы И-р-и-транзисторов триггера с непосредственными связями подключены к выходам устройства. 45Недостатком данного триггера яв-;ляется использование большого количества и -р-и-транзисторов (14-и-Р"6транзисторов, и, как следствие,большое количество контактных окон, 50большое число межсоединений, значительная мощность потребления, атакже большая занимаемая площадьна кристалле.Цель изобретения - уменьшениеплощади, занимаемой устройствомна кристалле, уменьшенив потребляемой мощности и улучшение техноло"гичности.Для достижения поставленной цели в тактируемый Эк-триггер в ин- фтегральной инжекционной логикесодержащий первый и второй и-р-отранзисторы образующие триггер с непосредственными связями, третий,четвертый и пятый и-р"итранзисторы, 65 первые коллекторы третьего ичетвертого и -р-и-транзисторов объединены с базой пятого и -р-и-транзистора, первый коллектор которого соединен с базой второго и-р-и-транзистора, многоколлекторный инжектирующий р-и-а-транзистор, эмиттер которого образован инжекторной Р-областью, соединенной с источником питающего тока, база совмещена с эмиттерами всех и-р-и-транзисторов и подложкой п-типа, соединенной с шиной нулево го потенциала, а коллекторы соответственно совмещены с базами первого, второго, третьего и пятого и-р.-.п" транзисторов, вторые коллекторы первого и второго и-р-и-транзисторов соединены .с выходными шинами устройства, введены шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый р-Й- р транзисторы, причем нх эмиттеры, образованные Р-областями, совмещены:.с коллекторами мнагоколлекторного инжектирующего р-п-р-транэистора, второй коллектор третьего й-р-и- транзистора соединен с эмиттером восьмогор-ь-р-транзистора, коллен тор которого совмещен с базой четвертого и -р-п-транзистора, -второй коллектор пятого и-р-ь-транзистора соединен с базой первого и -р-и-транзистора, которая совмещена с коллекторами шестого и седьмого р-ь-Р"транзисторов, база второго п -р-и-транзистора совмещена с коллекторами девятого и десятого р-и-р-транзисторов, база третьего и -р-и -транзистора соединена с тактовой шиной, вторые коллекторы первого и второго и-р-п-транзисторов соответственно соединены с эмиттером шестого и девятого р-и-р-транзисторов, эмиттер седьмого р -и-р-транзистора соединен с входом Э, а эмиттер десятого р-и-ртранзистора - с входом К. триггера.На фиг.1 приведена:принципиаль" ная электрическая схема предлагаемого триггера; на фиг,2 - функционально-топологическая схема.Устройство (фиг.1) содержит первый и второй и-р-и-транзисторы 1 и 2, образующие. триггер с непосредственными связями, третий, четвертый и пятый и-р-и-транзисторы 3-5, первые коллекторы третьего и четвертого .11-р-п-транзисторов 3 и 4 объединены с базой пятого и-р-и-транзистора 5, первый коллектор которого соединен с базой второго и-р-и-транзистора 2, многоколлекторный инжектирующий ,и-и"р-транзистор б, эмиттер которого образован инжекторной р-областью, соединенной с источником питающего тока, база совмещена с эмиттерами всех и -р-и-транзисторови подложкой в-типа, соединенной с шиной нулевого потенциала, а коллекторы соответст- венно с"вмс.:-.,ы. с базами первого,1 О второго, третьего и пятого и-р-и- транзисторов 1,2,3, и 5, вторые коллекторы первого и второго и"р-и- транзисторов 1 и 2 соединены с выходными шинами устройства, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятйй 5 р-П-р-транзисторы 3,7,8,9,10 и 11 эмиттеры которых, образованные р-областями, совмещены с коллекторами многоколлекторного,инжектирующего р-и-р-транзистора б, второй .коллектор третьего п -Р-и-транзистора 9, коллектор которого совмещен с базой четвертого и-р-и-транзистора 4, второй коллектор пятого и-р-и-транзистора 5 соединен с базой первого 15 и-р-п-транзистора 1, которая совмещена с коллекторами шестого и седьмого.р-п-р-транзисторов 7 и 8, база второго и-р-и-транзистора 2 совмеще.- на с коллекторами девятого и десято го р-и-Р-транзистора 3 соединена с тактовой шиной вторые коллекторы первого и второго и-р-и-транзисторов 1 и 2 соответственно соединены с эмиттером шестого и девятого р-И-р транзисторов 7 н 10 эмиттер седьмого р-и-р-транзистора 8 соединен со входом 3, а эмиттер десятого р-и-р- . транзистора 11 - с входом К триггера. 30Устройство выполнено на подложке и -типа, соединенной сшиной нулевого потенциала. Подложка. является эмиттером всех и-р-и и базой всех Р-п-р-транзисторов, причем многоколлекторный инжектирующий шестой, редь-З ,мой, восьмой, девятый и десятый р-и-р-транзисторы б,7,8,9,10 и 11 образованы Р-областями (переинжектирующими Р-областями), которые одновременно выполняют функцию коллекто 40 ров многоколлекторного инжектирующего р-и-р-транзистора б и эмиттеров р-п-р-транзисторов, коллекторы которых совмещены и базовыми Р-областями и-Р-и-транзисторов (фнг.2), 45Предварительно условимся, что в базе первого и второго и -р-и-транзисторов 1 и 2 инжектируются многоколлекторным инжектирующим р-п-р-. транзистором 11 ток Э 1: 2 ЭО через 50 седьмой и девятый р-и-р-транзисторы11 ток равный Э 2 =Эоа через шестой, и девятый р-й-,р-транзисторы 7 и 10 ток Э о/2. Такого соотношения токов можно достичь изменением коэф фициентов прямой передачи от инжектора к переинжекторуМнили от пере- инжектора к базовой Р-области вертикального И-р-п-транзистора, что величина а 1 изменяется путем вариации. геометрическим расстоянием от ин жектора к инжектору или от переинжектора к базовой Р-области и-р-П-транзистора.Устройство работает следующим образом. 65Пусть в исходном состоянии открыт первый и -р-и-транзистор 1 М 5-триггера. На Э и К входах присутствует логическая единица. (на эмиттерах седьмого и десятого р-и-ртранзисторов 8 и 11), на входе синхронизации третьего и-р-и-транзис.тора 3 имеем логическую единицу. Тогда в базу первого П-р-П-транзистора 1 будет инжектироваться ток: 31+ 32, ток, инжектируемый многоколлекторным инжектирующим р-и-р-транзистором б в базу первого и-р-и- транзистора 1 через переннжектирующий шестой (-и-р-транзистор 7, будет отбираться коллектором открытого первого и-р-и-транзистора.1. В базу второго п.-р-п-транзистора 2 будет инжектироваться ток 3 +3 +31 2 3 (так как второй и-р-и-транзистор 2 закрыт, на К-входе логическая единица, пятый и-р-и-транзистор 5 закрыт). По прихождении на тактовый вход С логического нуля (на базу третьего и-р-п-транзистора 3) ток, инжектируемый в базу третьего п-р-И-транзистора 3, будет отбираться входной тактовой шиной, третий ь-р-и-транзистор 3 закроется, так как четвертый и -р-и-транзистор 4 был закрыт, то пятый Ь-р-п-транзистор 5 откроется, По истечении времени 1 зарядится входная емкость четвертого ь-р-и-транзистора 4 током, инжектируемым многоколлекторным инжектирующим Р. и-р-транзистором б, через восьмой р-и"р-транзистор 9, поэтому четвертый и-р-и-транзистор 4, откроется, запирая пятый и-р-и-транзистор 5, Таким образом,на коллекторах пятого и-р-и-транзистора 5 сформируется короткий импульс, равный времени заряда входной емкости четвертого и-р-и-транзистора 4. В течение этого короткого импульса первый и второй П-р-и-транзисторы 1 и 2 закроются, при этом начнет заряжаться эмиттер-. ная емкость шестого р-и-р-транзистора 7 инжекторным током Э .По окончании сформированного ймпульса (длительйость которого не превышает времени заряда эмиттерной емкости шестого р-и-р-транзистора 7) в базы закрытых первого и второго и-р-Н-транзисторов 1 и 2 начнет поступать ток равный Э + ЭЭ+ Э 2+ 3 соответственно, поэтому второй о-р-п-транзистор 2 начнет открываться быстрей, запирая первый Ь-р-и.-транзистор 1, по окончании переходного процесса, независимо от значения инжектируемых в их базы токов, второй и-р-и-транзистор 2 будет открыт, первый и- р-и-транзис.тор 1 закроется. Если на Э и К входах присутствует логический ноль, то ток через седьмой и десяты1051692 Составитель А.ЯновСопко Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Тяско едак Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. П на аз 8686/56 ТиражВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Иосквар Ж 36енного комиетений и о5, Рбушска Подписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5