Логический элемент

(71) Винницкий поли 5 В. СтронскийНожновхнический инуюВния, 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ститут(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 729848, кл, Н 03 К 19/081980.2. Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М., "Советское радио", 1975, с. 29, рис. 1. 20 (прототип).(54)(57) 1. ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, со - держащий первый и второй входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы подключены к шине питания, эмиттеры подключены к первому и второму входам элемента, а коллекторы соединены с базами соответственно первого и второго промежуточных транзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего, каскада и через третий резистор - к общей шинй, коллектор первого промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены неинвертирующий выходной каскад, два диода и резистор, аноды первого и второго диодов соединены соответственно с коллекторами первого и второго промежуточных транзисторо тоды - с входом неинвертирующего выходного каскада, а коллектор второго промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания.2. Элемент по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что инвертирующий выходной каскад содержит двухэмиттерный транзистор, база которого подключена к его входу, первый эмиттер подключен к общей шине, а второй эмиттер через соответствующий резистор - к шине питания и соединен с базой выходного транзистора, коллектор которого через соответств щий резистор подключен к шине пита а эмиттер соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора и выходом элемента. С: 3. Элемент по и. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что неинвертирующий выходной каскад содержит первый транзистор, база которого соединена с . входом каскада, коллектор - с шиной питания и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с дополнительным выходом элемента и эмиттером третьего транзистора обратной проводимости, коллектор которого подключен к общей шине, база - к катоду диода и через резистор - к общей шине, анод диода соединен с эмиттером первого транзистора, база которого соединена с базой второго транзистора.1 1138Изобретение относйтся к импульсной, технике и предназначено для построения цифровых логических устройств,Известен логический элемент, содержащий входной многоэмиттерный5 транзистор, соединенный коллектором с базой промежуточного транзистора, эмиттер которого через диод подключен к общей шине, а также выходной каскад, в состав которого входит 10 эмиттерный повторитель на транзисторе, база которого является его входом, коллектор подключен к шине питания, а эмиттер через диод - к его выходу, который через резистор 15 подключен к общей шине, а также сложный инвертор на дополняющих тран" зисторах разного типа проводимости, причем база первого транзистора соединена с базой транзистора эмит тарного повторителя, коллектор подключен к шине питания, а база второго транзистора обратной проводимости подключена к выходу эмиттерного п 6 вторителя, коллектор - к общей 25 шине, а эмигтер соединен с эмиттером первого транзистора и образует выход устройства 11 .Недостатком такого логического элемента является то, что он не выполняет функцию ИЛИ-НЕ в положительной логике.Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является логический элемент, содержащий первый и второй входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы подключены к шине питания, эмиттеры подключены к первому и второму вхо дам устройства, а коллекторы соединены с базами соответственно первого и второго промежуточных транзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего выходного каскада и через третий резистор подключены к общей шине, коллектор первого промежуточного транзистора через четвертый резистор соединен с шиной питания и подключен к коллектору второго промежуточного транзистора и базе верхнего транзистора инвертирующего выходного каскада 121. Недостатком известного логичес кого элемента является то, что он не выполняет функцию И"НЕ в положительной логике. 941Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей логического элемента.Поставленная цель достигается тем,что в логический элемент, содержащийпервый и второй входные транзисторы,база которых через первый и второйрезисторы подключены к шине питания,эмиттеры подключены к первому и второму входам элемента, а коллекторысоединены с базами соответственнопервого и второго промежуточныхтранзисторов, эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего выходного каскада и через третий резистор - к общей шине, коллектор первого промежуточного транзистора черезчетвертый резистор соединен с шинойпитания, дополнительно введены неинвертирующий выходной каскад двадиода и резистор, аноды первого ивторого диодов соединены соответственно с коллекторами первого и второгопромежуточных транзисторов, катодыс входом неинвертирующего выходногокаскада, а коллектор второго промежуточного транзистора через четвертыйрезистор соединен с шиной питания.При этом инвертирующий выходнойкаскад содержит двухэмиттерный транзистор, база которого подключена кего входу, первый эмиттер подключенк общей шине, а второй эмиттер черезсоответствующий резистор - к шине питания и соединен с базой выходноготранзистора, коллектор которого черезсоответствующий резистор подключен,к шине питания, а эмиттер соединен сколлектором двухэмиттерного транзистора и выходом элемента.Кроме того, неинвертирующий выходной каскад содержит первый транзистор, база которого соединена свходом каскада, коллектор - с шинойпитания и .коллектором второго тран-,:зистора, эмиттер которого соединен сдополнительным выходом элемента иэмнттером третьего транзистора обратной проводимости, коллектор которого подключен к общей шине, база -к катоду диода и через резистор -к общей шине, анод диОда соединен сэмиттером первого транзистора, базакоторого соединена с базой второготранзистора,На чертеже приведена принципиальная электрическая схема логическоглэлемента.20 Логический .элемент работает следующим образом.Пусть в исходном состоянии на входах 6 и 7 присутствует высокий потенциал, что соответствует значению логических единиц. В этом случае 55 Э 138Логический элемент содержит первый 1 и второй 2 входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы 3 и 4 подключены к шине 5 питания, эмиттеры подключены к пер 5вому и второму входам 6 и 7 устройства, а коллекторы соединены с базами соответственно первого 8 и второго 9 промежуточных транзисторов,эмиттеры которых подключены к входу инвертирующего выходного каскада 10,и через третий резистор 11 - к общей шине 12, коллектор первого промежуточного транзистора 8 через четвертый резистор 13 соединен с шиной 5 питания, аноды первого и второго диодов 14 и 15 соединены соответственнос коллекторами первого и второго промежуточных транзисторов 8 и 9, катоды - с входом неинвертирунзцего выходного каскада 16, а коллектор второго промежуточного транзистора 9 через четвертый резистор 17 соединен с шиной 5 питания, при этом инвертирующий выходной каскад 1 О содержитдвухэмиттерный транзистор 18, база ко-торого подключена к его входу, первыйэмиттер подключен к общей шине 12, а второй эмиттер через соответствующий резистор 19 - к.шине 5 питания, и соединен с базой выходного транзистора 20, коллектор которого через соответствуннщий резистор 21 подключен к шине 5 питания, а эмиттер соединен с коллектором двухэмиттерного транзистора 18 и выходом 22 элемента, при этом неинвертирующий выходной каскад16 содержит первый транзистор 23, база которого соединена с входом каскада, коллектор которого соединен40 . с шиной 5 питания и коллектором второго выходного транзистора 24, эмиттер которого соединен с дополнительным выходом 25 элемента и эмиттером третьего транзистора 26 обратной45 проводимости, коллектор которого подключен к общей шине 12, база - к катоду диода 27 и через резистор 28 - к общей шине 12, анод диода 27 соединен с эмиттером первого транзисто 50 ра 23, база которого соединена с базой второго транзистора 24. 941 4первый 1 и второй 2 входные транзисторы находятся в инверсном активномрежиме и их базовые токи, величинакоторых определяется резисторами 3и 4, обуславливают насьцценное состояние промежуточных транзисторов 8 и9. При этом на эмиттерах промежуточ"ных транзисторов 8 и 9, и входе первого выходного каскада 10 присутствует высокий потенциал. С входа перво"го выходного каскада 10 в базу двухэмиттерного транзистора 18, имекщегобольшой инверсный коэффициент передачи, поступает ток насыщенных промежуточных транзисторов 8 и 9, Подключение второго эмиттера к базевыходного транзистора 20 обеспечивает выключение последнего после .отпи-.рания транзистора 18,и его переходав режим насыщения. При этом на выходе 22 присутствует низкий потенциал,что соответствует состоянию логического нуля, следовательно, выходнойкаскад инвертирует сигнал, поступающий на его вход,На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует низкий потенциал. Первый 14 и второй 15 введенные диоды закрыты, поскольку на базах низкий потенциал, и на входе выходного каскада 16 - низкий потенциал, в результате транзисторы 23 и 24 оказываются в состоянии отсечки, база р-и-р транзистора 26 оказывается соединенной с общей шиной 12 через резистор 28, чем обеспечивается открытое состояние транзистора 26, что соответствует состоянию логического нуля на выходе 22.Следовательно, выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступающий на его вход.Если на входе 6 присутствует высокий потенциал, а на входе 7 - низкий, в этом случае первый входной транзисторнаходится в инверсном активном режиме и его базовый ток обусловливает насыщенное состояние промежуточного транзистора 8, а второй входной транзистор 2 закрыт, на его коллекторе присутствует низкий потенциал, что обусловливает состояние .отсечки промежуточного транзистора 9. На эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9 и входе выходного каскада 10 присутствует высокий нотен. циал, Выходной каскад 1 О инвертирует сигнал, поступающий на его вход и.иц38941 Выходы 25 0 5 0 О 40 45 Ф Тех ологичес асширении ожностей, оменклату уе 1выходе 22 присутствует низкий потенЦиал, т. е, логический нуль.На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует соответственно низкий и высокий потенциал.г .г Первый введенный диод 14 закрыт, поскольку иа его аноде низкий потенциал, а второй введенный диод 15 открыт и на входе выходного каскада 16 - высокий потенциал, так в него поступает ток от шины 5 питания через резистор 17 и второй введенный диод 15. Выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступакщий на его вход, и на выходе 25 присутствует высокий потенциал, т.е, логическая единица.Если на входе 6 присутствует низкий потенциал, то на входе 7 - высокий. В этом случае первый входной транзистор 1 закрыт, на его коллекторе присутствует низкий потенциал, что обусловливает состояние отсечки промежуточного транзистора 8, а второй входной транзистор находится в инверсном активном режиме и его базовый ток обусловливает насыщенное состояние промежуточного транзистора 9.На эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9 и входе выходного каскага 10 присутствует высокий потенциал. Выходной каскад 1 О инвертирует сигнал, поступающий на его вход, и на выходе 22 присутствует низкий потенциал, т. е. логический нуль.На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует соответственно высокий и низкий потенциал. Первый введенный диод 14 открыт, а второй введенный диод 15 закрыт и на входе выходного каскада 6 высокий потенциал, так в него поступает ток от шины 5 питания через резистор 13 и первый введенный диод 14. Выходной каскад 16 повторяет сигнал, поступающий на его вход, и на выходе 25 присутствует высокий потенциал, т.е. логическая единица.Если на входах 6 и 7 присутств т низкий потенциал, то первый 1 и второй 2 входные транзисторы закрыты,на их коллекторах - низкий потенциал,что обусловливает состояние отсечкипромежуточных транзисторов 8 и 9.5 На эмиттерах промежуточных транзисторов 8 и 9 и входе выходчого каскада10 присутствует низкий потенциал. Выходной каскад 1 О инвертирует сигнал,поступающий на его вход, и на выходе 1022 присутствует высокий потенциал,т, е. логическая единица.На коллекторах промежуточных транзисторов 8 и 9 присутствует высокийпотенциал. Первый 14 и второй 15 введенные диоды открыты и на входе выходного каскада 16 высокий потенциал,так как в него поступает ток от шины 5 питания через резистор 13 ипервый введенный диод 14, а такжеток от шины 5 питания через резистор17 и второй введенный диод 15.Выходной каскад 16 повторяетсигнал, поступающий на его вход, ина выходе 25 присутствует высокий 25потенциал, т.е. логическая единица.Состояния входов и выходов логического элемента сведены в таблицу. Из таблицы видно, что на выходе22 реализуется логическая функцияИ-НЕ, а на входе 25 - логическаяфункция ИЛИ-НЕ в положительной логи зкономическии эффект в элементе заключается в его функциональных возчто позволяет уменьшить у логических элементов.1138941 Составитель А. ЯновТехред А.Бабннец Корректор В. Синицка едактор А. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,и аказ 10706/45 Тираж 872 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаувскПодписно ета СССР рытий наб., д, 4/5