Устройство управления записью-считыванием информации для полупроводникового запоминающего устройства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1367040 9) 51)4 С 11 С 7 Е Григорьев ентация нтация АПИСЬЮОЛУПРОТРОЙСТВА ЛЕНИЯ ИИ ДЛЯ ЩЕГО У сится быть ОЗУ н ь изоболупр спользобиполяр етения -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО УПРАВСЧИТЫВАНИЕМ ИНфОРМАЦВОДНИКОВОГО ЗАПОМИНАЮ(57) Изобретение отноводниковым ЗУ и можетвано для создания БИСных транзисторах. Цел чя)Ф ., С Ч.1 повышение быстродействия устройствауправления записью-считыванием (устройства "выборки кристалла") за счетуменьшения логических перепадов, Устройство содержит пятнадцать ключевыхп-р-п-транзисторов, одиннадцать опорных диодов, десять токоограничительных резисторов и девять источниковтока. Поставленная цель достигаетсяза счет введения в устройство четырехключевых п-р-п-транзисторов, семиопорных диодов, восьми токоограничительных резисторов и одного источникатока. Три входа устройства управляются сигналами с ТТЛ-уровнями, а начетырех выходах формируются ЭСЛ-выходные сигналы. 1 табл. 2 ил.10 20 50 55 113670Изобретение относится к полупроводниковым запоминающим устройствам (ЗУ) и может быть использовано для создания больших интегральных схем (БИС) биполярных ЗУ,5Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.На фиг,1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - времен" ные диаграммы функционирования устройства.Устройство содержит первый - третий входы 1-3 управления, первый - . четвертый выходы 4-7, первый 8 и вто рой 9 ключевые транзисторы, первыйисточник 10 тока, общую шину 11 устройства, третий 12 и четвертый 13ключевые транзисторы, второй источник 14 тока, пятый 15 и шестой 16 ключевые транзисторы, третий источник 17 тока, первый - третий опорные диоды 18-20, первый токоограничительный резистор 21, шину 22 питания устройства, четвертый - шестой опорные дио ды 23-25, второй - четвертый токоограничительные резисторы 26-28,седьмой - девятый опорные диоды 2931, пятый - седьмой токоограничительные резисторы 32-34, седьмой 35 и З 0восьмой 36 ключевые транзисторы,восьмой токоограничительный резистор37, девятый ключевой транзистор 38,десятый опорный диод 39, четвертыйисточник 40 тока, опорный одиннадца 35тый диод 41, пятый источник 42 тока,десятый 43 и одиннадцатый 44 ключевые транзисторы, шестой источник 45тока, девятый 46 и десятый 47 токоограничительные резисторы, двенадцатый 48 и тринадцатый 49 ключевой транзисторы, седьмой источник 50 тока, четырнадцатый 51 и пятнадцатый52 ключевой транзисторы, восьмой 53и девятый 54 источники света, шестнадцатый 55 ключевой транзистор, две-,надцатый 56 и тринадцатый 57 диоды,одиннадцатый токоограничительный резистор 58, семнадцатый ключевой транзистор 59, двенадцатый токоограничительный резистор 60, четырнадцатыйопорный диод 61, тринадцатый токоограничительный резистор 62, пятнадцатый 63 и шестнадцатый 64 опорные диоды, четырнадцатый - шестнадцатый токоограничительные резисторы 65-67,восемнадцатый ключевой транзистор 68,семнадцатый 69 и восемнадцатый 70токоограничительные резисторы, деся 40 2тый источник 71 тока, девятнадцатый ключевой транзистор 72, семнадцатый 73 и восемнадцатый 74 опорные диоды.Устройство работает следующим образом.При поступлении на первый 1 и второй 2 входы устройства входного напряжения низкого уровня, а на.третий вход 3 устройства входного напряжения высокого уровня (что соответствует режиму записи "1") от источника питания по шине 22 через резистор 28, диоды 31, 23, 24 и 25 начинает протекать ток в шину 14 нулевого потенциала устройства. За счет протекания этого тока потенциал на базе транзистора 15 становится выше потенциала базы ключевого транзистора 16 на величину падения напряжения на прямо- смещенном диоде 31, Ток источника 17 тока переключает транзистор 15 и создает падение напряжения на резисторе 69, на котором Формируется сигнал низкого логического уровня. На восьмом токоограничительном резисторе 37 формируется сигнал высокого логического уровня. На базу четырнадцатого ключевого транзистора 51 через транзистор 72 поступает напряжение низкого уровня, а на базу транзистора 48 через транзистор 38 поступает напряжение высокого уровня. Ток источника 45 тока переключает транзистор 48 и создает падение напряжения на резисторе 46, на котором формируется снгнал низкого логического уровня, который через транзистор 52 поступает на второй выход 5 устройства. На резисторе 47 формируется сигнал высокого логического уровня, который через транзистор 49 поступает на первый выход 4 устройства.При поступлении на первый вход 1 устройства входного напряжения высокого уровня, а на второй вход 2 устройства входного напряжения низкого уровня (что соответствует режиму считывания) от источника питания по шине 22 через резистор 62, диоды 63 и 64, транзистор 68, резистор 66, включенный параллельно переходу база - коллектор транзистора 68, и резистор 67, включенный параллельно переходу. база - эмиттер транзистора 68, причем номинал резистора 66 в два раза меньше номинала резистора 67, в шину 11 начинает протекать ток, За счет протекания этого тока потенциал на базе313670 транзистора 59 становится выше потенциала на базе транзистора 13 на величину, равную половине падения напряжения на прямосмещенном переходе база - эмиттер ключевого транзистора5 68. Ток второго источника 14 тока переключается в транзистор 59, создает падение напряжения на резисторе 60, и на выход 7 устройства поступает выходное напряжение низкого уровня,а на выход 6 устройства поступает выходное напряжение высокого уровня.Начинает протекать также ток от источника питания по шине 22 через 1 резистор 26, диоды 29, 23, 24 и 25 в шину 11 устройства. За счет протекания этого тока потенциал на базе транзистора 8 становится выше потенциала на базе транзистора 9 на величину падения напряжения на прямосмещенном диоде 29. Ток источника 10 тока переключает транзистор 8 и создает падение напряжения на резисторе 32, на котором формируется сигнал 25 низкого логического уровня. На резисторе 33 формируется сигнал высокого логического уровня. На базу транзистора 43 через транзистор 35 и диод 41 поступает напряжение низкого уров- З 0 ня, а на базу транзистора 44 через транзистор 36 и диод 39 поступает напряжение высокого уровня, Резисторы 46 и 47, а также диоды 73 и 74 выполняются идентичными. Цепь, образо 35 ванная последовательным соединением резистора 46 и диода 73, идентична цепи, образованной последовательным соединением резистора 47 и диода 74, а так как они соединены параллельно, то ток источника 45 тока делится по-. ровну между ними и создает равные падения напряжения на резисторах 46 и 47. Через транзисторы 49 и 52 на первый 4 и второй 5 выходы устройства поступают сигналы равного напряжения, уровень которого является средним между уровнями записи,- сигнал считывания.При поступлении на вход 1 устройства входного напряжения низкого уровня, а на вход 2 устройства входного напряжения высокого уровня (что соответствует режиму хранения) от источника питания по шине 22 по цепи55 резистор 58, диоды 57, 23, 24 и 25, а также по цепи резистор 27, диоды 30, 23, 24 и 25 в шину 11 текут токи, вследствие чего потенциалы на базах 40транзисторов 55 и 12 становятся выше потенциалов на базах соответственно транзисторов 9 и 13 на величины падений напряжения на прямосмещенных диодах 57 и 30 соответственно.Ток источника 14 тока переключает транзистор 12, создает падение напряжения на резисторе 34, и на выход 6 устройства поступает выходное напряжение низкого уровня. На выход 7 устройства поступает выходное напряжение высокого уровня.Ток источника 10 тока переключает транзистор 55 и создает падение напряжения на резисторе 32, на котором формируется сигнал низкого логического уровня. На резисторе 33 формируется сигнал высокого логического уровня. На базу транзистора 43 через транзистор 35 и диод 41 поступает напряжение низкого уровня, а на базу транзистора 44 через транзистор 36 и диод 39 поступает напряжение высокого уровня. Ток источника 45 тока протекает через транзистор 44, создает равное падение напряжения на резисторах 46 и 47. Через транзисторы 49 и 52 на первый 4 и второй 5 выходы устройства поступают сигналы равного на пряжения (сигналы считывания),При поступлении на первый 1 и второй 2 входы устройства входного напряжения высокого уровня (что соответствует режиму хранения) потенциал на базе транзистора 12 выше потенциала на базе транзистора 13 на величину, равную падению напряжения на прямо- смещенном диоде 30, и выше потенциала на базе транзистора 59 на величину, равную разности падения напряжения на прямосмещенном диоде 30 и половине падения напряжения на прямосмещеннном переходе база - эмиттер .транзистора 68. Ток источника 14 тока по- прежнему течет через транзистор 12, и на выход 6 устройства поступает выходное напряжение низкого уровня, а на выход 7 устройства поступает выходное напряжение высокого уровня. Ток первого источника 10 тока делится поровну между идентичными транзисторами 8 и 55, потенциалы на базах которых равны, создает падение напряжения на резисторе 32, на котором формируется напряжение низкого логического уровня. На резисторе 33 формируется сигнал высокого логического уровня. На базу транзистора 43 черезтранзистор 35 и диод 41 поступает напряжение низкого уровня, а на базу транзистора 44 через транзистор 36 и диод 39 поступает напряжение высркого уровня, Ток источника 45 тока по- прежнему протекает через транзистор 44, на выходы 4, 5 устройства по- прежнему поступают сигналы равного напряжения (сигналы считывания).10При протекании тока от источника питания по шине 22 через резистор 65, диод 64, транзистор 68, резисторы 66 и 67 на катоде диода 63 формируется постоянное напряжение, равное сумме 15 падений напряжения на прямосмещенном диоде 64 и полутора падений напряжений на прямосмещенном переходе - база - эмиттер ключевого транзистора 68, так как номинал шестнадцатого то коограничительного резистора 67 в два раза больше номинала резистора 66. Это напряжение не зависит от уровня входного напряжения по входу 1 устройства. 25Схема управления запоминающего ,устройства представлена в таблице,Формула из обретенияЗОУстройство управления записью-считыванием информации для полупроводникового запоминающего устройства, содержащее с первого по пятнадцатый ключевые транзисторы, с первого по35 одиннадцатый опорные диоды, с первого по десятый токоограничительные резисторы и с первого по девятый источники тока, причем эмиттеры первого и второго ключевых транзисторов соединены 40 с первым выводом первого источника тока, эмиттеры третьего и четвертого ключевых транзисторов - с первым выводом второго источника тока, эмиттеры пятого и шестого ключевых транзис торов - с первым выводом третьего источника тока, базы первого, третьего ,и пятого ключевых транзисторов,соединены соответственно с анодами перво-, го, второго и третьего опорных диодов, катоды которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам устройства, базы второго, четвертого и шестого ключевых транзисторов соединены с первым выво- дом первого токоограничительного резистора и анодом четвертого опорного диода, катод которого соединен,с анодом пятого опорного диода, катод которого соединен с анодом шестогоопорного диода, катод которого соединен с шиной нулевого потенциала устройства, аноды первого, второго итретьего опорных диодов соединены соответственно с первыми выводами вто-.рого, третьего и четвертого токоограничительных резисторов и с анодамиседьмого, восьмого и девятого опорныхдиодов, катоды которых соединены соответственно с базами второго, четвертого и шестого ключевых транзисторов, коллекторы первого, второго ичетвертого ключевых транзисторов соединены соответственно с первыми выводами пятого, шестого и седьмого токоограничительных резисторов, коллекторы первого и второго ключевых транзисторов соединены соответственно сбазами седьмого и восьмого ключевыхтранзисторов, коллекторы которых подключены к шине питания устройства,коллектор шестого ключевого транзистора соединен с первым выводом восьмого токоограничительного резистораи базой девятого ключевого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания устройства, эмиттерыседьмого и восьмого ключевых транзисторов соединены соответственно с анодами одиннадцатого и десятого опорныхдиодов, катоды которых соединены соответственно с первыми выводами пятого и четвертого источников тока,эмиттеры десятого и одиннадцатоготранзисторов соединены с первым выводом шестого источника тока, коллектордвенадцатого и база тринадцатого ключевых транзисторов соединены с первымвыводом девятого токоограничительного резистора, а коллектор четырнадцатого и база пятнадцатого ключевыхтранзисторов - с первым выводом десятого токоограничительного резистора,база двенадцатого ключевого транзистора соединена с первым выводом седьмого источника тока, эмиттер тринадцатого ключевого транзистора и первыйвывод восьмого источника тока являются первым выходом устройства, а эмиттер пятнадцатого ключевого транзистора и первый вывод девятого источника тока - вторым выходом устройстца,вторые выходы всех источников токасоединены с шиной нулевого потенциалаустройства, вторые выводы с первогопо седьмой и девятого и десятого токоограничительных резисторов и колВходы Выходы Режим работы ОЗУ4 5 6 7 123 О 0 0 0 1 О 1 Запись "О" 0 0 1 1 0 0 1 Запись "1" 1 О х ш ш 1 0 Считывание 0 1 х ш ш 0 1 Хранение 1 1 х ш ш 0 1 Хранение 13670 лекторы тринадцатого и пятнадцатого транзисторов соединены с шиной пита- тания устройства, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четыреключевых транзистора, восемь опорныхдиодов, восемь токоограничительных резисторов, десятый источник тока, причем коллектор и эмиттер шестнадца О того ключевого транзистора соединены соответственно с коллектором и эмиттером первого ключевого транзистора, а база - с анодами двенадцатого и тринадцатого опорных диодов, катоды 15 которых соединены соответственно с вторым входом устройства и базой второго ключевого транзистора, первый вывод одиннадцатого токоограничительного резистора соединен с анодом две надцатого опорного диода, эмиттер, коллектор и база семнадцатого ключевого транзистора соединены соответ ственно с эмиттером третьего ключевого транзистора, четвертым выходом 25 устройства и анодом четырнадцатого опорного диода, катод которого соединен с первым входом устройства, первый вывод двенадцатого токоограничительного резистора соединен с 30 четвертым выходом устройства, а первый вывод тринадцатого токоограничительного резистора - с базой семнадцатого ключевого транзистора и анодами четырнадцатого и пятнадцатого опорных диодов, первый вывод четырнадцатого токоограничительного резистора - с катодом пятнадцатого и анодом шестнадцатого опорных диодов, катод,которого соединен с первым выво О .дом пятнадцатого токоограничительного резистора и коллектором восемнадцатого ключевого транзистора, эмитдо 8тер которого соединен с первым выводом десятого источника тока, первымвыводом шестнадцатого токоограничивающего резистора и шиной нулевогопотенциала устройства, а база - свторыми выводами пятнадцатого и шестнадцатого токоограничивающих резисторов, коллектор девятнадцатого клю-,чевого транзистора соединен с шинойпитания устройства, эмиттер - с базойчетырнадцатого ключевого транзистораи вторым выводом десятого источникатока, база девятнадцатого ключевоготранзистора соединена с коллекторомпятого ключевого транзистора и первымвыводом семнадцатого токоограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом восьмого и первым выводом восемнадцатоготокоограничивающих резисторов, анодысемнадцатого и восемнадцатого опорных диодов соединены соответственнос базами тринадцатого и пятнадцатогоключевых транзисторов, а катоды соединены с коллектором одиннадцатогоключевого транзистора, база которогосоединена с катодом десятого опорного диода, база двенадцатого ключевого транзистора соединена с эмиттеромдевятого ключевого транзистора, эмиттеры двенадцатого и четырнадцатогоключевых транзисторов соединены сколлектором десятого ключевого транзистора, база которого соединена скатодом одиннадцатого опорного диода,коллекторы третьего и четвертого ключевых транзисторов являются третьимвыходом устройства, вторые выводыс одиннадцатого по четырнадцатый ивосемнадцатого токоограничивающихрезисторов соединены с шиной питанияустройства.орректор мар 0 одписное ака ета Сытий ЦНИИПИ о нниио Раушска 113035., М о-полигра ичес пр оизв Редактор М.Цит Составитель В.Лапшинс Техред И.Попович Тираждар ств изооре , Жород, ул. Проектная