Интегральный динамический элемент

Союз Советскин Социалистицескии РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И АВТОРСИОМУ СВИДЕПДЬСТВУаявлено 29,06,71 (21) 1670314 30278/21 730554/21 745679/21 исоеди ением .явки27,1 2.71по и. 4 и и. 6;т 07.02.72поп.5овано 25.05. 77,дарственный намнтетвта Мнннатрав СССРделам изааретеннйи аткрытий(23) Приори (43) Опубли К 621. 374. .33 (088.8) юллетень убликования описанияя 9.08,77 5) Да(54) ИНТЕГРАЛЬН МИЧЕСКИИ ЭЛЕМЕ полции,нтегральержашем зистора каждый мкшисоеди а вто темы элементов Изобретение относится к области вычислительной техники и может применяться в цифрох вычисллн аива и устройствах.В современных цифровых вычислительных машинах наряду с потенциальными системами элементов широко используются динамические или импульсные системы элементов.Основными отличительными признаками динамических систем элементов являются; использование импульсного питания схем и наличие цепей для кратковременного хранения информации.Существуют динамические системы элементов, использующие различные способы временного хранения информации. Наиболее .технологичными являются динамические элементы с запоминающим конденсатором и на основе регенеративного расширения 111, Указанные схемы могут бчть выполнены в интегральном исполнении, ".что является желательным условием для каждой мойлов и В. В. Гайворонский ститут им, В, Д,Калмыкова Однако известные схемы имеют большое число подводимых шин тактирования, сложны: тактирующие импульсы, как правило, двуполярные, что затрудняет созда ние генераторов тактирующих импульсов винтегральном исполнении.Для кратковременного хранения информации используется, например, триггер с непосредственными связями на многоэмит терных транзисторах 121 . Однако он непозволяет выполнять логические функции, кроме того, требует двуполярных входных импульсов.Цель изобретения - обеспечит нение логических функций, И, ИЛ ковременным хранением информаЭто достигается тем, что в и ном динамическом элементе, сод триггер на многоэмнттерных тра с коллекторно-базовыми связями из которых подключен эмиттер не тактовых импульсов, остальнь геры транзистора одного иэ плеч нены с шинами входных сигналов40 Работа всех перечисленных элементов идентична вследствие выполнения их на основе триггера с непосредственными связями и средствами ассиметрии в плечах, поэтому рассмотрим только элемент, изображенный на фиг, 1.Интегральный динамический элемент содержит прямые входы 1, 2 и 3 логи 55 60 рое плечо содержит средства асимметриив виде активного сопротивления; средстваасимметрии выполнены в виде резисторов, включенных в чэмиттерные цепи транзистора с целью повышения надежности,аматеры транзистора второго плеча подключены к шинам парвфазных входных:сигналов; используемый в качестве срезалства асимметрии схемы резистор, включенный в эмиттерную цепь транзистора второго триггера, подключен к обшей шине;в качестве средства асимметрии .,схемыиспользован транзистор, включенный посхеме с общим эмиттером, база которогосоединена с коллектором транзистора второго плеча триггера, с целью получениядополнительного инвертированного выходаи возможности использования во второмплече триггера одноэмиттерного транзистора; в качестве средства асимметрии 20использован диод, подключенный " однимэлектродом к коллектору транзистора второго. плеча а другим алектродом - к источнику опорного напряженйя, с цельюфиксации уровня выходного сигнала и воэможности использования во втором плечетриггера одноэмиттерного транзистора.На фиг. 1 изображен интегральный динамический элемент с выходными усилительными каскадами на транзисторах, у которого асимметрия в плечи триггеров внесена с помощью дополнительных резисторов, включенных во входные: цепи элемента; на фиг. 2 - интегральный динамический элемент, у которого принудитель- З 5ная установка триггера в нулевое состояние осуществляется с помощью резистора,включенного в амиттерную цепь транзистора, второго плеча триггера; на фиг. 3 интегральный динамический элемент сасимметрией, внесенной в плечи триггррас помощью источника напряжения и диодафиксации; на фиг, 4. - интегральный динамический элемент, у которого усилительный каскадна транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, 45вносит асимметрию в плечи триггера, шун.тируя переходом Э-Б базу многоэмиттерного транзистора на шину тактового напряжения, и обеспечивает возможностьполучения дополнительного инвертированного выхода,чм-,.кого элемента, вход 4 тактируюшегонапряжения, инверсные входы 5, 6 и 7 логического алемента, дополнительные резисторы 8, 9.и 10 для разбаланса, эмиттеры 11 и 12, подключенные ко входу тактирующего напряжения, многоамцттерныетранзисторы (МЭТ) 13 и 14, обхваченныеперекрестными триггерными связями, резисторы 15 и 16 коллекторных нагрузок,напряжение 17 источника питания, инверсный выход 18 и прямой логический выход19 логического элемента.Устройство работает следующим образом,В работе динамического элемента можно выделить два режима; режим образования (записи) логической функции и режимвременного хранения полученной. логическо 4функции,Тактирующее напряжение поступает навход 4 (на обьединенную пару эмиттеров11 и 12). Информация в прямом коде подается на входы 1, 2, и 3, а в инверсном-на 5,6 и 7,Установка нового состояния триггерапроисходит при подаче положительного тактирующего импульса напряжения на эмиттеры 11 и 12, которые закрываются. Информация поступает на входы в парафазномкоде. Единица информации кодируется вы-.соким уровнем сигнала.Пусть на всех прямых входах высокие.уровни сигнала, тогда многоамиттерныйтранзистор 13 закрывается по всем эмиттерам (на шине тактирования высокийуровень), а транзистор 14 открыт, таккак на эмиттеры 5, 6 и 7 подается низкийуровень напряжения,Если на все прямые входы подаетсянизкий уровень напряжения, то на входы5, 6 и 7 - высокие уровни (вследствиепарафазного входа), При таком сочетаниивходных сигналов закрыт транзистор 14 повсем амиттерам и открыт транзистор 13,Пусть на у 1 прямых входах логическогоалемента низкий уровень напряжения (гдеИ =1., 2), и, соответственно на щ инверсных входах - низкий уровень (где в=3- и при общем числе информационных входов, равном трем), Обьединенная пара эмиттеров отключена от схемы триггера (нашине тактирования высокий уровень), Вслед-.ствие несимметричности плеч триггераиз-за резисторов 8, 9 и 10 создается преимущество у транзистора 13 к открыванию, положительная обратная связь приводит к открыванию транзистора 13 и закрыванию транзистора 14, При этом на выходе19 реализуется логическая функция И для прямых входов элемента, на выходе 18 функ-,559381 ция - И-НЕ для высоких уровней инверсных входных сигналов. Тогда по правилу де-Моргана на выходе 19 - функция ИЛИНЕ, а на выходе 18 - функция -ИЛИ для низких уровней входных сигналов, т.е,5 система алементов обладает функциональной полнотой. На выходе 18 реализуется логическая функция И для высоких уровней входных сигналов на входах 1, 2 и На выходе 19 реализуется логическая функ ция ИЛИ для низких уровней входных сиг.налов на входах 5, 6 и 7.После образования нового состояния триггера подается тактирующее напряжение, равное О. Обьединенные амиттеры 11 и 12 15 шунтируются на землю, фиксируя новое состояние. При этом остальные эмиттеры транзисторов отключаются от схемы триггера.Интегральный динамический элемент, 20 изображенный на фиг. 2, состоит из одного многоэмиттерного транзистора (МЭТ) 20, одного двуэмиттерного транзистора 21; и коллекторных нагрузок 22 и 23. Принцип его действия аналогичен элемен ,ту, изображенному на фиг. 1, Разбаланс внесен резистором 24, соединяющим один из амиттеров транзистора 21 с общей шиной ("эемляф), 25 - инверсный выход элемента, 26 - прямой выход, Эмиттеры транзисторов обоих плеч триггера соединены с шиной тактирующего напряжения.В интегральном динамическом элементе, изображенном на фиг, 3, разбаланс внесен источником напряжения фиксации 27 и диодом 28.Интегральный динамический элемент, изображенный на фиг. 4, состоит из триг-гера на транзисторах с коллекторно-базовыми связями и усилительного каскада на транзисторе 29, который выполняет функцию внесения разбаланса, а также служит для получения, дополнительного инверсного значения информации.45 Источники информации, принятые во внимание ири акспертиэе:1. филиппов Л; Г. Транзисторные динамические элементы ЦВМ. М., СоветскоеФрадио", 1969.2. Электроника, 1967, М 4, с. 42. формула изобретения 1, Интегральный динамический элемент,содержащий триггер на многоэмиттерныхтранзисторах с коллекторно-базовыми связями, каждый из которых чодключен эмиттером к шине тактовых импульсов, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельювыполнения логических функций И, ИЛИ,остальные эмиттеры транзистора одногоиз плеч соединены с шинами входных сигналов, авторое плечо содержит средстваасимметрии в виде активного сопротивления.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а нлщ е е с я тем, что средства асимметриивыполнены в виде резисторов включенныхв эмиттерные цепи транзистора.3. Устройство по п, и. 1 и 2 о т - ,л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, эмиттеры транзистора второго плеча подключены к шинампарафазных входных сигналов.4. Устройство по п,п. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что используемыйв качестве средства асимметрии схемы резистор, включенный в амиттерную цепьтранзистора второго триггера, подключенк обшей шине,5. Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в качестве средстваасимметрии схемы использован транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с коллектором транзистора второго плеча триггера, с целью получения дополнительногоинвертированного выхода и возможностииспользования во втором плече триггераодноамиттерного транзистора.6, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в качестве средстваасимметрии использован диод, подключенный одним электродом к коллектору транзистора второго плеча триггера, а другимэлектродом - к источнику опорного напряжения,с целью фиксации уоовня выходного сигнала и возможности использования во втором плече триггера одноэмиттерного транзистора.