Микромощный инвертор

 

Изобретение.относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве базового логического элемента цифровых микросхем. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности и расширение функциональных возможностей инвертора путем расщепления выходных напряжений. Устройство содержит транзисторы 1 и 2 первого и второго типов проводимости соответственно, шину 3 питания, дополнительные транзисторы 4 и 5 соответственно первого и второго типов проводимости, вход 6, выходы 7 и 8. Транзисторы 4 и 5 включены по схеме Дарлингтона с транзисторами 1 и 2. Инвертор может быть изготовлен по планарной полупроводниковой технологии или тонкопленочной технологии. Геометрические размеры транзисторов 4 и 5 могут быть в 5-10 раз меньше, чем размеры транзисторов 1 и 2, так как протекающие через них токи значительно меньше, чем токи, протекающие через транзисторы 1 и 2. 1 ил. S |СЛ 00 ю о ОО О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (gg 4 Н 03 К 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

i3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 4005996/24-21 (22) 10.01.86 (46) 30.06.87. Бюл. 9 24 (75) А. Л. Якимаха (53) 621.874(088.8) (56) Валиев К. А. и др. Микромощные интегральные схемы. М,; Советское радио, 1975, с. 46, рис. 3.1, в.

Игумнов Д. В., Николаевский И. Ф.

Транзисторы в микрорежиме. И,: Советское радио, 1978, с. 100, рис. 3.9. (54) ИИКРОМОЩНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве базового логического элемента цифровых микросхем. Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности и расширение функцио„„SU„„1320896 А 1 нальных воэможностей инвертора путем расщепления выходных напряжений. Устройство содержит транзисторы 1 и 2 первого и второго типов проводимости соответственно, шину 3 питания, дополнительные транзисторы 4 и 5 соответственно первого и второго типов проводимости, вход 6, выходы 7 и 8.

Транзисторы 4 и 5 включены по схеме

Дарлингтона с транзисторами 1 и 2.

Инвертор может быть изготовлен по планарной полупроводниковой технологии или тонкопленочной технологии.

Геометрические размеры транзисторов

4 и S могут быть в 5-10 раэ меньше, чем размеры транзисторов 1 и 2, так как протекающие через них токи значительно меньше, чем токи, протекающие через транзисторы 1 и 2. 1 ил.

1320896

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве базового логического элемента цифровых микросхем.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности и расширение функ. циональных воэможностей путем обеспечения расщепления ныходных напряжений.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема микромощного инвертора.

Иикромощный инвертор содержит первый транзистор 1 первого типа проводимости, эмиттер которого соединен с общей шиной питания, второй транзистор 2 второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к шине 3 питания, первый и второй дополнительные транзисторы 4 и 5 соответственно первого и второго типов проводимости, базы которых подключены к входу б. Эмиттер первого дополнительного транзистора 4 соединен с базой первого транзистора 1, а коллектор — с коллектором второго транзистора 2 и подключен к выходу 7„ Эмиттер второго дополнительного транзистора 5 соединен с базой второго транзистора

2, а его коллектор — с коллектором первого транзистора 1 и подключен к дополнительному выходу 8.

Микромощный инвертор работает следующим образом.

В статическом режиме работы возможны два логические состояния инвертора зависящие от величины входного уровня напряжений. При поступлении .уровня "0" на вход б, транзисторы 4 и 1 находятся в закрытом состоянии, а транзисторы 5 и 2 — в открытом. Тогда на выходе 7 устройства будет высокий уровень напряжения

"1". Причем по этому выходу данное состояние обеспечивается током, протекающим через транзистор 2. На выходе 8 устройства — высокий уровень напряжения "1", несколько меньший по величине, чем первый. Причем это состояние по этому выходу током не обеспечивается, так как через транзистор 5 протекает значительно меньший ток, чем через транзистор 2.

При поступлении уровня "1" на вход 6, транзисторы 4 и 1 находятся в открытом состоянии, а транзисторы

5 и 2 — в закрытом. Тогда на дополнительном выходе 8 устройства — низ45

5 !

О !

30 кий уровень напряжения "0", обеспе-, ченный протеканием тока через транзистор 1. На первом выходе 7 устройства — низкий уровень напряжения

"0", несколько больший (на величину напряжения эмиттер-база транзистора 1), чем предыдущий, Причем это состояние .по этому выходу током не обеспечивается, поскольку через транзистор 4 протекает ток значительно меньший, чем через транзистор 1.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует функцию расщепления ныходных напряжений, которые могут обеспечиваться токами или.нет.

Так, например, к выходу 7 следует подключать базу транзистора с типом проводимости, совпадающим с типом проводимости транзисторов 1 и 4, а к выходу 8 — базу транзистора с типом проводимости, совпадающим с типом проводимости транзисторов 5 и 2.

В режиме переключения с одного логического состояния в другое исключена ситуация прохождения сквозного тока через открытые транзисторы

1 и 2, что уменьшает потребление энергии в режиме переключения.

Предлагаемый инвертор имеет малое потребление по входу, поскольку транзисторы 4 и 5 включены по схеме Дар,лингтона с транзисторами 1 и 2, т.е, по существу он управляется потенциально. К напряжению питания 7 сс предъявляется требование, чтобы оно не превышало суммарную величину порогового напряжения транзисторов

1, 2, 4 и 5 когда эти транзисторы еще работают на экспоненциальном участке ВАХ, Предлагаемый иннертор предназначен для изготовления по планарной полупронодниконой технологии или тонкопленочной технологии. Топология изготовления транзисторов — гребенчатая. Геометрические размеры транзисторон и 2 могут быть равны друг другу или отличаться при различных концентрациях легирующих примесей в полупроводнике областей баз. В то же время геометрические размеры транзисторов 4 и 5 можно сделать в 5-10 раз меньше, чем размеры транзисторов 1 и

2, поскольку протекающие через них

1320896 токи значительно меньше, чем токи, протекающие через транзисторы 1 и 2.

Составитель А. Янов

Редактор И. Касарда Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2667/56

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Микромощный инвертор, содержащий вход, первый. транзистор первого типа проводимости, эмиттер которого подключен к общей шине питания, и второй транзистор второго типа проводимости, эмиттер которого подключен к шине питания, а коллектор — к выходу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и расширения функциональных возможностей, в него введены первый и второй дополнительные транзисторы соответственно первого и второго типов проводимости базы которых под) ключены к входу, эмиттер первого дополнительного транзистора соединен с базой первого транзистора, а его коллектор — с коллектором второго транзистора, эмиттер второго дополнительного транзистора соединен с базой второго транзистора, а его коллектор подключен к коллектору первого транзистора и соединен с дополнительным выходом.