Циклический инвертор на кмоп-транзисторах

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных цифровых устройствах с четьфехзначным алфавитом. Цель изобретения - выполнение логической функции X+2/mod4/ - достигается за счет использования резистивной матрицы типа R-2R-R. Устройство содержит входную шину 1, первый транзистор 2 р-типа, первый транзистор 3 п-типа, резисторы 4, 8, 12 и 13, общую шину 5, шину 6 питания, второй транзистор 7 р-типа, второй транзистор 10 п-ти- , па, третий транзистор 9 р-типа, тре-:л тий транзистор 11 п-типа. Стоки транзисторов 9 и 11 являются выходом 14 циклического инвертора. Условия выбора номиналов резисторов приводятся в описании изобретения. Цри этом устройство функционирует как четырехзначный циклический инвертор Х+2/ /mod4/. 3 ил. с сл Ipufi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUi» 135264 (51)4 Н 03 К 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРКткния

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3839721/24-21 (22) 04.01.85 (46) 15,11.87. Бюл. № 42 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко и Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (72) P.Á.Äóíåö и А,Б,Кметь (53) 621.374(088,8) (56) Патент США № 4107549, кл. Н 03 К 19/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1287280, кл. Н 03 К 19/08,03.01.85. ,(54) ЦИКЛИЧЕСКИЙ ИНВЕРТОР НА КМОПТРАНЗИСТОРАХ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных цифровых устройствах с четырехзначным алфавитом. Цель изобретения — выполнение логической функции X+2/mod4/ — достигается за счет использования резистивной матрицы типа R-2R-R. Устройство содержит входную шину 1, первый транзистор 2 р-типа, первый транзистор 3 п-типа, резисторы 4, 8, 12 и 13, общую шину

5, шину 6 питания, второй транзистор

7 р-типа, второй транзистор 10 п-ти-, па, третий транзистор 9 р-типа, тре-:, тий транзистор 11 п-типа. Стоки транзисторов 9 и 11 являются выходом 14 циклического инвертора. Условия выбора номиналов резисторов приводятся в описании изобретения. При этом устройство функционирует как четырехзначный циклический инвертор Х+2/

/шой4/. 3 ил.

0 U„У„ пор э

1 13526

Изобретение относится к импульсной .технике и может. быть использовано в различных цифровых устройствах с четырехзначным алфавитом.

Целью изобретения является выполнение логической функции Х+2/mod4/ путем использования резисторной матрицы типа R-2R-R.

На фиг ° 1 изображена схема.электрическая принципиальная цилического 10 инвертора; на фиг. 2 — характеристика "вход-выход", на фиг. 3 — эквивалентные схемы, поясняющие его работу.

Устройство соедржит входную шину первый транзистор 2 р-типа, первый транзистор 3 п-типа, первый резистор

4, общую шину 5, шину питания 6, второй транзистор 7 р-типа, второй резистор 8, третий транзистор 9 р-ти- 20 па, второй транзистор 10 п-типа, третий транзистор 11 п-типа, третий резистор 12, четвертый резистор 13, стоки третьих транзисторов 9 и 11 р- и и-типа являются выходами 14, номиналы резисторов 4, 8, 1? и 13 соотносятся как R-2R-R-R.

Циклический инвертор на КИОП-транзисторах работает следующим образом.

На вход 1 устройства поступают . сигналы в виде напряжения постоянного тока в диапазоне от 0 В до напряжения источника питания Е„, что в логическом плане соответствует алфавиту Е4 = (0,1,2,3). Предположим, что 35 входной сигнал равен О, т.е. напряжение О,„ на входе 1 находится в пределах где U — напряжение порог ИОП-транпор зисторов.

В этом случае транзисторы 3 и 11 с каналами п-типа закрыты, поскольку напряжение на их затворах не превышает 0„„, а транзисторы 2 и 9 с каналом р-типа открыты в силу того, что напряжение на их затворах по отношению к потенциалу их истоков меньше на величину, превьппающую U„«, Так, как транзистор 2 открыт, к затвору транзистора 10 приложено напряжение, превьппающее 11„,, вследствие чего транзистор 10 открыФ, обеспечивая при 55 этом наличие нулевого потенциала на истоке транзистора 11 в точке соединения резисторов 12 и 8. Закрытое состояние транзистора 3 обеспечивает

42 2 передачу через резистор 4 на затвор транзистора 7 напряжения которое по отношению к его истоку меньше U„

При этом, транзистор 7 закрыт.

3квивалентная схема (фиг. 3a) иллюстрирует состояние транзисторов в рассматриваемой ситуации посредством ключей, обозначение которых аналогично принятому для обозначения транзисторов в схеме устройства (фиг. 1) °

В результате, согласно фиг. За, напряжение на выходе 14 устройства определяется Е„ и соотношением резисторов 13 и 8, что составляет 2/3 Е„ и соответствует логическому значению

"2", Если входной сигнал равен "1", т.е. напряжение U на входе 1 находится в пределах Uù U „< 1/ЗЕ„+

+ U то транзисторы 2 и 9 по-прежпор нему открыты, так как напряжение на их затворах по отношению к потенциалу их истоков меньше на величину, превьппающую U „

Транзисторы 3, 10 и 11 также открыты, поскольку напряжение на их затворах превьппает U . Так как транзистор 3 открыт, к затвору транзистора 7 приложено напряжение, которое по отношению к потенциалу его истока меньше на величину, превьппаюшую U, вследствие чего транзистор

7 открыт . Открытое состояние транзистора 7 обеспечивает подачу на исток транзистора 9 напряжения источника питания. В рассматриваемой ситуации открытые транзисторы 9 и 11 образуют двоичный инвертор, выходной сигнал которого до U „ < 1/2Е„ близок к Е„, следовательно, на выходе 14 устройства сигнал с логическим значением "3" (фиг. Зб). Допустим, что входной сигнал равен "2", т.е ° напряжение Uz> на входе 1 находится в пределах

1/ЗЕ +U„ й0в с 2/3EÄ + U„î ° В этой ситуации, как и в предыдушей, все транзисторы 2, 3, 7, 10 9 и 11 открыты (фиг. Зв). Однако, на выходе двоичного инвертора, образованного транзисторами 9 и 11, а значит и на выходе устройства, сигнал равен "О" (U,, Ъ 1/2Е, ). Наконец, когда входной сигнал равен "3", т.е, напряжение Б в„ на входе 1 находится в пределах 2/ЗЕ„+ 0„, с U „«аЕ„, то имеет место состояние транзисторов, показанное на эквивалентной схеме фиг.

3ã. В этом случае напряжение на выходе 14 устройства определяется Е„ и

3 13526 соотношением резисторов 12 и 8, что составляет 1/3 Е>, т.е. логическое значение "1".

Таким образом, согласно с изложенным, характеристика "вход-выход" предлагаемого устройства совпадает с показанной на фиг, 2, т,е, устройство функционирует как четырехзнач- 10 ный циклический инвертор Х+2/mod4/.

Формула изобретения

Циклический инвертор на КИОП-тран- 15 зисторах содержащий входную шину, соединенную с затворами первых транзисто" ров р- и .п-типа, стоки которых соединены первым резистором, подложка

"первого траэистора и-типа соединена 2р с общей шиной, исток и подложка первого транзистора р-типа соединены с шиной питания, с истоком и подложкой второго транзистора р-типа, сток

-которого соединен с первым выводом 25 второго резистора, подложка третьего транзистора р-типа, соединена с шиной питания, исток и подложка второго ,транзистора и-типа соединены с обш

42 а шиной и подложкой третьего транзисто.ра п-типа, сток которого соединен со стоком третьего транзистора р-типа, затворы третьих транзисторов р- и итипа соединены с входной шиной, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью выполнения логической функции

Х+2/mod4!, в него введены третий и четвертый резисторы, сток первого транзистора р-типа соединен с затвором второго транзистора п-типа, сток которого соединен с вторым выводом второго резистора, первым выводом третьего резистора и истоком третьего транзистора п-типа, второй вывод третьего резистора соединен с общей шиной, исток первого транзистора и-типа соединен с общей шиной, а сток— с затвором второго транзистора р-типа, сток которого соединен с истоком третьего транзистора р-типа и с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с шиной питания, стоки третьих транзисторов являются выходом инвертора, номи- налы первого, второго, третьего и четвертого резисторов соотносятся как

R-2R-R-R.

1352642

Составитель А.Кабанов

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Закаэ 5576/56 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4