Биьлиотькл

 

387557

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

М, Кл. G 061750

Заявлено 02.XI.1971 (№ 1710876/18-24) Приоритет 06.XI.1970, № WP Н 03k 151107, ГДР

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.325.54 (088.8) ОпУбликовано 21.VI.1973. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 22,Х,1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Хорст Эльшнер, Вольфганг Херрманн и Рудольф-Иоахим (Германская Демократическая Республика)

Иностранное предприятие 1

«Феб Комбинат Роботрон» (Германская Демократическая Республика) фишер

Заявитель

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для суммирования двоичных чисел.

Известен сумматор последовательного действия, соедержащий диоды с объемным эффектом (эффектом Ганна). При превышении некоторой, напряженности поля в таких д иодах возникают домены пространственного заряда и ток, проходящий через диод, уменьшается.

Предложенньш сумматор отличается тем, что его первый и второй пороговые элементы содержат по паре диодов с объемным эффектом, первые электроды диодов каждой пары соединены через конденсаторы со входом и выходом соответствующего порогового элемента, вторые электроды .первого и второго диодов каждой пары соединены с источникаMH положительного и отрицательного напряжения соответственно, а третий пороговый элемент содержит пару диодов с объемным эффектом, первые электроды которых соединены с соответствующими резисторами положительного и отрицательного смещения и через соответствующие конденсаторы — со входом этого порогового элемента, а вторые электроды объединены и соединены с выходом по,рогового элемента, выходы первого и третьего пороговых элементов соединены с выходом суммы, а,выход второго порогового элемента — с выходом переноса. Это повышает быстродействие устройства за счет параллель,ного суммирования разрядов чисел.

На чертеже изображена схема сумматора.

Сумматор содержит, входные резисторы 1, через которые по входам 2 H З,подаются одноименные разряды слагаемых А, » В;, à»о

10 входу 4 подается сигнал перенсса П; < из предыдущего разряда; первый пороговь», элемент, выполненный на диодах 5, б с объемным эффектом и конденсаторах 7 я 8; второй пороговый элемент, выполненный на диодах 9, 15 10 с объемным эффектом и конденсаторах 11 ,и 12; третий пороговый элемент, выполненный на диодах 13, 14 с объемным эффектом, конденсаторах 15, lб и резисторах смещения 17, 18; нагрузочные резисторы 19 и 20; источники

20 положительного и отрицательного питания 21 и 22 соответственно; выход суммы 28, выход переноса 24; вход 25 пороговых элементов, являющийся общей точкой А входных резисторов и,пороговых элементов.

25 Логическому уровню «1» соответствует положительный потенциал (импульс), а логическому уровню «О» — отрицательный поте»циал (импульс) .

Сумматор работает следующим образом.

- ЗЦ1i gg

Если к входам 2, 8, 4 приложены одно поло>кительное I два Отрицательных иапря>кения, то напряжение в точке А (вход 25) будет отрицательным относительно опорного поте Ii(HBла. Вследствие этОГО увеличивается Отрицательный потенциал в точке соединения диодов

9 и 10,,Н в диоде 9 может быть превышена кр итическая Величина напряженности пОля.

Благодаря срабатыванию домена в диоде 9, резко снижается постоянный ток, протекающий через диод 10, который остается в омическом режиме работы, и на выходе 24 возникает отрицательный импульс напряжения.

Точно так же, благодаря отрицательному импульсу в точке А, в диоде 14 превыша ется критическая напряженность поля .и появляется домен. Уменьшение тока, проходящего через диод 18, вызывает в данном случае повышение потенц иала на выходе 28, что проявляется в виде положительного импульса (сумма равна «1»).

Если на входы 2, 8,и 4 через резисторы 1 подают одно отрицательное и два положительных напряжения, то потенциал в точке А повыша ется. Это обусловливает превышение критической напряженности поля в диоде 10.

Ток, проходящий через диод 9, который в этом случае находится в омическом режиме, уменьшается, и на выходе 24 возникает положительный импульс переноса. Положительный импульс в точке А вызывает также образование домена в диоде 18, что обуславливает уменьшение тока, проходящего через диод 14, и, следовательно, появляется отрицательный импульс на выходе суммы 28. Параметры схемы должны выбираться таким образом, что при различных знаках, входных на,пря>кений в диодах 5 и б еще не достигается критическая:напряженность поля. Последнее бывает только в том случае, если иа входы

2, 8 и 4 одновременно прикладываются три положГительных напряжения. При этом в диода х б, 18 и 10 образуются домены. В результате возникает Положительный HAIIIJ.iibc Ha выходе переноса 24. Вследствие снижения тока в диоде 18 снижается потенциал на выходе 28, а уменьшение тока в диоде б вызывает повышение потенциала. Так как пороговое напряжение диодов 5 и б, а также их активность выше, чем эти >ке па раметры у дио25

4 дов 18,и 14, то результиру ощий импульс иа выходе суммы 28 — положительный. Если три входных напряжения одновременно отр;цательны, то на выходах 28 и 24 возникают соответственно отрицательные импульсы.

Сигнал переноса Пь формируемый на выходе 24, является одним из входных сигналов для сумматора следующсго разряда. Появление этого сигнала имеет задержку (относительно момента подачи слагаемых А;, В; на данный разряд) на время формирования домена. Поэтому целесообразно .перед входами

2 и 8 следующего разряда сумматора использовать дополнительные элементы с объемным эфуектом (для выравнивания задержек). Схема сумматора можег быть полностью изготовлена с помощью планарной технологии в эиитаксиальном слое полупроводникового материала, нанесенном на изолирующую теплоотводящую подложку, Предмет изобретения

Параллельный сумматор, содержaiiIHH три входных, резистора, общая точка ко" îðûõ «оединена со входами трех пороговых элементов, выход суммы устроиства соединен с первым нагрузочным резистором, а выход, переноса— со вторым нагрузочным резистором, отличиюи ийся тем, что, с целью повышения быстродействия, первыи и второи пороговые элементы содержат,по паре диодов с объемным эффектом, первые электроды диодов каждой пары соединены через конденсаторы со входом и выходом соответствующего порогового элемента, вторые электроды первого и второго диодов каждой пары соединены с источниками положительного и отрицательного напря>кения соответственно, а третий пороговый элемент содержит пару диодов с обьемным эффектом, пер вые электроды которых соединены с соответствующими резисторами положительного и отрицательного смещения и через соответствующие конденса торы — со входом этого, порогового элемента, а вторые электроды объединены и соединены с выходом порогового элемента, выходы первого и третьего пороговых элементов соединены с выходом суммы, а выход второго порогового элемента — с выходом переноса.

387557

Составитель В. Игнатущеико

Техред Е. Борисова

Редактор С. Авдеева

Корректор В. Брыксина

Заказ 2811/14 Изд, № 7!9 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2