Интегральный динамический элемент

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i1) 559381 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06.71 (2!) 1670314/21 (5!) и. Кл

Н 03 К 3/286

Н 03 К 19/08

Н 03 К 19/20 с присоединением =явки № 1730278 27.1 ..71 1730554/21 (23) Приоритет 07.02.72 1745679/21 поп.5 (43) Опубликовано 25.05. 77.Бюллетень №19

f (45) Дата опубликования описанияя9.08.77

Государственный намнтет

Совета Мнннстраа СССР ао делам изооретеннй и открытий (53) УДК 621. 374..33(088.8). (72) Авторы изобретения

A. В. Каляев, Л. К. Самойлов и В. В. Гайворонский

Таганрогский радиотехнический институт им, В. Д. Калмыкова (7!) Заявитеаь (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может применяться В цифровых вычислительных машинах и устройствах.

B современных цифровых вычислитель:ных машинах наряду с потенциальными системами элементов широко используются динамические или .импульсные сис темы элементов.

Основными отличительными признаками динамических систем элементов явля«

1 ются; использование импульсного питания схем и наличие цепей для кратковременного хранения информации.

Существуют динамические системы элементов, использующие различные сцособьт временного хранения информации. Наиболее .технологичными являются динамические элементы с. запоминающим конденсатором и на основе регенеративного расширения (11 . Указанные схемы могут бчть выполнены в интегральном исполнении, ". что является желательным "условием для каждой системы элементов.

Однако известные схемы имеют большое число подводимых шин тактирования, сложны: тактирующие импульсы, как правило, двуполярные, что затрудняет созда5 ние генераторов тактирующих импульсов в интегральном исполнении.

Для кратковременного хранения информации используется, например, триггер с непосредственными связями на многоэмиттерных транзисторах 12) . Однако он не позволяет выполнять логические функции, кроме того, требует двуполярных входных импульсов.

Цель изобретения - обеспечить выполнение логических функций, И, ИЛИ с кратковременным хранением информации.

Это достигается тем, что в интегральном динамическом элементе, содержащем триггер на многоэмиттерных транзисторах с коллекторно-базовыми связями, каждый из которых подключен эмиттером к шине тактовых импульсов, остальные эмитгеры транзистора одного иэ плеч соединены с шинами входных сигналов, а вто, 55938 1

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. l.

Интегральный динамический элемент содержит прямые входы 1, 2 и 3 логи55

60 рое плечо содержит средства асимметрии в виде активного сопротивления; средства асимметрии выполнены в виде резисторов, включенных в чэмиттерные цепи тран-» зистораt с целью повышения надежности, эми теры транзистора второго плеча под ключены к шинам парафазных входных: сигналов; используемый в качестве сред ства асимметрии схемы резистор, включенный в эмиттерную цепь транзистора вто рого триггера, подключен к общей шине; в качестве средства асимметрии .,схемы использован транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с коллектором транзистора вто рого плеча триггера, с целью получения дополнительного инвертированного выхода и возможности использования во втором плече триггера одноэмиттерного транзистора; в качестве средства асимметрии 20 использован диод, подключенный одним электродом к коллектору транзистора второго. плеча, а другим электродом - к источнику опорного напряженйя, с целью фиксации QBHB BBIxoPBoT о сигнала H воз- 25 можности использования во втором плече триггера одноэмиттерного транзистора.

На фиг. 1 изображен интегральный динамический элемент с выходными усилитель

l ными каскадами на транзисторах, у кото- 30 .рого асимметрия в плечи триггеров внесена с помощью дополнительных резисторов, включенных во входные: цепи элемента; на фиг. 2 — интегральный динамический элемент, ly которого принудитель- з5 ная установка триггера в нулевое состояние осуществляется с помощью резистора, включенного в эмиттэрную цепь транзистора, второго плеча триггера; на фиг. 3интегральный динамический элемент с асимметрией, внесенной в плечи триггера с помощью источника напряжения и диода фиксации; на фиг. 4 — интегральный динамичес.. кий элемент, у которого усилительный каскад на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, 4> вносит асимметрию в плечи триггера, шунтируя переходом Э-Б базу многоэмиттерного транзистора на шину тактового напряжения, и обеспечивает возможность получения дополнительного инвертированного выхода. чм;-кого элемента, вход 4 тактирующего напряжения, инверсные входы 5, 6 и 7 логического элемента, дополнительные резисторы 8, 9 и 10 для разбаланса, эмиттеры 11 и 12, подключенные ко входу тактирующего напряжения, многоэмиттерные транзисторы (МЭТ) 13 и 14, обхваченные перекрестными триггерными связями, резисторы 15 и 16 коллекторных нагрузок, напряжение 17 источника питания, инверсный выход 18 и прямой логический выход

19 логического элемента.

Устройство работает следующим образом, В работе динамического элемента можно выделить два режима; режим образования (записи) логической функции и режим временного хранения полученной логическоЦ функции.

Тактирующее напряжение поступает на вход 4 (на обьединенную пару эмиттеров

11 и 12). Информация в прямом коде подается на входы 1, 2, и 3, а в инверсном-на5,6и7.

Установка нового состояния триггера происходит при подаче положительного тактирующего импульса напряжения на эмиттеры 11 и 12, которые закрываются. Ин формация поступает на входы в парафазном коде. Единица информации кодируется вы-соким уровнем сигнала.

Пусть на всех прямых входах высокие. уровни сигнала, тогда многоэмиттерный транзистор 13 закрывается по всем эмиттерам (на шине тактирования высокий уровень), а транзистор 14 открыт, так как на эмиттеры 5, 6 и 7 подается низкий уровень напряжения.

Если на все прямые входы подаетсяi низкий уровень напряжения, то на входы

5, 6 и 7 - высокие уровни (вследствие парафазного входа). При таком сочетании входных сигналов закрыт транзистор 14 по всем эмиттерам и открыт транзистор 13, Пусть на rf прямых входах логического элемента низкий уровень напряжения (где

И =l., 2), и, соответственно на и »инверсных входах - низкий уровень (где m=

3- и при общем числе информационных входов, равном трем). Обьединенная пара эмиттеров отключена от схемы триггера (на шине тактирования высокий уровень). Вслед-. ствие несимметричности плеч триггера из-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 выходе

19 реализуется логическая функция И для прямых входов элемента, на выходе 18 функ-.

55938 1 ция - И- IE 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- щ ция ИЛИ для низких уровней входных сит .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, о 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- 25 ,ту, изображенному на фиг. 1. Разбаланс внесен резистором 24, соединяющим один из амиттеров транзистора 21 с общей шиной ("эемля"), 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 слу}KHT для получения. дополнительного инверсного значения информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Филиппов Л; Г. Транзисторные ди50 намические элементы ЦВМ. М., Советское

Ф радио, 1969.

2. Электроника, 1967, ¹ 4, с. 42, Формула изобретения

1. Интегральный динамический элемент, содержащий триггер на многоэмиттерных транзисторах с коллекторно-базовыми связями, каждый из которых чодключен эмиттером к шине тактовых импульсов, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью выполнения логических функций И, ИЛИ, остальные эмиттеры транзистора одного из плеч соединены с шинами входных сиг-! налов, а второе плечо содержит средства асимметрии в виде активного сопротивления.

2. Устройство по п. 1, о. т л и ч a toш е е с я тем, что средства асимметрии выполнены в виде резисторов, включенных в эмиттерные цепи транзистора.

3. Устройство по п. п. 1 и 2, о т— л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности, эмиттеры транзистора второго плеча подключены к шинам парафазных входных сигналов.

4. Устройство по п,п. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что используемый в качестве средства асимметрии схемы резистор, включенный в амиттерную цепь транзистора второго триггера, подключен к обшей шине.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в качестве средства асимметрии схемы использован транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с коллектором транзистора второго плеча триггера, с целью получения дополнительного инвертированного выхода и возможности использования во втором плече триггера одноамиттерного транзистора.

6, Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в качестве средства асимметрии использован диод, подключенный одним электродом к коллектору транзистора второго плеча триггера, а другим электродом — к источнику опорного напряжения, с целью фиксации уровня выходного сигнала и возможности использования во втором плече триггера одноэмиттерного тран« зистора.