Одноразрядный сумматор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>907543 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1206.80 (21) 2977564/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 230282. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 230282

G F 7/50

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий(531УДК 681. 325.5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.К. Самойлов и Ю.И. Рогозов (71) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова (54) ОДНОРАЗРЯДН61Й СУММАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении больших интегральных схем (БИС) обработки информации.

Известен интегральный полусумматор, построенный на И Л элементах, содержащий шесть n-p n транзисторов и многоколлекторный р-n-p транзистор, коллекторы которого соединены с соответствующими базами и-р-и транзисторов (1).

Недостатком данного устройства является то, что оно не реализует функцию суммирования трех переменных.

Известен также инжекционный полусумматор, содержащий многоколлекторный р-и-р транзистор, эмиттер которого соединен с шиной питания сумма тора, два двухколлекторных транзистора р-и-р типа, эмиттеры которых являются информационными входами сумматора, первые коллекторы объединены с базой первого и-p-n транзистора, а вторые соответственно - с эмиттерами третьего и четвертого р-п-р. транзисторов, коллекторы которых соединены с базой четвертого и-р-и транзистора, коллектор последнего соединен с эмиттером шестого р-и-р транзистора, эмиттер пятого и коллемтор первого n-p-n транзисторов объединены, коллекторы пятого и шестого р-и-р транзисторов соединены с базой пятого и-р-и транзистора, коллектор последнего подключен к выходной шине (2).

Недостатком известного сумматора является то, что он не реализует функцию суммирования трех переменных.

Для построения полного сумматора необходимо соединить два таких устройства последовательно,что приведет к увеличению площади, занимаемой устройством на кристалле,. к увеличению потребляемой мощности и снижению быстро" действия

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства за счет возможности суммирования трех переменных.

Эта цель достигается тем, что одноразрядный сумматор, содержащий и — p — и и р-и-р транзисторы, многоколлекторные и-р-и транзисторы и многоколлекторный р-и-р транзистор, эмит- тер которого соединен с шиной питания сумматора, а коллекторы,, соответственно, с эмиттерами всех р-и-р транзисторов и базами первого, второго и

907543 третьего многоколлекторных и — р — и транзисторов,коллекторы первого и второго р — и-р тран" èñòîðîâ соединены с базой первого и-р-п транзистора, а коллекторы третьего и четвертого. р-и-р транзисторов соединены с базой четвертого многоколлекторного n p-n транзистора, базы всех р-и-р транзисторов, эмиттер первого и-р-и транзистора, база многоколлекторного р-и-р транзистора и эмиттеры всех многоколлекторных n-p — и транзисторов

1О соединены с шиной нулевого потенциала сумматора, содержит дополнительно второй n-p-n транзистор,,база которого соединена .с одним из коллекторов многоколлекторного р-п ð тран- 15 зистора и с первыми коллекторами первого, второго и третьего многоколлекторных n. — — р — n транзисторов, вторые коллекторы этих транзисторов соединены соответственно с эмиттерами 20 первого, второго и пятого р-п-р транзисторов, колл- p-n-p транзистора соединен с коллектором второго р-и-р транзистора, коллектор четвертого р-и-р транзистора соеди25 нен с коллектором шестого р-и-р транзистора, эмиттер которого соединен с третьими коллекторами первогo и второго многоколлекторных и-р-п транзисторов, эмиттер четвертого — и-р транзистора соединен с третьим .оллектором третьего и четвертым коллектором Bòорого многоколлекторных I-, — p — n :транзисторов, четвертые коллекторы первого и третьего многоколлекторных n — р-и -.pàíзисторов соединены с эмиттером третьего р-и-р транзистора, коллекторы первого и BTDрого п-р-и транзисторов соединены с выходом суммы сумматора, первый коллектор четвертого многоколлекторного ф() и — p — n транзистора соединен с базой первого n — p-n транзистора, второй коллектор четвертого многоколлекторного n — р — n транзистора соединен с выходом переноса. сумматора, а входами сумматора являются базы первого, второго и третьего многоколлекторных n — p-и транзисторов.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема одноразрядного сумматора.

Сумматор содержит четырехколлекторные n p n p-n-p транзисторы 4-9, n p-и транзистор 10, двухколлекторный и-р-и транзистор 11, п — p — n транзистор 12, многоколлекторный р-и-р транзистор 13, эмиттером всех n-p n и базой всех р-п-р транзисторов является подложка — n-шина, соединенная с шиной нулевого потенциала. 60

Входами устройства являются базы транзисторов 1-3, первые коллекторы которых соединены, соответственно, r. змиттерами транзисторов 4-6, причем а.!ÈòòÅP×>IÈ ПОСЛЕДНИХ HBJISIIOTCSI ПЕРЕИНжектирующие P-области, а их коллекторами является общая для всех трех транзисторов базовая P-область и-р — и транзистора 12, вторые коллекторы

1-3 транзисторов соединены с базой транзистора 10, остальные коллекторы транзисторов 1-3 попарно объединены с эмиттерами транзисторов 7,8,9, которыми являются переинжектирующие

P-области, коллектором транзисторов

7-9 является базовая P-область транзистора 11, коллектор транзистора

10 соединен с коллектором транзистора 12 и выходной шиной суммы, база транзистора 12 соединена с первым кол>лектором транзистора 11, второй коллектор которого соединен с шиной переноса, эмиттер транзистора 13 соединен с шиной питания и представляет собой общую для всех транзисторов инжектирующую Р-область„ коллекторами транзистора 13 являются базовые

P îáëàñòè транзисторов 1,2,3 и 10 и эмиттерные P-области транзисторов.

4-9. ,Цля пояснения работы устройства предположим, что на входе устройства имеет кодовую комбинацию х = 1, у О, р = О. В этом случае часть тока, инжектируемого транзистором 13 в базу транзистора 12, перехватывается транзистором 1, а часть тока через транзисторы 5 и б ин>кектируется в базу транзистора 12, так как, согласно схеме, через транзистор 7 ток от инжектирующего транзистора 13 поступает в базу транзистора 11, что приводит к его отпиранию, открытый транзистор 11 перехватывает ток, инжектируемый транзисторами 5 и б, в результате чего транзистор 12 закрывается, а так как транзистор 10 также закрыт, то на выходе устройства получаем

S - =1 p = О, Если на входе устройства имеем кодовую комбинацию х = 1, у = О, р=1, то согласно изложенным рассуждениям, транзистор 10 закрыт, так как инжектируемый транзистором 13 ток перехватывается транзисторами (открытыми)

1 и 3, транзистор 11 закрыт, а ток, инжектируемый транзистором 5 в базу транзистора 12, открывает его, следовательно на выходе сумматора получаем Б = О, р = 1.

Формула изобретения

Одноразрядный сумматор, содержащий

n-p-и и р-и-р транзисторы, многоколлекторные и-р-п транзисторы и многоколлекторный р-и-р транзистор,эмиттер которого соединен с шиной питания сумматора, а коллекторы, соответственно, с эмиттерами всех р-п-р транзисторов и базами первого, второго и третьего многоколлекторных и-p-n транзисторов, коллекторы первого и

907543 второго р-и-р транзисторов соединены с базой первого n-p-n =ранзистора, а коллекторы третьего и четвертого р-п-р транзисторов соединены с базой четвертого многоколлекторного и-р-и транзистора базы всех р-и-р

5 транзисторов, эмиттер первого n-p-n транзистора, база многоколлекторного р- и-р транзистора и эмиттеры всех многоколлекторных и-р-и транзисторов соединены с шиной нулевого потенциала сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности суммирования трех переменных, сумматор содержит второй

n-p — n транзистор, база которого сое- >5 динена с одним из коллекторов много1 коллекторного р-и-р транзистора и с первыми коллекторами первого, второго и третьего многоколлекторных и-р — n транзисторов, вторые коллекто- що ры этих транзисторов соединены соответственно с эмиттерами первого, второго и пятого р-и-р транзисторов, коллектор пятого р-и-р транзистора соединен с коллектором второго р-п-р транзистора, коллектор четвертого р-и-р транзистора соединен с коллектором шестого р-и-р транзистора, эмиттер которого соединен с третьими коллекторами первого и второго многоколлекторных и-р — n транзисторов, эмиттер четвертого р-и-р транзистора соединен с третьим коллектором третьего и четвертым коллектором второго многоколлекторных и-р-и транзисторов, четвертые коллекторы первого и третьего многоколлекторных и-р-и транзисторов соединены с эмиттером третьего р-п-р транзистора, коллекторы первого и второго и-p-n транзисторов соединены с выходом суммы сумматора, первый коллектор четвертого многоколлекторного n — р-и транзистора соединен с базой первого и-p-n транзистора, второй коллектор четвертого многоколлекторного n — р — и транзистора соединен с выходом переноса сумматора, а входами сумматора являются базы первого, второго и третьего многоколлекторных n — р — n транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Микроэлектроника (Электронная техника . Серия 3.). 1977, Р 5 с. 74, рис 4.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2818009/18 — 24, кл. С Об F 7/50, 1979. ч )!543

Составитель А. Степанов

Редактор В, Данко Техред А.Ач КорректорВ.Синицкая Заказ 59l/57 Тираж 732 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР ио делам изо5ре гений и открытий

I 1 3035, Москва, Ж-З., Раушская наб., д. 4/5 нпп на гент, 1 . Y город, ул. Проектная, 4