Быстродействующий логический элемент «не-или»

Быстродействующий логический элемент «не-или»

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

305588

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.Х1.1969 (№ 1383024/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 04.V1,1971. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 23Л 11.1971

МПК Н 03k 19, 34

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325.65(088.8) Автор изобретения

В. Я, Загурский

Заявитель Институт электроники и вычислительной техники AH Латвийской ССР

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ «НŠ— ИЛИ»

Устройство относится к области дискретной автоматики и вычислительной техники.

Быстродействующие логические элементы

«НŠ— ИЛИ», содержащие входные диодные сборки, транзисторы, бистабильные ячейки на туннельных диодах и резисторах, обращенные и накопительные диоды, известны.

Однако они мало чувствительны и относительно сложны из-за необходимости иметь два или более источника постоянного смещения разной полярности. В предлагаемом логическом элементе «HE — ИЛИ», с целью повышения чувствительности, быстродействия и упрощения схемы, база транзистора соединена с выходом бистабильной ячейки, эмпттер подключен к точке соединения токозадающего резистора и обращенного диода, коллектор транзистора соединен с допо »»тельным туннельным диодом и диодом с накоплением заряда, а резистор бистабильной ячейки подключен к точке соединения эмиттера транзистора, обращенного диода и токозадающего резистора.

На черте>ке приведена принципиальная схема элемента.

Схема логического элемента содер>киг входную диодную сборку 1, бистабильнук> ячейку на туннельном диоде 2 и резисторе 8, транзистор 4, база которого соединена с выходом бистабильной ячейки, эмиттер подключен в точку соединения токозадающего резистора 6 и обращенного диода 6, включенного в непроводящем направлении для источника смещения Е. B коллекторную цепь

5 транзистора включены в прямом направлении туннельный диод 7 и диод с накоплением заряда 8, подключенный к источнику запирающих импульсов 9.

При отсутствии отрицательны.; сигналов

10 íà входах днодной сборки 1 туннельный диод 2 находится в низковольтном состоянии, через резисторы 8,, > и транзистор 4 протекает ток. Через обращенный диод 6, включенный в направлении запирания для

15 источника смещения Е, также протекает небольшой ток. Вольтамперная характеристика обращенного диода б выбирается таким образом, чтобы напря>кение отпирания обратной ветви ее было приблизительно равно

20 сумме падения напряжения на эмиттернобазовом переходе транзистора и падения напряжения на переходе накопительного диода 8.

Резистор 8 определяет двустабильный ре25 жнм работы туннельного диода 2.

Через выходной туннельный диод 7 и накопительный диод 8 протекает коллекторный ток транзистора. Базовым током транзистора при достаточно высоком коэффициенте

50 усиления по току можно пренебречь. По305588 скольку гуннельный диод 7 зашутирован накопите IbllbDI диодом 8, а источник импуль 013 имеет малое внутреннее сопротивление, напряжение па выходе равно падению напря>кения на переходе накопительного диода 8. Вольтамперная характеристика перехода накопительного диода выбирается такой, чтобы напряжение на выходе было бы несколько больше пикового напря>кения туннельного диода 7.

Небольшой отрицательный потенциал на выходе схемы может быть использован для подготовки, с целью увеличения быстродействия, различного рода усилителей и ряда других устройств.

Величина тока бистабильной схемы (резистор, диод 2) также стабилизируется за счет большой крутизны эмиттерно-базового перехода транзистора и характеристики обращенного диода. Благодаря этим факторам достигается неизменная чувствительность, и следовательно, надежная работа бистабильпой схемы.

Напря>кение отпирания коллекторно-базового перехода транзистора всегда больше, чем падение напряжения на накопительном диоде. Поэтому режимы насыщения его исключаются, что обусловливает высокое быстродействие.

Приходящий по входу 9 отрицательный импульс воздействует на базу транзистора, запирая eto, и на накопительный диод, рассасывая накопленный в его базе заряд. Так как туннельный диод уже был выведен за обласгь пика вольт-амперной характеристики, а сопротивление накопительного диода пренебрежимо мало в момент рассасывания накопительного заряда, то задер>кка срабатывания выходного туннельного диода 7 является в принципе минимально возможной для гибридных схем на тунпельных диодах и диодHx с накоплением заряда.

Транзистор в схеме фактически работает как запираемый эмиттерный повторитель, переключающий ток через обращенный диод.

Применение обраще|шого диода ускоряет процесс переключения тока. Запирание транзистора сопровождается уменьшением тока, протекающего через накопительный диод и туннельный диод 7. Вследствие того, что шц рцнонность транзистора несколько больше, чем задержка срабатывания туннельного диода 7, и крутизна спада коллекторного тока практически повторяет крутизну переднего фронта 1гмпульсного сигнала, то имеет место формирование спада отрицательного выходного импульса.

При воздействии отрицательного сигнала по одному из входов сборки или по всем ее входам тупнельный диод 2 опрокидывается в высоковольтное состояние и запирает транзистор. Если при этом одновременно воз5

60 действует и импульсный сигнал по входу 9, то происходит срабатывание туннельного диода 7 и затем работа схемы аналогична уже ранее описанной. Если импульсный сигнал по входу 9 отсутствует, то срабатывания туннельного диода 7 не происходит, так как он зашунтирован диодом 8. Транзистор запирается, причем переключается ток его через обращенный диод б. Ток коллекторной цепи при этом становится меньше пикового тока туннельного диода 7. Накопительный диод 8 обесточивается и накопленный в нем заряд быстро стекает через очень малое сопротивление туннельной ветви диода 7.

Если теперь, при высоковольтном состоянии туннельного диода 2, приходит отрицательный импульс на вход 9, то через диод 8 проходит лишь помеха за счет era проходной емкости. Эта помеха легко дискриминируется туннельным диодом 7, поскольку в момент действия импульса ток, протекающий через туннельный диод, значительно меньше пикового.

Одновременно импульс по входу 9 сбрасывает туннельный диод 2 в низковольтное состояние. Так как напряжение бистабильной схемы строго фиксировано, благодаря стабилизации потенциала в точке подключения эмиттера транзистора 4, обращенного диода б и токозадающего резистора 5, то сброс диода 2 надежно обеспечивается в широком диапазоне изменения амплитуд импульсов и величины напряжения Е, превышающем диапазон известных схем.

Время жизни неосновных носителей диодов сборки в предлагаемом логическом элементе не играет существенной роли, так как время протекания прямого тока через них определяется временем включения бистабильной схемы, которое очень мало.

В отличие от большинства известных, предлагаемый логический элемент может работать как с потенциальными, так и с импульсными сигналами Ilo входам сборки.

Предмет изобретен и я

Быстродейс гвующий логический элемент

«НŠ— ИЛИ», содер>кащий входную диодную сборку, транзистор, бистабильную ячейку на туннельном диоде и резисторе, обращенный и накопительный диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, быстродействия и упрощения схемы, база

1ранзнстора соединена с выходом бистабильной ячейки, эмиттер подключен к точке соединения токозадающего резистора и обращенного диода, коллектор транзистора соединен с дополнительным туннельным диодом и диодом с накоплением заряда, а резистор бистабильной ячейки подключен к точке соединения эмиттера транзистора, обращенного диода и токозадающего резистора.

305588

Составитель Д. А. Гречина

Техред Т. П. Курилко Корректор Е. В. Исакова

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1967/18 Изд. М 852 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушокая наб., д. 4/5