Логічний пристрій геніна а.і.

УКРАЇНА (19) U A „., 15653 (ІЗ) (5D5 Н 03 К 19/00, 19/21 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ' ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ЛОГІЧНИЙ ПРИСТРІЙ ГЕНІНА А.І. 1 (20)95321378,29 10.93 (21)4691879/SU (22)11 05.89 '(24) 30 06.97 (46)30.06.97. Бюл. ІМгЗ (56)1. Патент США № 3668425, кл. 307-216, 1972 2 Авторское свидетельство СССР N* 790340, кл. Н 03 К 19/21, 1979. (72) Геній Адольф Іванович (73) Геній Адольф Іванович (UA) (57) 1 Логическое устройство, содержащее первый и второй управляемые ключи, первые выводы которых подключены к выходному выводу, з вторые выводы управляемых ключей подключены соответственно к первому и второму входным выводам, отличаю щ е е с я тем, что управляющие выводы управляемых ключей соединены. 2. Устройство п о п і . о т ли ч а ю щ е е с я тем, что управляющие выводы управляемых ключей соединены через дополнительно введенные первый и второй Изобретение относится к автоматике, электронике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве логического элемента в автоматике, или электронике, или вычислительной технике, например при разработке универсальных и специальных вычислительных машин. Известен "Логический элемент "Исключающее ИЛИ" на КМДП - транзисторах" (см. пат. США ЪЬ 3668425, кл. 307-216, 1972 г.), содержащий инвертор, включенный между шиной питания и общей шиной, двунаправ ограничители тока или напряжения, например резисторы. 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ще ес я тем, что управляющие выводы управляемых ключей соединены через дополнительно введенный ограничитель тока или напряжения, например резистор. А, Устройство по или п.1 или 2, или 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что входные выводы дополнительно подключены к объединенному или соответствующему управляющему выводу управляемого ключа или ключей через соответствующие дополнительно введенные первый и второй нелинейные элементы. 5. Устройство по или п.1, или 2, или 3, о т лич аю щ ее с я тем, что входные выводы дополнительно подключены к объединенному или соответствующему управляющему выводу управляемых ключей через дополнительно введенные первый и второй линейные элементы, например резисторы. ленный ключ, р-канальный транзистор и два n-канальных транзистора, выход инвертора подключен к затвору n-канального транзистора двунаправленного ключа, а вход - к шине первого входного сигнала, к затвору р-канального транзистора двунаправленного ключа и к истоку первого п-канального транзистора, а затвор - к истокам транзисторов двунаправленного ключа, к шине второго входного сигнала и к затвору второго n-канального транзистора, сток которого подключен к истоку первого п-канального транзистора, а исток - к общей шине. ел о 15653 Недостатком которого является сложность, вызванная большим числом разноименных элементов, что значительно снижает его надежность. Известно также, наиболее близкое к предлагаемому, "Логическое устройство "Исключающее ИЛИ" на КМДП-трзнзисторзх" (см. например а.с. СССР № 790340, МКИ Н 03 К 19/21, 1979 г.), содержащее инвертор на КМДМ-транзисторах, включенный между шиной питания и общей шиной питания, двунаправленный ключ, р-канальный и n-канальный транзисторы, при этом выход инпертора подключен к затвору п-капального транзистора двунаправленного ключа, а вход - к шине первого входного сигнала, к затвору р-канального транзистора двунаправленного ключа и к истоку р-каІіального транзистора, сток которого подключен к выходной шипе и. к стокам транзисторов двунаправленного ключа, к затвору n-канального транзистора и к шине второго входного сигнала, сток п-канального транзистора подключается к выходной шине, а исток - к выходу инвертора. Недостатком отого устройства является сложность из-за большого числа разнотипных элементов, его малая надежность, необходимость применения источника питания инвертора и узость функциональных возможностей и выполняемых функций, ограничиваемых предельно допустимыми параметрами используемых элементов и ограничение одних, за счет других. Задачей предложенного устройства является упрощение и расширение функциональных возможностей и области применения. Поставленная задача достигается тем, чго о логическом устройстве, содержащем первый и второй управляемые ключи, первые выводы которых подключены к выходному выводу, а вторые выводы управляемых ключей подключены соответственно к первому и второму входным выводам, управляющие выводы управляемых ключей соединены. Достигается тем, что управляющие выводы управляемых ключей соединены через дополнительно введенные первый и второй ограничители тока или напряжения, например, резисторы. Достигается тем, что управляющие выводы управляемых ключей соединены через дополнительно введенный ограничитель тока или напряжения, например, резистор. Достигается тем, что сходные выводы дополнительно подключены к объединенному или соответствующему управляющему выводу управляемого ключа или ключей че рез соответствующие дополнительно введенные первый и второй нелинейные элементы. Достигается тем, что входные выводы 5 дополнительно подключены к объединенному или соответствующему управляющему выводу управляемых ключей через дополнительно введенные первый и рторой линейные элементы, например, резисторы. 10 Сущность изобретения заключается а изменении совокупности признаков, а именно связей устройства, позволяющих использовать встречно-последовательно включенные управляющие выводы управля15 емых ключей, использование элементов с более расширенными предельно допустимыми параметрами или по току, или по мощности, или п о частоте, или п о быстродействию и др. 20 На фиг.1 и 3 показаны устройства с различными типами проводимостей, положительной или отрицательной логики; на фиг.2 -устройство с использованием в качестве управляемых ключей составных струк25 тур; на фиг.4 - 6 - исполнение элементов устройств на различных элементах; на фиг.7 и 8 - некоторые исполнения возможных выходов, не входящих в устройство, Устройстоо по фиг.1 содержит первый 1 30 и второй 2 управляемые ключи, выполненные на однотипных МДП-транзисторах, управляющие выводы которых - затворы, соединены, первый 3 и второй А нелинейные элементы, причем первые выводы упрэвля35 емых ключей подключены к выходному выводу 5, а вторые выводы управляемых ключей 1 и 2 (истоки) подключены соответственно к первому 6 и второму 7 входным выводам, которые через соответствующие 40 элементы 3 и 4 подключены к объединенному выводу управляющих выводов (затворов) управляемых ключей 1 и 2, выходной вывод 5 может быть подключен ч?рез нагрузку 8 к общей шине 9, не входящих в устройство 45 элементов, составляющих выход устройства, причем общая шина 9 является общей и для первого и второго входов устройства. Причем ох. Л может состоять из выводов 6 и 9, а вх. В - из выводов 7 и 9. 50 Устройство по фиг.2 отличается тем, что управляемые ключи 1 и 2 выполнены в виде составных транзисторов - Оиполярно-полевых, Устройстпо фиг.З отличается типом про55 оодимости управляемых ключей 1 и 2, следовательно возможной другой логикой (положительной). Устройстоо по фиг.З отличается возмож^ ным соединением управляющих выводов управляемых ключей 1 (2) через дополни 15653 тельно введенный общий 10 или соответстТаким образом, устройством обеспечивующие 10 и 11 линейные элементы,напривается выполнение логических функций или мер, резистор или резисторы. "Исключающее ИЛИ" или "Исключающее Устройство по фиг,5 отличается возможИЛИ-НЕ". ным исполнением нелинейного элемента 5 Введение же нелинейных элементов 3 и 3(4), как последовательно включенных дио- 4 позволяет обеспечить увеличение управляда и резистора. ющего включающего напряжения и уменьшить Устройство по фиг.6 отличается тем, что запирающее напряжение управляемых ключей 1 входные выводы (входной вывод) подклю- и 2, и тем самым увеличить предель-10 но чен к управляющему выводу управляемого допустимую нагрузку 8, обеспечивающую работу ключа, например, полевого транзистора с управляемых элементов в режиме управляемых нормально закрытым каналом через соот- ключей, а также обеспечить использование в ветствующий линейный элемент 12 (13). качестве управляемых ключей 1 и 2 других Устройство по фиг.7 отличается возмож- структур, например биполярных 15 ным исполнением выхода в качества инди- транзисторов, тиристоров, НЗПТШ (нормально каторного для положительной логики закрытых полевых транзисторов Шоттки) и др., сигнала, с оптическим выходом. основанных на управлениях управляю-щих Устройство по фиг.8 отличается возмож- входах или током, или напряжением, прямые и ным исполнением оыхода в качестве инди- обратные параметры управляющих 20 входов у каторного для отрицательной логики которых различны. сигнала. б) При подаче на один из входных выводов Работает устройство (фиг 1 без нели- постоянного сигнала, соответствующего нейных элементов 3 и 4) следующим обра- значению логической единицы - "1", а на зом другой входной вывод - логического сигна-25 а) В случае подачи на входные выводы ла, изменяющегося по времени, например или логических входных сигналов А и В: При А, или В.При подаче же на выходной вывод равенстве входных сигналов, то есть равных логического сигнала, соответствующего или логическому "0" (нулю или логической значению "1", разность входных сигналов "1" (единице), в положительной или отрица- соответственно будет равна нулю, 30 тельной логике, разность напряжений будет следовательно все управляемые ключи будут раана нулю, следовательно на встречно-по- выключены, и на выходном выводе выходное следовательно включенных входах управля- напряжение соответствует значению емых ключей 1 и 2, управляющие логического нуля "0", а при изменении напряжения управляемых ключей равны ну- логического сигнала на значение ло-35 лю, поэтому управляемые ключи как нор- гического нуля - "0", разность входных мально закрытые, будут находиться в сигналов становиться достаточной для выключенном состоянии, при этом на вы- включения управляемого ключа, на входном ходном выводе 5, напряжение будет равно выводе которого постоянное напряжение, нупю, что для положительной логики соот- соответствующее значению логической " 1", 40 ветствует состоянию логического нуля "0й, а управляемый ключ включается и на выходном для отрицательной логики - соответствует выводу появляется напряжение, соотлогическому сигналу логической единицы ветствующее значению логической "Г". При разности же логических входных единицы - "1". Таким образом устройством сигналов, соответствующих единице - "1", обеспечивается выполнение логической 45 то есть при наличии на входных выводах 6 и функции - Инвертора, то еегь "ххх" или А, или 7 на одном логического сигнала, соответст- В. Таким образом устройством обеспевующего "1", а ^а другом - соответствую- чивается, в зависимости от подаваемых щем логическому нулю "0", при равенстве входных сигналов, оиполнение или логической параметров управляющих входов управляе- функции "Инвертор" или "ИСКЛЮЧА-50 мых ключей 1 и 2 (прямых и обратных), на ЮЩЕЕ ИЛИ", или "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИуправляющем входе одного из них появля- НЕ". ется запирающее напряжение, а на другом Работа устройства (фиг 2) отличается тем, что - отпирающее, переводящее управляемый использование в качестве управляемых ключей 1 ключ 1(2) во включенное состояние и на вы- и 2 биполярных структур, обладэю-55 щих ходном выводе 5 появляется напряжение - большими предельно допустимыми паранаибольшее по амплитуде входное, что для метрами выходных токов, обеспечивает положительной логики соответствует значе- расширение области использования устройства, нию логической "1" (единицы), а для отрица- путем выполнения логических функций тельной логики - значению логического "0" больших мощностей, в сравнении с полевыми (нуля). структурами. 15C53 Работа ус тройс тва фиг.З отличается от Работы фиг.1 полярнос тью включения нелинейных элементов и провод имос тью управ ляемых ключей 1 и 2. Причем д ля устройс тв фиг.1 и фиг.З, фиг.2 соединение управляю щих выводов управляемых ключей через общ ий и ли с о о тв е тс тву ющ ие л ин е йн ы е элементы 10 или 10 и 11 (см. фиг.4), позволяет обеспеч ить расширение пред ельно допу с тим ых з на ч е ни й р аз н ос ти м еж д у значениями логических " 1" и "0", ограничиваемых пред ельно д опус тимыми параметрами у правляющих вход ов у правляемых ключей 1 и 2, управляемых или ток ом, или напряжением, ограничиваемых овед енными ограничителем тока или напряжения 10, или 10 и 11, что позволяет расширить предельно допус тимые параметры рсего ус тройс тва. Аналогичные функции могу т быть выполнены нелинейными э лементами 3 и А (см.фиг.5). Использование же линейных элементов 12 и 13, (см. фиг.6) при использовании п качестве управляемых ключей 1,2 элементоо, управляемых напряжением, обратные параметры управляющ их вх одов у к оторых не обеспечивают включение управляемых клю чей иэ-:>а их малых обратных провод имос тей, применение ли нейных э лемен тов позволяет обес печить работос пос обнос ть, то ес ть применение о качес тве у правляемых ключей 1 и 2, нормально закрытых пол ев ых тра нз ис тор ов Шо ттк и и д ру г их аналогичных с трукту р. Таким образом, устройс твом обес печ иваются более расш иренные предельно допу с тим ы е п а ра м е тр ы и о б л ас ть использования, как п качес тве логического устройс тва " Ис ключающее ИЛ И", так и ло гической функции "Инвертор", причем введение нелинейных э лементов 3 и 4, и линейных элементов 10 и 11 и 12 и 13, позволяет расширить применение в качестве упрэвляе5 мых ключей 1 и 2 не только элементов, управл яе м ых на п ряж е н ие м, на п р им е р МДПтранзис таров, но и других структур, например биполярных транзис торов, тирис торов, ИЗПТШ (нормально закрытых полеоых 10 транзис торов Шоттки), гетеропереходных полевых или биполярных транзисторов и др., обладающих более высокочас тотными предельно допус тимыми параметрами, или выходными мощ ностями, или быстродейс твием 15 и др.,' причем отсутс твие источника питания, как обязательного э лемента ус тройс тва, обеспечивает и увеличение надежнос ти устройс тва, D связи с тем, что устройс твом для управления ис пользу ется только разнос ть 20 напряж ений вход ных выводов б и 7, то устройство обеспечивает работу и при поступлении па его вх од ы 6-9 и 7-9 не то лько импульсных сигналов, по и аналоговых сигналов, то ес ть имеющих ПОСТОЙ )тую сос тзвля25 ющ ую, отс у тс тву ющ ую на вых од е ус тройс тво 5-9, что позволяет обес печ ить подключение вх одных выводов непосредс твенно без разделительных конд енсаторов. Таким образом пред ложенное у с трой30 с то о по с равнению с пр о то типом - а. с , СССР N? 790340, МКИ Н 03 К 19/21, 1979 г. облад ает меньшим чис лом как э лементов , так и связей, отсу тс твует ис точник питания, облад ает более расш иренными фу пк цио35 нальными возмож нос тями и облас тью ис пользования. Пред ложенное устройс тво может быть выполнено па различных полу проводниковых приборах как о иитеїра льном, так и 40 моду льном или приборном ис полнении. Ф и з? .1 б 8 . 15653 JL і 4 J/2/ Фиг.4 5 1 л 1/2/ - -4 Фиг. 6 9 Фиг ,8 Фшг.7 Упорядник Замовлення 4194 Техред М.Моргентал Коректор А.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраГни, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101