Логічний елемент

Логічний елемент, який містить перший р-п-р транзистор, перший та другий діоди, перший та другий резистори, першу та другу ВХІДНІ ШИНИ, ви хідну та спільну шини, емітер першого транзистора з'єднано зі спільною шиною, а базу за допомогою першого резистора підключено до Винахід відноситься до імпульсної техніки та може використовуватись для формування на виході трьохрівневого сигналу в залежності від полярності напруги на його входах Існує відомий пристрій (див а с. СРСР №1338056, кл Н03К19/21), який містить перший та другий р-п-р транзистори, третій та четвертий п-рп транзистори, вісім резисторів, сім діодів, три вхідні шини, шину першого джерела живлення, шину другого джерела живлення, вихідну та спільну шини Недолік цього пристрою - наявність двох джерел живлення та складність схеми Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є пристрій (див. а. с. СРСР № 149486. кл. Н03К19/21), який містить р-п-р транзистор, три діоди, стабілітрон, три резистори, першу та другу вхідні шини, вихідну та спільну шини, емітер транзистора з'єднано зі спільною шиною, базу за допомогою першого резистора підключено до першою вхідної шини, а через перший діод з'єднано з другою вхідною шиною, колектор за допомогою другого діода підключено до крапки з'єднання першого виводу другого резистора з анодом стабілітрона, катод якого з'єднано з вихідною шиною, другий вивід другого резистора за допомогою третього резистора підключено до першої вхідної шини, а через третій діод з'єднано з другою вихідною шиною першої вхідної шини, який відрізняється тим, що до нього впроваджені другий р-п-р транзистор, третій та четвертий п-р-п транзистори, при цьому емітер другого транзистора з'єднано з першою вхідною шиною, колектор за допомогою першого дгада підключено до вихідної' шини, базу з'єднано з колектором четвертого транзистора, емітер якого підключено до спільної шини, базу за допомогою другого резистора з'єднано з другою вхідною шиною та емітером третього транзистора, колектор якого за допомогою другого діода підключено до вихідної шини, а базу з'єднано з колектором першого транзистора. противному випадку (при роботі на ниэькоомному навантаженні) елемент має низький коефіцієнт передачі, - логічний елемент має різний вхідний опір при поданні на входи напруги позитивної та негативно* полярності; - негативна напруга на виході логічного елементу має місце тільки при наявності на його входах напруги різної полярності Ознаками прототипу, які збіжні з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є перший рn-р транзистор, перший та другий резистори, перша та друга вхідні шини, вихідна та спільна шини, емітер першого транзистора з'єднано зі спільною шиною, а базу за допомогою першого резистора підключено до першої вхідної шини. Причинами, які заважають одержанню бажаних результатів. - можливості праці логічного елементу як на високоомному, так і на низькоомному навантаженні; - можливості мати однаковий вхідний опір логічного елемента при подачі на його входи напруги як позитивної', так і негативної' полярності; - одержати негативну напругу на виході логічного елемента при подачі на обидва його входи напруги негативної" полярності; г nmfvruiCTu поплвиїлігмллу ягтинииу та ПЗГНВЬІМУ 00 00 со зг ІЧЛПІ1ПГІ/ собів добитися - розширення функціональних можливостей логічного елемента шляхом роботи його як на низькоомному, так і на високоомному навантаженні, - виконання однакового вхідного опіру логічного елемента при подачі на його входи напруги позитивної та негативної полярності, - одержання негативної напруги на виході логічного елемента при подачі на обидва його входи напруги негативної полярності. Поставлене завдання вирішується таким чином, що логічний елемент містить перший та другий p-n-р транзистори, третій та четвертий п-рп транзистори, перший та другий діоди, перший та другий резистори, першу та другу ВХІДНІ ШИНИ, вихідну шину та спільну шину, при цьому емітери першого та четвертого транзисторів підключено до спільної шини, базу першого транзистора за допомогою першого резистора з'єднано з першою вхідною шиною та з емітером другого транзистора, базу четвертого транзистора за допомогою другого резистора з'єднано з другою вхідною шиною та емітером третього транзистора, колектори першого та четвертого транзисторів підключено до баз ВІДПОВІДНО третього та другого транзисторів, колектори другого та третього транзисторів ВІДПОВІДНО через перший та другий діоди з'єднано з вихідною шиною Логічний елемент відрізняється від прототипу тим, що в нього впроваджені другий р-п-р транзистор, третій та четвертий n-p-п транзистори, при цьому емітер другого транзистора з'єднано з першою вхідною шиною, колектор за допомогою першого діода підключено до вихідної шини, базу з'єднано з колектором четвертого транзистора, емітер якого підключено до спільної шини, базу за допомогою другого резистора з'єднано з другою вхідною шиною та емітером третього транзистора, колектор якого за допомогою другого діода підключено до вихідної шини, а базу з'єднано з колектором першого транзистора Доказом наявності причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак винаходу й технічним результатом є та обставина, що технічний результат - розширення функціональних можливостей логічного елемента шляхом праці його як на низькоомне, так і на високоомне навантаження, - однаковий вхідний опір логічного елемента при подачі на його входи напруги позитивної та негативної полярності, - негативна напруга на виході логічного елемента при подачі на обидва його входи напруги негативної полярності, може бути досягнутим тільки при використовуванні сукупності суттєвих ознак винаходу У відсутності в технічному рішенні хоча б однієї суттєвої ознаки другий с р-п-р транзистори, третій б та четвертий 4 п-р-п транзистори, перший 5 та другий 6 дюди, перший 7 та другий 8 резистори, першу 9 та другу 10 вхідні шини, вихідну шину 11 та спільну шину 12, при цьому емітери першого 1 та четвертого 4 транзисторів підключені до спільної шини 12 базу першого 1 транзистора через перший 7 резистор з'єднано з першою 9 вхідною шиною та з емітером другого 2 транзистора, базу четвертого 4 транзистора через другий 8 резистор з'єднано з другою 10 вхідною шиною та емітером третього З транзистора, колектори першого 1 та четвертого 4 транзисторів підключено ВІДПОВІДНО ДО баз третього 3 та другого 2 транзисторів, колектори другого 2 та третього 3 транзисторів відподвщно через перший 5 та другий 6 діоди з'єднано з вихідною шиною 11 Логічний елемент працює таким чином При подачі на ВХІДНІ ШИНИ 9 та 10 напруги позитивної полярності транзистори 1 та 3 закриті Транзистори 3 та 4 відкриваються, бо їхні емітерні переходи зміщуються у прямому напрямку Транзистор 2 працює у інжекційному режимі За рахунок надлишкового заряду дірок у колекторі транзистора 2 виникає позитивний інжекційний потенціал, який через діод 5 надходить на вихідну шину 11 При подачі на ВХІДНІ ШИНИ 9 та 10 напруги негативної полярності транзистори 2 та 4 закриті Транзистори 1 та 3 відкриваються, бо їхні емітерні переходи зміщуються у прямому напрямку Транзистор 3 працює у інжекційному режимі За рахунок надлишкового заряду електронів у колекторі транзистора 3 виникає негативний потенціал, який через діод 6 надходить на вихідну шину 11 Коли на вхідну шину 9 подається напруга негативної полярності, а на вхідну шину 10 - позитивної полярності, то на ВИХІДНІЙ ШИНІ 11 напруга відсутня, тому що емітерні переходи транзисторів 2 та 4 зміщуються у зворотньому напрямку У цьому випадку діоди 5 та 6 перешкоджують входження транзисторів 2 та 3 в інверсний режим праці Коли на вхідну шину 9 подається напруга позитивної полярності, а на вхідну шину 10 - негативної полярності, то на ВИХІДНІЙ ШИНІ 11 напруга відсутня, бо транзистори 1 та 4 закриті Напруга з вихідної шини 14 надходить на реверсивне реле або безпосередньо, або через операційний підсилювач Логічний елемент має однаковий вхідний опір для напруги як позитивної, так і негативної полярності Функціональні можливості запропонованого логічного елемента ширше, ніж у відомих, тому що транзистори елемента, які працюють у інжекційному режимі, дозволяють підключати до вхідної шини як високоомне, так і низькоомне навантаження Негативна напруга на виході логічного елемента має місце при наявності на його входах напоуги нега 8 п У* УКРАЇНА (19) UA (и) 34788 из) А (51) 6Н03К19/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (54) ЛОПЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ (21)99073841 (22)06 07 1999 (24)15 03 2001 (46) 15 03 2001, Бюл № 2, 2001 р (72) Ткачов Анатолій Іванович (73) СІМФЕРОПОЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЇМ M B ФРУНЗЕ (57) Логічний елемент, який містить перший р-п-р транзистор, перший та другий діоди, перший та другий резистори, першу та другу ВХІДНІ ШИНИ, ви хідну та спільну шини, емітер першого транзистора з'єднано зі спільною шиною, а базу за допомогою першого резистора підключено до Винахід відноситься до імпульсної техніки та може використовуватись для формування на виході трьохрівневого сигналу в залежності від полярності напруги на його входах Існує відомий пристрій (див а с СРСР №1338056, кл Н03К19/21), який містить перший та другий p-n-р транзистори, третій та четвертий п-рп транзистори, вісім резисторів, сім ДІОДІВ, три ВХІДНІ шини шину першого джерела живлення, шину другого джерела живлення, вихідну та спільну шини Недолік цього пристрою - наявність двох джерел живлення та складність схеми Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є пристрій (див а с СРСР № 149486, кл Н03К19/21), який містить p-n-р транзистор, три діоди, стабілітрон, три резистори, першу та другу ВХІДНІ шини, вихідну та спільну шини, емітер транзистора з'єднано зі спільною шиною, базу за допомогою першого резистора підключено до першої вхідної шини, а через перший діод з'єднано з другою вхідною шиною, колектор за допомогою другого діода підключено до крапки з'єднання першого виводу другого резистора з анодом стабілітрона катод якого з'єднано з вихідною шиною, другий вивід другого резистора за допомогою третього резистора підключено до першої вхідної шини, а через третій діод з'єднано з другою вихідною шиною Недоліки цього пристрою - логічний елемент може працювати тільки з додатковим операційним підсилювачем, так як у першої вхідної шини, який відрізняється тим, що до нього впроваджені другий p-n-р транзистор, третій та четвертий п-р-п транзистори, при цьому емітер другого транзистора з'єднано з першою вхідною шиною, колектор за допомогою першого діода підключено до ВИХІДНОЇ ШИНИ, базу з'єднано з колектором четвертого транзистора, емітер якого підключено до спільної шини, базу за допомогою другого резистора з'єднано з другою вхідною шиною та емітером третього транзистора, колектор якого за допомогою другого діода підключено до вихідної шини, а базу з'єднано з колектором першого транзистора противному випадку (при роботі на низькоомному навантаженні) елемент має низький коефіцієнт передачі, - логічний елемент має різний вхідний опір при поданні на входи напруги позитивної та негативної полярності, - негативна напруга на виході логічного елементу має місце тільки при наявності на його входах напруги різної полярності Ознаками прототипу, які збіжні з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є перший рп-р транзистор, перший та другий резистори, перша та друга ВХІДНІ ШИНИ, вихідна та спільна ши ни, емітер першого транзистора з'єднано зі спільною шиною, а базу за допомогою першого резистора підключено до першої вхідної шини Причинами які заважають одержанню бажаних результатів - можливості праці логічного елементу як на високоомному, так і на низькоомному навантаженні, - можливості мати однаковий вхідний опір логічного елемента при подачі на його входи напруги як позитивної, так і негативної полярності, - одержати негативну напругу на виході логічного елемента при подачі на обидва його входи напруги негативної попярності є відсутність доповнюючих активних та пасивних елементів, з'єднаних з іншими елементами пристрою певними схемотехнічними рішеннями 00 00 г со < 5Г 34788 В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення пристрою таким чином, щоб за допомогою впровадження доповнюючих активних та пасивних елементів і ВІДПОВІДНИХ схемотехнічних засобів добитися - розширення функціональних можливостей логічного елемента шляхом роботи його як на низькоомному, так t на високоомному навантаженні, - виконання однакового вхідного отру логічного елемента при подачі на його входи напруги позитивної та негативної полярності, - одержання негативної напруги на виході логічного елемента при подачі на обидва його входи напруги негативної полярності Поставлене завдання вирішується таким чином, що логічний елемент містить перший та другий р-п-р транзистори, третій та четвертий п-рп транзистори, перший та другий діоди, перший та другий резистори, першу та другу ВХІДНІ ШИНИ, вихідну шину та спільну шину, при цьому емітери першого та четвертого транзисторів підключено до спільної шини, базу першого транзистора за допомогою першого резистора з'єднано з першою вхідною шиною та з емітером другого транзистора, базу четвертого транзистора за допомогою другого резистора з'єднано з другою вхідною шиною та емітером третього транзистора, колектори першого та четвертого транзисторів підключено до баз ВІДПОВІДНО третього та другого транзисторів, колектори другого та третього транзисторів ВІДПОВІДНО через перший та другий діоди з'єднано з вихідною шиною Логічний елемент відрізняється від прототипу тим, що в нього впроваджені другий р-п-р транзистор, третій та четвертий п-р-п транзистори, при цьому емітер другого транзистора з'єднано з першою вхідною шиною, колектор за допомогою першого діода підключено до вихідної шини, базу з'єднано з колектором четвертого транзистора, емітер якого підключено до спільної шини, базу за допомогою другого резистора з'єднано з другою вхідною шиною та емітером третього транзистора, колектор якого за допомогою другого діода підключено до вихідної шини, а базу з'єднано з колектором першого транзистора Доказом наявності причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак винаходу й технічним результатом є та обставина, що технічний результат - розширення функціональних можливостей логічного елемента шляхом праці його як на низькоомне, так і на високоомне навантаження, - однаковий вхідний опір логічного елемента при подачі на його входи напруги позитивної та негативної полярності, - негативна напруга на виході логічного елемента при подачі на обидва його входи напруги негативної полярності, може бути досягнутим тільки при використовуванні сукупності суттєвих ознак винаходу У відсутності в технічному рішенні хоча б однієї суттєвої ознаки технічний результат не досягається На фіг зображена схема логічного елеменЛопчний елемент містить перший 1 та другий 2 р-п-р транзистори, третій 3 та четвертий 4 п-р-п транзистори, перший 5 та другий 6 діоди, перший 7 та другий 8 резистори, першу 9 та другу 10 ВХІДНІ шини, вихідну шину 11 та спільну шину 12, при цьому емітери першого 1 та четвертого 4 транзисторів підключені до спільної шини 12, базу першого 1 транзистора через перший 7 резистор з'єднано з першою 9 вхідною шиною та з емітером другого 2 транзистора, базу четвертого 4 транзистора через другий 8 резистор з'єднано з другою 10 вхідною шиною та емітером третього З транзистора, колектори першого 1 та четвертого 4 транзисторів підключено ВІДПОВІДНО ДО баз третього 3 та другого 2 транзисторів, колектори другого 2 та третього 3 транзисторів відподвщно через перший 5 та другий 6 діоди з'єднано з вихідною шиною 11 Логічний елемент працює таким чином При подачі на ВХІДНІ ШИНИ 9 та 10 напруги позитивної полярності транзистори 1 та 3 закриті Транзистори 3 та 4 відкриваються, бо їхні емітери» переходи зміщуються у прямому напрямку Транзистор 2 працює у інжекційному режимі За рахунок надлишкового заряду дірок у колекторі транзистора 2 виникає позитивний інжекційний потенціал, який через дюд 5 надходить на вихідну шину 11 При подачі на ВХІДНІ ШИНИ 9 та 10 напруги негативної полярності транзистори 2 та 4 закриті Транзистори 1 та 3 відкриваються, бо їхні емітерні переходи зміщуються у прямому напрямку Транзистор 3 працює у інжекційному режимі За рахунок надлишкового заряду електронів у колекторі транзистора 3 виникає негативний потенціал, який через дюд 6 надходить на вихщну шину 11 Коли на вхідну шину 9 подається напруга негативної полярності, а на вхідну шину 10 - позитивної полярності, то на ВИХІДНІЙ ШИНІ 11 напруга відсутня, тому що емітерні переходи транзисторів 2 та 4 зміщуються у зворотньому напрямку У цьому випадку діоди 5 та 6 перешкоджують входження транзисторів 2 та 3 в інверсний режим праці Коли на вхідну шину 9 подається напруга позитивної полярності, а на вхідну шину 10 - негативної полярності, то на ВИХІДНІЙ ШИНІ 11 напруга відсутня, бо транзистори 1 та 4 закриті Напруга з вихідної шини 14 надходить на реверсивне реле або безпосередньо, або через операційний підсилювач Логічний елемент має однаковий вхідний опір для напруги як позитивної, так і негативної полярності Функціональні можливості запропонованого логічного елемента ширше, ніж у відомих, тому що транзистори елемента, які працюють у інжекційному режимі, дозволяють підключати до вхідної шини як високоомне, так і низькоомне навантаження Негативна напруга на виході логічного елемента має місце при наявності на його входах напруги негативної полярності . 34788 іг Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 І