Vynález má vztah k mikroelektronice a přesněji řečeno, týká se integrovaných logických obvodů injekčního typu. Vynález může být úspěšně využit u číslicových výpočetních zařízení, například v mikroprocesorech.

Jsou známy integrované logické obvody injekčního typu, zahrnující přepínací prvek v podobě tranzistoru, jehož bázová oblast je spojena s kolektory zatěžovacího tranzistoru, jehož emitor je připojen k napájecímu zdroji a bázová oblast je společná s emitorem spínacího prvku — tranzistoru a uzemněna [viz například patent Velké Británie 1358287).

Integrované logické obvody tohoto typu jsou pomalé, což je podmíněno nahromaděním přebytečného náboje minoritních nositelů náboje v bázové oblasti spínacího prvku — tranzistoru a značnými hodnotami kapacit emitorového a kolektorového p-n přechodu.

Jsou rovněž známy integrované logické obvody injekčního typu zahrnující spínací prvek v podobě unipolárního tranzistoru, jehož závěry jsou spojeny s kolektory zatěžovacího tranzistoru, jehož emitor je připojen k napájecímu zdroji a bázová oblast je společná s elektrodou S unipolárního tranzistoru a uzemněna.

Takovéto řešení zapojení integrovaného logického obvodu vede k poměrně pomalému obvodu, což je podmíněno nahromaděním minoritních nositelů náboje v oblasti elektrody S uni polárního tranzistoru při velkých predpětích p-n přechodu závěru v přímém směru.

Účelem tohoto vynálezu je zvýšení rychlosti integrovaných logických obvodů injekčního typu.

Základem tohoto vynálezu je úkol vytvořit integrovaný logický obvod injekčního typu, který by obsahoval takové doplňkové prvky, jež by umožnily výrazně zvýšit rychlost obvodu.

Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že integrovaný logický obvod injekčního typu, zahrnující spínací prvek v podobě uniporálního tranzistoru, jehož závěry jsou spojeny -s kolektory zatěžovacího tranzistoru, jehož emitor je připojen ke zdroji napájení a bázová oblast je společná s elektrodou S unipolárního tranzistoru. a uzemněna, podle vynálezu zahrnuje ještě dvoupólové ventilové prvky, jejichž počet se rovná počtu závěrů unipolárního tranzistoru a jež jsou připojeny k těmto závěrům unipolárního tranzistoru a k bázové oblasti zatěžovacího - tranzistoru, přičemž otevírací napětí těchto ventilových prvků je menší než otevírací napětí p-n přechodů odpovídajících závěrů unipolárního tranzistoru.

Takovéto řešení zapojení integrovaného logického obvodu umožňuje jednoduchými prostředky zvýšit jeho rychlost bez podstatného zvětšení složitosti technologie výroby takového integrovaného logického obvodu.

V dalším je vynález vysvětlen popisem konkrétního příkladu jeho provedení a přiloženým výkresem, na němž je uvedeno základní elektrické schéma integrovaného logického obvodu podle vynálezu.

Integrovaný logický obvod injekčního typu podle vynálezu bude popsán na příkladu provedení integrovaného logického obvodu NEBÓ-NE.

Integrovaný logický obvod podle vynálezu zahrnuje spínací prvek v podobě unípolárního tranzistoru 1 s kanálem vodivosti typu n. Závěry 2 unípolárního tranzistoru jsou spojeny s kolektory 3 zatěžovacího tranzistoru 4 — bipolárního p-n-p tranzistoru, jehož emitor 5 je připojen к napájecímu zdroji 6 (který je na výkrese znázorněn jako svorka). Bázová oblast 7 zatěžovacího tranzistoru 4 je společná s elektrodou S 8 unípolárního tranzistoru 1 a uzemněna.

Integrovaný logický obvod podle vynálezu zahrnuje rovněž dvoupólové ventilové prvky 9, připojené к závěrům 2 unípolárního tranzistoru lak bázové oblasti 7 zatěžovacího tranzistoru

4. Počet ventilových prvků 9 je roven počtu závěrů unípolárního tranzistoru 1. Otevírací napětí (přímý úbytek napětí) ventilových prvků 9 je menší než otevírací napětí p-n přechodů odpovídajících závěrů unípolárního tranzistoru 1. Jako ventilové prvky 9 jsou použity diody Schottky. Lze rovněž použít libovolný neinjekční přechod.

Závěry 2 unípolárního tranzistoru 1 slouží jako vstupy 10, 11, 12 integrovaného logického obvodu podle vynálezu, zatímco jeho elektroda D 13 slouží jako výstup 14 tohoto obvodu.

Princip činnosti integrovaného logického obvodu podle vynálezu spočívá v následujícím.

Při převedení signálu logické „O“ na vstupy 10, 11, 12 obvodu [nízký kladný potenciál 0 až 0,2 V) je unipolární tranzistor 1 zavřen a na výstupy 14 logického obvodu se bude vyskytovat signál logické „1“ [při připojení výstupu 14 uvedeného obvodu ke vstupu analogového obvodu bude hodnota napětí logické „1“ rovna přímému úbytku napětí na přechodu ventilového prvku, 0,3 až 0,6 V). Jestliže je třeba i jen na jeden vstup, na příklad 10, přiveden signál logické „1“, napájecí proud teče přes odpovídající kolektor 3 к závěru 2 unípolárního tranzistoru 1 a odpovídající к němu připojený ventilový prvek 9. Unipolární tranzistor 1 se otevírá a na výstupu 14 se objeví signál logické „O“. Přitom se p-n přechod závěr-elektroda S a přechod kov-polovodič ventilového prvku 9 v přímém směru posunuje. Protože otevírací napětí (nebo přímý úbytek napětí) ventilového prvku 9 je menší než otevírací napětí p-n přechodu závěr-elektroda S. bude při napětí na vstupu 10 proud přes přechod p-n značně menší než proud napájecí.

Zapojení ventilových prvků 9 vede к omezení napětí na p-n přechodu závěr-elektroda S a ke znovurozdělení napájecího proudu mezi p-n přechodem závěr-elektroda S a přechodem kov-polovodič. Přitom se zmenšuje podíl proudu podmíněného přívodem od minoritních nositelů náboje do oblasti elektrody S, a proto se zmenšuje i náboj nahromaděný v oblasti elektrody S unípolárního tranzistoru 1.

Základní výhoda integrovaného logického obvodu podle vynálezu se nejefektivněji projeví při jeho výrobě metodami planární technologie. Technologie výroby obvodu je jednoduchá a vyžaduje použití pouze čtyř fotošablon a provedení dvou operací difúze příměsí. Při zachování všech předností integrovaných logických obvodů injekčního typu obvod podle vynálezu tyto obvody značně předčí co do rychlosti. Hodnota součinu zpoždění a rozptýleného výkonu představuje pro daný obvod řádově setiny pikojoulu.

Předmět