DE1537455C3 - Zur wahlweisen Durchfuhrung der NOR oder Äquivalenz Funktion umschalt bares Verknüpfungsglied - Google Patents

Description

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Z-DiodenZ₁ und Z₂ (Fig. 1). Hierzu wurde in einen Halbaddierers darstellt. Bislang wurde die Anti-

n-leitenden Halbleiterkörper 1 eine p-leitende Basis- valenz aus mehreren UND- und NOR-Gliedern oder

zone 3 eindiffundiert. Der restliche η-leitende Teil aus mehreren Sperrgliedern zusammengesetzt. So

des Halbleiterkörpers 1 dient als Kollektorzone 2 des konnte mit Hilfe der erfindungsgemäßen logischen

Transistors T₁. In die Basiszone wurden drei von- 5 Verknüpfung der für die Bildung eines Halbaddierers

einander getrennte η-leitende Zonen 4, 6 und 8 ein- erforderliche Aufwand erheblich reduziert werden,

diffundiert. Die Zone 4 dient als Emitterzone des Die F i g. 2 b zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung

Transistors T₁, und der Metallkontakt 5 dieser Zone des in der F i g. 2 a dargestellten umschaltbaren Ver-

ist daher mit Erdpotential verbunden. Die beiden knüpfungsgliedes. Danach wird der Schalter 5 in

Zonen 6 und 8 bilden zusammen mit der Basis- io Fig. 2 a durch einen weiteren Transistor T₂ ersetzt,

zone 3 Z-Dioden, so daß die Eingänge α und b über Die Kollektorelektrode des Transistors T, wird hier-

die Metallkontakte 7 und 9 der η-leitenden Zonen 6 bei mit der im NOR-Glied als Emitter betriebenen

und 8 und über deren als Z-Dioden wirkende Sperr- Elektrode des Transistors T₁ verbunden, während die

schichten zur p-leitenden Zone 3 mit der Basis des Emitterelektrode des Transistors T₂ geerdet wird.

Transistors T₁ verbunden sind. Die pn-Übergänge i₅ Die Basiszone des Transistors T₂ ist über eine

der genannten Zonen enden alle auf einer Ober- Z-DiodeZ₃ an die weitere Eingangsklemme d an-

fiächenseite des Halbleiterkörpers und sind mit einer geschlossen. Diese Z-Diode, die im übrigen auch

Isolierschicht abgedeckt. Die metallische Kollektor- weggelassen werden kann, wird, wie dies an Hand

elektrode K ist an den Ausgang c und alle Ein- und der F i g. 1 c beschrieben wurde, durch eine zweite

Ausgänge sind über Widerstände R₁, R₂ bzw. R₃ an ₂₀ in die Basiszone eingelassene Emitterzone realisiert,

die Versorgungsspannungsquelle angeschlossen. Wenn es sich auch bei dem Transistor T₂ beispiels-

Die F i g. 2 a zeigt nun, wie ein NOR-Glied nach weise um einen npn-Transistor handelt, so wirkt die

der F i g. 1 a bzw. 1 c auf äußerst einfache Weise in Schaltung nach F i g. 2 b als NOR-Glied, wenn am

ein Äquivalenz-Glied umgeschaltet werden kann. Eingang d ein über der Zenerspannung liegendes

Hierzu muß in die Schaltung nach F i g. 1 a allein 35 positives Potential anliegt, da dann der Transistor T₂

der Schalter 5 zusätzlich eingefügt werden, durch die leitend wird und die Emitterelektrode des Tran-

die im NOR-Glied als Emitter wirkende und auf sistors T₁ praktisch mit dem Erdpotential verbunden

Erdpotential liegende Elektrode E des Transistors T₁ ist. Wenn dagegen der Eingang d geerdet ist, bleibt

von diesem Erdpotential abgetrennt werden kann. der Transistor T₂ gesperrt, so daß auch über die

Ist die Emitterelektrode vom Erdpotential abge- 30 dann vom Erdpotential getrennte Emitterelektrode trennt, so kann, wenn die Eingänge α und b auf Erd- des Transistors T₁ kein Strom fließen kann. Dann potential liegen, kein Kollektorstrom fließen, und am arbeitet die Schaltung nach F i g. 2 b als Äquivalenz-Ausgang c erscheint die positive Spannung der Ver- Glied. Somit kann durch Potentialsteuerung am Einsorgungsspannungsquelle und damit das Binär- gang d, durch Anlegen des Binärzeichens 0 oder des zeichen 1. Liegt an beiden Eingängen α und b ein 35 Binärzeichens 1, die beschriebene logische Verpositives Potential und damit das Binärzeichen 1 an, knüpfung von einem NOR-Glied in ein Äquivalenzso fließt auch in diesem Fall kein Kollektorstrom, da Glied oder umgekehrt umgeschaltet werden,
über die vom Erdpotential getrennte Emitterelektrode Die Wertetafeln für beide Betriebsarten des bekein Strom abfließen kann. Also wird sich auch in schriebenen Verknüpfungsgliedes sind in F i g. 2 c diesem Fall am Ausgang c ein positives Potential 40 zusammengestellt. Der obere Teil der Wertetafel gilt und damit das Binärzeichen 1 einstellen. Wenn je- für das NOR-Glied, d. h. für den Fall, daß am Eindoch nur einer der beiden Eingängen oder b auf gang d das Binärzeichen 1 anliegt, während der Erdpotential gelegt wird, was dem Binärzeichen O an untere Teil der Wertetafel das Äquivalenz-Verhalten diesem Eingang entspricht, wirkt dieser Eingang des Verknüpfungsgliedes wiedergibt, das sich dann gleichzeitig als auf Erdpotential gelegter Emitter des 45 einstellt, wenn am Eingang d Erdpotential für das Transistors T₁, so daß bei positivem Potential an Binärzeichen O anliegt.

der anderen Eingangsklemme über den geerdeten Es ist selbstverständlich, daß das erfindungs-

Eingang ein Kollektor-Emitter-Strom fließen kann. gemäße umschaltbare Verknüpfungsglied auch mit

Damit fällt am Ausgang c nur noch die Transistor- pnp-Transistoren an Stelle von npn-Transistoren

restspannung ab, die dem Binärzeichen O entspricht. 50 aufgebaut werden kann. Das beschriebene NOR-

Wenn am Ausgang c nur dann das Binärzeichen 1 Äquivalenz-Glied stellt eine echte Bereicherung im gebildet wird, wenn entweder an beiden Eingängen Bereich der logischen Schaltungen dar, da es mit

das Binärzeichen 1 oder an beiden Eingängen das diesem Doppelfunktionsglied möglich ist, bislang Binärzeichen O anliegt, ist die Äquivalenz-Funktion komplizierte Verknüpfungen der Schaltalgebra mit erfüllt. Die Negation dieser Äquivalenz-Funktion 55 wenigen Einzelverknüpfungsgliedem der beschriebeführt zur Antivalenz, die den Summationsteil eines nen Form zu realisieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, Patentansprüche: ein Verknüpfungsglied anzugeben, das die NOR- Funktion und die Äquivalenz-Funktion gleicher-

1. Zur wahlweisen Durchführung der NOR- maßen erfüllen kann.

oder der Äquivalenz-Funktion umschaltbares 5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Verknüpfungsglied, bestehend aus einem Tran- löst, daß ein weiterer Emitter zur Erfüllung der sistor mit mehreren den Transistor steuernden NOR-Funktion über einen Schalter in an sich beEmitterelektroden und mindestens einer am kannter Weise mit Erdpotential verbunden ist und Kollektor des Transistors angeschlossenen Aus- zur Erfüllung der Äquivalenz-Funktion der Schalter gangselektrode und einer Basiszone,dadurch io geöffnet ist.

gekennzeichnet, daß ein weiterer Emitter Der Erfindung Hegt somit ein neuartiges Ver-

zur Erfüllung der NOR-Funktion über einen knüpfungsglied zugrunde, das sich durch eine ein-

Schalter in an sich bekannter Weise mit Erd- fache Potentialänderung von einem NOR-Glied in

potential verbunden ist und zur Erfüllung der ein Äquivalenz-Glied umschalten läßt. Dabei handelt

Äquivalenz-Funktion der Schalter geöffnet. ist. 15 es sich um eine Schaltung, bei der als Eingangs-

2. Verknüpfungsglied nach Anspruch 1, da- dioden Z-Dioden verwendet werden. Diese Z-Dioden durch gekennzeichnet, daß zur Erfüllung der erhält man dadurch, daß der durch das Potential an Äquivalenz-Funktion die im NOR-Glied als den Eingangsklemmen gesteuerte Transistor des Emitter betriebene Elektrode vom Erdpotential NOR-Gliedes aus einem Halbleiterkörper besteht, abgetrennt und ohne äußeres Potential ist. . 20 der eine Kollektorzone, eine Basiszone und mehrere

3. Verknüpfungsglied nach einem der vorher- in die Basiszone eingelassene Zonen vom Leitungsgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, typ der Kollektorzone aufweist. Von diesen in die daß die im NOR-Glied als Emitter betriebene Basiszone eingelassenen Zonen wird eine als Emitter-Elektrode des Transistors mit der Kollektor- elektrode des Transistors betrieben, während die elektrode eines zweiten Transistors verbunden 25 übrigen Zonen zusammen mit der Basiszone als ist, der über seine Eingangselektrode so gesteuert Z-Dioden wirken und als Eingangselektroden des wird, daß seine Kollektor-Emitter-Strecke beim Verknüpfungsgliedes verwendet werden.

Betrieb der logischen Verknüpfung als NOR- Eine Dioden-Transistor-Logik mit Z-Dioden

Glied leitend und beim Betrieb als Äquivalenz- (DTLZ), die die NOR-Funktion erfüllt und als

Glied gesperrt ist. 30 Grundlage der vorliegenden Erfindung dient, wird

4. Verknüpfungsglied nach einem der vorher- an Hand der Schaltung in F i g. 1 näher erläutert,
gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Das in F i g. 1 dargestellte NOR-Glied besteht aus Verwendung von npn-Transistoren in dem von einem Transistor T₁, dessen Kollektorelektrode K mit einem NOR-Glied in ein Äquivalenz-Glied um- der Ausgangsklemme C und über einen Widerschaltbaren Verknüpfungsglied. 35 stand A₃ mit dem positiven Pol einer Versorgungs-

5. Verknüpfungsglied nach einem der An- Gleichspannungsquelle verbunden ist. Der Transprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sistor T₁ ist beispielsweise ein npn-Planartransistor. beim Betrieb des Verknüpfungsgliedes als NOR- Die Emitterelektrode E des Transistors T₁ ist mit oder Äquivalenz-Glied das Binärzeichen O an Erdpotential verbunden, während die Basiselekeinem Eingang des Verknüpfungsgliedes durch 4° trode B über je eine Z-Diode Z₁ bzw. Z₂ mit den Verbinden der Eingangselektrode mit Erd- Eingangsklemmen α und b verbunden ist. Jede potential und das Binärzeichen 1 durch Anlegen Z-Diode ist über einen Widerstand R_i bzw. R₂ mit eines positiven Potentials an die Eingangs- dem positiven Pol der Versorgungs-Gleichspannungselektrode realisiert ist. quelle verbunden. Die Z-Dioden in den Eingangs-

45 strecken des Verknüpfungsgliedes bewirken eine,

hohe Störspannungssicherheit, da die Zenerspannung

der Dioden im allgemeinen zwischen 6 und 7 Volt gewählt wird. Die Störspannungssicherheit an den

Die Erfindung betrifft ein zur wahlweisen Durch- Eingängen α und b beträgt damit mehr als 5 Volt,

führung der NOR- oder Äquivalenz-Funktion um- 50 . In. Fig. Ib ist die Werttabeile des in Fig. 1 dar-

schaltbares Verknüpfungsglied, bestehend aus einem gestellten Verknüpfungsgliedes zusammengestellt.

Transistor mit mehreren den Transistor steuernden Hieraus ersieht man, daß, wenn an einem der beiden

Emitterelektroden und mindestens einer am Kollek- Eingänge α und b das Binärzeichen 1 in Form eines

tor des Transistors angeschlossenen Ausgangs- positiven Spannungsimpulses oder einer über der

elektrode und einer Basiszone. 55 ,Zenerspannung liegenden Gleichspannung angelegt

Es sind ODER-Schaltungen bekannt mit einem wird, der Transistor T_x leitend wird und am

Transistor, die sich bei entsprechender' Wahl des Kollektorausgang c nur die Restspannung abfällt,

Eingangspegels an den Eingangselektroden in. UND- die gleichbedeutend mit dem Binärzeichen O ist.

Schaltungen überführen lassen. Bei einer geringen.. Wenn, dagegen sowohl am Eingang α als auch am Anzahl von Eingängen kann bei der bekannten 60 Eingang b Erdpotentiat angelegt wird, bleibt der

Schaltung eine Umwandlung der Funktion durch die Transistor gesperrt, und am Kollektorausgang liegt

Änderung der Vorspannung erzielt werden. das positive Potential der¹ Versorgungsspannungs-

Ferner sind NOR-Glieder aus einem Transistor quelle. Das heißt also, daß nur beim Binärzeichen O

bekannt, der zahlreiche Emitterzonen aufweist, die am Eingang α und am Eingang b am Ausgang c das

teilweise die als Z-Dioden wirkenden Eingangs- 65 Binärzeichen 1 angezeigt wird.

elektroden des Verknüpfungsgliedes bilden. Eine die Die F i g. 1 c zeigt die Realisierung der Schaltung

Emitterfunktion erfüllende Emitterzone ist dabei mit nach F i g. 1 unter Verwendung eines gemeinsamen

Erdpotential verbunden. Halbleiterkörpers 1 für den Transistor T₁ und die