DE2233286B2 - Datenübertragungsstufe - Google Patents

Description

Elemente gleichzeitig ein Eingangssignal (E₁) zu- .

führbar ist, um den einen Stromkanal in einen eo
relativ niederohmigen Zustand und den anderen
Stromkana» in einen relativ hochohmigen Zustand zu versetzen; und daß den beiden gc- Die Erfindung betrifft eine Datenübertragung sonderten Klemmen (10, 12) Taktsignale (</>, Ψ,) stufe, bestehend aus zwei aktiven Elementen, deren zuführbar sind, die während eines ersten Zeit- 25 jedes einen Stromkanal und eine Steuerelektrode /m Intervalls so gepoit sind, daß der ein im nieder- Steuerung der Leitfähigkeit dieses Stromkanals :iuiohmigen Zustand befindliches aktives Element
enthaltende Strompfad leiicnd wird, und die
während eines folgenden Zeitintervalls so gepolt
sind, daß ein Stromfluß durch beide Strompfade 30
verhindert wird.

2. Datcuäbertragungsstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes aktive Element (22, 24) ein Feldeffekttransistor ist, dessen

Emitter- und Kollektoreiekt öden die Enden je- 35 Inverter (/, und /.,) und zwei komplementäre Ti weils eines Stromkanals bilden und dessen Gatt- schaltungen (7"G₁, TG₂). Jeder Inverter und jede Tci elektrcde jeweils die Steuerelektrode bildet; und schaltung enthält zwei Transistoren unterschiedliche daß jedes der asymmetrisch leitenden Elemente Leitungstyps. Die erste Torschaltung 7G₁ liegt z\\ (D₁, D.,) eine Diode ist; und daß die Kathode der sehen dem Punkt für den Dateneingang und der fm im ersten Strompfad liegenden Diode (D₁) ge- 40 gangsklemme des ersten Inverters /,, und die zweit, meinsam mit der Anode der im zweiten Strom- Torschaltung TG., liegt zwischen der Ausgang pfad liegenden Diode (D.,) am Knotenpunkt (28)
liegt; und daß der Stromkanal des im ersten
Strompfad liegenden Transistors (22) zwischen
der Anode der im ersten Strompfad liegenden 45
Diode und der ersten Taktsignalklemme (10)
liegt; und daß der Stromkanal des im zweiten
Strompfad liegenden Transistors (24) zwischen

der Kathode der im zweiten Strompfad liegenden _D , _{a o} ,

Diode und der zweiten Taktsignalklemme (12) 50 umgekehrte Eingangssignal. Wenn 7"G₁ durchliegt; und daß_das der zweiten Klemme zugeführte geschaltet ist, ist TG., gesperrt. Hierdurch wird vcr-Taktsignal ('/>,) das Komplement des der ersten
Klemme zugeführten Taktsignals ('/',) ist.

3. Datenübertragungsstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der aktiven Elemente (42, 44) ein Feldeffekttransistor ist, dessen Emitter- und Kollektorelektroden die Enden jeweils eines Stromkanals bilden und

weist, und aus zwei Strompfaden, deren jeder z\si sehen einem kapazitiven Knotenpunkt und einer gesonderten Klemme liegt.

Fig. 1 zeigt eine Stufe eines bekannten dynamischen Schieberegisters, welches mit komplemcp tärcn Metalloxyd-Halbleiterelementen (Komplernentär-MOS-Schaltungen oder »CMOS-Schaltungcn ; aufgebaut ist. Die Stufe enthält zwei komplementü:

klemme des Inverters /, und der Eingangsklemme dt. zweiten Inverters /.,. Die Torschaltungen werden abwechselnd von Taktsignalen '/', und Φ., gesteuert.

Wenn 7"G₁ durchgeschaltet wird, wird der Konden satorC,, der ein diskretes Element oder eine verteilte Kapazität sein kann, auf den Spannungswert (»hoch oder »niedrig«) des Signals am Dateneingang aufgeladen, und der Ausgang des Inverters /, liefert das

dessen Gattclektrode jeweils die Steuerelektrode

hindert, daß die Spannung am Kondensator C\„ der ein diskretes Element oder eine verteilte Kapazität sein kann, vom Dateneingangssignal beeinflußt wird. Wenn 7"G₁ gesperrt wird, wird der Kondensator C₁ vom Dateneingang abgetrennt, und die an ihm liegende Spannung bleibt relativ konstant. Wenn die Torschaltung TG₂ durchgeschaltet wird, wird das Ausgangssignal des Inverters /, von dieser Torschal-

bildet; und daß die Gattclektroden der im ersten 60 tung weitergegeben, so daß es den Kondensator C, und zweiten Strompfad liegenden Transistoren auflädt. Bei abwechselnder Aktivierung der Torzusammcngeschaltet sind; und daß die Kollektor- schaltungen laufen die Datenbits längs des Schicbeelektrodcn der in beiden Strompfaden liegenden registers.

Transistoren gemeinsam mit dem Knotenpunkt Bei der bekannten Schaltung befinden sich am Ein-

(68) verbunden sind; und daß jedes der asym- 65 gang und am Ausgang jedes Inverters kapazitive metrisch leitenden Elemente (D₁,,, D₂,,) eine Knotenpunkte. Somit werden vier Knotenpunkte in Diode ist; und daß die Emitterelektrode des im jeder Stufe während eines jeden Zyklus aufgeladen ersten Strompfad liegenden Transistors (42) mit und entladen. Außerdem wird beispielsweise bei der

bekannten Schaltung der Kondensator C₁ über die Torschaltung TG_x aufgeladen (oder entladen), und \der Inverter/, spricht dann auf das am KondenfgatorC, liegende Signal an. Die Verzögerung zwisehen dem Anlegen eines Signals an die Datenpingangsklemmc und der Erzeugung eines Signals am d It/ it kli di

pingg g g

IAusgang des Inverters/, ist kumulativ die Summe der durch C₁ und durch /, hervorgerufenen Verzögerungen. Obwohl das bekannte Schieberegister verhältnismäßig einfach ist, werden bei ihm acht von Φ_χ) zugeführt. Die Klemme 14 erhalt ein Taktsignal Φ₃ und die Klemme 16 dew*n Komplement <F_y Die Taktsignal Φ,, TF₁, Φ., und Φ₃ können zwischen zwei Werten -f V₁₁₁, und V_ss schwanken. Der Wert ( V„„ ist beispielsweise (-K)VoIt und wird mit »hoch« bezeichnet, und der Wert V_Ss »t beispielsweise O Volt und wird mit »niedrig« bezeichnet. Für den korrekten Betrieb der Schaltung nach F i g. 2 als „. ... Schieberegisterstufe dürfen Φ, und Φ», wie in Fig. 5

I verhältnismäßig einfach ist, werden bei ihm acht in gezeigt, nicht beide gleichzeitig »hoch« (ί-V_Ml) sein. 1 Transistoren je Stufe benötigt. Mit der Entwicklung Nachstehend sei erläutert, wie die taktgesteuerten

I hochintegrierter Schaltungen (LSl-Schaltungen) wird Inverter arbeiten, um Daten vom Eingang 26 der I es immer wichtiger, daß die Schaltungen einfacher Stufe zum Ausgang 38 der Stufe zu übertragen. Da I sind, mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, die Inverter 20 und 30 einander gleich sind und nur \ weniger Leistung verbrauchen und, sofern möglich, 15 von verschiedenen Taktsignalen gesteuert werden, I weniger Komponenten enthalten. wird im einzelnen nur die Arbeitsweise eines Inverters

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der weit- (20) beschrieben.

gehenden Erfüllung dieser Forderungen. Sie wird Es sei angenommen, daß während eines ersten

durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale ge- Zeitintervalls (;, bis 1.,) der taktgesteuerte Inverter löst. Weiterbildungen der Erfindung sind in ülmi 20

Untcransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Darstellungen von Aasführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fi g. 1 das Schaltbild einer bekannten Schaltung tür

eine Stufe eine; dynamischen Schieberegisters mit 25 plementö-'er Inverter.

30 nicht beaufschlagt" ist (d. h. '!>., ist »niedrig« und Φ~, ist »hoch«) und der zweite taktgesteuerte

Inverter 20 beaufschlagt ist (d.h. ^₁ ist »hoch«

und Φ, ist »niedrig«). Mit '/',-»hoch« und '/',-»niedrig-; arbeitet der Inverter 20 wie ein herkömmlicher kom-

komplementären Mctalloxyd-Halbleiterbauelementen,

Fig. 2 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Datenübertragungsstufe.

F i g. 3 das Schaltbild einer anderen erfindungsgemäßen Datenübertragungsstufe,

Fig. 4 das Schaltbild einer wiederum anderen erfindungsgemäßen Datcnübertragungsslufe.

F i g. 5 in einem Diagramm die Beziehung zwischen den Taktinipulsen Φ, und Φ.,.

Wenn das Daieneingangssignal E₁, welches an die Klemme 26 gelegt wird, »hoch« ist, ist der Transistor 22 gesperrt (der Kanal zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor ist äußerst hochohmig), während der Transistor 24 \ oll durchlässig ist (der Kanal zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor ist relativ niederohmig). Das Signal E., am Knotenpunkt 28 wird wegen der Durchlässigkeit der Diode D., und wegen der niedrigen »Durchlaße-Impedanz des Tran-

Die in F i g. 2 gezeigte Signalübertragungsstiife be- 35 sistors 24 auf das Potential der Klemme 12 geklemmt, steht aus taktgesteuerten Invertcrn oder Umkehrstufen 20 und 30. Der Inverter 20 enthält einen Feldeffekttransistor vom P-Typ mit isolierter Steuerelektrode (IG-FET) 22, dessen Emitterelektrode mit

Da Φ, an der Klemme 12 »niedrig« ist, wird der Ausgangsknotenpunkt 28 auf »niedriges« Potcnial geklemmt. Wegen des Durchla^spannungsabfalls (V,_i}) der Diode D., liegt der Minimalwcrt des

der Klemme 10 und dessen Kollektorelektrode mit 40 Potentials am Knotenpunkt 28 in Wirklichkeit um

der Anode der Diode D₁ und dessen Galtclcktrode mit der Gattelektrode eines IG-FET 24 vom n-Typ und mit der Datene<ngangsklemme 26 verbunden ist. Der Transistor 24 liegt mit seinem Emitter an der Klemme 12 und mit seinem Kollektor an der Kathode der Diode D.,. Die Anode der Diode /λ, und die Kathode der Diode D, sind mit dem Knotenpunkt 28 verbunden. Der am Knotenpunkt 28 dargestellte Kondensator C₁ hat die Aufgabe, die ihm V_;j/ Volt über dem Wert !''„•^.".,-»niedrig« ist daher in Wirklichkeit V_n, Volt (V _ss -0 Volt).

Wenn das an der Klemme 26 zugeführte Signal »niedrig« ist. wird der N-Typ-Transistor 24 gcsperrt und der P-Typ-Transistor 22 durchgcschaltet. Der Transistor 22 und die in Reihe mit ihm geschaltete durchlässige Diode /), bilden einen Stromweg zwischen der Klemme 10 und dem Ausgangsknotenp'.mkt 28. so daß der Kondensator C₁ auf einen

während eines gegebenen Taktintervalls zugeführte 50 »hohen« Spannungswert aufgeladen wird. Wegen des

Ladung zu speichern, und stellt die am Knotenpunkt 28 wirksame gesamte Knotenpunktkapazität dar. ob es sich nun dabei um eine diskrete oder um eine verteilte Kapazität handelt.

Durchlnßspanndngsabfalls (V_m) der Diode D₁ ist die maximale Spannung an C, gleich V,,_n minus der Spannung V₁₁₁- der Diode D_x. Somit liegt E₂-»hoch«

Die Gattclektroden der Transistoren 32 und 34 55 gefaßt wiai sind mit dem Knotenpunkt 28 verbunden. Der ~
P-Typ-Transistor 32 liegt mit seiner Emitterelektrode
an der Klemme 14 und mit seiner Kollektorclektrode an der Anode der Diode D.,. Der N-Typ-Transistor

Wirklichkeit bei (V₁₁₁, V₁₁₁) Volt. Zusammcn-

für die Bedingung '/»,-»hoch« und <?V»nicdrig« d.is Dateneingangssignal E₁ an der Klemme 26 durch dien Inverter 20 umgekehrt und um einen Diodenspannungsabfall vermindert oder er- höht zum Knotenpunkt 28 übertragen. Das Aus-

28 bä

34 liegt mit setner Emitterelektrode an der Klemme 6° gangssignal E., am Knotenpunkt 28 beträgt entweder 16 und mit seiner Kollektorelektrode an der Kathode "+ V_mi Volt öde- (+V_11n-V_n,) Volt und wird in der Diode D₁. Die Kathode der Diode D., und die der durch den Kondensator C₁ dargestellten Ka- Anode der Diode D_x sind mit der Ausgangsklemme pazität im Eingangskreis des Inverters 30 gespeichert, 38 verbunden. Der die getarnte Knoteiipunktkapazität bis Φ, zum nächsten Mal »hoch« wird.

liegt zwischen der ⁶S ---....—

darstellende Kondensator C₁
Klemme 38 und Masse.

Der Klemme 10 wird ein Taktsignal </', und der Klemme 12 ein Taktsignal ^7 (das Komplement Der Umstand, daß durch die Dioden D, und D., die Spannung am Knetenpunkt 28 um einen dem Spannungsabfall an einer Diode entsprechenden Wert vermindert wird, ist für die Arbeitsweise de'

Schaltung nicht problematisch. Die am Knotenpunkt richtung gespannte Diode bleibt die Spannung an C₁

28 verfügbare Spannung (V_n,,- V₁₁₁. «der V_ss '·- V₁₁₁) auf dem angenommenen Wert, solange Ψ, = »hoch« ist.

ist immer noch viel höher, als es zum Durchschalten . . .

des richtigen Transistors der folgenden Stufe er- ^B- *'i *« »^hoch« ¹¹⁰^Jh sei »niedrig«

forderlich ist. 5 ('/',-»niedrig«, '/',-»hoch«)

Es sei nun angenommen, daß während eines Zeil- Bei E,-»hoch« und ^-»niedrig« ist Transistor 22

Intervalls (Λ, bis i₄) der taktgestciicrtcjnvertcr 30 be- gesperrt, während der Transistor 24 durchgcschaltct

aufschlagt ist (<l>_i ist »hoch« und '/»._, ist »niedrig«) ist. Selbst wenn der Transistor 22 leiten könnte, ist

und der taktgesteuerte Inverter_20 nicht beaufschlagt die Diode D immer noch in Sperrichtung gespannt,

ist (Φ, ist »niedrig« und «/', ist »hoch")· Mit io weil ihre Anode an »niedrig« (0 Volt) liegt, während

»/>₂-»hoch« und »/»!-»niedrig« wird der Inverter 30 wie ihre Kathode mit dem Punkt 28 verbunden ist,

ein gewöhnlicher "komplementärer Inverter betrieben, dessen Minimalpotential mindestens V_n, Volt beträgt,

wobei er das am Knotenpunkt 28 erscheinende Si- Der durchgcschaltete Transistor 24 legt + V,_w Volt

gnal E., unter Umkehrung weitergibt, um an der Aus- an die Kathode der Diode I).,, deren Anode auf

gangsklcmme 38 ein Ausgangssignal E₁ zu erzeugen. 15 V_n, Volt liegt. Die Diode D₂ ist "daher in Sperrichtung

Dieses Datenausgangssigna! E₃ hat einen hohen gespannt und verhindert jeden Stromfluß (abgesehen

Pegel \on (V,_(/, V,„) Volt und einen niedrigen von Leckströmen), der die Spannung am Konden-

Pegel von V_B,_: Volt phasengleich mit dem Daten- satorC, ändern könnte. Somit wird der kapazitive

eingangssignal E₁, jedoch diesem gegenüber um die- Knotenpunkt gemeinsam durch die Dioden D₁

jenige Zeit verzögert, die nach dem Übergang 10 und D₂ und die Transistoren isoliert,

von '/», auf »hoch« verstreicht, bis '/»., auf »hoch« . .

übergegangen ist [I₁ bis /,). " ^{C E}<^s,^ei »ⁿ'cdng« und E₂ sei »hoch«

Die erfindungsgemäße Datenübertragungsstufe er- ('/',-»niedrig«, «/-,-»hoch«)

füllt somit die gleiche Funktion wie eine Stufe eines Mit E,-»niedrig« ist der Transistor 24 gesperrt,

herkömmlichen dynamischen Schieberegisters, wo- 25 und av-gcsehen von Leckströmen fließt durch ihn kein

bei im vorliegenden Fall jedoch nur vier Transistoren Strom. Durch E,-»nicdrig« wird der Transistor 22

und vier Dioden an Stelle von acht Transistoren bc- durchgcschaltct, und an die Anode der Diode D₁

nötigt werden. Es ist einzusehen, daß viele Stufen wird '/»,-»niedrig« gelegt. Ua jedoch E.,-»hoch«

des in Fig. 2 gezeigten Typs in Kaskade geschaltet gleich [V₁₁₁₁ K,,,) Volt ist und diese Spannung an

werden können, um ein Schieberegister beliebiger 30 die Kathode der Diode D₁ gclect wird, ist diese Diode

Länge zu bilden. in Sperrichtung gespannt, so daß sie einen Stromfluß

Es sei nun gezeigt, daß, wenn die Inverter nicht durch den Transistor 22 verhindert,
bcaufschlaet sind, (d. h.. wenn für den In-

vertcr20 <7», »niedrig« und Φ, »hoch« und für den ^ü· ^fci sei »niedrig« und_E₂ sei »niedrig«

Inverter 30 </'_s »niedrig« und Φ., »hoch« ist), die 35 ('/',-»niedrig«, '/»,-»hoch«)

Dioden gemeinsam mit den Transistoren unabhängig Mit E,-»niedrig« ist der Transistor 24 gesperrt, so

vom Wert des Eingangs- oder Ausgangssignals ver- daß durch ihn kein Strom fließt. Der Transistor 22 ist

hindern, daß die in den Ausgangs- oder Speicher- jedoch durchgcschaltet und das Signal '/»,-»niedrig«

kondensatoren (C, oder C₂) gespeicherte Information gelangt zur Anode der Diode D . Da das an dei

gelöscht wird. Da die Inverter 20 und 30 einander 40 Kathode der Diode D₁ liegende Potential mindestens

gleich sind, wird nachstehend im einzelnen nur die V_m: Volt beträgt, ist die Diode D, in Sperrichtung gc-

Speichcroperation eines Inverters, nämlich des In- spannt, so daß sie keinen Stromfluß zuläßt. Die

vertcrs 20. beschrieben. Spannung am Kondensator C, bleibt daher un-

. ^- . τ- ■ u u verändert.

A. Es sei angenommen. E₁ sei »hoch« ., _Pc · ,

und E, sei »hoch« («/.,-»niedrig«, ^-»hoch«) ⁴⁵ _W(f_{r f} «»mit nachgewiesen, daß unabhängig von

^{2 v} ' ' ^"t lurt, und £., der Ausganesknotenpun^t 28 vor

£,-»hoch« hat eine ausreichende Amplitude, um den Taktanschlüssen 10 und" 12 abgetrennt ist

den Transistor 22 zu sperren und einen Stromfluß wenn Φ. »niedrig« und 0^ »hoch« ist. Die Dioden D

durch ihn zu verhindern, selbst wenn der Inverter und D₂ erfüllen somit im wesentlichen die gleich!

mit Eingangsleistung beaufschlagt wird. Selbst wenn 50 Aufgabe wie die komplementäre Torschaltung bein

der Transistor 22 leiten könnte, wäre die Diode D₁ Stand der Technik. Bei den Dioden handelt es siel

in Sperrichtung vorgespannt, weil ihre Anode auf um zweipolige Bauelemente, während Transistorer

'/',-»niedrig« (0 Volt) liegt, während ihre Kathode Bauelemente mit drei Anschlüssen sind Durch di<

auf <y_nit-V_BF) Volt liegt. Bei E,-»hoch« ist der Verwendung von Dioden kann die Anordnung somi

Transistor 24 durchgeschaltet, und seine mit der 55 einfacher und kleiner gemacht werden.

Klemme 12 verbundene Elektrode wirkt nun als Die Schaltung nach Fig. 2 enthält im Gegensat;

Kollektor, während seine mit der Kathode der zu der bekannten Schaltung zwei Knotenpunkte (28

DiocteD., verbundene Elektrode als Emitter wirkt. 38). die in jedem Zyklus aufgeladen und entladei

Da 0, »hoch« und E, »hoch« ist, leitet der Tran- werden. Somit ist bei erfindungsoemäß ausgebildetei

sistor 24, bis an die Kathode der Diode D₂ -»- V_n,, Volt 60 Schaltungen die Verlustleistung geringer als bei de

gelegt werden. Da diese Spannung ( ^J V_11n) positiver bekannten Schaltung. Auch fällt bei der in Fig.:

als die Spannung E, -= V_n,, - V_nr an der Anode gezeigten Schaltung die Verzögerung fort die voi

der Diode D₂ ist, ist diese Diode in Sperrichtung den Torschaltungen der bekannten Anordnung ver

vorgespannt. Daher bleibt für die Bedingung ursacht wurde. Bei der Schaltung nach F i c 2 werde; '/.,-»niedrig« und '/',-»hoch« die im Kondensator C₁ 6₅ die Signale direkt an die Stcuerelektroden des In

gespeicherte Information unverändert, wenn E₁ vertcrs gelegt. Somit wird die maximale Betriebs

und E₁, beide »hoch» sind. Abgesehen von dem gc- geschwindigkeit nur durch die Ansprechzeit der In

ringen Finfluß von I eckslrömen durch die in Sperr- verier begrenzt. Außerdem ist die Schaltung nacl

Fig. 2 weniger störungsempfindlich gegenüber den einer geraden Anzahl von Stufen sind die Ausgangsvon dem pulsierenden Taktsignal verursachten über- signale vom gleichen binären Wert wie die Eingangserscheinungen, weil die Knotenpunkte 28 und gangssignalc. Auch benötigt die Schaltung nach 38 durch die Serienschaltung eines Transistors mit Fig. 3 wesentlich weniger Leistung als die bekannte einer Diode von den Taktanschlüssen getrennt sind. 5 Schaltung nach Fig. 1. Bei jedem Zyklus werden pro

F; g. 3 zeigt eine Stufe eines Schieberegisters, bei Stufe zwei Knotenpunkte (48, 58) entladen, was im welcher die Daten ähnlich wie im Fall der Fig. 2 Vergleich zum Stand der Technik günstig ist. Jcdcszum Zeitpunkt Φ,-shoch« in die Stufe hincingescho- mal, wenn ein komplementärer Inverter geschaltet bcn werden und zum Zeitpunkt Φ.,-shoch« aus der wird, existiert ein Zeitintervall, wenn beide Bau-Stufe herausgeschoben werden. Im Gegensatz zur io elemente durchgeschaltet werden. Dies trägt wcsent-Anordnung nach F i g. 2 ist jedoch hier das von jeder lieh zur Verlustleistung bei. In der Schaltung nach Schieberegisterstufe (vier Transistoren und zwei F i g. 3 ist nur ein Inverter je Stufe vorgesehen, was Dioden) abgegebene Ausgangssignal das Komplement ein deutlicher Vorteil ist. des Eingangssignals dieser Stufe. Was die Geschwindigkeit anbetrifft, so ist die Schal-

Das Datensignal E₁ wird an der Eingangsklemme 15 tung nach Fig. 3 schneller als die bekannte Schal-46 zugeführt. Das Eingangssignal wird zum Knoten- tung, weil die Gesamtverzögerung einer Stufe aus punkt 48 mittels einer Torschaltung 50 übertragen, dem Beitrag eines Inverters und einer Torschaltung die aus komplementären Feldeffekttransistoren 51 besteht und nicht, wie bei der bekannten Schaltung, und 53 besteht, deren Stromkanäle parallel zwischen^ aus zwei Invertern und zwei Torschaltungcn. den Punkten 46 und 48 liegen. Das Taktsignal Φ, 20 Bei beiden vorstehend beschriebenen Schaltungen wird auf die Gattelcktrodc des P-Typ-Transistors sind die Dioden mit den Kollektoren der Transistoren 51 und das Taktsignal Φ, wird auf die Gattelektrode verbunden. Die Dioden können jedoch auch, wie in des N-Typ-Transistors 53 gegeben. Das Datensignal F i g. 4 gezeigt, zwischen den Emitterelektroden der wird vom Knotenpunkt 48 zur Ausgangsklemmc 58 Transistoren und den Taktanschlüssen liegen, mittels des taktgesteuerten Inverters 20α übertragen, 25 Es sei daran erinnert, daß der Ausgangspegcl der der genauso aufgebaut ist wie die Inverter 20 und 30 taktgestcuerten Inverter bei den Schaltungen nach in Fig. 2. Der_lnverter 20a wird durch Takt- den Fig. 2 und 3 entweder (V„„ V₁₁₁) Volt oder signale Φ₂ und TC beaufschlagt. Die zeitliche Be- V_n, Volt beträgt. Wie oben erwähnt, kann dies /ichung zwischen Φ, und Φ_ο kann sehr verschieden problematisch sein, weil der gesperrte Transistor des sein, wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 be- 30 Inverters eine kleine Vorspannung in Durchlaßschrieben wurde, jedoch dürfen die Signale Φ, und Φ.₁ richtung erhält. Bei der Schaltung nach F i g. 4 ist der wie im vorangegangenen Fall nicht beide gleich- Spannungsabfall V_n,-an den Ausgangsknotenpunkten zeitig positiv sein, wenn die Schaltung als Schiebe- (68, 78) noch vorhanden, jedoch ist nun die Gatticgistcrstufe arbeiten soll. Emitter-Spannung (K_as) des gesperrten Transistors

Wenn beim Betrieb der in Fi g._3_gezeigten Schal- 35 faktisch gleich 0. Bei »hohem« Taktsignal Φ,

tung Φ, »hoch« ist (Φ.,-sniedrig«, Φ,-shoch«), ist die (Φ,-Änicdrig«) hat das Ausgangssignal E₂, welches

Torschaltung 50 durchlässig, und das an der Klemme am Kondensator C₁ als Antwort auf ein Datcn-

46 vorhandene Datensignal E₁ wird ohne Vorzeichen- eingangssignal E₁ erzeugt wird, in Wirklichkeit ent-

ändcrung zum Knotenpunkt 48 übertragen, an weder den Wert (V_n,, -_V_m) Voll oder V₁₁, Volt,

welchem der Kondensator C₁ liegt. Zum Zeitpunkt 40 Wenn Φ₂ »hoch« wird ^-»niedrig«), ergibt sich für

/',-»hoch« wird daher der Kondensator C₁ auf den die Klemme 14a ein Potential von f K„„ und für

!'esel des Datcneingangssignals aufgeladen. die Klemme 16a ein Potential von 0 Volt. Wegen des

Während der Zeitspanne, in welcher die Tor- Spannungsabfalls an den Dioden hat die Emitterschaltung 50 aktiviert ist, ist der Inverter 20a ge- elektrode des Transistors 52 ein Potential von -pem, und die Ausganeskleinme 58 ist vom Knotejv 45 (V„„ V₁₁₁.)1 Volt und die Emitterelektrode des Tranpiinkt48 abgetrennt. Wenn Φ, »niedrig« wird (Φ, sistors54 ein Potential von V_n, Volt über Masse, wird »hoch«), dann sperrt die Torschaltung 50, und Wenn E₂ gleich (V_IW - V_ttF) Volt ist, ist daher die der Kondensator C₁ bleibt auf dem Wert aufgeladen, Gatt-Emitter-Spannung [V _GS) des Transistors 52 den das Dateneingangssignal bei »hohem« Φ, hatte. gleich 0, und der Transistor 52 ist ohne Zweifel geWenn anschließend Φ., »hoch« wird (Φ.,-sniedrig«), 50 sperrt. In ähnlicher Weise ist die Spannung V_GS des dann arbeitet der taktgesteuerte Inverter"20« wie ein Transistors 54 gleich 0, und der Transistor 52 isl herkömmlicher komplementärer Inverter. Das am gesperrt, wenn das Signal E₂-»niedrig« gleich Knotenpunkt 48 vorhandene Datensignal wird dann V_nr Volt ist.

in invertierter Form zur Ausgangsklemme 58 über- Bei der Schaltung nach F i g. 4 wird somit der un-

tragen. ⁵⁵ erwünschte Effekt einer durch den Diodenspannungs

Bei dieser Ausführungsform ist wesentlich, daß abfall hervorgerufenen Potentialverschiebung ver

nur sechs Bauelemente zur Bildung einer Über- mieden. Daher kennen in der Schaltung nach Fig.-;

tragungsstufe notwendig sind, und nicht acht Bau- ohne Gefahr Bauelemente verwendet werden, di<

elemente wie bei herkömmlichen Schaltungen. Dies relativ niedrige Schwellenspannungen haben,

bedeutet eine Einsparung von zwei Bauelementen pro ^6o In den Ausführungsformen nach den Fig. 2, '.

Stufe. Beispielsweise ergibt sich bei Schieberegistern und 4 wird die unipolare Leitfähigkeit beider Pfadi

mit hundert oder mehr Stufen durch die neue Schal- eines jeden Inverters mit Hilfe von Dioden erzielt

tung eine beträchtliche Einsparung (200 Dioden für Natürlich können statt dessen auch andere asym

ein hundertstufiges Register) in der Anzahl der Korn- metrisch leitende Elemente verwendet werden, die ii

ponenten. Für ein Register mit einer ungeraden An- ⁶5 einer Richtung eine verhältnismäßig hohe Impedan

zahl von Stufen sind die Ausgangssignale Komple- und in der anderen Richtung eine verhältnismäßi;

mcnte der Eingangssignale, und für ein Register mit niedrige Impedanz darstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen ⁴O⁹ 535/35

Claims (4)

1. 233
2. Patentansprüche:
3. der Kathode der im ersten Strompfad liegendei Diode (ö.J verbunden ist, deren Anode mit de ersten Taktsignnlklemme verbunden ist; und dal die Emitterelektrode des im zweiten Strompfat liegenden Transistors (44) mit der Anode der in zweiten Strorapfad Hegenden Diode (/J_{3 fc}) ver bunden ist, deren Kathode mit der zweiten Takt signaJktemme verbunden ist; und daß das de zweiten Klemme zugeführte Taktsignal das Korn plement des der ersten Klemme zugeführten Takt signals ist.
4. 4. Datenübertragungsstufe nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der im ersten Strom pfad liegende Transistor (24) vom entgegen gesetzten I citungstyp wie der im zweiten Strom pfad liegende Transistor (22) ist.

   I. Datenübertragungsstufe, bestehend aus zwei aktiven Elementen, deren jedes einen Stromkanal δ und eine Steuerelektrode zur Steuerung der Leitfähigkeit dieses Stromkanals aufweist, und aus zwei Strompfaden, deren jeder zwischen einem kapazitiven Knotenpunkt und einer gesonderten Klemme liegt, dadurch gekennzeichnet, to daß jede Stufe zwei asymmetrisch leitende Elemente (P₁, £>,) enthalt und daß jeder Strompfad den Stromkarial eines der aktiven Elemente (22, 24) in Reihe mit einem der asymmetrisch leitenden Elemente enthält, die so gepolt sind, daß der Knotenpunkt (28) über eines von ihnen aufgeladen und über das andere entladen werden kann; und daß den Steuerclektroden der beiden aktiven