Pierwszenstwo: Opublikowano: 14.IX.1965 (P 110 862) 18.IX.1964 Niemiecka Republika Demokra¬ tyczna 12.IV.1968 55003 KI. 21 a*, 36/18 MKP _"°3k Wis, UHOr^fcfW Wspóltwórcy wynalazku: inz. dypl. Dietrich Armgarth, inz. dypl. Jurgen Wende Wlasciciel patentu: VEB Halbleiterwerk Frankfurt/Oder, Frankfurt/Oder (Niemiecka Republika Demokratyczna) Logiczny uklad podstawowy lub impulsowy ze sterowaniem bramkowym Wynalazek dotyczy logicznego ukladu podsta¬ wowego lub impulsowego ze sterowaniem bram¬ kowym, w którym wyjscia sygnalowe sa ste¬ rowane przez wejscia sygnalowe dla wykonania róznych funkcji.Logiczne uklady podstawowe pracujace przy sterowaniu bramkowym na przyklad z tranzysto¬ rami polowymi, sa malo znane. Dla kazdego ¦ z tych ukladów podstawowych sa potrzebne licz¬ ne tranzystory polowe, co wywiera niekorzystny wplyw na niezawodnosc pracy i szybkosc pracy.Zastosowanie ich do odtwarzania funkcji logicz¬ nych jest ograniczone lub mozliwe tylko w okres¬ lonych zastosowaniach. Nie nadaja sie one rów¬ niez jako czesci skladowe ukladów impulsowych.Celem wynalazku jest stworzenie niezawodne¬ go ukladu podstawowego o wielostronnym za¬ stosowaniu, który w wykonaniu zminiaturyzowa¬ nym nadaje sie do scalenia.Wynalazek ma za zadanie stworzenie logicz¬ nego ukladu podstawowego lub impulsowego, w którym do sterowania bramkowego potrzebne sa tylko nieliczne elementy konstrukcyjne czyn¬ ne lub bierne i którymi prócz tego uzyskuje sie wielka szybkosc przelaczania przy malym zapo¬ trzebowaniu pradu i niskim napieciu.Wedlug wynalazku osiaga sie to w ten sposób, ze na elektrode bramkowa tranzystora polowe¬ go, pracujacego na zasadzie wzbogacania, sygna¬ ly wejsciowe sa prowadzone przez czynne lub bierne elementy konstrukcyjne np. przez diody tak spolaryzowane, ze po przylozeniu napiecia na wejscie sygnalowe wykazuja duzy opór, a wiec w kierunku zaporowxm. Poza tym mie- 5 dzy napiecie robocze i elektrode bramkowa wla¬ czony jest element czynny lub bierny, na przy¬ klad opornik wlaczony szeregowo. Dla nastawie¬ nia punktu pracy, napiecie robocze jest przylo¬ zone poprzez element bierny lub czynny na io przyklad poprzez opornik roboczy na spust tran¬ zystora polowego, natomiast zródlo tranzystora polowego jest polaczone z masa. Przy pomocy tego ukladu mozna odtwarzac funkcje logiczne „i — nie" (NAND) oraz „nie" (negacja) albo ukla- 15 dy impulsowe.Dla realizacji funkcji logicznych „lub — nie" (NOR) oraz „nie" (negacja) sygnaly wejsciowe sa podawane na elektrode bramkowa tranzystora po¬ lowego poprzez czynne lub bierne elementy kon- 20 strukcyjne na przyklad diody, które sa spolaryzo¬ wane tak, iz z chwila przylozenia napiecia na wejscie sygnalowe wykazuja maly opór, a wiec w kierunku przewodzenia. Napiecie robocze jest ' przylozone poprzez bierny lub czynny element 25 konstrukcyjny jako opornik roboczy na spust tran¬ zystora polowego. Zródlo jest polaczone z masa.Dla polepszenia pracy ukladu mozna wlaczyc opor¬ nik miedzy elektrode bramkowa i mase.Przez polaczenie kilku tego rodzaju ukladów so podstawowych mozna odtworzyc wszelkie dalsze 550033 funkcje logiczne. Poza tym mozna w ukladzie NAND zastosowac czynne lub bierne elementy konstrukcyjne nastepnych ukladów jako opór ro¬ boczy dla tranzystora polowego poprzedzajacego uklad podstawowy.Wedlug wynalazku dla realizacji róznych funkcji logicznych albo ukladów impulsowych potrzebny jest tylko tranzystor polowy i nielicz¬ ne elementy czynne lub bierne. Uklad podstawo¬ wy jest prawie nieobciazony przez nastepne ukla¬ dy, tak, iz moga one byc zaprojektowane na ma¬ ly pobór mocy. Przy scaleniu, wobec malej mocy strat cieplnych, mozna stosowac wielka gestosc u- lozenia elementów. W wiekszych ukladach powaz¬ nymi zaletami sa: zwartosc konstrukcji, mniejsze prady, nizsze napiecia robocze i niskie koszty produkcji.Wynalazek jest objasniony na przykladzie przed¬ stawionym na zalaczonym schemacie, na którym fig. 1 przedstawia uklad logiczny podstawowy lub impulsowy dla odtwarzania funkcji logicznej „i — nie" oraz „nie", a fig. 2 przedstawia logiczny uklad podstawowy dla realizacji funkcji logicz¬ nych „lub — nie" oraz „nie".Na fig. 1 sygnalowe wejscia 1, 2, 3 sa polaczone przez diody wejsciowe 4, 5, 6 z elektroda bramko¬ wa 7 tranzystora polowego 8. Diody wejsciowe 4. 5, 6 sa wlaczone w kierunku zaporowym czyli maja taka polaryzacje, ze przy przylozeniu napiecia do wejsc sygnalowych 1, 2, 3 stanowia duzy opór.Napiecie robocze 14 jest przylozone poprzez o- pornik wstepny 15 na elektrode bramkowa 7, a dla nastawienia punktu pracy tranzystora polowego 8 jest doprowadzone poprzez opornik roboczy 13 na spust 11. Zródlo 10 jest polaczone z masa 9.Gdy na wejscia sygnalowe 1, 2, 3 jest wlaczone napiecie dodatnie na przyklad napiecie robocze 14 okreslone jako sygnal L, to diody wejsciowe przedstawiaja duza opornosc, a na elektrodzie bramkowej 7 jest przylozone napiecie robocze 14, które wytwarza miedzy zródlem 10 i spustem 11 kanal przewodzacy dla przeplywu pradu przez tranzystor polowy 8. Na wyjsciu 12 wystepuje wtedy tylko bardzo male napiecie w stosunku do masy 9 wynikajace z napiecia resztkowego na tranzystorze polowym 8, co jest okreslone jako sygnal 0.Gdy do masy 9 jest przylaczone jedno lub kilka wejsc sygnalowych, wówczas poprzez opornik wstepny 15 i odpowiednia diode wejsciowa moze plynac prad do masy 9. Pomiedzy elektroda bram¬ kowa 7 i zródlem 10 wystepuje wtedy tylko nie¬ znaczne napiecie wynikajace z napiecia przewo¬ dzenia diody wejsciowej. Tranzystor polowy 8 zo¬ staje wtedy zatkany, gdyz miedzy jego zródlem 10 i spustem 11 nie ma zadnego kanalu przewo¬ dzacego. Na wyjsciu 12 jest mierzone napiecie ro¬ bocze 14 w stosunku do masy 9, okreslone jako sygnal L.Na fig. 2 sygnalowe wejscia 1, 2, 3 prowadza przez wejsciowe diody 4, 5, 6 na elektrode bramko¬ wa 7 tranzystora polowego 8. Diody wejsciowe 4, 5, 6 sa wlaczone w kierunku przewodzenia, to znaczy sa tak spolaryzowane, ze przy przylozeniu 55003 4 napiecia na wejscie sygnalowe 1, 2, 3 maja mala opornosc.Dla nastawienia punktu pracy tranzystora po¬ lowego 8 napiecie robocze 14 jest przylozone po- 5 przez opornik roboczy 13 do spustu 11. Miedzy elektrode bramkowa 7 i mase 9 jest wlaczony opornik 16. Zródlo 10 jest polaczone z masa 9.Gdy wejscia sygnalowe 1, 2, 3 sa przylozone do masy 9, to tranzystor polowy 8 jest zatkany, gdyz 10 miedzy jego zródlem 10 i spustem 11 nie powstaje zaden kanal przewodzacy. Na wyjsciu 12 napiecie robocze 14 w odniesieniu do masy 9, zmierzone na przyklad jako napiecie dodatnie jest okreslone jako sygnal L. 15 Gdy na sygnalowych wejsciach 1, 2 lub 3 znaj¬ duje sie napiecie dodatnie na przyklad napiecie robocze 14, to tranzystor polowy 8 jest w stanie przewodzenia, gdyz pomiedzy zródlem 10 i spu¬ stem 11 powstaje kanal przewodzacy dla przeply- 20 wu pradu. Na wyjsciu 12 powstaje wtedy w sto¬ sunku do masy 9 male napiecie wynikajace z na¬ piecia resztkowego tranzystora polowego 8 okresla¬ jace sygnal O. 25 PL