RU2745398C1 - Trigger logic gate and/or - Google Patents
Trigger logic gate and/or Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745398C1 RU2745398C1 RU2020135243A RU2020135243A RU2745398C1 RU 2745398 C1 RU2745398 C1 RU 2745398C1 RU 2020135243 A RU2020135243 A RU 2020135243A RU 2020135243 A RU2020135243 A RU 2020135243A RU 2745398 C1 RU2745398 C1 RU 2745398C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- transistor
- additional
- transistors
- terminal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
Abstract
Description
Изобретение относится к цифровой схемотехнике, автоматике и промышленной электронике. Оно, в частности, может быть использовано в блоках вычислительной техники, построенных на логических элементах.The invention relates to digital circuitry, automation and industrial electronics. It, in particular, can be used in blocks of computing technology, built on logical elements.
Известен логический элемент И-ИЛИ-НЕ [Гольбденберг Л.М. Импульсные устройства. - М.: Радио и связь, 1981, стр. 51, рис. 2.26, б], содержащий шесть транзисторов, один диод, пять резисторов и источник питающего постоянного напряжения.Known logical element AND-OR-NOT [Holbdenberg L.M. Impulse devices. - M .: Radio and communication, 1981, p. 51, fig. 2.26, b], containing six transistors, one diode, five resistors and a DC voltage supply.
Недостаток его заключается в том, что у него малая нагрузочная способность. Электрический ток только одного транзистора формирует электрический ток внешней нагрузки. Если бы удалось увеличить число транзисторов, формирующих ток нагрузки, то это бы привело к увеличению максимальной силы электрического тока внешней нагрузки логического элемента и в результате к повышению нагрузочной способности.Its disadvantage is that it has a low load capacity. The electric current of only one transistor forms the electric current of the external load. If it was possible to increase the number of transistors that form the load current, then this would lead to an increase in the maximum electric current of the external load of the logic element and, as a result, to an increase in the load capacity.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа логический элемент И-НЕ [Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. – М.: Просвящение, 1991, стр. 74, рис. 3.5], содержащий четыре транзистора, четыре резистора, один диод и источник питающего постоянного напряжения.The closest in technical essence and the achieved result is the logical element NAND selected as a prototype [Yampolsky V.S. Fundamentals of Automation and Electronic Computer Engineering. - M .: Enlightenment, 1991, p. 74, fig. 3.5], containing four transistors, four resistors, one diode and a DC voltage supply.
Недостаток его заключается в малой нагрузочной способности. Электрический ток только одного транзистора формирует ток внешней нагрузки. Если бы удалось увеличить число транзисторов, формирующих электрический ток внешней нагрузки, то это бы привело к увеличению максимальной силы электрического тока нагрузки логического элемента и в результате к повышению нагрузочной способности.Its disadvantage is its low load capacity. The electric current of only one transistor generates an external load current. If it was possible to increase the number of transistors that form the electric current of the external load, then this would lead to an increase in the maximum electric current of the load of the logic element and, as a result, to an increase in the load capacity.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении нагрузочной способности триггерного логического элемента И/ИЛИ.The problem to be solved by the invention is to increase the load capacity of the trigger gate AND / OR.
Это достигается тем, что в триггерный логический элемент И/ИЛИ, содержащий источник питающего постоянного напряжения, общая шина (минусовой вывод) которого заземлена, первый резистор, один из выводов которого подключён к выходу (плюсовой вывод) питающего источника, первый транзистор (n-p-n), база которого подсоединена к свободному выводу первого резистора, транзистор является двухэмиттерным, вывод каждого эмиттера его образует относительно «земли» соответствующий (первый, второй) вход логического элемента для реализации операции И, последовательно включенные второй резистор, второй транзистор (n-p-n) и третий резистор, свободный вывод второго резистора подсоединён к общему выводу первого резистора и выхода питающего источника, база второго транзистора подключена к коллектору первого транзистора, а свободный вывод третьего резистора заземлён, четвёртый резистор, один из выводов которого соединён с общим выводом первого, второго резисторов и выхода источника питающего напряжения, третий транзистор (n-p-n), а также четвёртый тоже (n-p-n) транзистор, введены два дополнительных транзистора, четыре дополнительных резистора и изменено включение элементов, коллектор первого дополнительного транзистора (n-p-n) подключён к общему выводу второго резистора и коллектора второго транзистора, эмиттер второго дополнительного транзистора (p-n-p) соединён со свободным выводом четвёртого резистора, база его подсоединена к общему выводу коллекторов второго транзистора, первого дополнительного транзистора и второго резистора, а коллектор - к базе первого дополнительного транзистора, третий и четвёртый транзисторы включены параллельно, общий вывод их коллекторов соединён с общим выводом коллекторов второго транзистора, первого дополнительного транзистора, базы второго дополнительного транзистора и второго резистора, выводы баз третьего, четвёртого транзисторов образуют два входа относительно «земли» логического элемента для реализации операции ИЛИ, между общим выводом эмиттеров третьего и четвёртого транзисторов и «землей» включен первый дополнительный резистор, второй дополнительный резистор включён между эмиттером первого дополнительного транзистора и выходом логического элемента относительно «земли», один из выводов третьего дополнительного резистора соединён с общим выводом базы первого дополнительного транзистора и коллектора второго дополнительного транзистора, другой вывод этого третьего дополнительного резистора подсоединён к общему выводу второго дополнительного резистора и выхода логического элемента, четвёртый дополнительный резистор включён между «землёй» и общим выводом эмиттера второго дополнительного транзистора и четвёртого резистора.This is achieved by the fact that in the AND / OR trigger logic element containing a supply constant voltage, the common bus (minus terminal) of which is grounded, the first resistor, one of the terminals of which is connected to the output (positive terminal) of the supply source, the first transistor (npn) , the base of which is connected to the free terminal of the first resistor, the transistor is a two-emitter, the output of each emitter forms it relative to "ground" by the corresponding (first, second) input of the logic element to implement the AND operation, the second resistor, the second transistor (npn) and the third resistor are connected in series , the free terminal of the second resistor is connected to the common terminal of the first resistor and the output of the supply source, the base of the second transistor is connected to the collector of the first transistor, and the free terminal of the third resistor is grounded, the fourth resistor, one of the terminals of which is connected to the common terminal of the first, second resistors and the source output supply voltage, third transistor (npn), as well as the fourth also (npn) transistor, two additional transistors are introduced, four additional resistors and the switching on of elements is changed, the collector of the first additional transistor (npn) is connected to the common terminal of the second resistor and the collector of the second transistor, the emitter of the second additional transistor ( pnp) is connected to the free terminal of the fourth resistor, its base is connected to the common terminal of the collectors of the second transistor, the first additional transistor and the second resistor, and the collector is connected to the base of the first additional transistor, the third and fourth transistors are connected in parallel, the common terminal of their collectors is connected to the common terminal collectors of the second transistor, the first additional transistor, the base of the second additional transistor and the second resistor, the terminals of the bases of the third, fourth transistors form two inputs with respect to the "ground" of the logic element to implement the OR operation, between the common terminal of the emitters of the third and the fourth transistors and "ground" the first additional resistor is switched on, the second additional resistor is connected between the emitter of the first additional transistor and the output of the logic element relative to “ground”, one of the terminals of the third additional resistor is connected to the common terminal of the base of the first additional transistor and the collector of the second additional transistor, the other terminal of this third additional resistor is connected to the common terminal of the second additional resistor and the output of the logic element, the fourth additional resistor is connected between ground and the common terminal of the emitter of the second additional transistor and the fourth resistor.
Сущность изобретения поясняется схемой триггерного логического элемента И/ИЛИ (фиг. 1), таблицей истинности и таблицей истинности И (фиг. 2), и таблицей истинности ИЛИ (фиг. 3).The essence of the invention is illustrated by a circuit of a trigger logic element AND / OR (Fig. 1), a truth table and an AND truth table (Fig. 2), and an OR truth table (Fig. 3).
В триггерном логическом элементе И/ИЛИ общая шина (минусовой вывод) источника 1 питающего постоянного напряжения заземлена. К выходу (плюсовой вывод) питающего источника подсоединён один из выводов резистора 2. Другой вывод этого резистора подключён к базе двухэмиттерного n-p-n транзистора 3. Два вывода эмиттеров этого транзистора образуют относительно «земли» два входа х1 и х2 логического элемента для реализации операции И. Последовательно между собой включены n-p-n транзистор 4 и резистор 5. База транзистора 4 соединена с коллектором транзистора 3, а свободный вывод резистора 5 заземлён.In the trigger logic element AND / OR, the common bus (negative terminal) of the
Последовательно включены n-p-n транзистор 6 и резистор 7. Коллектор транзистора 6 подсоединён к коллектору транзистора 4, а свободный вывод резистора 7 заземлён. Вывод базы транзистора 6 образует первый вход X1 относительно «земли» логического элемента для реализации операции ИЛИ. Параллельно транзистору 6 включён n-p-n транзистор 8. Его коллектор соединён с общим выводом коллекторов транзисторов 4 и 6. Вывод базы образует второй вход X2 относительно «земли» логического элемента для реализации операции ИЛИ. Эмиттер транзистора 8 подсоединён к общему выводу эмиттера транзистора 6 и резистора 7.
Последовательно включены резистор 9, n-p-n транзистор 10 и резистор 11. Свободный вывод резистора 9 подсоединён к выходу источника 1 питающего постоянного напряжения. Общий вывод этого резистора и коллектора транзистора 10 соединён с общим выводом коллекторов транзисторов 4, 6 и 8. Свободный вывод резистора 11 образует относительно «земли» выход у логического элемента. Последовательно включены резистор 12, p-n-p транзистор 13 и резистор 14. Свободный вывод резистора 12 подсоединён к выходу источника 1 питающего постоянного напряжения. База транзистора 13 соединена с общим выводом резистора 9 и коллекторов транзисторов 4, 6, 8 и 10. Общий вывод коллектора транзистора 13 и резистора 14 подключён к базе транзистора 10. Свободный вывод резистора 14 подсоединён к общему выводу резистора 11 и выхода у логического элемента. Резистор 15 включен между «землёй» и общим выводом резистора 12 и эмиттера транзистора 13.Resistor 9,
Часть схемы на транзисторах 10, 13 и резисторах 9, 11, 12 и 14 является триггером на транзисторах противоположного типа проводимости. На фиг. 1 для наглядности также приведён пунктирными линиями резистор Rн, условно отображающий внешнюю нагрузку логического элемента.Part of the circuit on
Триггерный логический элемент И/ИЛИ работает следующим образом. В цифровой электронике используются входные и выходные электрические сигналы низкого и высокого уровней. Низкий уровень – уровень логического нуля соответствует значениям напряжения в районе нуля (близкому к нулю), высокий уровень – уровень логической единицы соответствует значениям напряжения в районе единиц вольт (нередко в районе четырех вольт).Trigger gate AND / OR works as follows. Digital electronics use low and high electrical input and output signals. Low level - the logical zero level corresponds to the voltage values in the region of zero (close to zero), high level - the logical one level corresponds to the voltage values in the region of units of volts (often in the region of four volts).
Триггер на транзисторах 10, 13 противоположного типа проводимости имеет два состояния равновесия. В первом (условно) состоянии оба транзистора закрыты и не проводят электрический ток. Тогда в том числе на резисторах 9, 14 нулевые значения напряжения. Они прикладываются к базам транзисторов 10, 13 меньше пороговых напряжений этих транзисторов по абсолютной величине и в итоге поддерживают эти транзисторы в закрытом состоянии. Во втором (условно) состоянии транзисторы 10, 13 открыты, их электрические токи создают напряжения в том числе на резисторах 9 и 14 больше по абсолютной величине и по значениям пороговых напряжений транзисторов и поддерживают транзисторы 10, 13 в открытом состоянии. Триггер на транзисторах противоположного типа проводимости, как и другие распространённые триггеры, переходит из первого состояния во второе и наоборот, когда управляющие входные напряжения по своим значениям превышают значения напряжений соответствующих порогов срабатывания триггера.The flip-flop on
Работа логического элемента И/ИЛИ отражается таблицей истинности для операции И при X1=X2=0 (фиг. 1) и таблицей истинности для операции ИЛИ при х1=х2=0 (фиг. 2), где х1, х2, X1 и X2 – условное отображение входного сигнала логического элемента, и N – номер строки по порядку. Обратимся к таблице истинности на фиг. 2. На входы X1 и X2 здесь подаются напряжения уровня логического нуля. Тогда состояние транзисторов 6 и 8 в худшем случае находится в районе порогового напряжения, сила электрических токов коллекторов этих транзисторов мала, напряжение на резисторе 9 мало по абсолютной величине и не может перевести триггер на транзисторах 10, 13 во второе состояние. В соответствии с первыми тремя строками таблицы истинности на фиг. 2. на один или оба входа логического элемента поступает напряжение уровня логического нуля. Тогда один или оба базо-эмиттерных p-n переходов транзистора 3 открыты и на них весьма малое значение напряжения, как на диодах в проводящем электрический ток состоянии. Базо-коллекторный переход транзистора 3 тоже открыт, в итоге на базе транзистора 4 низкий уровень напряжения и его состояние в худшем случае в районе порогового напряжения. Сила коллекторного тока транзистора 4 настолько мала, что напряжение на резисторе 9 уверенно меньше по абсолютной величине напряжения порога срабатывания триггера на транзисторах 10, 13 и оно не может его перевести во второе состояние. Делитель на резисторах 12, 15 позволяет получить напряжение на резисторе 12 и в итоге на базе транзистора 13 достаточное напряжение для обеспечения первого состояния триггера на транзисторах 10, 13. Сила электрических токов транзисторов 10, 13 стремится к нулю и может обеспечивать на выходе логического элемента y и на внешней нагрузке напряжение логического нуля. В соответствии с четвёртой строкой таблицы истинности (фиг. 2) на оба входа х1, х2 логического элемента подаётся напряжение уровня логической единицы. Базо-эмиттерные и базо-коллекторный p-n переходы транзистора 3 по-прежнему открыты и в результате на базе этого транзистора и на базе транзистора 4 имеется высокий уровень напряжения. В соответствии с этим повышенное значение силы коллекторного тока транзистора 4 создаёт на резисторе 9 повышенное значение напряжения, достаточное для обеспечения открытого состояния транзистора 13 с учётом наличия делителя на резисторах 12, 15 и соответственно второе состояние триггера на транзисторах 10, 13. Электрические токи двух транзисторов создают на внешней нагрузке и на выходе y напряжение уровня логической единицы.The operation of the logical element AND / OR is reflected by the truth table for the AND operation when X 1 = X 2 = 0 (Fig. 1) and the truth table for the OR operation when x 1 = x 2 = 0 (Fig. 2), where x 1 , x 2 , X 1 and X 2 are the conditional display of the input signal of the logic gate, and N is the line number in order. Referring to the truth table in FIG. 2. The inputs X 1 and X 2 are supplied with voltages of the logic zero level. Then the state of
Далее обратимся к таблице истинности на фиг. 3. На входы х1 и х2 здесь подаются напряжения уровня логического нуля. Тогда напряжение на базах транзисторов 3 и 4 тоже в районе логического нуля и состояние транзистора 4 в районе его порогового напряжения. Сила электрического тока его коллектора мала, напряжение на резисторе 9 от этого тока тоже мало по абсолютной величине и не может перевести триггер на транзисторах 10, 13 во второе состояние. В соответствии с первой строкой таблицы истинности на фиг. 3 на оба входа X1 и X2 логического элемента поступают напряжения уровня логического нуля. Соответственно сила электрических токов транзисторов 6, 8 мала, напряжение на резисторе 9 от них по абсолютной величине меньше напряжения порога срабатывания триггера на транзисторах 10, 13 и не может перевести его во второе состояние. Напряжение на резисторе 12 от делителя на резисторах 12, 15 поддерживает триггер на транзисторах 10, 13 в первом состоянии и на выходе логического элемента y напряжение уровня логического нуля.Next, refer to the truth table in FIG. 3. The inputs x 1 and x 2 are supplied with a logic zero level voltage. Then the voltage at the bases of
В соответствии со 2, 3 и 4-й строками таблицы истинности на фиг. 3 на базы одного из транзисторов 6, 8 или на оба подаётся напряжение уровня логической единицы и сила электрического тока этих транзисторов соответственно возрастает. Напряжение на резисторы 9 от них тоже возрастает, превышает напряжение порога срабатывания триггера на транзисторах 10, 13 с учётом наличия делителя на резисторах 12, 15 и переводит во второе состояние названный триггер. Электрические токи транзисторов 10, 13 создают на выходе y и на внешней нагрузке логического элемента напряжение уровня логической единицы.In accordance with
Таким образом, в триггерном логическом элементе И/ИЛИ сила электрического тока внешней нагрузки равна сумме силы токов двух транзисторов (10 и 13), что повышает нагрузочную способность этого логического элемента. В прототипе электрический ток нагрузки формирует только один из имеющихся транзисторов. Thus, in the AND / OR trigger logic element, the electric current of the external load is equal to the sum of the currents of the two transistors (10 and 13), which increases the load capacity of this logic element. In the prototype, the load electric current forms only one of the available transistors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135243A RU2745398C1 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Trigger logic gate and/or |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135243A RU2745398C1 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Trigger logic gate and/or |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2745398C1 true RU2745398C1 (en) | 2021-03-24 |
Family
ID=75159256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020135243A RU2745398C1 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Trigger logic gate and/or |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745398C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771668C1 (en) * | 2021-11-22 | 2022-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Trigger asynchronous d trigger |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU336812A1 (en) * | Таганрогский радиотехнический ннс итут | ALL-UNION PATG ..,. H? SKY library wsBAВ. E. Melnik | ||
US5576637A (en) * | 1991-12-09 | 1996-11-19 | Fujitsu Limited | XOR CMOS logic gate |
-
2020
- 2020-10-27 RU RU2020135243A patent/RU2745398C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU336812A1 (en) * | Таганрогский радиотехнический ннс итут | ALL-UNION PATG ..,. H? SKY library wsBAВ. E. Melnik | ||
US5576637A (en) * | 1991-12-09 | 1996-11-19 | Fujitsu Limited | XOR CMOS logic gate |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЯМПОЛЬСКИЙ В.С., Основы автоматики и электронно-вычислительной техники, Москва, Просвящение, 1991, стр. 74, рис. 3.5. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771668C1 (en) * | 2021-11-22 | 2022-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Trigger asynchronous d trigger |
RU2783403C1 (en) * | 2022-02-14 | 2022-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Trigger gate and-not/or-not |
RU2797567C1 (en) * | 2022-04-21 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Trigger logic element or |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2726853C1 (en) | Trigger logic element or/nor | |
RU2715178C1 (en) | Trigger logic element on field-effect transistors | |
RU2710962C1 (en) | Trigger logic element or | |
US3430070A (en) | Flip-flop circuit | |
US3663837A (en) | Tri-stable state circuitry for digital computers | |
RU2710937C1 (en) | Triggering logic element nor | |
US2976428A (en) | Digital system of mechanically and electrically compatible building blocks | |
RU2694151C1 (en) | Triggering logic element nand | |
RU2700195C1 (en) | Trigger adder modulo two | |
RU2745398C1 (en) | Trigger logic gate and/or | |
US3424928A (en) | Clocked r-s flip-flop | |
RU2728954C1 (en) | Trigger logic element and | |
RU2727613C1 (en) | Triggering and/nand logic element | |
RU2693297C1 (en) | Triggered asynchronous rs flip-flop | |
RU2792973C1 (en) | Trigger logic element and-not/or-not | |
RU2783403C1 (en) | Trigger gate and-not/or-not | |
RU2760206C1 (en) | Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not | |
RU2785277C1 (en) | Trigger gate and/or | |
US3723761A (en) | Emitter-emitter coupled logic circuit device | |
RU2721386C1 (en) | Trigger two-stage rs flip-flop | |
RU2802370C1 (en) | Trigger logic element and | |
RU2767176C1 (en) | Trigger logic element nor | |
RU2760464C1 (en) | Trigger logic element and-not | |
US3411019A (en) | Electronic converter and switching means therefor | |
RU2710845C1 (en) | Trigger logic element not |