RU2760206C1 - Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not - Google Patents
Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760206C1 RU2760206C1 RU2021108689A RU2021108689A RU2760206C1 RU 2760206 C1 RU2760206 C1 RU 2760206C1 RU 2021108689 A RU2021108689 A RU 2021108689A RU 2021108689 A RU2021108689 A RU 2021108689A RU 2760206 C1 RU2760206 C1 RU 2760206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- resistor
- additional
- terminal
- transistors
- 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
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/096—Synchronous circuits, i.e. using clock signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
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 ИЛИ/ИЛИ-НЕ [Гольденберг Л.М. Импульсные устройства. - М.: Радио и связь, 1981, стр. 54, рис. 2.29, б], содержащий семь транзисторов, два диода, восемь резисторов и источник питающего постоянного напряжения. Схема логического элемента имеет два выхода, один из них соответствует реализации логической операции ИЛИ, другой - логической операции ИЛИ-НЕ.Known logical element OR / OR-NOT [Goldenberg L.M. Impulse devices. - M .: Radio and communication, 1981, p. 54, fig. 2.29, b], containing seven transistors, two diodes, eight resistors and a DC voltage supply. The logic gate circuit has two outputs, one of them corresponds to the implementation of the logical OR operation, the other - the logical OR-NOT operation.
Недостаток его заключается в том, что у него малая нагрузочная способность. Электрический ток только одного из имеющихся транзисторов 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 of the available transistors 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 ИЛИ/ИЛИ-НЕ [Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. - М.: Радио и связь, 1985, стр. 342, рис. 14.23], содержащий шесть транзисторов, пять резисторов и два источника постоянного напряжения.The closest in technical essence and the achieved result is the logical element OR / OR-NOT selected as a prototype [Manaev E.I. Fundamentals of radio electronics. - M .: Radio and communication, 1985, p. 342, fig. 14.23], containing six transistors, five resistors and two constant voltage sources.
Недостаток его заключается в малой нагрузочной способности. Электрический ток только одного из шести транзисторов 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 lies in its low load capacity. The electric current of only one of the six transistors 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 НЕ/ИЛИ/И/ИЛИ-НЕ/И-НЕ.The problem to be solved by the invention is to increase the load capacity of the trigger logic element NOT / OR / AND / OR-NOT / AND-NOT.
Это достигается тем, что в триггерном логическом элементе НЕ/ИЛИ/И/ИЛИ-НЕ/И-НЕ, содержащем источник питающего постоянного напряжения, минусовой вывод которого соединён с общей шиной и заземлён, параллельно включённые первый и второй n-p-n транзисторы, выводы баз которых образуют два входа логического элемента относительно «земли» для реализации логических операций ИЛИ и ИЛИ-НЕ, первый резистор, включённый между общей шиной и общим выводом эмиттеров первого и второго транзисторов, последовательно соединённые второй резистор и третий n-p-n транзистор, свободный вывод второго резистора подключён к выходу (плюсовой вывод) источника питающего постоянного напряжения, а общий вывод этого второго резистора и коллектора третьего транзистора подсоединён к общему выводу коллекторов первого и второго транзисторов, третий резистор, подключённый к эмиттеру четвёртого n-p-n транзистора, четвёртый резистор, подключённый к базе пятого n-p-n транзистора, пятый резистор, один из выводов которого соединён с общей шиной, также имеется шестой тоже n-p-n транзистор,изменено включение элементов, введены четыре дополнительных транзистора и восемь дополнительных резисторов, первый дополнительный резистор включён между выходом источника питания и базой первого дополнительного n-p-n транзистора, этот последний транзистор является двухэмиттерным и выводы его эмиттеров образуют относительно «земли» первый и второй входы для реализации логических операций И и И-НЕ, коллектор первого дополнительного транзистора подсоединён к базе второго дополнительного n-p-n транзистора, коллектор которого подключён к общему выводу коллекторов первого, второго, третьего транзисторов и второго резистора, второй дополнительный резистор включён между эмиттером второго дополнительного транзистора и «землёй», третий дополнительный резистор включён между эмиттером третьего транзистора и коллектором пятого транзистора, общий вывод этого дополнительного резистора и коллектора пятого транзистора образует относительно общей шины первый выход логического элемента, последовательно между собой включены четвёртый дополнительный резистор, третий дополнительный (p-n-p) транзистор и пятый дополнительный резистор, свободный вывод четвёртого дополнительного резистора подключён к общему выводу второго, первого дополнительного резисторов и плюсового вывода источника питающего постоянного напряжения, база третьего дополнительного транзистора подсоединена к общему выводу второго резистора и коллекторов первого, второго, третьего и второго дополнительного транзисторов, общий вывод коллектора третьего дополнительного транзистора и пятого дополнительного резистора соединён с базой третьего транзистора, а свободный вывод последнего пятого резистора - с общим выводом третьего дополнительного резистора, коллектора пятого транзистора и вывода первого выхода логического элемента, последовательно между собой включены четвёртый дополнительный (p-n-p) транзистор и шестой дополнительный резистор, эмиттер четвёртого дополнительного транзистора подключён к общему выводу четвёртого дополнительного резистора и эмиттера третьего дополнительного транзистора, общий вывод коллектора четвёртого дополнительного транзистора и шестого дополнительного резистора подсоединён к базе четвёртого транзистора, свободный вывод шестого дополнительного резистора подключён к свободному выводу четвёртого резистора и их общий вывод соединён со свободным выводом третьего резистора, общий вывод последних трёх резисторов и коллектора шестого транзистора образует относительно общей шины второй выход логического элемента, седьмой дополнительный резистор включён между плюсовым выводом источника питающего постоянного напряжения и свободным выводом пятого резистора, общий вывод пятого и дополнительного седьмого резисторов подключён и к базе четвёртого дополнительного, и к коллектору четвёртого транзисторов, между базой шестого транзистора и общим выводом третьего, пятого дополнительных резисторов, коллектора пятого транзистора и вывода первого выхода включён восьмой дополнительный резистор, эмиттер шестого транзистора соединён с общей шиной.This is achieved by the fact that in the trigger logic gate NOT / OR / AND / OR-NOT / AND-NOT, containing a source of DC voltage, the negative terminal of which is connected to the common bus and grounded, the first and second npn transistors are connected in parallel, the base outputs of which form two inputs of a logic element relative to "ground" for the implementation of logical operations OR and OR-NOT, the first resistor connected between the common bus and the common terminal of the emitters of the first and second transistors, the second resistor and the third npn transistor connected in series, the free terminal of the second resistor is connected to the output (positive terminal) of the supply constant voltage, and the common terminal of this second resistor and the collector of the third transistor is connected to the common terminal of the collectors of the first and second transistors, the third resistor is connected to the emitter of the fourth npn transistor, the fourth resistor is connected to the base of the fifth npn transistor, the fifth resistor, one of the terminals of which is connected to the common bus, there is also a sixth npn transistor, too, the inclusion of elements is changed, four additional transistors and eight additional resistors are introduced, the first additional resistor is connected between the output of the power supply and the base of the first additional npn transistor, this last transistor is a two-emitter one and the outputs of its emitters form relative to ground »The first and second inputs for the implementation of logical operations AND and AND-NOT, the collector of the first additional transistor is connected to the base of the second additional NPN transistor, the collector of which is connected to the common terminal of the collectors of the first, second, third transistors and the second resistor, the second additional resistor is connected between the emitter the second additional transistor and "ground", the third additional resistor is connected between the emitter of the third transistor and the collector of the fifth transistor, the common terminal of this additional resistor and the collector of the fifth transistor forms the first the output of the logic element, the fourth additional resistor, the third additional ( pnp ) transistor and the fifth additional resistor are connected in series with each other, the free terminal of the fourth additional resistor is connected to the common terminal of the second, first additional resistors and the positive terminal of the supply constant voltage, the base of the third additional transistor is connected to the common terminal of the second resistor and the collectors of the first, second, third and second additional transistors, the common terminal of the collector of the third additional transistor and the fifth additional resistor is connected to the base of the third transistor, and the free terminal of the last fifth resistor is connected to the common terminal of the third additional resistor, the collector of the fifth transistor and the output of the first output of the logic element, the fourth additional ( pnp ) transistor and the sixth additional resistor, the emitter of the fourth additional transistor are connected in series a is connected to the common terminal of the fourth additional resistor and the emitter of the third additional transistor, the common terminal of the collector of the fourth additional transistor and the sixth additional resistor is connected to the base of the fourth transistor, the free terminal of the sixth additional resistor is connected to the free terminal of the fourth resistor and their common terminal is connected to the free terminal of the third resistor, the common terminal of the last three resistors and the collector of the sixth transistor forms the second output of the logic element relative to the common bus, the seventh additional resistor is connected between the positive terminal of the DC voltage supply and the free terminal of the fifth resistor, the common terminal of the fifth and additional seventh resistors is also connected to the base of the fourth additional , and to the collector of the fourth transistors, between the base of the sixth transistor and the common terminal of the third, fifth additional resistors, the collector of the fifth transistor and the output of the first output turn on the eighth additional resistor, the emitter of the sixth transistor is connected to the common bus.
Сущность изобретения поясняется схемой триггерного логического элемента НЕ/ИЛИ/И/ИЛИ-НЕ/И-НЕ (фиг. 1), таблицей истинности для логических операций ИЛИ и ИЛИ-НЕ (фиг. 2) и таблицей истинности для логических операций И и И-НЕ (фиг. 3).The essence of the invention is illustrated by a circuit of a trigger logic element NOT / OR / AND / OR-NOT / AND-NOT (Fig. 1), a truth table for logical operations OR and OR-NOT (Fig. 2) and a truth table for logical operations AND and AND -NO (fig. 3).
В триггерном логическом элементе НЕ/ИЛИ/И/ИЛИ-НЕ/И-НЕ общая шина (минусовая вывод) источника 1 питающего постоянного напряжения заземлена. Параллельно включены два n-p-n транзистора 2 и 3. Между общим выводом эмиттеров этих двух транзисторов и «землёй» включён резистор 4. Выводы баз транзисторов 2 и 3 образуют относительно «земли» два входа x 1 и x 2 логического элемента для реализации логических операции ИЛИ и ИЛИ-НЕ. Резистор 5 включён между выходом источника 1 питания и базой n-p-n транзистора 6. Этот транзистор является двухэмиттерным и выводы его эмиттеров Х 1 и Х 2 образуют относительно «земли» первый и второй входы логического элемента для реализации логических операций И и И-НЕ. Последовательно между собой включены n-p-n транзистор 7 и резистор 8. Коллектортранзистора 7 подсоединён к общему выводу коллекторов транзисторов 2 и 3, а база к коллектору транзистора 6. Свободный вывод резистора 8 заземлён.In the trigger logic gate NOT / OR / AND / OR-NOT / AND-NOT, the common bus (negative terminal) of the
Последовательно включены резистор 9, n-p-n транзистор 10, резистор 11 и n-p-n транзистор 12. Свободный вывод резистора 9 подсоединён к общему выводу резистора 5 и выхода (плюсовой вывод) источника 1 питающего постоянного напряжения. Общий вывод этого резистора и коллектора транзистора 10 подключён к общему выводу коллекторов транзисторов 2, 3 и 7. Общий вывод резистора 11 и коллектора транзистора 12 образует первый выход логического элемента.Эмиттер транзистора 12 заземлён. Последовательно между собой включены резистор 13, p-n-p транзистор 14 и резистор 15. Свободный вывод резистора 13 подсоединён к общему выводу резисторов 5, 9 и выхода источника 1. База транзистора 14 подключена к общему выводу резистора 9 и коллекторов транзисторов 2, 3, 7 и 10. Общий вывод коллектора транзистора 14 и резистора 15 соединён с базой транзистора 10, а свободный вывод резистора 15 - с общим выводом резистора 11, коллектора транзистора 12 и первого выхода .
Последовательно включены p-n-p транзистор 16 и резистор 17. Эмиттер транзистора 16 подсоединён к общему выводу резистора 13 и эмиттера транзистора 14. Последовательно включены резистор 18,n-p-n транзистор 19, резистор 20 и n-p-n транзистор 21. Свободный вывод резистора 18 подсоединён к общему выводу резисторов 5. 9, 13 и выхода источника 1. Общий вывод этого резистора и коллектора транзистора 19 подключён к базе транзистора 16. База транзистора 19 соединена с общим выводом коллектора транзистора 16 и резистора 17, а общий вывод резистора 20 и коллектора транзистора 21 - со свободным выводом резистора 17. Эмиттер транзистора 21 заземлён. Общий вывод резисторов 17, 20 и коллектора транзистора 21 образует относительно «земли» второй выход логического элемента.The
Резистор 22 включён между «землёй» и общим выводом базы транзистора 16, резистора 18 и коллектора транзистора 19; резистор 23 - между базой транзистора 12 и общим выводом резистора 17, резистора 20 коллектора транзистора 21 и выхода ; резистор 24 - между базой транзистора 21 и общим выводом резистора 11, резистора 15, коллектора транзистора 12 и выхода .
На фиг. 1 часть схемы на транзисторах 10, 14 и резисторах 9, 11, 13 и 15 является первым триггером на транзисторах противоположного типа проводимости. Часть схемы на транзисторах 16, 19 является вторым таким триггером. Резистор 13 входит и в первый, и во второй триггеры на транзисторах противоположного типа проводимости, и его можно называть общеэмиттерным резистором.FIG. 1 part of the circuit on
Триггерный логический элемент НЕ/ИЛИ/И/ИЛИ-НЕ/И-НЕ 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 или в районе ближе к нулю, высокий уровень - уровень логической единицы соответствует значениям напряжения в районе единиц вольт (нередко в районе четырёх вольт).Trigger logic gate NOT / OR / AND / OR-NOT / AND-NOT 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 or in the region closer 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, 14 противоположного типа проводимости имеет два состояния равновесия. В первом (условно) состояния оба транзистора закрыты и не проводят электрический ток. Тогда в том числе на резисторах 9 и 15 нулевые значения напряжения. Они прикладываются к базам транзисторов 10, 14, меньше пороговых напряжений этих транзисторов по абсолютной величине и в итоге поддерживают эти транзисторы в закрытом состоянии. Во втором (условно) состоянии транзисторы 10 и 14 открыты, их электрические токи создают напряжения в том числе на резисторах 9 и 15 больше по абсолютной величине и по значениям пороговых напряжений транзисторов и поддерживают транзисторы 10, 14 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. Точно так же работает второй триггер на транзисторах 16 и 19 противоположного типа проводимости.A flip-flop on
Для пояснения работы логического элемента вначале используем таблицу истинности для логических операцией ИЛИ и ИЛИ-НЕ (фиг. 2) при Х 1 =Х 2 =0, где х 1 , х 2 , Х 1 , Х 2 - условное отображение входных сигналов, , - условное отображение сигналов относительно «земли» на первом и втором выходах логического элемента и N - номер строки по порядку. Для упомянутых логических операций ИЛИ и ИЛИ-НЕ первый выход является инвертирующим , а второй выход - инвертирующим . При Х 1 =Х 2 =0 оба базо-эмиттерных перехода транзистора 6 являются открытыми и проводят электрический ток. Падение напряжения на этих переходах является весьма малым, как на открытых диодах. Базо-коллекторный переход транзистора 6 тоже открыт и по той же причине на нём малое падение напряжения. Тогда малыми являются напряжение на базе транзистора 7 и сила тока коллектора этого транзистора. От этого тока мало напряжение на резисторе 9, и оно не влияет на состояние триггера на транзисторах противоположного типа проводимости 10, 14. В соответствии с первой строкой таблицы истинности (фиг. 2) на оба входа x 1 и x 2 логического элемента поступают напряжения уровня логического нуля и в худшем случае состояние транзисторов 2 и 3 в районе их пороговых напряжений. Тогда значение силы электрического тока через резистор 9 весьма мало, малым является значение напряжения на этом резисторе, меньше напряжения порога срабатывания триггера, не влияет на состояние триггера на транзисторах 10 и 14 противоположного типа проводимости и не может его перевести во второе состояние. За счёт делителя на резисторах 18, 22 напряжение по абсолютной величине на базе транзистора 16 должно быть больше напряжения порога срабатывания второго триггера на транзисторах противоположного типа проводимости 16, 19 и этот триггер во втором состоянии. За счёт электрического тока транзисторов этого триггера на втором выходе логического элемента высокий уровень напряжения - уровень логической единицы. Эмиттерный ток транзистора 16 создаёт на резисторе 13 падение напряжения, которое плюсом приложено через резистор 9 к базе p-n-p транзистора 14, дополнительно способствует его закрытому состоянию и соответственно первому состоянию триггера на транзисторах 10, 14. Нулевое значение силы электрического тока первого триггера на транзисторах противоположного типа проводимости создаёт на первом выходе логического элемента напряжение уровня логического нуля (фиг. 2).To explain the operation of a logical element, we first use the truth table for logical operations OR and OR-NOT (Fig. 2) with X 1 = X 2 = 0 , where x 1 , x 2 , X 1 , X 2 is a conditional display of input signals, , - conditional display of signals relative to "ground" at the first and second outputs of the logic element and N - line number in order. For the mentioned logical operations OR and OR-NOT, the first output is inverting and the second output is inverting ... When X 1 = X 2 = 0, both base-emitter junctions of the transistor 6 are open and conduct electric current. The voltage drop across these junctions is very small, as with open diodes. The base-collector junction of the transistor 6 is also open and for the same reason there is a small voltage drop across it. Then the voltage at the base of the transistor 7 and the collector current of this transistor are small. From this current, there is little voltage across the
Со второго выхода логического элемента напряжение уровня логической единицы приложено к резистору 23, которое поддерживает транзистор 12 в открытом состоянии. Тогда через этот транзистор разряжается ранее заряженная эквивалентная паразитная ёмкость (сумма выходной ёмкости логического элемента и входной ёмкости нагрузки). Малое сопротивление открытого транзистора 12 уменьшает постоянную времени разряда эквивалентной паразитной ёмкости, тем самым уменьшает время разряда этой ёмкости и в результате заметно не ухудшается быстродействие схемы из-за имеющихся паразитных ёмкостей. С первого выхода напряжение уровня логического нуля приложено к резистору 24, поэтому состояние транзистора 21 в худшем случае в районе его порогового напряжения. Сила тока этого транзистора весьма мала и электрический ток транзисторов 16, 19 почти полностью замыкается на внешнюю нагрузку, подключённую ко второму выходу .From the second exit logic element voltage level of the logical unit is applied to the
В соответствии с 2-4 строками таблицы истинности (фиг. 2) на один из входов логического элемента или на оба входа x 1 , x 2 подаётся напряжение уровня логической единицы и сила электрического тока через резистор 9 от одного или двух транзисторов 2, 3 имеет повышенное значение. Соответственно повышенное значение напряжения на резисторе 9 с учётом наличия делителя на резисторах 18, 22 должно обеспечивать открытое состояние транзистора 14 и соответственно второе состояние триггера на транзисторах 10, 14. Электрические токи этих транзисторов создают на внешней нагрузке первого выхода напряжение уровня логической единицы. Напряжение на резисторе 13 плюсом приложено к базе p-n-p транзистор 16 через резистор 18, а минусом - к эмиттеру этого транзистора. Это напряжение должно обеспечивать с учётом делителя на резисторах 18, 22 состояние транзистора 16 в районе порогового напряжения и в итоге первое состояние триггера на транзисторах 16, 19 противоположного типа проводимости. В результате на втором выходе логического элемента имеется напряжение уровня логического нуля.In accordance with 2-4 lines of the truth table (Fig. 2), one of the inputs of the logic element or both inputs x 1 , x 2 is supplied with the voltage of the logical unit level and the electric current through the
С первого выхода логического элемента напряжение уровня логической единицы приложено к резистору 24 и поддерживает транзистор 21 в открытом состоянии. Через него сравнительно быстро разряжается ранее заряженная эквивалентная паразитная ёмкость. Эта ёмкость зарядилась в предыдущий период, когда на втором выходе значение напряжения равнялось уровню логической единицы. Со второго выхода логического элемента напряжение уровня логического нуля через резистор 23 прикладывается к базе транзистора 12 и поддерживает его состояние в районе порогового напряжения, поэтому электрический ток транзисторов 10, 14 почти полностью замыкается на внешнюю нагрузку, подключенную к первому выходу .From the first exit logic element voltage level of the logical unit is applied to the
Далее для пояснения работы логического элемента обратимся к таблице истинности для логических операций И и И-НЕ (фиг. 3) при x 1 =x 2 =0. Для таких операций, как и ранее, первый выход является неинвертирующим , а второй выход - инвертирующим . При x 1 =x 2 =0 состояние транзисторов 2 и 3 в районе их порогового напряжения, сила их коллекторных токов весьма мала, от этих токов на резисторе 9 напряжение является настолько малым, что не влияет на состояние триггера на транзисторах 10, 14 и не может перевести его во второе состояние. В соответствии с первыми тремя строками таблицы истинности на фиг. 3 на один или на оба входа Х 1 , Х 2 подаётся напряжение уровня логического нуля, тогда оба или один базо-эмиттерный переход транзистора 6 открыт и на нём малое значение напряжения, как на открытом диоде. Базо-коллекторный переход транзистора 6 тоже открыт и на нём малое падение напряжения. В результате состояние транзистора 7 в районе его порогового напряжения. Его малое значение силы тока создаёт на резисторе 9 малое напряжение, которое не влияет на состояние триггера на транзисторах 10, 14 и не может перевести его во второе состояние. Делитель напряжения на резисторах 18, 22 позволяет получить напряжение на базе транзистора 16 достаточное для обеспечения второго состояния триггера на транзисторах 16, 19. Электрические токи этих транзисторов обеспечивают на втором выходе напряжение уровня логической единицы. Оно через резистор 23 поддерживает транзистор 12 в проводящем электрический ток состоянии. Тогда через этот транзистор разряжается ранее заряженная эквивалентная пазитная ёмкость. Как приведено выше малое сопротивление открытого транзистора 12 уменьшает постоянную времени разряда эквивалентной паразитной ёмкости, тем самым уменьшает время разряда этой ёмкости и в результате заметно не ухудшается быстродействие схемы из-за имеющихся паразитных ёмкостей.Further, to explain the operation of the logical element, let us turn to the truth table for logical operations AND and AND NOT (Fig. 3) when x 1 = x 2 = 0. For such operations, as before, the first output is non-inverting. and the second output is inverting ... When x 1 = x 2 = 0, the state of
Эмиттерный ток транзистора 16 создаёт на резисторе 13 падение напряжения, которое плюсом приложено через резистор 9 к базе p-n-p транзистора 14, дополнительно способствует его закрытому состоянию и соответственно первому состоянию триггера на транзисторах 10, 14. Нулевое значение силы электрического тока первого триггера на транзисторах противоположного типа проводимости создаёт на первом выходелогического элемента напряжение уровня логического нуля. Оно приложено к резистору 24 и поддерживает транзистор 21 в худшем случае в районе его порогового напряжения. Сила тока этого транзистора весьма мала, и электрический ток транзисторов 16, 19 второго триггера почти полностью замыкается на внешнюю нагрузку, подключённую ко второму выходу .The emitter current of the
В соответствии с четвёртой строкой таблицы истинности (фиг. 3) на оба входа логического элемента Х 1 , Х 2 подаётся напряжение уровня логической единицы. Базо-эмиттерные и базо-коллекторный p-n переходы транзистора 6 по-прежнему открыты и в результате на базе транзистора 7 имеется высокий уровень напряжения. В соответствии с этим повышенное значение силы электрического тока транзистора 7 создаёт на резисторе 9 повышенное значение напряжения, достаточное для обеспечения открытого состояния транзистора 14 с учётом делителя напряжения на резисторах 18, 22 и соответственно второе состояние первого триггера на транзисторах 10, 14. Электрические токи двух транзисторов этого триггера создают на внешней нагрузке первого выхода напряжение уровня логической единицы. Напряжение на резисторе 13 плюсом приложено к базе p-n-p транзистора 16 через резистор 18, а минусом - к эмиттеру этого транзистора. Это напряжение с учётом делителя напряжения на резисторах 18, 22 должно обеспечить состояние транзистора 16 в районе его порогового напряжения и в итоге первое состояние второго триггера на транзисторах 16, 19 противоположного типа проводимости. В результате на втором выходе логического элемента имеется напряжение уровня логического нуля.In accordance with the fourth line of the truth table (Fig. 3), the voltage of the logical unit level is applied to both inputs of the logic element X 1 , X 2. The base-emitter and base-collector pn junctions of the transistor 6 are still open and, as a result, there is a high voltage level at the base of the transistor 7. In accordance with this, the increased value of the electric current of the transistor 7 creates an increased voltage value across the
С первого выхода логического элемента напряжение уровня логической единицы приложено к резистору 24 и поддерживает транзистор 21 в открытом состоянии. Через него сравнительно быстро разряжается ранее заряженная эквивалентная паразитная ёмкость и в результате в меньшей степени ухудшается быстродействие схемы из-за наличия названной паразитной ёмкости. Эквивалентная паразитная ёмкости зарядилась в предыдущий период, когда на втором выходе значение напряжения равнялось уровню логической единице. Со второго выхода логического элемента напряжение уровня логического нуля прикладывается к резистору 23 и поддерживает транзистор 12 в районе его порогового напряжения, поэтому электрический ток транзисторов 10, 14 почти полностью замыкается на внешнюю нагрузку, подключённую к первому выходу логического элемента.From the first exit logic element voltage level of the logical unit is applied to the
Для выполнения логической операции НЕ следует выполнить условие Х 1 =Х 2 =0, вывод x 1 входа соединить с выводом x 2 , на их общий вывод подавать входные сигналы, а выходные сигналы снимать со второго выхода логического элемента. При выполнении условия Х 1 =Х 2 =0 ранее уже обосновано, а именно в начале описания работы схемы логического элемента, что в этом случае транзистор 7 не влияет на работу последующей схемы логического элемента. Поступление на вход напряжения уровня логического нуля (х 1 =х 2 =0) соответствует первой строке таблицы истинности на фиг. 2 и на названном выходе в этом случае напряжение уровня логической единицы . Поступление на вход напряжения уровня логической единицы (х 1 =х 2 =1) соответствует четвёртой строке таблицы на фиг. 2 и на выходе тогда напряжение уровня логического нуля . Для обоих приведённых случаев выше уже приведена работа схемы логического элемента.To perform a logical operation, DO NOT fulfill the condition X 1 = X 2 = 0, connect the output x 1 of the input to the output x 2 , supply input signals to their common output, and remove the output signals from the second output logical element. When the condition X 1 = X 2 = 0 is fulfilled, it was already justified earlier, namely at the beginning of the description of the operation of the logic element circuit, that in this case the transistor 7 does not affect the operation of the subsequent circuit of the logic element. The arrival at the input of the voltage level of a logical zero ( x 1 = x 2 = 0) corresponds to the first row of the truth table in Fig. 2 and at the named output in this case, the voltage level of the logical unit ... The arrival at the input of the voltage of the level of a logical unit ( x 1 = x 2 = 1) corresponds to the fourth row of the table in Fig. 2 and at the exit then the voltage of the logic zero level ... For both of the above cases, the operation of the logic element circuit has already been shown.
Имеется второй вариант реализации логической операции НЕ. Для этого следует выполнить условие х 1 =х 2 =0, вывод Х 1 , входа соединить с выводом Х 2 , на их общий вывод подавать входные сигналы, а выходные сигналы снимать со второго выхода логического элемента. При выполнении условия х 1 =х 2 =0 уже обосновано, что транзисторы 2 и 3 не влияют на работу последующей схемы логического элемента. Поступление на вход напряжения уровня логического нуля (Х 1 =Х 2 =0) тоже соответствует первой строке таблицы истинности на фиг. 3, и на названном втором выходе в этом случае напряжение уровня логической единицы . Поступление на вход напряжения логической единицы (Х 1 =Х 2 =1) соответствует четвёртой строке таблицы на фиг. 3 и на выходе тогда напряжение уровня логического нуля . Для этих приведённых случаев выше уже приведена работа схема логического элемента.There is a second option for implementing the logical NOT operation. To do this, you must fulfill the condition x 1 = x 2 = 0, terminal X 1 , connect the input to terminal X 2 , supply input signals to their common terminal, and remove the output signals from the second output logical element. When the condition x 1 = x 2 = 0 is met, it is already justified that
Таким образом, в триггерном логическом элементе НЕ/ИЛИ/И/ИЛИ-НЕ/И-НЕ сила электрического тока внешней нагрузке по первому выходу и по второму почти равна сумме силы токов двух транзисторов (10, 14 и 16, 19), что повышает нагрузочную способность этого логического элемента. В прототипе электрический ток нагрузки по каждому из двух выходов формирует только один из имеющихся транзисторов.Thus, in the trigger logic gate NOT / OR / AND / OR-NOT / AND-NOT, the electric current strength of the external load at the first output and on the second almost equal to the sum of the currents of the two transistors (10, 14 and 16, 19), which increases the load capacity of this logic element. In the prototype, the electric load current through each of the two outputs forms only one of the available transistors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021108689A RU2760206C1 (en) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021108689A RU2760206C1 (en) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760206C1 true RU2760206C1 (en) | 2021-11-22 |
Family
ID=78719453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021108689A RU2760206C1 (en) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760206C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789166C1 (en) * | 2022-03-14 | 2023-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU) | And/and-not trigger logic element |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5576637A (en) * | 1991-12-09 | 1996-11-19 | Fujitsu Limited | XOR CMOS logic gate |
RU2693298C1 (en) * | 2018-10-16 | 2019-07-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Triggering logic element nor on field transistors |
RU2726853C1 (en) * | 2020-02-03 | 2020-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования. "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Trigger logic element or/nor |
-
2021
- 2021-03-31 RU RU2021108689A patent/RU2760206C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5576637A (en) * | 1991-12-09 | 1996-11-19 | Fujitsu Limited | XOR CMOS logic gate |
RU2693298C1 (en) * | 2018-10-16 | 2019-07-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Triggering logic element nor on field transistors |
RU2726853C1 (en) * | 2020-02-03 | 2020-07-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования. "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Trigger logic element or/nor |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
E. I. MANAEV, Fundamentals of Radio Electronics, Moscow, Radio and Communications, 1985, p. 342, fig. 14.23. * |
МАНАЕВ Е.И., Основы радиоэлектроники, Москва, Радио и связь, 1985, стр. 342, рис. 14.23. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789166C1 (en) * | 2022-03-14 | 2023-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU) | And/and-not trigger logic element |
RU2826617C1 (en) * | 2024-04-12 | 2024-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Trigger logic element 2and-or |
RU2826843C1 (en) * | 2024-04-12 | 2024-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Trigger logic element 2and-or-not |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2726853C1 (en) | Trigger logic element or/nor | |
RU2710962C1 (en) | Trigger logic element or | |
RU2710937C1 (en) | Triggering logic element nor | |
RU2694151C1 (en) | Triggering logic element nand | |
US3473047A (en) | High speed digital logic circuit having non-saturating output transistor | |
RU2693297C1 (en) | Triggered asynchronous rs flip-flop | |
RU2760206C1 (en) | Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not | |
RU2700195C1 (en) | Trigger adder modulo two | |
RU2727613C1 (en) | Triggering and/nand logic element | |
RU2689198C1 (en) | Triggering asynchronous d-trigger | |
US3424928A (en) | Clocked r-s flip-flop | |
US3358154A (en) | High speed, low dissipation logic gates | |
RU2783403C1 (en) | Trigger gate and-not/or-not | |
RU2721386C1 (en) | Trigger two-stage rs flip-flop | |
RU2728954C1 (en) | Trigger logic element and | |
US3050641A (en) | Logic circuit having speed enhancement coupling | |
RU2745398C1 (en) | Trigger logic gate and/or | |
RU2792973C1 (en) | Trigger logic element and-not/or-not | |
RU2789166C1 (en) | And/and-not trigger logic element | |
RU2802370C1 (en) | Trigger logic element and | |
US3253165A (en) | Current steering logic circuit employing negative resistance devices in the output networks of the amplifying devices | |
RU2710845C1 (en) | Trigger logic element not | |
RU2785277C1 (en) | Trigger gate and/or | |
RU2760464C1 (en) | Trigger logic element and-not | |
US3411019A (en) | Electronic converter and switching means therefor |