RU2792973C1 - Trigger logic element and-not/or-not - Google Patents

Trigger logic element and-not/or-not Download PDF

Info

Publication number
RU2792973C1
RU2792973C1 RU2022120286A RU2022120286A RU2792973C1 RU 2792973 C1 RU2792973 C1 RU 2792973C1 RU 2022120286 A RU2022120286 A RU 2022120286A RU 2022120286 A RU2022120286 A RU 2022120286A RU 2792973 C1 RU2792973 C1 RU 2792973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
transistor
transistors
additional
output
Prior art date
Application number
RU2022120286A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Передельский
Ирина Валерьевна Ворначева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2792973C1 publication Critical patent/RU2792973C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: digital circuitry; automation; industrial electronics.
SUBSTANCE: AND/OR trigger logic element contains seven transistors, six resistors and constant voltage sources, it also has a two-emitter npn first additional transistor, pnp second additional transistor, and an additional resistor. The collector of the first additional transistor is connected to the base of the first transistor, the outputs of the two emitters of the first additional transistor form two inputs for the AND-NOT logic element, an additional resistor is connected between the base of the first additional transistor and the output of the first and third resistors, the emitter of the second additional transistor is connected to the common output of the first resistor and collectors of the first, second and third transistors, the base of the second additional transistor is connected to the third resistor, the collector of the second additional transistor is connected to the fifth transistor and to the fifth resistor, the free terminal of the fifth resistor is connected to the fourth resistor and their output forms the output of the logic element.
EFFECT: increasing the load capacity of the trigger logic element AND-NOT/OR-NOT.
1 cl, 3 dwg

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. In particular, it can be used in computer technology blocks built on logical elements.

Известен логический элемент ИЛИ/ИЛИ-НЕ [1 Гольденберг 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 OR/OR-NOT [1 Goldenberg 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 supply voltage source.

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. Схема приведенного элемента имеет два входа, каждый из которых является двухвходовым (содержит два вывода, которые относительно «земли» образуют два входа). 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 were 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. The circuit of the above element has two inputs, each of which is a two-input (contains two outputs, which form two inputs relative to the "ground").

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 chosen as a prototype [Manaev EI, 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 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. Приведённый логический элемент относится к ЭСЛ элементам (ЭСЛ – эмиттерно-связанная логика).Its disadvantage lies in the low load capacity. The electric current of only one transistor generates an external load current. If it were 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 strength of the electric load current of the logic element and, as a result, to an increase in the load capacity. The given logical element refers to ESL elements (ESL - emitter-coupled logic).

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении нагрузочной способности триггерного логического элемента И-НЕ/ИЛИ-НЕ. The problem to be solved by the invention is to increase the load capacity of the trigger logic element AND-NOT/OR-NOT.

Это достигается тем, что в триггерный логический элемент И-НЕ/ИЛИ-НЕ, содержащий источник питающего постоянного напряжения, минусовой вывод которого соединен с общей шиной и заземлен, параллельно включенные первый, второй и третий n-p-n транзисторы, выводы баз второго и третьего транзисторов образуют относительно «земли» два входа для ИЛИ-НЕ логического элемента, первый резистор, включенный между плюсовым выводом источника питающего постоянного напряжения и общим выводом коллекторов первого, второго и третьего транзисторов, второй резистор, включённый между «землей» и общим выводом эмиттеров этих же трех транзисторов (первого, второго и третьего), последовательно включенные третий резистор и четвертый тоже n-p-n транзистор, свободный вывод третьего резистора подсоединен к общему выводу первого резистора и плюсового вывода источника питающего постоянного напряжения, эмиттер четвертого транзистора подключён к общему выводу второго резистора, эмиттеров первого, второго и третьего транзисторов, к базе четвертого транзистора подсоединён плюсовой вывод источника опорного напряжения, минусовой вывод этого источника заземлен, последовательно между собой включённые пятый n-p-n транзистор и четвёртый резистор, подсоединенный к эмиттеру пятого транзистора, также имеется пятый резистор, введены двухэмиттерный n-p-n первый дополнительный транзистор, p-n-p второй дополнительный транзистор, дополнительный резистор и изменено включение элементов, коллектор первого дополнительного транзистора соединён с базой первого транзистора, два вывода двух эмиттеров первого дополнительного транзистора образуют относительно «земли» два входа для И-НЕ логического элемента, между базой первого дополнительного транзистора и общим выводом первого, третьего резисторов, плюсового вывода источника питающего постоянного напряжения включен дополнительный резистор, эмиттер второго дополнительного транзистора подсоединен к общему выводу первого резистора и коллекторов первого, второго и третьего транзисторов, база второго дополнительного транзистора подключена к общему выводу третьего резистора, коллекторов четвертого и пятого транзисторов, коллектор второго дополнительного транзистора подсоединен и к базе пятого транзистора, и к одному из двух выводов пятого резистора, свободный вывод этого пятого резистора соединен со свободным выводом четвертого резистора и их общий вывод образует относительно «земли» выход логического элемента.This is achieved by the fact that in the trigger logic element AND-NOT/OR-NOT, containing a supply DC voltage source, the negative output of which is connected to a common bus and grounded, the first, second and third npn transistors connected in parallel, the outputs of the bases of the second and third transistors form relative to the "ground" two inputs for the OR-NOT logic element, the first resistor connected between the positive output of the DC supply voltage source and the common output of the collectors of the first, second and third transistors, the second resistor connected between the "ground" and the common output of the emitters of the same three transistors (first, second and third), the third resistor connected in series and the fourth also an npn transistor, the free terminal of the third resistor is connected to the common terminal of the first resistor and the positive terminal of the DC supply voltage source, the emitter of the fourth transistor is connected to the common terminal of the second resistor, the emitters of the first, of the second and third transistors, the positive output of the reference voltage source is connected to the base of the fourth transistor, the negative output of this source is grounded, the fifth npn transistor and the fourth resistor are connected in series with each other, connected to the emitter of the fifth transistor, there is also a fifth resistor, a two-emitter npn first additional transistor is introduced , pnp the second additional transistor, an additional resistor and the inclusion of elements has been changed, the collector of the first additional transistor is connected to the base of the first transistor, the two outputs of the two emitters of the first additional transistor form, relative to the "ground", two inputs for the NAND logic element, between the base of the first additional transistor and the common output of the first, third resistors, the positive output of the DC supply voltage source, an additional resistor is turned on, the emitter of the second additional transistor is connected to the common output of the first resistor and the collectors of the first, second and third transistors, the base of the second additional transistor is connected to the common output of the third resistor, the collectors of the fourth and of the fifth transistor, the collector of the second additional transistor is connected both to the base of the fifth transistor and to one of the two terminals of the fifth resistor, the free terminal of this fifth resistor is connected to the free terminal of the fourth resistor and their common terminal forms the output of the logic element relative to the ground.

Сущность изобретения поясняется схемой триггерного логического элемента И-НЕ/ИЛИ-НЕ (фиг. 1) и таблицей истинности для И-НЕ (фиг.2) и таблицей истинности для ИЛИ-НЕ (фиг. 3).The essence of the invention is illustrated by the trigger logic element AND-NOT/OR-NOT (Fig. 1) and the truth table for AND-NOT (Fig. 2) and the truth table for OR-NOT (Fig. 3).

В триггерном логическом элементе И-НЕ/ИЛИ-НЕ общая шина (минусовой вывод) источника 1 питающего постоянного напряжения заземлена. К выходу (плюсовой вывод) питающего источника подсоединен один из выводов резистора 2. Другой вывод этого резистора подключен к базе двухэмиттерного n-p-n транзистора 3. Два вывода эмиттеров этого транзистора образуют относительно «земли» для И-НЕ два входа х 1 и х 2 логического элемента. Параллельно между собой включены n-p-n транзисторы 4 и 5. База транзистора 4 подсоединена к коллектору транзистора 3. База транзистора 5 образует относительно «земли» один (первый Х 1 ) из двух входов для ИЛИ-НЕ логического элемента. Резистор 6 включен между общим выводом резистора 2 и плюсового вывода источника 1 и общим выводом коллекторов транзисторов 4 и 5. Резистор 7 включен между общим выводом эмиттеров транзисторов 4 и 5 и «землей». Коллектор транзистора 8 подсоединен к общему выводу резистора 6 и коллекторов транзисторов 4 и 5. Вывод базы транзистора 8 образует относительно «земли» второй вход Х 2 для ИЛИ-НЕ логического элемента. Эмиттер транзистора 8 подключён к общему выводу резистора 7 и эмиттеров транзисторов 4 и 5. Последовательно между собой включены резистор 9 и n-p-n транзистор 10. Свободный вывод резистора 9 подсоединён к общему выводу резисторов 2, 6 и плюсового вывода источника 1 питающего постоянного напряжения. Эмиттер транзистора 10 подключен к общему выводу резистора 7 и эмиттеров транзисторов 4, 5 и 8. С базой транзистора 10 соединен плюсовой вывод источника 11 опорного постоянного напряжения, минусовой вывод этого источника заземлен. In the trigger logic element AND-NOT/OR-NOT, the common bus (negative terminal) of the source 1 of the DC supply voltage is grounded. One of the terminals of the resistor 2 is connected to the output (positive terminal) of the supply source. The other terminal of this resistor is connected to the base of the two-emitter npn transistor 3. The two outputs of the emitters of this transistor form two inputs x 1 and x 2 of the logic element relative to the “ground” for AND-NOT . In parallel, npn transistors 4 and 5 are connected to each other. The base of transistor 4 is connected to the collector of transistor 3. The base of transistor 5 forms one (the first X 1 ) of the two inputs for the NOR logic element relative to the "ground". Resistor 6 is connected between the common terminal of resistor 2 and the positive terminal of source 1 and the common terminal of the collectors of transistors 4 and 5. Resistor 7 is connected between the common terminal of the emitters of transistors 4 and 5 and ground. The collector of transistor 8 is connected to the common terminal of resistor 6 and the collectors of transistors 4 and 5. The base terminal of transistor 8 forms, relative to ground, the second input X 2 for the NOR gate. The emitter of transistor 8 is connected to the common terminal of resistor 7 and the emitters of transistors 4 and 5. Resistor 9 and npn transistor 10 are connected in series with each other. The free terminal of resistor 9 is connected to the common terminal of resistors 2, 6 and the positive terminal of the DC supply voltage source 1. The emitter of the transistor 10 is connected to the common terminal of the resistor 7 and the emitters of the transistors 4, 5 and 8. The positive terminal of the reference DC voltage source 11 is connected to the base of the transistor 10, the negative terminal of this source is grounded.

Последовательно включены n-p-n транзистор 12 и резистор 13. Коллектор транзистора 12 подсоединён к общему выводу резистора 9 и коллектора транзистора 10. Свободный вывод резистора 13 соединён с выводом выхода

Figure 00000001
логического элемента относительно «земли». Также последовательно включены p-n-р транзистор 14 и резистор 15. Эмиттер транзистора 14 подсоединен к общему выводу резистора 6, коллекторов транзисторов 4, 5 и 8. База транзистора 14 подключена к общему выводу резистора 9, коллекторов транзисторов 10 и 12. Общий вывод коллектора транзистора 14 и резистора 15 соединен с базой транзистора 12. Свободный вывод резистора 15 подключен к общему выводу резистора 13 и выхода
Figure 00000001
логического элемента. The npn transistor 12 and resistor 13 are connected in series. The collector of transistor 12 is connected to the common terminal of resistor 9 and the collector of transistor 10. The free terminal of resistor 13 is connected to the output terminal
Figure 00000001
logical element relative to the "ground". The pn-p transistor 14 and resistor 15 are also connected in series. The emitter of transistor 14 is connected to the common terminal of resistor 6, the collectors of transistors 4, 5 and 8. The base of transistor 14 is connected to the common terminal of resistor 9, the collectors of transistors 10 and 12. The common terminal of the transistor collector 14 and resistor 15 is connected to the base of transistor 12. The free terminal of resistor 15 is connected to the common terminal of resistor 13 and output
Figure 00000001
logical element.

На фиг. 1 часть схемы на транзисторах 12 и 14 является триггером на транзисторах противоположного типа проводимости, а часть схемы на транзисторах 4, 5, 8 и 10 представляет собой переключатель тока. Резисторы 6 и 9 входят и в состав переключателя тока, и в состав триггера на транзисторах противоположного типа проводимости. На фиг. 1 также приведен пунктирными линиями резистор R н , условно отображающий внешнюю нагрузку логического элемента.In FIG. 1 part of the circuit on transistors 12 and 14 is a flip-flop on transistors of the opposite type of conductivity, and part of the circuit on transistors 4, 5, 8 and 10 is a current switch. Resistors 6 and 9 are both part of the current switch and the trigger on transistors of the opposite type of conductivity. In FIG. 1 also shows the resistor R n in dashed lines, conditionally displaying the external load of the logic element.

Триггерный логический элемент И-НЕ/ИЛИ-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 (ближе к нулю), высокий уровень – уровень логической единицы соответствует значениям напряжения в районе единиц вольт (нередко в районе четырёх вольт).Trigger logic element AND-NOT/OR-NOT works as follows. Digital electronics uses low and high level electrical input and output signals. Low level - the level of logical zero corresponds to voltage values in the region of zero (closer to zero), high level - the level of logical one corresponds to voltage values \u200b\u200bin the region of units of volts (often in the region of four volts).

Триггер на транзисторах 12, 14 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 и 15 нулевые значения напряжения. Они прикладываются к базам транзисторов 12, 14 меньше пороговых напряжений этих транзисторов по абсолютной величине и в итоге поддерживают эти транзисторы в закрытом состоянии. Во втором (условно) состоянии транзисторы 12 и 14 открыты, их электрические токи создают напряжения в том числе на резисторах 9 и 15 по абсолютной величине и по значениям больше пороговых напряжений транзисторов и поддерживают транзисторы 12, 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. The flip-flop on transistors 12, 14 of the opposite type of conductivity has two equilibrium states. In the first (conditionally) state, both transistors are closed and do not conduct electricity. Then, including resistors 9 and 15, zero voltage values. They are applied to the bases of transistors 12, 14 less than the threshold voltages of these transistors in absolute value and eventually keep these transistors in the closed state. In the second (conditionally) state, transistors 12 and 14 are open, their electric currents create voltages, including those on resistors 9 and 15, in absolute value and in values greater than the threshold voltages of the transistors and keep transistors 12, 14 in the open state. A trigger on transistors of the opposite type of conductivity, like other common triggers, passes from the first state to the second and vice versa when the control input voltages exceed the values of the voltages of the corresponding trigger thresholds.

Работа логического элемента И-НЕ/ИЛИ-НЕ отражается таблицей истинности для операции И-НЕ при Х 1 2 =0 (фиг. 2) и таблицей истинности для операции ИЛИ-НЕ при х 1 2 =0, где х 1 , х 2 , Х 1 , Х 2 – условное отображение входных сигналов логического элемента,

Figure 00000002
- условное отображение выходного сигнала и N - номер строки по порядку. Обратимся к таблице истинности на фиг.2. На входы Х 1 , и Х 2 здесь подаются напряжения уровня логического нуля. Тогда состояние транзисторов 5 и 8 в худшем случае находятся в районе порогового напряжения, сила электрических токов коллекторов этих транзисторов мала, напряжение на резисторе 6 мало по абсолютной величине и по полярности минусом приложено к эмиттеру p-n-p транзистора 14 и не может перевести триггер на транзисторах 12 и 14 во второе состояние. В соответствии с первыми тремя строками таблицы истинности на фиг. 2 на один или оба входа х 1 , х 2 логического элемента поступает напряжение уровня логического нуля. Тогда один или оба базо-эмиттерных p-n перехода 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 мала и напряжение на резисторе 6 тоже имеет малое значение. Кроме того, это напряжение через резистор 9 плюсом приложено к базе p-n-р транзистора 14 и не может перевести его в открытое состояние. The work of the logical element AND-NOT/OR-NOT is reflected by the truth table for the AND-NOT operation at X 1 =X 2 =0 (Fig. 2) and the truth table for the OR-NOT operation at x 1 =x 2 =0, where x 1 , x 2 , x 1 , x 2 - conditional display of the input signals of the logic element,
Figure 00000002
- conditional display of the output signal and N - line number in order. Referring to the truth table in Fig.2. The inputs X 1 and X 2 are supplied with the voltage level of logic zero. Then the state of transistors 5 and 8 in the worst case is in the region of the threshold voltage, the strength of the electric currents of the collectors of these transistors is small, the voltage across the resistor 6 is small in absolute value and is applied minus in polarity to the emitter of the pnp transistor 14 and cannot transfer the trigger on transistors 12 and 14 to the second state. According to the first three rows of the truth table in FIG. 2, one or both inputs x 1 , x 2 of the logic element receives a logic zero level voltage. Then one or both base-emitter pn junctions of the transistor 3 are open and they have a very low voltage value, as on diodes in a conductive state. The base-collector junction of transistor 3 is also open, as a result, the base of transistor 4 has a low voltage level and its state, in the worst case, is in the region of the threshold voltage. The collector current strength of transistor 4 is small and the voltage across resistor 6 is also small. In addition, this voltage is positively applied through resistor 9 to the base of the pn-p transistor 14 and cannot switch it to the open state.

Значение напряжения источника 11 опорного постоянного напряжения выбрано таким, чтобы обеспечивать транзистор 10 в открытом состоянии в изложенном выше состоянии схемы, обеспечивать требующееся значение силы коллекторного тока транзистора 10, соответственно требующееся значение напряжения на резисторе 9, чтобы перевести триггер на транзисторах 12, 14 во второе состояние. Напряжение на резисторе 9 минусом приложено к базе p-n-р транзистора 14. Электрические токи двух транзисторов 12, 14 триггера во втором состоянии формируют электрический ток внешней нагрузки и обеспечивают на выходе

Figure 00000001
логического элемента напряжение уровня логической единицы.The voltage value of the source 11 of the reference constant voltage is chosen so as to provide the transistor 10 in the open state in the above state of the circuit, to provide the required value of the collector current of the transistor 10, respectively, the required voltage value across the resistor 9 in order to transfer the trigger on the transistors 12, 14 to the second state. The voltage across the resistor 9 minus is applied to the base of the pn-p transistor 14. The electric currents of the two trigger transistors 12, 14 in the second state form an external load electric current and provide output
Figure 00000001
logic element voltage level logic one.

В соответствии с четвертой строкой таблицы истинности (фиг. 2) на два входа х 1 и х 2 логического элемента подается напряжение уровня логической единицы. Базо-эмиттерные и базо-коллекторный переходы транзистора 3 по-прежнему открыты, но на базе транзистора 4 теперь напряжение уровня логической единицы. Сила коллекторного тока транзистора 4 и напряжение на резисторе 6 существенно повышаются. Напряжение на резисторе 6 минусом приложенно к эмиттеру p-n-p транзистора 14 и плюсом через резистор 9 к базе этого транзистора. Такое напряжение поддерживает транзистор 14 в закрытом состоянии. Тогда триггер на транзисторах противоположного типа проводимости в первом состоянии. Сила токов транзисторов 12, 14 триггера в первом состоянии обеспечивает на внешней нагрузке и на выходе

Figure 00000001
логического элемента напряжение уровня логического нуля. Возросшая сила тока транзистора 4 повышает напряжение на резисторе 7, которое плюсом приложено к эмиттеру n-p-n транзистора 10. От этого транзистор 10 переходит в режим близкий к пороговому напряжению. Сила коллекторного тока этого транзистора мала и соответственно мало напряжение на резисторе 9 от этого тока. В базо-эмиттерной цепи p-n-p транзистора 14 напряжения на резисторах 6 и 9 включены встречно и существенно различны по абсолютной величине. Напряжение на резисторе 6 превалирует и обеспечивает приведенное выше состояние схемы с учетом малого значения напряжения на резисторе 9 от коллекторного тока транзистора 10.In accordance with the fourth row of the truth table (Fig. 2) for two inputsX 1 AndX 2 logic element is supplied with a logic-one level voltage. The base-emitter and base-collector junctions of transistor 3 are still open, but the base of transistor 4 now has a logic-one voltage. The collector current of the transistor 4 and the voltage across the resistor 6 increase significantly. Voltage across resistor 6 minus applied to emitterpnp transistor 14 and plus through resistor 9 to the base of this transistor. This voltage maintains the transistor 14 in the closed state. Then the flip-flop on transistors of the opposite type of conductivity in the first state. The current strength of transistors 12, 14 trigger in the first state provides on the external load and at the output
Figure 00000001
logic element voltage level logic zero. The increased current strength of transistor 4 increases the voltage across resistor 7, which is positively applied to the emitternpn transistor 10. From this, transistor 10 switches to a mode close to the threshold voltage. The strength of the collector current of this transistor is small and, accordingly, the voltage across the resistor 9 from this current is small. In the base-emitter circuitpnp transistor 14, the voltages across resistors 6 and 9 are connected in opposite directions and are significantly different in absolute value. The voltage on the resistor 6 prevails and provides the above state of the circuit, taking into account the low value of the voltage on the resistor 9 from the collector current of the transistor 10.

Далее обратимся к таблице истинности на фиг. 3. На входы х 1 и х 2 здесь подаются напряжения уровня логического нуля. Тогда, как обосновано ранее, напряжение на резисторе 6 от воздействия напряжений таких сигналов мало, да и по полярности плюсом приложено через резистор 9 к базе p-n-p транзистора 14 и не может перевести триггер на транзисторах 12, 14 во второе состояние. В соответствии с первой строкой таблицы истинности на фиг. 3 на оба входа Х 1 и Х 2 логического элемента поступают напряжения уровня логического нуля. Соответственно сила коллекторных токов транзисторов 5, 8 мала, напряжение от них на резисторе 6 тоже имеет малое значение. В имеющемся состоянии схемы значение напряжения источника 11 опорного напряжения источника 11 обеспечивает требующуюся силу коллекторного тока транзистора 10 и требующееся напряжение на резисторе 9, которое минусом приложено к базе p-n-p транзистора 14 и обеспечивает его открытое состояние с учетом малого значения напряжения на резисторе 6. Тогда триггер на транзисторах 12, 14 во втором состоянии и электрические токи его двух транзисторов обеспечивают на внешней нагрузке логического элемента и на его выходе

Figure 00000001
напряжение уровня логической единицы.Let us next turn to the truth table in Fig. 3. To the inputsX 1 AndX 2 logic zero level voltages are applied here. Then, as justified earlier, the voltage across resistor 6 from the effect of voltages of such signals is small, and in polarity, the plus is applied through resistor 9 to the basepnp transistor 14 and cannot transfer the flip-flop on transistors 12, 14 to the second state. According to the first row of the truth table in FIG. 3 for both inputsX 1 AndX 2 logical element receives the voltage level of logical zero. Accordingly, the strength of the collector currents of the transistors 5, 8 is small, the voltage from them across the resistor 6 is also small. In the current state of the circuit, the voltage value of the source 11 of the reference voltage of the source 11 provides the required collector current strength of the transistor 10 and the required voltage across the resistor 9, which is applied to the base with a minuspnp transistor 14 and ensures its open state, taking into account the low voltage across resistor 6. Then the trigger on transistors 12, 14 in the second state and the electric currents of its two transistors provide on the external load of the logic element and at its output
Figure 00000001
logic-one level voltage.

В соответствии с 2, 3 и 4-й строками таблицы истинности на фиг. 3 на базы одного из транзисторов 5, 8 или на оба подается напряжение уровня логической единицы и сила электрических токов этих транзисторов соответственно возрастает. Напряжение на резисторах 6, 7 от них тоже возрастает. Повысившееся напряжение на резисторе 6 плюсом приложено через резистор 9 к базе p-n-p транзистора 14 и переводит его в закрытое состояние или в состояние близкое к пороговому напряжению. Тогда триггер на транзисторах 12, 14 в первом состоянии и близкие к нулю силы токов его двух транзисторов создают на внешней нагрузке логического элемента и на его выходе

Figure 00000001
напряжение уровня логического нуля. Возросшее напряжение на резисторе 7 плюсом прикладывается к эмиттеру транзистора 10 и переводит его в состояние, близкое к пороговому напряжению. Тогда сила коллекторного тока транзистора 10 и, соответственно, напряжение на резисторе 9 весьма малы, не изменяют приведенные выше положения и состояние схемы.According to the 2nd, 3rd and 4th rows of the truth table in FIG. 3, the bases of one of the transistors 5, 8 or both are supplied with a logic-one level voltage and the strength of the electric currents of these transistors increases accordingly. The voltage across the resistors 6, 7 also increases from them. The increased voltage on the resistor 6 is positively applied through the resistor 9 to the base of the pnp transistor 14 and switches it to the closed state or to a state close to the threshold voltage. Then the trigger on transistors 12, 14 in the first state and currents close to zero of its two transistors are created on the external load of the logic element and at its output
Figure 00000001
logic zero level voltage. The increased voltage across the resistor 7 is positively applied to the emitter of the transistor 10 and puts it into a state close to the threshold voltage. Then the strength of the collector current of the transistor 10 and, accordingly, the voltage across the resistor 9 are very small, do not change the above positions and the state of the circuit.

При переходе входных сигналов от уровней логического нуля (X 1 =X 2 =0) к входным сигналам, где один сигнал или оба соответствуют напряжению уровня логической единицы, суммарная сила эмиттерных токов транзисторов 5, 8 в резисторе 7 возрастает, а сила эмиттерного тока транзистора 10 в этом резисторе убывает. При переходе от входных сигналов, где напряжение одного из них или обоих соответствуют уровню логической единицы, к обоим входным сигналам уровня логического нуля (X 1 =X 2 =0) суммарная сила эмиттерных токов транзисторов 5, 8 через резистор 7 убывает, а сила эмиттерного тока транзистора 10 через этот резистор возрастает. When the input signals go from logical zero levels ( X 1 =X 2 =0 ) to input signals, where one signal or both correspond to the voltage of the logical one level, the total strength of the emitter currents of transistors 5, 8 in resistor 7 increases, and the strength of the emitter current of the transistor 10 in this resistor decreases. In the transition from the input signals, where the voltage of one of them or both correspond to the level of logical one, to both input signals of the level of logical zero ( X 1 =X 2 =0 ), the total strength of the emitter currents of the transistors 5, 8 through the resistor 7 decreases, and the strength of the emitter the current of the transistor 10 through this resistor increases.

Приведённый прототип и триггерный логический элемент И-НЕ/ИЛИ-НЕ относятся к ЭСЛ-элементам (ЭСЛ-эмиттерно - связанная логика). Известно, что ЭСЛ-элементы имеют повышенное быстродействие [например, Гольденберг Л.М. Импульстные устройства – М.: Радио и связь, 1981, стр. 57, раздел «Динамические характеристики» абзацы 1, 2, ... 6].The given prototype and the trigger logic element AND-NOT/OR-NOT refer to ESL elements (ESL-emitter-coupled logic). It is known that ESL elements have increased performance [for example, Goldenberg L.M. Pulse devices - M .: Radio and communication, 1981, p. 57, section "Dynamic characteristics" paragraphs 1, 2, ... 6].

Таким образом, в триггерном логическом элементе И-НЕ/ИЛИ-НЕ сила электрического тока внешней нагрузки и на выходе

Figure 00000001
логического элемента равна сумме силы токов двух транзисторов 12, 14, что повышает нагрузочную способность этого логического элемента. В прототипе электрический ток нагрузки формирует только один из транзисторов.Thus, in the trigger logic element AND-NOT / OR-NOT, the strength of the electric current of the external load and at the output
Figure 00000001
logic element is equal to the sum of the currents of the two transistors 12, 14, which increases the load capacity of this logic element. In the prototype, the load current forms only one of the transistors.

Claims (1)

Триггерный логический элемент И-НЕ/ИЛИ-НЕ, содержащий источник питающего постоянного напряжения, минусовой вывод которого соединен с общей шиной и заземлен, параллельно включенные первый, второй и третий n-p-n транзисторы, выводы баз второго и третьего транзисторов образуют относительно «земли» два входа для ИЛИ-НЕ логического элемента, первый резистор, включенный между плюсовым выводом источника питающего постоянного напряжения и общим выводом коллекторов первого, второго и третьего транзисторов, второй резистор, включённый между «землей» и общим выводом эмиттеров этих же трех транзисторов (первого, второго и третьего), последовательно включенные третий резистор и четвертый тоже n-p-n транзистор, свободный вывод третьего резистора подсоединен к общему выводу первого резистора и плюсового вывода источника питающего постоянного напряжения, эмиттер четвертого транзистора подключён к общему выводу второго резистора, эмиттеров первого, второго и третьего транзисторов, к базе четвертого транзистора подсоединён плюсовой вывод источника опорного напряжения, минусовой вывод этого источника заземлен, последовательно между собой включённые пятый n-p-n транзистор и четвёртый резистор, подсоединенный к эмиттеру пятого транзистора, также имеется пятый резистор, отличающийся тем, что в него введены двухэмиттерный n-p-n первый дополнительный транзистор, p-n-p второй дополнительный транзистор, дополнительный резистор и изменено включение элементов, коллектор первого дополнительного транзистора соединён с базой первого транзистора, два вывода двух эмиттеров первого дополнительного транзистора образуют относительно «земли» два входа для И-НЕ логического элемента, между базой первого дополнительного транзистора и общим выводом первого, третьего резисторов, плюсового вывода источника питающего постоянного напряжения включен дополнительный резистор, эмиттер второго дополнительного транзистора подсоединен к общему выводу первого резистора и коллекторов первого, второго и третьего транзисторов, база второго дополнительного транзистора подключена к общему выводу третьего резистора, коллекторов четвертого и пятого транзисторов, коллектор второго дополнительного транзистора подсоединен и к базе пятого транзистора, и к одному из двух выводов пятого резистора, свободный вывод этого пятого резистора соединен со свободным выводом четвертого резистора и их общий вывод образует относительно «земли» выход логического элемента.Trigger logic element AND-NOT/OR-NOT, containing a DC supply voltage source, the negative terminal of which is connected to a common bus and grounded, the first, second and third n-p-n transistors connected in parallel, the base terminals of the second and third transistors form two inputs relative to the "ground" for a NOR logic element, the first resistor connected between the positive output of the DC supply voltage source and the common output of the collectors of the first, second and third transistors, the second resistor connected between the "ground" and the common output of the emitters of the same three transistors (the first, second and third), the third resistor and the fourth also an n-p-n transistor are connected in series, the free terminal of the third resistor is connected to the common terminal of the first resistor and the positive terminal of the DC supply voltage source, the emitter of the fourth transistor is connected to the common terminal of the second resistor, the emitters of the first, second and third transistors, to the base of the fourth transistor is connected to the positive output of the reference voltage source, the negative output of this source is grounded, the fifth n-p-n transistor and the fourth resistor are connected in series with each other, connected to the emitter of the fifth transistor, there is also a fifth resistor, characterized in that it contains a two-emitter n-p-n first additional transistor , p-n-p the second additional transistor, an additional resistor and the inclusion of elements has been changed, the collector of the first additional transistor is connected to the base of the first transistor, two outputs of the two emitters of the first additional transistor form, relative to the "ground", two inputs for the NAND logic element, between the base of the first additional transistor and the common output of the first, third resistors, the positive output of the DC supply voltage source, an additional resistor is turned on, the emitter of the second additional transistor is connected to the common output of the first resistor and the collectors of the first, second and third transistors, the base of the second additional transistor is connected to the common output of the third resistor, the collectors of the fourth and of the fifth transistor, the collector of the second additional transistor is connected both to the base of the fifth transistor and to one of the two terminals of the fifth resistor, the free terminal of this fifth resistor is connected to the free terminal of the fourth resistor and their common terminal forms the output of the logic element relative to the ground.
RU2022120286A 2022-07-25 Trigger logic element and-not/or-not RU2792973C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2792973C1 true RU2792973C1 (en) 2023-03-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348815B1 (en) * 1999-05-19 2002-02-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Input buffer circuit
US7228508B1 (en) * 1993-09-21 2007-06-05 Intel Corporation Fail-safe thermal sensor apparatus and method
RU2694151C1 (en) * 2018-05-22 2019-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Triggering logic element nand
RU2710937C1 (en) * 2018-10-09 2020-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Triggering logic element nor
RU2760464C1 (en) * 2021-04-28 2021-11-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» Trigger logic element and-not

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7228508B1 (en) * 1993-09-21 2007-06-05 Intel Corporation Fail-safe thermal sensor apparatus and method
US6348815B1 (en) * 1999-05-19 2002-02-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Input buffer circuit
RU2694151C1 (en) * 2018-05-22 2019-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Triggering logic element nand
RU2710937C1 (en) * 2018-10-09 2020-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Triggering logic element nor
RU2760464C1 (en) * 2021-04-28 2021-11-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» Trigger logic element and-not

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
RU2710937C1 (en) Triggering logic element nor
RU2792973C1 (en) Trigger logic element and-not/or-not
RU2700195C1 (en) Trigger adder modulo two
RU2693297C1 (en) Triggered asynchronous rs flip-flop
US3424928A (en) Clocked r-s flip-flop
RU2727613C1 (en) Triggering and/nand logic element
RU2689198C1 (en) Triggering asynchronous d-trigger
RU2785277C1 (en) Trigger gate and/or
RU2728954C1 (en) Trigger logic element and
RU2745398C1 (en) Trigger logic gate and/or
RU2783403C1 (en) Trigger gate and-not/or-not
RU2721386C1 (en) Trigger two-stage rs flip-flop
RU2802370C1 (en) Trigger logic element and
US3523194A (en) Current mode circuit
RU2789166C1 (en) And/and-not trigger logic element
RU2760206C1 (en) Trigger logic element is not/or/and/or-not/and-not
RU2760464C1 (en) Trigger logic element and-not
RU2710845C1 (en) Trigger logic element not
RU2826843C1 (en) Trigger logic element 2and-or-not
RU2826617C1 (en) Trigger logic element 2and-or
RU2767177C1 (en) Trigger logic element or/nor
RU2827115C1 (en) Trigger synchronous d trigger