RU2817236C1 - Trigger logic element and-not on field-effect transistors - Google Patents

Trigger logic element and-not on field-effect transistors Download PDF

Info

Publication number
RU2817236C1
RU2817236C1 RU2023111944A RU2023111944A RU2817236C1 RU 2817236 C1 RU2817236 C1 RU 2817236C1 RU 2023111944 A RU2023111944 A RU 2023111944A RU 2023111944 A RU2023111944 A RU 2023111944A RU 2817236 C1 RU2817236 C1 RU 2817236C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
field
effect transistor
resistor
source
common terminal
Prior art date
Application number
RU2023111944A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Валерьевна Ворначева
Геннадий Иванович Передельский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2817236C1 publication Critical patent/RU2817236C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to digital circuitry, automation and industrial electronics and, in particular, can be used in computer units built on logic elements. Trigger logic element AND-NOT on field-effect transistors contains a source of supply constant voltage, three field-effect transistors with induced channels of n-type, field-effect transistor with induced channel of p-type and additionally two additional field-effect transistors with induced channels of n-type, six resistors and source of reference constant voltage, as well as connections between them. In the trigger logic element AND-NOT on field-effect transistors, the electric current strength of the external load and at the output of the logic element is equal to the sum of the current strength of the two field-effect transistors (11) and (13), which increases the load capacity of this logic element.
EFFECT: increasing load capacity of trigger logic element NAND on field-effect transistors.
1 cl, 2 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 units built on logical elements.

Известен логический элемент И-НЕ на полевых транзисторах [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1987, стр. 207, рис. 2.10, а], содержащий четыре полевых транзистора: два транзистора с индуцированными каналами n-типа, два транзистора с индуцированными каналами р-типа, а также источник постоянного напряжения.A well-known logical element AND-NOT on field-effect transistors [Shilo V.L. Popular digital microcircuits. - M.: Radio and Communications, 1987, p. 207, fig. 2.10, a], containing four field-effect transistors: two transistors with induced n-type channels, two transistors with induced p-type channels, as well as a constant voltage source.

Недостаток его заключается в том, что у него малая нагрузочная способность, так как сила электрического тока внешней нагрузки в итоге (в эквиваленте) определяется силой электрического тока только одного транзистора. Электрический ток внешней нагрузки здесь определяется транзисторами с индуцированными каналами р-типа, а эти два транзистора включены между собой последовательно, поэтому сила тока нагрузки по существу определяется силой тока одного транзистора. Если бы удалось получить, что сила электрического тока нагрузки равнялась сумме силы токов двух транзисторов, то это повысило бы нагрузочную способность логического элемента.Its disadvantage is that it has a low load capacity, since the strength of the electric current of the external load is ultimately (in equivalent) determined by the strength of the electric current of only one transistor. The electrical current of the external load here is determined by the p-type induced transistors, and these two transistors are connected in series with each other, so the load current is essentially determined by the current of one transistor. If it were possible to obtain that the strength of the electric current of the load was equal to the sum of the current strength of the two transistors, then this would increase the load capacity of the logic element.

Наиболее близким по технической сущности является выбранный в качестве прототипа логический элемент ИЛИ-НЕ на полевых транзисторах [Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника. - М.: Высшая школа, 2004, стр. 610, рис. 8.14 в], содержащий шесть полевых транзисторов: ярусно включенных три транзистора с индуцированными каналами р-типа и параллельно включенных три транзистора с индуцированными каналами n-типа, а также источник постоянного напряжения. The closest in technical essence is the OR-NOT logical element selected as a prototype on field-effect transistors [Gusev V.G., Gusev Yu.M. Electronics and microprocessor technology. - M.: Higher School, 2004, p. 610, fig. 8.14 c], containing six field-effect transistors: three transistors with induced p-type channels connected in layers and three transistors with induced n-type channels connected in parallel, as well as a constant voltage source.

Недостаток его заключается в том, что у него малая нагрузочная способность, так как сила электрического тока внешней нагрузки определяется силой тока одного полевого транзистора. В ярусной части схемы полевые транзисторы включены последовательно, тогда сила электрического тока одного транзистора равна силе электрического тока всех других транзисторов в этом ярусном включении, а эквивалентная сила электрического тока по существу равна силе электрического тока одного транзистора. И этот ток замыкается на внешнюю нагрузку. Если бы удалось получить, что сила электрического тока нагрузки равнялась сумме силы токов двух или более транзисторов, то это повысило бы нагрузочною способность логического элемента.Its disadvantage is that it has a low load capacity, since the strength of the electric current of the external load is determined by the current strength of one field-effect transistor. In the tier part of the circuit, the field effect transistors are connected in series, then the electric current of one transistor is equal to the electric current of all other transistors in that tier connection, and the equivalent electric current is essentially equal to the electric current of one transistor. And this current is shorted to an external load. If it were possible to obtain that the strength of the electric current of the load was equal to the sum of the current strength of two or more transistors, then this would increase the load capacity of the logic element.

Задача, на решение которой направлены изобретения, состоит в повышении нагрузочной способности триггерного логического элемента И-НЕ на полевых транзисторах.The problem to which the inventions are aimed is to increase the load capacity of the NAND trigger logic element on field-effect transistors.

Это достигается тем, что в триггерный логический элемент И-НЕ на полевых транзисторах, содержащий источник питающего постоянного напряжения, минусовой вывод которого соединен с общей шиной и заземлен, параллельно включенные первый и второй полевые транзисторы с индуцированными каналами n-типа, истоки и подложки которых образуют общий вывод, третий полевой транзистор тоже с индуцированным каналом n-типа, подложка которого подключена к его истоку, а сток соединен со стоком второго полевого транзистора, четвертый полевой транзистор с индуцированным каналом p-типа, подложка которого подсоединена к его истоку, введены два дополнительных полевых транзистора с индуцированными каналами n-типа, шесть резисторов, источник опорного постоянного напряжения и изменено включение элементов, последовательно между собой включены первый и второй дополнительные полевые транзисторы затворы которых образуют относительно "земли" первый и второй входы логического элемента, сток первого дополнительного полевого транзистора подсоединен к выходу (плюсовой вывод) источника питающего постоянного напряжения, подложка первого дополнительного полевого транзистора подключена к его истоку и их общий вывод соединен со стоком второго дополнительного полевого транзистора, подложка последнего полевого транзистора подключена к его истоку и их общий вывод соединен с одним из выводов первого резистора, другой его вывод заземлен, второй резистор включен между стоком первого полевого транзистора и общим выводом выхода источника питающего постоянного напряжения и стока первого дополнительного полевого транзистора, третий резистор включен между "землей" и общим выводом истоков и подложек первого и второго полевых транзисторов, затвор первого полевого транзистора подсоединен к общему выводу первого резистора, истока и подложки второго дополнительного полевого транзистора, четвертый резистор включен между стоком второго полевого транзистора и общим выводом второго резистора, стока первого дополнительного полевого транзистора и выхода источника питающего постоянного напряжения, плюсовой вывод источника опорного постоянного напряжения подключен к затвору второго полевого транзистора, минусовой вывод этого источника заземлен, пятый резистор включен между общим выводом истока и подложки третьего полевого транзистора и выводом выхода относительно "земли" логического элемента, общий вывод истока и подложки четвертого полевого транзистора подсоединен к общему выводу второго резистора и стока первого полевого транзистора, затвор четвертого полевого транзистора подключен к общему выводу четвертого резистора, стоков второго и третьего полевых транзисторов, сток четвертого полевого транзистора соединен с затвором третьего полевого транзистора и их общий вывод соединен с одним из выводов шестого резистора, другой вывод этого резистора подключен к общему выводу пятого резистора и выхода логического элемента.This is achieved by the fact that in the trigger logic element AND-NOT on field-effect transistors, containing a source of DC supply voltage, the negative terminal of which is connected to a common bus and grounded, parallel-connected first and second field-effect transistors with induced n-type channels, the sources and substrates of which form a common terminal, the third field-effect transistor is also with an n-type induced channel, the substrate of which is connected to its source, and the drain is connected to the drain of the second field-effect transistor, the fourth field-effect transistor with an induced p-type channel, the substrate of which is connected to its source, two are introduced additional field-effect transistors with induced n-type channels, six resistors, a source of reference constant voltage and the switching of the elements has been changed, the first and second additional field-effect transistors are connected in series with each other, the gates of which form relative to the ground the first and second inputs of the logical element, the drain of the first additional field-effect transistor is connected to the output (positive terminal) of the DC supply voltage source, the substrate of the first additional field-effect transistor is connected to its source and their common terminal is connected to the drain of the second additional field-effect transistor, the substrate of the last field-effect transistor is connected to its source and their common terminal is connected to one of terminals of the first resistor, its other terminal is grounded, the second resistor is connected between the drain of the first field-effect transistor and the common terminal of the output of the DC supply voltage source and the drain of the first additional field-effect transistor, the third resistor is connected between the ground and the common terminal of the sources and substrates of the first and second field-effect transistors , the gate of the first field-effect transistor is connected to the common terminal of the first resistor, the source and substrate of the second additional field-effect transistor, the fourth resistor is connected between the drain of the second field-effect transistor and the common terminal of the second resistor, the drain of the first additional field-effect transistor and the output of the DC supply voltage source, the positive terminal of the reference source constant voltage is connected to the gate of the second field-effect transistor, the negative terminal of this source is grounded, the fifth resistor is connected between the common terminal of the source and substrate of the third field-effect transistor and the output terminal relative to the “ground” of the logic element, the common terminal of the source and substrate of the fourth field-effect transistor is connected to the common terminal of the second resistor and drain of the first field-effect transistor, the gate of the fourth field-effect transistor is connected to the common terminal of the fourth resistor, the drains of the second and third field-effect transistors, the drain of the fourth field-effect transistor is connected to the gate of the third field-effect transistor and their common terminal is connected to one of the terminals of the sixth resistor, the other terminal of this resistor is connected to the common terminal of the fifth resistor and the output of the logic element.

Сущность изобретения поясняется схемой триггерного логического элемента И-НЕ на полевых транзисторах (фиг. 1) и таблицей истинности (фиг. 2).The essence of the invention is illustrated by the circuit of a trigger logic element AND-NOT on field-effect transistors (Fig. 1) and a truth table (Fig. 2).

В триггерном логическом элементе И-НЕ на полевых транзисторах вывод отрицательной полярности источника 1 питающего постоянного напряжения соединен с общей шиной и заземлен. Последовательно между собой включены полевые транзисторы 2 и 3 с индуцированными каналами n-типа. Сток полевого транзистора 2 подсоединен к выходу (плюсовой вывод) источника 1 питающего постоянного напряжения. Затворы полевых транзисторов 2,3 образуют относительно "земли" два входа х 1 и х 2 логического элемента. Подложка полевого транзистора 2 подключена к его истоку и их общий вывод соединен со стоком полевого транзистора 3. Подложка этого последнего полевого транзистора подключена к его истоку и их общий вывод соединен с одним из выводов резистора 4, другой вывод этого резистора заземлен.In the trigger logic element AND-NOT on field-effect transistors, the output of the negative polarity of source 1 of the DC supply voltage is connected to a common bus and grounded. Field-effect transistors 2 and 3 with induced n-type channels are connected in series. The drain of field-effect transistor 2 is connected to the output (positive terminal) of source 1 of the DC supply voltage. The gates of field-effect transistors 2,3 form, relative to the ground, two inputs x 1 and x 2 of the logical element. The substrate of field-effect transistor 2 is connected to its source and their common terminal is connected to the drain of field-effect transistor 3. The substrate of this last field-effect transistor is connected to its source and their common terminal is connected to one of the terminals of resistor 4, the other terminal of this resistor is grounded.

Последовательно включены резистор 5, полевой транзистор 6 с индуцированным каналом n-типа и резистор 7. Свободный вывод резистора 5 подсоединён к общему выводу стока полевого транзистора 2 и выхода источника 1 питающего постоянного напряжения. Затвор полевого транзистора 6 подключен к общему выводу резистора 4, истока и подложки полевого транзистора 3. Подложка полевого транзистора 6 подсоединена к его истоку, и их общий вывод соединен с одним из выводов резистора 7, другой вывод этого последнего резистора заземлен.Resistor 5, field-effect transistor 6 with an induced n -type channel and resistor 7 are connected in series. The free terminal of resistor 5 is connected to the common drain terminal of field-effect transistor 2 and the output of DC supply voltage source 1. The gate of the field-effect transistor 6 is connected to the common terminal of the resistor 4, the source and the substrate of the field-effect transistor 3. The substrate of the field-effect transistor 6 is connected to its source, and their common terminal is connected to one of the terminals of the resistor 7, the other terminal of this last resistor is grounded.

Последовательно включены резистор 8 и полевой транзистор 9 с индуцированным каналом n-типа. Свободный вывод резистора 8 подсоединен к общему выводу резистора 5, стока полевого транзистора 2 и выхода источника 1 питающего постоянного напряжения. Положка полевого транзистора 9 подключена к его истоку и их общий вывод соединен с общим выводом резистора 7, истока и подложки полевого транзистора 6. Затвор полевого транзистора 9 подключен к выходу (положительный вывод) источника 10 опорного постоянного напряжения, минусовой вывод этого источника заземлен. Resistor 8 and field-effect transistor 9 with an n -type induced channel are connected in series. The free terminal of resistor 8 is connected to the common terminal of resistor 5, the drain of field-effect transistor 2 and the output of DC supply voltage source 1. The base of field-effect transistor 9 is connected to its source and their common terminal is connected to the common terminal of resistor 7, the source and substrate of field-effect transistor 6. The gate of field-effect transistor 9 is connected to the output (positive terminal) of the reference constant voltage source 10, the negative terminal of this source is grounded.

Последовательно включены полевой транзистор 11 с индуцированным каналом n-типа и резистор 12. Сток полевого транзистора 11 подсоединен к общему выводу резистора 8 и стока полевого транзистора 9. Подложка полевого транзистора 11 подключена к общему выводу резистора 12 и истока транзистора 11. Свободный вывод резистора 12 образует относительно "земли" вывод выхода у логического элемента.Field-effect transistor 11 with an n-type induced channel and resistor 12 are connected in series. The drain of field-effect transistor 11 is connected to the common terminal of resistor 8 and the drain of field-effect transistor 9. The substrate of field-effect transistor 11 is connected to the common terminal of resistor 12 and the source of transistor 11. Free terminal of resistor 12 forms the output pin of the logic element relative to ground.

Последовательно включены полевой транзистор 13 с индуцированным каналом р-типа и резистор 14. Подложка полевого транзистора 13 подсоединена к его истоку и их общий вывод подключен к общему выводу резистора 5 и стока полевого транзистора 6. Затвор полевого транзистора 13 соединен с общим выводом резистора 8 и стоков полевых транзисторов 9 и 11. Общий вывод резистора 14 и стока полевого транзистора 13 подсоединен к затвору полевого транзистора 11. Свободный вывод резистора 14 подключен к общему выводу резистора 12 и вывода выхода у логического элемента. Field-effect transistor 13 with an induced p -type channel and resistor 14 are connected in series. The substrate of field-effect transistor 13 is connected to its source and their common terminal is connected to the common terminal of resistor 5 and the drain of field-effect transistor 6. The gate of field-effect transistor 13 is connected to the common terminal of resistor 8 and drains of field-effect transistors 9 and 11. The common terminal of resistor 14 and the drain of field-effect transistor 13 is connected to the gate of field-effect transistor 11. The free terminal of resistor 14 is connected to the common terminal of resistor 12 and the output terminal of the logic element.

На фиг. 1 часть схемы на транзисторах 11 и 13 является триггером на транзисторах противоположного типа проводимости, а часть схемы на транзисторах 6 и 9 представляет собой переключатель тока. Резисторы 5 и 8 входят и в состав переключателя тока, и в состав триггера на транзисторах противоположного типа проводимости. На фиг. 1 также приведен пунктирными линиями резистор Rн, условно отображающий внешнюю нагрузку логического элемента.In fig. 1 part of the circuit on transistors 11 and 13 is a trigger on transistors of the opposite conductivity type, and part of the circuit on transistors 6 and 9 is a current switch. Resistors 5 and 8 are included both in the current switch and in the trigger on transistors of the opposite conductivity type. In fig. 1 also shows the resistor Rn in dotted lines, conditionally representing the external load of the logical element.

Триггерный логический элемент И-НЕ на полевых транзисторах 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 ближе к нулю, высокий уровень - уровень логической единицы соответствует значениям напряжения в районе единиц вольт (нередко в районе четырёх вольт).The NAND trigger logic element on field-effect transistors 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 or closer to zero, high level - the level of logical one corresponds to voltage values in the region of several volts (often in the region of four volts).

Триггер на полевых транзисторах 11, 13 противоположного типа проводимости имеет два состояния равновесия. В первом (условно) состоянии оба полевых транзистора закрыты и не проводят электрический ток. Тогда в том числе на резисторах 8 и 14 нулевые значения напряжения. Они прикладываются к затворам транзисторов 11, 13 меньше пороговых напряжений этих транзисторов по абсолютной величине и в итоге поддерживают эти транзисторы в закрытом состоянии. Во втором (условно) состоянии полевые транзисторы 11 и 13 открыты, их электрические токи создают напряжения в том числе на резисторах 8 и 14 по абсолютной величине и по значениям больше пороговых напряжений полевых транзисторов и поддерживают транзисторы 11, 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 споим значениям превышают значения напряжений соответствующих порогов срабатывания триггера.The trigger on field-effect transistors 11, 13 of the opposite type of conductivity has two equilibrium states. In the first (conditionally) state, both field-effect transistors are closed and do not conduct electric current. Then, including resistors 8 and 14, there are zero voltage values. They are applied to the gates of transistors 11, 13 less than the threshold voltages of these transistors in absolute value and ultimately maintain these transistors in the closed state. In the second (conditionally) state, field-effect transistors 11 and 13 are open, their electric currents create voltages, including on resistors 8 and 14, in absolute value and in values greater than the threshold voltages of field-effect transistors and maintain transistors 11, 13 in the open state. A trigger on transistors of the opposite conductivity type, like other common triggers, transitions from the first state to the second and vice versa when the control input voltages exceed the voltage values of the corresponding trigger thresholds.

Работа логического элемента И-НЕ на полевых транзисторах отражается таблицей истинности (фиг. 2), где х 1 и х 2 - условное отображение входных сигналов, у - условное отображение сигнала па выходе логического элемента и N - номер строки по порядку. В соответствии с первыми тремя строками таблицы истинности на один или оба входа х 1 , и х 2 логического элемента поступают напряжения уровня логического нуля и в худшем случае состояние транзисторов 2 и 3 находятся в районе их пороговых напряжений или закрыты. Тогда значение силы электрического тока через резистор 4 в районе нуля, на затвор полевого транзистора 6 поступает напряжение уровня логического нуля и этот транзистор закрыт или его состояние в районе порогового напряжения. Значение падения напряжения на резисторе 5 настолько мало, что не влияет на состояние триггера на полевых транзисторах 11, 13 противоположного типа проводимости. Значение напряжения источника 10 опорного постоянного напряжения должно быть таким, чтобы падение напряжение на резисторе 8 поддерживало триггер на транзисторах противоположного типа проводимости во втором состоянии. Падение напряжения на резисторе 8 минусом приложено к затвору полевого транзистора 13, а плюсом через резистор 5 к истоку этого транзистора. По полярности и по значению напряжение на резисторе 8 поддерживает полевой транзистор 13 в открытом состоянии, а триггер на транзисторах противоположного типа проводимости во втором состоянии. Сила электрических токов полевых транзисторов 11, 13 триггера на транзисторах противоположного типа проводимости во втором состоянии обеспечивают напряжение на выходе у логического элемента уровня логической единицы (фиг.2).The operation of the AND-NOT logical element on field-effect transistors is reflected in the truth table (Fig. 2), whereX 1 AndX 2 - conditional display of input signals,at- conditional display of the signal at the output of the logical element and N - line number in order. In accordance with the first three rows of the truth table for one or both inputsX 1 , AndX 2 The logic element receives logical zero level voltages and in the worst case, the state of transistors 2 and 3 are in the region of their threshold voltages or are closed. Then the value of the electric current through resistor 4 is in the region of zero, the gate of field-effect transistor 6 receives a logical zero level voltage and this transistor is closed or its state is in the region of the threshold voltage. The value of the voltage drop across resistor 5 is so small that it does not affect the state of the trigger on field-effect transistors 11, 13 of the opposite conductivity type. The voltage value of the reference DC voltage source 10 must be such that the voltage drop across resistor 8 maintains a trigger on transistors of the opposite conductivity type in the second state. The voltage drop across resistor 8 is applied with a minus to the gate of field-effect transistor 13, and with a plus through resistor 5 to the source of this transistor. In terms of polarity and value, the voltage on resistor 8 maintains field-effect transistor 13 in the open state, and the trigger on transistors of the opposite type of conductivity in the second state. The strength of the electric currents of the field-effect transistors 11, 13 of the trigger on transistors of the opposite conductivity type in the second state provides the voltage at the output of the logical element of the logical unit level (Fig. 2).

В соответствии с 4 строкой таблицы истинности (фиг. 2) оба входа х 1 , х 2 поступают напряжения уровня логической единицы. Оба последовательно включенных полевых транзистора 2,3 открыты, напряжение на резисторе 4 и на затворе полевого транзистора 6 обеспечивают силу электрического тока этого полевого транзистора и падение напряжения на резисторе 5 достаточное для обеспечения закрытого состояния полевого транзистора 13 или его состояние в районе порогового напряжения и первое состояние триггера на транзисторах противоположного типа проводимости. Падение напряжения на резисторе 5 минусом приложено к истоку полевого транзистора 13 с индуцированным каналом р-типа, а плюсом через резистор 8 к затвору этого транзистора и этим обеспечивается первое состояние триггера на транзисторах противоположного типа проводимости. Тогда сила электрических токов транзисторов 11, 13 этого триггера близка к нулю и обеспечивает на внешней нагрузке R н и на выходе у логического элемента напряжение уровня логического нуля (фиг.2). Возросшая сила тока полевого транзистора 6 повышает напряжение на резисторе 7, тогда уменьшается напряжение затвор исток полевого транзистора 9, его состояние приближается к пороговому, сила электрического тока полевого транзистора 9 весьма мала и мало ее влияние через резистор 8 на состояние триггера на транзисторах противоположного типа проводимости. В итоге приведенное последнее положение не изменяет приведенное перед этим состояние схемы и выходное напряжение логического элемента.In accordance with the 4th line of the truth table (Fig. 2), both inputsX 1 , X 2 logical unit level voltages are received. Both field-effect transistors 2,3 connected in series are open, the voltage on resistor 4 and on the gate of field-effect transistor 6 provides the electric current of this field-effect transistor and the voltage drop across resistor 5 is sufficient to ensure the closed state of field-effect transistor 13 or its state in the region of the threshold voltage and the first trigger state on transistors of opposite conductivity type. The voltage drop across resistor 5 is applied with a minus to the source of field-effect transistor 13 with an induced p-type channel, and with a plus through resistor 8 to the gate of this transistor, and this ensures the first state of the trigger on transistors of the opposite conductivity type. Then the strength of the electric currents of transistors 11, 13 of this trigger is close to zero and provides an external loadR n And at the exitat logic element voltage level of logical zero (Fig.2). The increased current strength of field-effect transistor 6 increases the voltage on resistor 7, then the gate-source voltage of field-effect transistor 9 decreases, its state approaches the threshold, the electric current of field-effect transistor 9 is very small and its influence through resistor 8 on the state of the trigger on transistors of the opposite type of conductivity is small . As a result, the given last position does not change the previously given state of the circuit and the output voltage of the logic element.

При переходе от уровня логического нуля одного или двух входных х 1 , х 2 сигналов (первые три строки 1-3 таблицы истинности) к уровню логической единицы обоих входных сигналов (4-я строка таблицы истинности) в переключателе тока возрастает сила электрического тока полевого транзистора 6 в резисторе 7 и уменьшается в этом резисторе сила электрического тока полевого транзистора 9. При переходе от уровня логической единицы двух входных х1, х2 сигналов к уровню логического нуля одного или двух входных х1, х2 сигналов в переключателе тока уменьшается сила электрического тока полевого транзистора 6 в резисторе 7 и увеличивается в этом резисторе сила электрического тока полевого транзистора 9. Известно, что переключатели тока имеют повышенное быстродействие [Гольденберг Л.М. Импульсные устройства, М.: Радио и связь, 1981, стр.57, в разделе "Динамические характеристики", абзацы 1,2,…6].When moving from the logical zero level of one or two input x 1 , x 2 signals (the first three rows 1-3 of the truth table) to the logical one level of both input signals (4th row of the truth table) in the current switch, the strength of the electric current of the field-effect transistor increases 6 in resistor 7 and the electric current of field-effect transistor 9 in this resistor decreases. When moving from the logical one level of two input x1, x2 signals to the logical zero level of one or two input x1, x2 signals in the current switch, the electric current of field-effect transistor 6 decreases in resistor 7 and the strength of the electric current of field-effect transistor 9 in this resistor increases. It is known that current switches have increased speed [Goldenberg L.M. Pulse devices, M.: Radio and Communications, 1981, p. 57, in the section “Dynamic characteristics”, paragraphs 1,2,...6].

Таким образом, в триггерном логическом элементе И-НЕ сила электрического тока внешней нагрузки и на выходе у логического элемента равна сумме силы токов двух полевых транзисторов 11 и 13, что повышает нагрузочную способность этого логического элемента. В приведенных прототипе и аналоге сила электрического тока нагрузки равна силе тока одного полевого транзистора.Thus, in the NAND trigger logic element, the electric current of the external load and at the output of the logic element is equal to the sum of the currents of two field-effect transistors 11 and 13, which increases the load capacity of this logic element. In the given prototype and analogue, the strength of the electric load current is equal to the current strength of one field-effect transistor.

Claims (1)

Триггерный логический элемент И-НЕ на полевых транзисторах, содержащий источник питающего постоянного напряжения, минусовой вывод которого соединен с общей шиной и заземлен, параллельно включенные первый и второй полевые транзисторы с индуцированными каналами n-типа, истоки и подложки которых образуют общий вывод, третий полевой транзистор тоже с индуцированным каналом n-типа, подложка которого подключена к его истоку, а сток соединен со стоком второго полевого транзистора, четвертый полевой транзистор с индуцированным каналом р-типа, подложка которого подсоединена к его истоку, отличающийся тем, что в него введены два дополнительных полевых транзистора с индуцированными каналами n-типа, шесть резисторов, источник опорного постоянного напряжения, последовательно между собой включены первый и второй дополнительные полевые транзисторы, затворы которых образуют относительно "земли" первый и второй входы логического элемента, сток первого дополнительного полевого транзистора подсоединен к выходу (плюсовой вывод) источника питающего постоянного напряжения, подложка первого дополнительного полевого транзистора подключена к его истоку и их общий вывод соединен со стоком второго дополнительного полевого транзистора, подложка последнего полевого транзистора подключена к его истоку и их общий вывод соединен с одним из выводов первого резистора, другой его вывод заземлен, второй резистор включен между стоком первого полевого транзистора и общим выводом выхода источника питающего постоянного напряжения и стока первого дополнительного полевого транзистора, третий резистор включен между "землей" и общим выводом истоков и подложек первого и второго полевых транзисторов, затвор первого полевого транзистора подсоединен к общему выводу первого резистора, истока и подложки второго дополнительного полевого транзистора, четвертый резистор включен между стоком второго полевого транзистора и общим выводом второго резистора, стока первого дополнительного полевого транзистора и выхода источника питающего постоянного напряжения, плюсовой вывод источника опорного постоянного напряжения подключен к затвору второго полевого транзистора, минусовой вывод этого источника заземлен, пятый резистор включен между общим выводом истока и подложки третьего полевого транзистора и выводом выхода относительно "земли" логического элемента, общий вывод истока и подложки четвертого полевого транзистора подсоединен к общему выводу второго резистора и стока первого полевого транзистора, затвор четвертого полевого транзистора подключен к общему выводу четвертого резистора, стоков второго и третьего полевых транзисторов, сток четвертого полевого транзистора соединен с затвором третьего полевого транзистора и их общий вывод соединен с одним из выводов шестого резистора, другой вывод этого резистора подключен к общему выводу пятого резистора и выхода логического элемента.Trigger logic element AND-NOT on field-effect transistors, containing a DC supply voltage source, the negative terminal of which is connected to a common bus and grounded, parallel-connected first and second field-effect transistors with induced n-type channels, the sources and substrates of which form a common terminal, a third field-effect transistor a transistor also with an n-type induced channel, the substrate of which is connected to its source, and the drain is connected to the drain of the second field-effect transistor, a fourth field-effect transistor with an induced p-type channel, the substrate of which is connected to its source, characterized in that two additional field-effect transistors with induced n-type channels, six resistors, a reference constant voltage source, the first and second additional field-effect transistors are connected in series with each other, the gates of which form the first and second inputs of the logic element relative to the ground, the drain of the first additional field-effect transistor is connected to output (positive terminal) of the DC supply voltage source, the substrate of the first additional field-effect transistor is connected to its source and their common terminal is connected to the drain of the second additional field-effect transistor, the substrate of the last field-effect transistor is connected to its source and their common terminal is connected to one of the terminals of the first resistor , its other terminal is grounded, the second resistor is connected between the drain of the first field-effect transistor and the common terminal of the output of the DC supply voltage source and the drain of the first additional field-effect transistor, the third resistor is connected between the ground and the common terminal of the sources and substrates of the first and second field-effect transistors, the gate of the first field-effect transistor is connected to the common terminal of the first resistor, the source and substrate of the second additional field-effect transistor, the fourth resistor is connected between the drain of the second field-effect transistor and the common terminal of the second resistor, the drain of the first additional field-effect transistor and the output of the supply constant voltage source, the positive terminal of the reference constant voltage source is connected to the gate of the second field-effect transistor, the negative terminal of this source is grounded, the fifth resistor is connected between the common terminal of the source and substrate of the third field-effect transistor and the output terminal relative to the ground of the logic element, the common terminal of the source and substrate of the fourth field-effect transistor is connected to the common terminal of the second resistor and drain the first field-effect transistor, the gate of the fourth field-effect transistor is connected to the common terminal of the fourth resistor, the drains of the second and third field-effect transistors, the drain of the fourth field-effect transistor is connected to the gate of the third field-effect transistor and their common terminal is connected to one of the terminals of the sixth resistor, the other terminal of this resistor is connected to the common terminal of the fifth resistor and the output of the logic element.
RU2023111944A 2023-05-10 Trigger logic element and-not on field-effect transistors RU2817236C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2817236C1 true RU2817236C1 (en) 2024-04-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU292220A1 (en) * Г. И. Берлииков TRIGGGER ON FIELD TRANSISTORS WITH INDUCED CHANNEL
US4616189A (en) * 1985-04-26 1986-10-07 Triquint Semiconductor, Inc. Gallium arsenide differential amplifier with closed loop bias stabilization
RU2693306C1 (en) * 2018-10-16 2019-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Trigger logic element nand on field transistors
CN110741551A (en) * 2017-06-15 2020-01-31 南洋理工大学 Circuit and method of forming a circuit
RU2759863C1 (en) * 2021-04-28 2021-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» Trigger logic element and/or on field transistors
WO2022125399A3 (en) * 2020-12-10 2022-07-14 Qualcomm Incorporated Fault resilient flip-flop with balanced topology and negative feedback

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU292220A1 (en) * Г. И. Берлииков TRIGGGER ON FIELD TRANSISTORS WITH INDUCED CHANNEL
US4616189A (en) * 1985-04-26 1986-10-07 Triquint Semiconductor, Inc. Gallium arsenide differential amplifier with closed loop bias stabilization
CN110741551A (en) * 2017-06-15 2020-01-31 南洋理工大学 Circuit and method of forming a circuit
RU2693306C1 (en) * 2018-10-16 2019-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Trigger logic element nand on field transistors
WO2022125399A3 (en) * 2020-12-10 2022-07-14 Qualcomm Incorporated Fault resilient flip-flop with balanced topology and negative feedback
RU2759863C1 (en) * 2021-04-28 2021-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» Trigger logic element and/or on field transistors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2710950C1 (en) Trigger logic element or on field-effect transistors
KR930000970B1 (en) Output circuit of integrated circuit
US4577124A (en) CMOS Logic circuit
RU2693306C1 (en) Trigger logic element nand on field transistors
US4040015A (en) Complementary mos logic circuit
JPH05243867A (en) Comparator
KR20040012133A (en) Level shifter and flat panel display
US5128556A (en) Current-switching type logic circuit
RU2704748C1 (en) Flip-flop logic element not on field-effect transistors
US20030214327A1 (en) Bulk input differential logic circuit
US7436340B2 (en) Timing generating circuit and digital to analog converter using the same
RU2817236C1 (en) Trigger logic element and-not on field-effect transistors
RU2807036C1 (en) Trigger logic element and with field-effect transistors
RU2813862C1 (en) Trigger logic element and-or on field-effect transistors
RU2813863C1 (en) Trigger logic element nand/nor on field-effect transistors
RU2827120C1 (en) Trigger logic element and/nand on field-effect transistors
US7133487B2 (en) Level shifter
RU2797037C1 (en) Trigger logic element or with field-effect transistors
RU2827114C1 (en) Trigger logic element or/nor on field-effect transistors
RU2702051C1 (en) Trigger synchronous r-s trigger on field-effect transistors
US5847576A (en) Low power, variable logic threshold voltage, logic gates
JPH0613884A (en) Signal translator circuit
JPS5823010B2 (en) differential amplifier device
RU2756096C1 (en) Trigger logic element and-not/or-not on field-effect transistors
RU2693299C1 (en) Trigger-type asynchronous rs flip-flop on field transistors