SU1554136A1 - Логический элемент - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и предназначено дл  построени  цифровых устройств. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей логического элемента. Логический элемент содержит два входных транзистора, п ть промежуточных транзисторов, восемь диодов, одиннадцать резисторов, инвертирующий и три неинвертирующих выходных каскада. Введение новых элементов и св зей позвол ет логическому элементу с двум  входами реализовать четыре логические функции: И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И, ИЛИ. 1 ил, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и предназначено дл  построени  цифровых устройств.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей логического элемента путем реализации логических функций ИЛИ-НЕ, И-НЕ, И, ИЛИ.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема логического элемента

Логический элемент содержит первый 1 и второй 2 входные транзисторы, эмиттеры которых подключены к первому 3 и второму 4 входам устройства, базы которых через первый 5 и второй 6 резисторы соответственно подключены к шине 7 питани  и соединены с анодами седьмого 8 и восьмого 9 диодов, катоды которых соединены с базами соответственно первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторов, эмиттеры которых через третий резистор 12 подключены к общей шине 13 и соединегны с входом 14 инвертирующего выходного каскада 15. Выход каскада 15  вл етс  первым выходом 1В устройства , а коллекторы через четвертый 17 и п тый 18 резисторы соответственно подключены к mime 7 питани  и соединены с анодами соответственно первого 1 9 и второго 20 диодов, катоды которых соединены с входом 21 первого неинвертирующего выходного каскада 22, выход которого  вл етс  вторым выходом 23 устройства.. Коллекторы первого 1 и второго 2 входных транзисторов соединены с катодами третьего 24 и четвертого 25 диодов, аноды которых соединены с первыми выводами соответственно шестого 26 и седьмого 27 резисторов и базами третьего 28 и четвертого 29 промежуточных транзисторов, коллекторы которых сое- динены с вторыми выводами соответственно шестого 26 и седьмого 27 резисторов и подключены к шине 7 питаШ

С

ел сд

Јь

СЛ &

гаЬ.

ни  через восьмой 30 и дев тый 31 peзисторы соответственно, а эмиттеры соединены с входом 32 второго неинвертирующего выходного каскада 33, выход которого  вл етс  третьим выходом 34 устройства. Коллекторы первого 1 и второго 2 входных транзисторов соединены с катодами соответственно п того 35 и шестого 36 диодов, аноды которых соединены с первым выводом дес того резистора 37 и базой п того промежуточного транзистора 38, . коллектор которого соединен с вторым выводом дес того резистора 37, а эмиттер соединен с входом 39 третьего неинвертирующего выходного каскада 40, выход которого  вл етс  четвертым выходом 41 устройства. Коллектор транзистора 38 через одиннадцатый резистор 42 подключен к шине 7 питани .

Логический элемент., работает следующим образом.

Пусть в исходном состо нии на входах 3 и 4 низкий уровень, что соответствует подаче логических О на входы 3 и 4, В этом случае первый 1 |И второй 2 входные транзисторы откры- |тЫ|На их базах и анодах седьмого 8 и восьмого 9 диодов низкие потенциалы, что обусловливает закрытое состо ние первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторов. Вход 14 инвертирующего выходного каскада 15 оказываетс  соединенным с общей шиной 13 через третий резистор 12, что соответствует подаче логического О на вход 14. Инвертирующий выходной каскад инвертирует сигнал, поданный на его вход 14, и на первом выходе 16

устройства присутствует логическа 

Hi м i

На коллекторах закрытых первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторов высокий потенциал и на вход 21 первого неинвертирующего выходного каскада 22 поступает ток от шины 7 питани  через четвертый 17, п тый 18 резисторы и пр мо включенные первый 19 и второй 20 диоды, что соответствует подаче логической 1 на вход 21. Первый неинвертирующий выходной каскад 22 повтор ет сигнал, поданный на его вход 21, и на втором выходе 23 устройства присутствует логическа 1. На коллекторах первого 1 и второго 2 входных транзисторов и катода третьего 24, четвертого 25, п того

5

0

5

0

5

0

5

0

5

35, шестого 36 диодов низкие потенциалы , что обусловливает открытое состо ние третьего 24, четвертого 25, п того 35, шестого 36 диодов. На анодах третьего 24, четвертого 25, п того 35, шестого 36 диодов и базах третьего 28, четвертого 29, п того 38 промежуточных транзисторов низкий потенциал Uj +U , 9 В, где ,7B; ,2 В - падени  напр жени  на открытом диоде и между коллектором и эмиттером открытого транзистора, что обусловливает закрытое состо ние третьего 28, четвертого 29 и п того 38 промежуточных транзисторов. На входы 32 и 39 второго 33 и третьего 40 неинвертирующего выходных каскадов ток от шины 7 питани  не поступает, что соответствует подаче логических О на входы 32 и 39. Второй 33 и третий 40 неинвертирующие выходные каскады повтор ют сигналы, поданные на их входы 32 и 39, и на третьем 34 и четвертом 41 выходах устройства приг; сутствуют логические О.

Если на входе 3 логический О, а на входе 4 - логическа  1, в этом случае первый входной транзистор 1 открыт, на его базе и аноде седьмого диода низкий потенциал, что обусловливает закрытое состо ние первого промежуточного транзистора 10. Второй входной транзистор 2 закрыт, так как на его эмиттер подан высокий потенциал (3,6 В), а база имеет меньший потенциал за счет открытых восьмого диода 9, второго промежуточного транзистора 11 и инвертирующего выходного каскада 15, Эмиттерный ток открытого второго промежуточного транзистора 11 создает на третьем резисторе 12 и входе 14 инвертирующего выходного каскада 15 падение напр жени  (0,7 В), достаточное дл  открывани  инвертирующего выходного каскада 15, что соответствует подаче логической 1 на вход 14„ Инвертирующий выходной каскад 15 инвертирует сигнал, поданный на его вход 14, и на первом выходе 16 устройства присутствует логический О, На коллекторе закрытого первого промежуточного транзистора 10 - высокий потенциал и на вход 21 первого неинвертирующего выходного каскада 22 поступает ток от шины 7 питани  через четвертый резистор 17, пр мовключен- ный первый диод 19, что соответствует подаче логической 1 на вход 21.

Первый неинвертирующий выходной каскад 22 повтор ет сигнал, поданный на его вход 21, и на втором выходе 23 устройства присутствует логическа  1.

На коллекторе открытого первого входного транзистора 1 и катодах третьего 24, п того 35 диодов низкий потенциал, что обусловливает закрытое состо ние третьего 24 и п того 35 диодов. На анодах третьего 24, п того 35 диодов и базах третьего

10

восьмого диода 9, второго промежуточного транзистора 11 и открытое состо ние четвертого 25, шестого 36 диодов, которые в свою очередь, закрывают четвертый 29 и п тый 38 промежуточные транзисторы. Первый входной транзистор 1 закрыт,так как на его эмиттер подан высокий потенциал (3,6 Б), а база имеет мень ший потенциал вследствие открытых седьмого диода 8, первого промежуточного транзистора 10 и инвертирующего выходного каскада 15, На коллек

28 и п того 38 промежуточных транзисторов низкий потенциал (0,9 В), 15 т°Ре закрытого первого входного тран

зистора и катодах третьего 24 и п то го 35 диодов высокий потенциал, что ооусловливает закрытое состо ние третьего 24 и п того диодоп 35 и открытое состо ние третьего промежуточного транзистора 28. Состо ние входов 14,

что ооусловливает закрытое состо ние третьего 28 и п того 38 промежуточных транзисторов о На коллекторе закрытого второго входного транзистс- ра 2 и катодах четвертого 25, шестого 36 диодов высокий потенциал, что обусловливает закрытое состо ние чет вертого 25 и шестого 36 диодов„ На аноде закрытого четвертого диода 25 и базе четвертого промежуточного транзистора 29 высокий потенциал и а базу четвертого промежуточного транзистора 29 поступает ток от шины 7 „ питани  через дев тый 31 и седьмой 27 резисторы, что обусловливает открытое состо ние четвертого промежуточного транзистора 29, так как его коллектор подключен к шине 7 питани  через дев тый транзистор 31 . На вход 32 второ-

20

зистора и катодах третьего 24 и п то- го 35 диодов высокий потенциал, что ооусловливает закрытое состо ние третьего 24 и п того диодоп 35 и открытое состо ние третьего промежуточного транзистора 28. Состо ние входов 14,

21,32, 39 инвертирующего 15, первого

22,второго 33, третьего 40 неинвертирующих пыходных каскадов и первого

25 16, второго 23, третьего 34, четвертого 41 выходов устройства аналогичны рассмотренному случаю, когда на вход 3 подаетс  логический О, а на вход 4 - логическа  1.

Если на входах 3 и 4 присутствуют логические 1, в этом случае первый I и второй 2 входные транзисторы за- крытьц так как на их эмиттеры подан высокий потенциал (3,6 В), а базы

30

го неинвертирующего выходного каскада 33 ,, имеют меньший потенциал (2,1 В) вследпоступает эмиттерный ток открытого четвертого промежуточного транзистора 29, что соответствует подаче логической 1 на вход 32. Второй неинвертирующий выходной каскад 33 повтор ет сигнал, поданный на его вход 32 и на третьем выходе 34 устройства присутствует логическа  1. На вход 39 третьего неинвертирующего выходного каскада 40 ток от шины 7 питани  через закрытый п тый промежуточный транзистор 38 не поступает, что соответствует подаче логического О на вход 39 „ Третий неинвертирующий выходной каскад повтор ет сигнал, поданный на его вход 39, и на четвертом выходе 41 устройства присутствует логический О.

Если на входе 3 присутствует логическа  1, а на входе 4 - логический О, в этом случае второй входной транзистор 2 открыт, на его коллекторе и базе низкие потенциалы, что обусловливает закрытое состо ние

40

ствие открытых седьмого 8 и восьмого 9 диодов, первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторЬв, инвертирующего выходного каскада 15. На третьем резисторе 12 и входе 14 инвертирующего выходного каскада 15 в результате токов эмиттеров открытых первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторов создаетс  падение .с напр жени  (0,7 В), достаточное дл  открывани  инвертирующего выходного каскада 15, что соответствует подаче логической 1 на вход 14. Инвертирующий выходной каскад 15 инвертирует сигнал, поданный на его вход 14, и на первом выходе 16 устройства присутствует логический О. На коллекторах открытых первого 10 и - второго 11 промежуточных транзисторов и анодах первого 19 и второго 20 диодов низкий потенциал, что обусловливает закрытое состо ние первого 19 и второго 20 диодов, На вход 21 первого неинвертирующего выходного каскада 22

50

55

восьмого диода 9, второго промежуточного транзистора 11 и открытое состо ние четвертого 25, шестого 36 диодов, которые в свою очередь, закрывают четвертый 29 и п тый 38 промежуточные транзисторы. Первый входной транзистор 1 закрыт,так как на его эмиттер подан высокий потенциал (3,6 Б), а база имеет меньший потенциал вследствие открытых седьмого диода 8, первого промежуточного транзистора 10 и инвертирующего выходного каскада 15, На коллект°Ре закрытого первого входного тран

т°Ре закрытого первого входного тран

зистора и катодах третьего 24 и п то- го 35 диодов высокий потенциал, что ооусловливает закрытое состо ние третьего 24 и п того диодоп 35 и открытое состо ние третьего промежуточного транзистора 28. Состо ние входов 14,

21,32, 39 инвертирующего 15, первого

22,второго 33, третьего 40 неинвертирующих пыходных каскадов и первого

16, второго 23, третьего 34, четвертого 41 выходов устройства аналогичны рассмотренному случаю, когда на вход 3 подаетс  логический О, а на вход 4 - логическа  1.

Если на входах 3 и 4 присутствуют логические 1, в этом случае первый I и второй 2 входные транзисторы за- крытьц так как на их эмиттеры подан высокий потенциал (3,6 В), а базы

0

ствие открытых седьмого 8 и восьмого 9 диодов, первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторЬв, инвертирующего выходного каскада 15. На третьем резисторе 12 и входе 14 инвертирующего выходного каскада 15 в результате токов эмиттеров открытых первого 10 и второго 11 промежуточных транзисторов создаетс  падение с напр жени  (0,7 В), достаточное дл  открывани  инвертирующего выходного каскада 15, что соответствует подаче логической 1 на вход 14. Инвертирующий выходной каскад 15 инвертирует сигнал, поданный на его вход 14, и на первом выходе 16 устройства присутствует логический О. На коллекторах открытых первого 10 и - второго 11 промежуточных транзисторов и анодах первого 19 и второго 20 диодов низкий потенциал, что обусловливает закрытое состо ние первого 19 и второго 20 диодов, На вход 21 первого неинвертирующего выходного каскада 22

0

5

ток от шины 7 питани  через четвертый 17, п тый 18 резисторы и закрытые первый 19, второй 20 диоды не поступает , что соответствует подаче на вход 21 логического О. Первый неин- вертпрующий выходной каскад 22 повтор ет сигнал, поданный на его вход 21, и на втором выходе 23 устройства присутствует логический О. На коллекторах закрытых первого 1 и второго 2 входных транзисторов и катодах третьего 24, четвертого 25, п того 35, шестого 36 диодов высокий потенциал, что обусловливает закрытое состо ние третьего 24, четвертого 25, п того 35, шестого 36 диодов.

В базы третьего 28, четвертого 29, п того 38 промежуточных транзисторов поступает ток от шины 7 питани  через восьмой 30 и шестой 26 резисторы , дев тый 31 и седьмой 27 резисторы , одиннадцатый 4Z. н дес тый 37 резисторы соответственно, что обусловливает открытое состо ние третьего 28, четвертого 29, п того 38 промежуточных транзисторов. На вход 32 второго неинвертирующего выходного каскада 33 поступают эмиттерные токи открытых третьего 28, четвертого 29 промежуточных транзисторов, а на вход 39 третьего неинвертирующего выходного каскада 40 поступает эмиттер- пый ток открытого п того промежуточного транзистора 38, что соответствует подаче логических 1 на входы 32 и 39, Второй 33 и третий 40 неин- пертирующие выходные каскады повтор ют сигналы, поданные на их входы 32 н 39 и на третьем 34 и четвертом

41 выходах устройства присутствуют логические

Г

Состо ни  входов и выходов логического элемента сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что на первом выходе 16 устройства реализуетс  логическа  функци  ИЛИ-НЕ, на втором

5

0

5

выходе 23 устройства - логическа  функци  И-НЕ, на третьем выходе 34 устройства - логическа  функци  И, на четвертом выходе 41 устройства - логическа  функци  ИЛИ.

Таким образом, предлагаемое устройство с двум  входами позвол ет реализовать кроме инверсных логических функций И-НЕ, ИЛИ-НЕ их пр мые функции И, ИЛИ на третьем 34 и четвертом 41 выходах устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Логический элемент, содержащий первым и второй входные транзисторы, базы которых через первый и второй резисторы подключены к шине питани ,, эмиттеры которых подключены к первому и второму входам элемента, а также первый и второй промежуточные транзисторы , эмиттеры которых через третий резистор подключены к общей шине и соединены с входом инвертирующего выходного каскада, выход которого  вл етс  первым выходом элемента, а коллекторы через четвертый и п тый резисторы соответственно подключены к тине питани  н соединены с анодами соответственно первого и второго диодов , катоды которых соединены с входом первого неинвертирующего выходного каскада, выход которого  вл етс  вторым выходом элемента, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в него введены с третьего по восьмой диоды, третий, четвертый и п тый промежуточные транзисторы с шестого по одиннадцатый резисторы, второй и третий неинвертирующие выходные каскады , причем катоды третьего и четвертого диодов соединены с коллекторами соответственно первого и второго входных транзисторов, аноды соединены с первыми выводами соответственно шестого и седьмого резисторов и с базами соответственно третьего и четвертого Q промежуточных транзисторов, коллекторы которых соединены с вторыми выводами соответственно шестого и седьмого резисторов и через в.осьмой и дев тый реаисторы соответственно подключены к шине питани , эмиттеры соединены с входом второго неинвертирующего выходного каскада, выход которого  вл етс  третьим выходом элемента, ка- катоды п того и шестого диодов под0

   5

   0

   5

   5

   ключены к коллекторам соответственно первого и второго входных транзисторов , аноды которых соединены с первым выводом дес того резистора и ба- ( зой п того промежуточного транзистора , коллектор которого соединен с вторым выводом дес того резистора и через одиннадцатый резистор подключен к шине питани , эмиттер соединен с

   входом третьего неннпертирутощего выходного каскада, выход которого  вл етс  четвертым выходом элемента, катоды седьмого и восьмого диодов соединены с базами соответственно первого и второго промежуточных транзисторов , а аноды - с базами соответственно первого и второго входных транзисторов .