(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ(54) STABILIZED LOGICAL ELEMENT
Изобретение относитс к микроэлектронике и преднаэначено дл использовани тз быстродействующих цифровых микросхемах большой степени интегр.ации на нереключател х тока, работаюпхих с малым логическим перепадом при понижении напр жени питани . Известен логический элемент, состо щий из истачни КО:В рабочего тока, двухуровневого переключател тока, схемы согласова-ни уровней, источника опорного напр жени , схемы передачи уровн опорного )1апр жени , содержащей первый транзистор , коллектор которого соединен с шмной положительного потенциала, база - с первым выходом источника опорного напр жени , эмиттер - с первым нотенциальным входом двухуровневого переключател тока и с катодом первого диода, анод которого соединен с анодом второго диода, катод которого соединен со вторым потенциальным входом двух фовневого переключател тока и с коллектором второго транзистора, база которого соединена со вторым выходом источника опорного напр жени , а эмиттер - с базой транзистора - источника тока двухуровневого переклю-.ател и через первый резистор с шиной нулевого нотенциала 1. Однако этот элемент отличаетс больщой потребл емой мощностью вследствие значительной величины логического перепада и высокого, примерно 5 В, напр жени пнта1 и , а также крайне низкой помехоустойчивостью при пониженном до 2-3 В напр жении питани и изменении темпераTyipbi , что не нозвол ет использовать его в быстродейст-зующих цифровых микросхемах больщой степени интеграции. Наиболее близок к предложенному по технической сущности логический элемент с температурной компенсацией, содержащий переключатель тока с потенциальным и токовым входами, источник опорного напр жени , первую и вторую щины питани , рабочий ток В переключателе тока задаетс первым транзистором, коллектор которого соединен с токовым входом пе:рекл1очател тока, эмиттер через первое со-противление подключен к первой тине питани , база и коллектор второго транзистора соединены вместе и соедиачены с первым выводом второго резистора и первым выводом третьего резистора, второй вывод третьего резистора соединен с базой третьего транзистора , эмиттер которого через четвертый резистор соединен с первой щиной питани , а коллектор через п тый резистор соединен с эмиттером четвертого тра;1зистора, коллектор четвертого транзистора соединен с базой п того транзистора и через шестой резистор Соединен со ;второй шиной нитани , коллектор п того транзистора соединен со второй шиной питани , а эмиттер соединен с потенциальным входом переключател тока и с коллектором шестого транзистора , эмиттер шестого транзистора соедкнен -с базой лервого транзистора и со вторым выводом второго резистора, базы ineстого и четвертого транзисторов соединены с .выходом источника oHopiHoro напр жени , всоллектор третьего транзистора соединен с входом обратной св зи источника onopHoio напр жени 2. Однако данное устройство )1меет недостаточно высокую ломехоустойчнвость и темнератур.ную стабильность при иоиижелном напр жении нитани . Кроме того, да.1ный логический элемент одноур01вневый. Целью изобретени вл етс по:вышение помехоустойчивости и температурной стабильности логического многоуровиевого элемента при нониженном напр женни питани . Это достигаетс тем, что стабилизированиый логический элемент, содержаший двухуровневый переключатель тока, перва группа входов которого соединена с первой группой входов устройства, а втора группа входов с выходами схемы согласовани уровней, входы которой соединены со второй группой входов устроЙ Спва, источник тока на первом транзисторе, эмиттер которого через первый резистор соединен с первой шиной питани , а коллектор - с токовым входом двухуровневоло переключател тока, эмиттер второго транзистора через второй резистор соедвнен с первой шиной питани , коллектор соединен -с первым потенциальны .м входом двухуровневого переключател то.ка и с эмиттером третьего транзистора, коллектор которого соединен со второй шиной источника питани , а база - с выходом источника опорного напр жени , коллектор третьего транзистора соединен со второй шиной питани , а база-с коллектором четвертого транзистора и через третий резистор со второй шиной питани , эмиттер четвертого транзистора через четвертый резистор соединен с первой шиной питани , а база соедипена с ба3 (ОЙ второго транзистора, п тый резистор, пер:вый вывод которого соединен с nepBoii шиной питани , дополнительно содержит п тый транзистор, эмиттер iKOTOporo соединен с вторым выводом п того резистора, а коллектор - с токовым входом схемы согласовани уровней, базы первого и п того транзисторов соединены с базой щторого транзистора, а база третьего транзистора соединена с вторым потенциальным изходом двухуровневого переключател тока, На чертеже приведена структурна схема стабилизированного логического элемента . Оп содержит двухуровневый переключатель / тока с логическими :входами 2 и выходами 3, нотенциальными входами 4 и 5 и схемой 6 согласовани уровней, а также источник 7 опорного напр жени . Рабочий ток задаетс транзистором 8, коллектор которого соединен с токовькм входом переключател / то.ка, а эмиттер через резистор 9 соединен с шиной 10 питани . Потенциальный вход 4 соединен с базой транзистора //, коллектором транзистора 12 и через резистор 13 с шиной 14 питани . Коллектор транзистора // также соединен с шиной М дитави , а эмиттер подключен к потенциальному входу 5 и коллектору транзистора 15. Эмиттеры транзисторов 15 и 2 через резисторы 16 и /7 соедине 1ы с шиной 10 питани . Ток в схему согласовани задаетс траагзистором 18, коллектор KOTOjJoro соединен с токовым входом схе,мы € согласовани уровней, а эмиттер через резистор 19 соединен с шиной 10 питани . Базы транзисторов 8, 12, 15 и 18 объединены и подключены к источнику 7 опорного напр жени . Транзисторы 8 и 12, 15 и 18, резисторы 9 и 17, 16 и 19 изготавливаютс (Одинакоазыми, Устройство работает следуюишм образом . При нодаче напр жени на шины питани через траизисторы 8, 12, 15 и 18 и резисторы 9, 16, 17 и 19 протекают токи. На резисторе 13 соз.даетс иадение напр жени , равное половине логического иерепада , -которое подаетс на потенциальный вход 4 и через транзистор // на потенциальный вход 5 двухуровневого иереключател / тока, В зависимости от комбинации логических сигналов на .входах 2 и конкретного вида двухуровневого переключател / тока на выходах 3 )тс нужные выходные сигналы, Измене)ше напр жени питани и температуры приводит к одина-ковым изменени м токон через транзисторы 8 и 12, 15 и 18. В результате паденпе напр жени , снимаемое с резистора 13 и подаваемое на потенциальные входы 4 и 5, остаетс половине логического перепада, обеспечива работоспособность ло.гичеокого элемента. Стабилизированный низкоуровневый логический элемент ра ботоопособен в широком температурном диапазоне от -30 до + 85° С ири напр жении питани ра.вном 3,0.(3±5%. Нри логическом перепаде , 0,42 5, помехоустойчивость равна -if/,,40,H5, Нредложениый элемент потребл ет iB 2,5 раза ,меньшую мощность, имеет в 1,5 раза большее быстродействие по сравнению с серийно выпускаемыми схемами ЭС/1. Такие характеристики позвол ют пспо;1ьзовать предложеннь й .inniur-.-tTifiThe invention relates to microelectronics and is intended for the use of high-speed digital microcircuits with a high degree of integration on non-current switches, operating with a small logical differential with a decrease in the supply voltage. A logical element is known consisting of a QO: V operating current, a two-level current switch, a level matching circuit, a reference voltage source, a reference level transmission circuit) of one voltage containing the first transistor, the collector of which is connected - with the first output of the voltage source, the emitter - with the first notional input of the two-level current switch and with the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the second The potential input of the two two-phase current switch and with the collector of the second transistor, the base of which is connected to the second output of the voltage source, and the emitter - to the base of the transistor - the current source of the two-level switch-tel and through the first resistor with zero-zero bus 1. However, this element differs in large power consumption due to the significant value of the logical difference and high, approximately 5 V, voltage pnta1 and, as well as extremely low noise immunity at low voltage up to 2-3 V pi and changing the temperature of Tyipbi, which does not allow to use it in high-speed digital circuits of a greater degree of integration. Closest to the temperature compensated logic element proposed by the technical entity, which contains a current switch with potential and current inputs, a reference voltage source, the first and second power supply, the operating current B of the current switch is set by the first transistor, the collector of which is connected to the current input ne: The current switch, the emitter is connected to the first power supply through the first resistance, the base and collector of the second transistor are connected together and connected to the first output of the second resistor and The third terminal of the third resistor, the second terminal of the third resistor is connected to the base of the third transistor, the emitter of which is connected to the first power supply through the fourth resistor, and the collector is connected to the fourth transistor through the fifth resistor; the collector of the fourth transistor is connected to the fifth transistor and through the sixth resistor is connected to the second bus bar, the collector of the fifth transistor is connected to the second power bus, and the emitter is connected to the potential input of a current switch and to the collector of the sixth trans The emitter of the sixth transistor is connected to the base of the left transistor and to the second terminal of the second resistor, the base of the inextricable and fourth transistor is connected to the output of the oHopiHoro voltage, the collector of the third transistor is connected to the feedback input of the onopHoio source of voltage 2. However, this device ) 1 there is not enough high lomeh-resistance and temperature stability at the very same yarn tension. In addition, yes. 1 logical element is one-handed. The aim of the invention is to: increase the noise immunity and temperature stability of a logical multi-level element at low voltage supply. This is achieved by stabilizing a logic element containing a two-level current switch, the first group of inputs of which is connected to the first group of device inputs, and the second group of inputs to the outputs of the level matching circuit, the inputs of which are connected to the second group of inputs Spva, current source at the first transistor whose emitter is connected to the first power supply bus through the first resistor, and the collector is connected to the current input of a two-level current switch; the emitter of the second transistor is connected via the second resistor is connected to the first power bus, the collector is connected to the first potential input of the two-level switch and to the emitter of the third transistor whose collector is connected to the second power supply bus, and the base is connected to the output of the voltage source, the collector of the third transistor is connected the second power bus, and the base with the collector of the fourth transistor and through the third resistor with the second power bus, the emitter of the fourth transistor through the fourth resistor is connected to the first power bus, and the base is connected to ba3 (OH transistor, the fifth resistor, the first output of which is connected to the nepBoii power bus, additionally contains the fifth transistor, the emitter iKOTOporo is connected to the second output of the fifth resistor, and the collector to the current input of the level matching circuit, the base of the first and fifth transistors connected to the base of the transistor, and the base of the third transistor is connected to the second potential cost of the two-level current switch. The drawing shows the block diagram of the stabilized logic element. It contains a two-level / current switch with logic: inputs 2 and outputs 3, notional inputs 4 and 5 and level matching circuit 6, as well as reference voltage source 7. The operating current is set by the transistor 8, the collector of which is connected to the current input of the switch / current, and the emitter is connected via a resistor 9 to the power supply bus 10. Potential input 4 is connected to the base of the transistor //, the collector of transistor 12 and through a resistor 13 to the power supply bus 14. The collector of the transistor // is also connected to the M Ditawi bus, and the emitter is connected to potential input 5 and the collector of transistor 15. The emitters of transistors 15 and 2 are through resistors 16 and / 7 connected to the power supply bus 10. The current in the matching circuit is set by the trasagistor 18, the KOTOjJoro collector is connected to the current input of the circuit, we match the levels, and the emitter is connected to the power supply bus 10 via a resistor 19. The bases of transistors 8, 12, 15, and 18 are combined and connected to the source 7 of the reference voltage. The transistors 8 and 12, 15 and 18, the resistors 9 and 17, 16 and 19 are made (Alone, the device works as follows. When voltage is applied to the power lines through the tractors 8, 12, 15 and 18 and the resistors 9, 16, 17 and 19. Currents are flowing in. Resistor 13 generates a voltage drop equal to half of the logic circuit, which is applied to potential input 4 and through a transistor // to potential input 5 of a two-level switch / current, depending on the combination of logic signals on inputs 2 and a specific type of two-level switch / current on the outputs 3) the required output signals, Changing the voltage of the power supply and the temperature leads to identical changes in the current through the transistors 8 and 12, 15 and 18. As a result, the voltage dropped from the resistor 13 and applied to the potential inputs 4 and 5, remains half of the logical difference, ensuring the operability of the hygienic element. The stabilized low-level logic element is operative in a wide temperature range from -30 to + 85 ° C and a supply voltage of 3.0 in. (3 ± 5%. For a logical difference, 0.42 5, noise immunity is equal to -if /, , 40, H5, The optional element consumes iB 2.5 times, less power, has 1.5 times faster performance than commercially available circuits ES / 1. Such characteristics allow pspo; 1 use the proposed .inniur -.- tTifi
элемент в быстродействующих цифровых микросхемах большой степени интеграции.element in high-speed digital circuits of a high degree of integration.