161315. lajstromszámú szabadalom • Nagy sztatikus és dinamikus zajvédettségű ÉS-NEM/VAGY-NEM logikai kapu áramkör a működő bemenetek számától független jelkésleltetési időkkel
161315 10 Ebből következik, hogy az áramkör jelkésleltetési (fel- és lefutási) idői működés közben erősen változik, viszont közismert az a tény, hogy a tranzisztor kapcsolási sebessége döntően függ a bázisáram impulzus amplitúdójától. A találmány által javasolt megoldás ezen hátrányos tulajdonságokat kiküszöböli azzal, hogy stabilizálja az alkalmazott tranzisztor bázisáramát, így a kapcsolási idők lényegében függetlenek a bekapcsolt működő diódás kapuk számától. Továbbá lényeges előnye még, hogy a felhasznált Z diódával és a két db kondenzátorral nagy sztatikus és dinamikus zajvédettsé- ** get lehet biztosítani. A találmány szerinti kapcsolással lényegesen egyszerűbb kivitelű .és kiváló tulajdonságokkal rendelkező ÉS-NEM/VAGY-NEM kapu készíthető, amelynek az alkalmazási te- 20 rülete kiterjeszthető a szigetelő alapú hibrid áramkörök kivitelére is. A kapcsolásban felhasznált ellenállás értékek bármelyik integrált áramköri technológiával jól megvalósíthatók, a kondenzátorok értéke pedig 25 a működési sebességtől és a megkívánt zajvédettségtől függően néhányszor 10 pF és néhány nF között mozog, így a hibrid technológia esetében is könnyen realizálható. A találmány a fent leírt műszaki előnyöket 30 úgy valósítja meg, hogy a 3. ábrán vázolt ismert D3 , D4 logikai áramkör egymáshoz képest VAGY funkciót teljesítő diódáinak közös pontjához csatlakozik egy Ct kondenzátorból, Z diódából és R3 ellenállásból álló párhuzamos áramkör, 35 amely áramkör másik vége az R^, R2 ellenállásokból felépített feszültségosztón keresztül a T tranzisztor bázisára van bekötve, továbbá a D1; D2 soros diódapár az R 1; R 2 tagjai közé egy C 2 kondenzátor egyik pólusa van kapcsolva, mely 40 közbeiktatott elemek másik pólusai a tranzisztor emitterére csatlakoznak. A találmány tárgyát képező logikai kapu áramkörét a 3. ábra ábrázolja. Az áramkör felépítésének a jellege és a Z 45 dióda alkalmazása miatt DTLZ (Diode Transistor Logic Z diode) áramkörök családjába tartozik. Működésének a rendszere áramnyelő jellegű, azaz a bekapcsolt tranzisztor esetében a kimé- 50 netre csatlakozó áramkörből nyel (fogyaszt) áramot. Ha viszont a T tranzisztor lezárt állapotban van, akkor a kimenetén ahová ugyanezen rendszernek egy másik áramköre csatlakozik, nincs terhelés, mert ennek a logikai rendszernek az 55 áramkörei csak akkor fogyasztanak áramot, ha a bemenetükre logikai szint kerül. A logikai rendszer nulla szintje 0 Volt, az „1" szintje pedig közel a tápfeszültséggel egyenlő. A rendszer csak egyetlen tápfeszültséget tar- 60 talmaz. A kapu T tranzisztor bekapcsolt vezetési állapotában az áramkör lekapcsolódik az őt tápláló áramkörről (az A, B és X Y bemenetek diódái lezárnak) és a kapu nyitását az R5 (vagy R 6 ) ellenálláson folyó áram biztosítja, ami ilyen mó- 65 don független a kaput működtető áramkörtől, azaz a kapu bekapcsolásakor leválik a meghajtó fokozatról. Az A és B bemenetre érkező jelekhez viszonyítva az áramkör kimenetein ÉS-NEM logikai műveletű jelek vannak jelen. Ez vonatkozik az X és Y bemenetekre érkező jelekre is. Viszont az AB és XY csoportok között a kimenetre vonatkoztatva VAGY-NEM logikai kapcsolat áll fenn. Mind az ÉS mind a VAGY kapu bemenetek száma jelentős mértékben bővíthető. A tranzisztornak két állapota lehetséges. Kikapcsolt állapotban van, vagy pedig telítésben vezet. A T tranzisztor kikapcsolt állapotban van akkor, ha a D3 és D 4 diódák mindegyike zárt állapotban van, vagyis ha az AB pontok közül legalább egy és egyidejűleg az XY pontok közül legalább egy pont logikai nulla szinten van. Ekkor a tranzisztor bázisán is nulla a feszültség, a Z, Dj és D2 diódák zárva vannak, az R 4 ellenállás a tranzisztor hőfok stabilizálása szempontjából szükséges és az áramkör működésében szerepe nincs. A kapu bekapcsolása oly módon történik, hogy a logikai nulla szinten levő bemenetek közül legalább egyik a logikai „1" szintre (UT ) kerül. Ha ez jelen esetben az AB kapcsok egyike, akkor a D3 kinyit és az R 5 ellenálláson keresztül áram indul meg, amely feltölti a Cj és C2 kondenzátorokat. A Dj és D2 diódák ekkor még továbbra is zárva maradnak. A töltés kezdetén az R2 ellenálláson még nem folyik áram (a T is zárva van). A C2 feszültségének növekedésével az R 2 -n áram indul meg és a tranzisztor ekkor vezetni kezd, mivel az R2 értéke jóval kisebb mint az R i5 ezért a Cj töltődése gyorsan lelassul és a töltőáram nagy része hirtelen egy áramugrás keletkezésével az R2 ellenálláson keresztül a tranzisztort nyitja, így lehetővé teszi annak gyors bekapcsolását. A C.| kondenzátor töltődése akkor fejeződik be, mikor a kapcsain lévő feszültség eléri a (Z) dióda Z feszültségét, ez pedig lényegesen kisebb mint az Ur . Az R.L , R 2 ellenállásokból és a C 2 , valamint a tranzisztor bemenő kapacitásából álló négy pólus ily módon egy kis tagszámú művonalnak tekinthető, amelyet áramimpulzus táplál. Ez az áramimpulzus a kívánt késleltetéssel végighalad a művonalon és a tranzisztorra jutva azt gyorsan kinyitja. A késleltetési idő, amely elsősorban a művonal elemeinek az értékétől függ, biztosítja a dinamikus zajvédelmet. A vázolt működési leírás feltétele az volt, hogy a kapu nyitása csak egy pontról történik, ebben az esetben az áramkör beállítása olyan, hogy a D1 és a D 2 nem nyit ki. A D 1 és D 2 szerepe akkor jelentkezik, ha egy időben több bemeneten jelentkezik a logikai szint és kap a kapu nyitó áramot. A 3. ábra csak kettőt jelöl meg a VAGY-NEM dióda kapukból, de a gyakorlatban ezek száma 2
