184361. lajstromszámú szabadalom • Háromállapotú elektronikus kapuáramkör, valamint ezekkel kialakítható háromértékű kombinációs és szekvenciális kapcsoló hálózat
«1 184 361 2 nek a—f és b—f bemenetel vannak. Amennyiben az ábrán látható szaggatott vonalak szerint rövidrezáijuk az a és b bemeneteket, akkor egybemenetű áramkört kapunk, amelynek c—f bemenetei vannak. A 4. ábrán látható Tj és T2 tranzisztorok komplementer tranzisztor-párt alkotnak. A g Ti és T2 tranzisztorok előfeszültségek a 11 és 12-es sarok és az f földpont közé kapcsolt feszültségekkel lehet beállítani. Az ábrán feltünettük az előfeszéltségek beállításának négyféle változatát: — mindkét tranzisztor előfeszültsége pozitív ^ q — a Ti tranzisztoré negatív a T2-é pozitív — a T2 tranzisztoré pozitív a Ti-é negatív — mindkét tranzisztoré negatív. Az előfeszültségek a 2 és a 7 ellenállásokon keresztül, a bemeneti feszültségek az 1 és a 6 ellenállásokon keresztül 15 jutnak a tranzisztorok bázisára. A fenti ellenál lások értékét úgy határoztuk meg, hogy a tanz isztorok bázisán az előfeszültségek hatása akkor és csak akkor érvényesül, ha a megfelelő bemeneten a feszültség értéke zérus. Ha például az a bemeneten pozitív feszültség van és a 11 sarkon negatív 20 az előfeszültség, akkor a T1 tranzisztor bázisára pozitív feszültségjut. A Ti és T2 tranzhisztorok a 11 és a 12 sarkokon lévő előfeszültségek, valamint az a és b esetleg c bemenetekre jutó feszültségek hatására kapcsoló üzemmódban dolgoznak. Bármelyik T1 vagy T2 tranzisztornak két álla- 25 pota lehetséges: — vezet, ilyenkor mint kapcsoló zárva van — szakadásként viselkedik, ilyenkor mint kapcsoló nyitva van. A 3,4,8,10 ellenállások valamint az 5,9 feszültséglbrrá- 30 sok értékeit úgy választottuk meg, hogy a kapcsolással a következő változatokat lehessen létrehozni: — T| és T2 tranzisztorok zárva vannak, a kimenő feszültség értéke zérus: (0 logikai szint) — Tj és T2 tranzisztorok nyitva vannak, a kimenő feszült- 35 ség zérus: (0 logikai szint) — Ti nyitva T2 tranzisztor zárva vannak, a kimeneten ekkor pozitív feszültség van: (+1 logikai szint) — Ti zárva T2 tranzisztorok nyitva vannak, a kimenő feszültség ekkor negatív (—1 logikai szint) 40 A 4. ábrán látható kapuáramkör működése ezekután könnyen követhető. A működést először három példa alapján szemléltetjük. Legyen mindkét tranzisztor előfeszítése pozitív és érkezzen az a és b bemenetekre is pozitív impulzus. Ez azt jelen- 45 ti, hogy mindkét tranzisztor bázisára pozitív feszültség jut. Ez a feszültség a Tj (NPN) transzisztort kinyitja, a T2 (PNP) tranzisztort lezáija, és így a fentiek szerint a kimeneten negatív feszültség jelenik meg. Maradjon továbbra is mindkét előfeszültség pozitív és ér- 50 kézzén a mindkét bemenetre negatív impulzus. Említettük, hogy az ellenállás viszonyokat úgy állítottuk be, hogy ilyenkor mindkét bázisra negatív feszültség jut. Ez a feszültség T1 tranzisztort lezárja, a T2-t kinyitja és úgy a kimeneten pozhitív feszültség jelenik meg. 55 Végül legyen a Tj tranzisztor előfeszültsége negatív T2 tranzisztoré pozitív és legyen az a, illetve b bemeneten zérus feszültség. Dyenkor az előfeszültségek határozzák meg a bázisok feszültségét, tehát mindkét tranzisztor lezárt állapotú, a kimeneten zérus feszültség jelenik meg. 60 Az előfeszültségek változtatásával négy különböző háromértékű F1...F4 logikai függvényt realizálhatunk, a 4. ábrán lévő logikai áramkörrel: — a Tj és T2 tranzisztorok előfeszültsége pozitív — a Ti tranzisztor előfeszültsége negatív a T2 tranzisztoré pozitív — a Ti tranzisztor előfeszültsége pozitív a T2 tranzisztoré negatív — a Ti és T2 tranzisztor előfeszültsége negtív. A pozitív feszültséget 1-gyel a negatív feszültséget —1-gyel a zérus feszültséget 0-val jelöl ve a négy kétváltozós háromértékű függvény igazságtáblája a következőképpen írható fel: F, F2 a b 1 0-1 ab 1 0-1 1-1-1 0 1-1-1 0 0-1-1 0 0 0 0 1-1 0 0 1-1 0 0 1 f3 F« a b 1 0-1 a b 1 0-1 1-1 0 0 1-1 0 0 0-1-0 0 0 0 1 1 —1 0 1 1-1 0 1 1 A mátrix felső, az aláhúzás feletti sora az a bemenetre érkező, a függőleges vonal előtti oszlopa pedig az a bemenetre érkező impulzusok lehetséges értékeit adják meg, mint a függvények független változói. A mátrix kilenc eleme a kimeneten megjelenő logikai szinteket adja meg, ezek tehát függvényértékek. A példaként szereplő három eset függvényértékét bekarikázva emeltük ki. A 4. ábrán látható kapuáramkörrel egyváltozós függvényt úgy realizálhatunk, hogy az a és b bemeneteket összekötjük, és erre a közösített c bemenetre adjuk az impulzusokat. A függvényértékeket ilyenkor a mátrix főátlóban lévő elemek adják meg. Egyváltozós függvények realizálásának egy másik módja, hogy az egyik bemenetre jutnak az impulzusok. Ilyenkor a függvényértékeket a kilenc elemű mátrix sorai, illetve oszlopai adják. Tehát a függvényrealizálások között csupán az a különbség, hogy ugyanazon áramkör tranzisztorainak a bázisára más polaritású feszültségeket kapcsolunk. Bebizonyítottuk, hogy a 4. ábrán látható találmány szerinti kapuáramkörünkkel bármilyen tetszőleges számú változójú háromértékű függvényt realizálhatunk. így kapjuk a találmány szerinti új flexibilis rendszerünket, amelyek kombinációs áramkörei az előfeszültségek polaritásának a változtatásával változtathatók. Az 5a.—5h. ábráka4. ábrán felrajzolt találmány szerinti kapuáramkör lehetséges változatainak szimbolikus jelöléseit tartalmazzák. A háromszögbe írt +, illetve—jelek az NPN tranzisztor, a kis félkörbe írt +, illetve—jelek a PNP tranzisztor előfeszültségének a plaritását adják meg. Ezeket az előfeszültségeket a 4. ábra 11, illetve 12 sarkaira kell kapcsolni. Ezért 5a.—5d. ábrák a négyféle kétbemenetű 3
