Проектирование троичных элементов (2) - пробуем транзисторы

[Shaos]

В качестве троичного буфера можно местами аналоговый ставить, например такой:

[Ronin]

Попытался запроектировать несколько унарных троичных элемента на транзисторах, резисторах и стабилитронах (назовем ее РТС схемотехникой).
В результате охватил 14 (плюс три константы) из 27 функций пятью элементами, используемых прямо или через инвертор. Остальные 10 функций оставил универсальной унарной ячейке (т.к. количество транзисторов возрастает еще больше). Итак, элементы следующие:
A - универсальный инвертор (5 выходов - OON, PPN, PON(inv), PNN, POO) - 2 транзистора;


B - инвертор (PON) - 2 транзистора;


C - PPO - 1 транзистор;


D - ONN - 1 транзистор;


E - аналоговый буфер - 2 транзистора;


цифровой буфер получается из двух инверторов.

транзисторы должны иметь h21e не менее 100..200 (лучше 300-500)

уровни:
O: -2.5v..+2.5v (рекомендуется -2v..+2v)
N: -5.5v..-3v (рекомендуется -5v..-4v)
P: +3v..+5.5v (рекомендуется +4v..+5v)

возможно также будет полезно использование стабилитронов на 0.5-1v ниже, что приведет к соответстенному расширению зоны логических уровней P и N, подверженных смещению под нагрузкой.

т.к. в РТС схемотехнике нет стекающих на землю токов, резисторы подтяжки к нулю могут иметь большое сопротивление, порядка 10k. При указанных коллекторных и базовых сопротивлениях коэффициент разветвления выходов примерно 3..4 (при увеличении h21e возможно и более) (у простого инвертора коэффициент разветвления - порядка 7-10), для увеличения нагрузочной способности следует применять аналоговый буфер. Включение двух аналоговых буферов в цепочке недопустимо, т.к. на каждом теряетсе около 0.6v.

Быстродействие - я тут приложил workbench файлы - посмотрите сами, инвертор на нагрузке 50-100пф по уровню 0.5 задержка 0.1мкс, по уровню 0.9 - 0.2мкс (что примерно и ожидалось), при увеличении h21e и амплитуды входного сигнала задержки улучшаются. В общем примерно как и 176/561 серии, до частот около 1Мгц.
http://nedopc.org/nedopc/upload/3logic0ewb.zip

пс// я тут подумал - в элементах C(PPO) и D(ONN) низковольтные стабилитроны можно заменить резистивным делителем, хотя желательно при этом увеличить h21e транзисторов. Хотя проще всего будет использовать вместо них пару кремниевых диодов в прямом направлении.

[Shaos]

Попытался запроектировать несколько унарных троичных элемента на транзисторах, резисторах и стабилитронах (назовем ее РТС схемотехникой).
В результате охватил 14 (плюс три константы) из 27 функций пятью элементами, используемых прямо или через инвертор. Остальные 10 функций оставил универсальной унарной ячейке (т.к. количество транзисторов возрастает еще больше). Итак, элементы следующие:
A - универсальный инвертор (5 выходов - OON, PPN, PON(inv), PNN, POO) - 2 транзистора;


B - инвертор (PON) - 2 транзистора;


C - PPO - 1 транзистор;


D - ONN - 1 транзистор;


E - аналоговый буфер - 2 транзистора;


цифровой буфер получается из двух инверторов.

транзисторы должны иметь h21e не менее 100..200 (лучше 300-500)

уровни:
O: -2.5v..+2.5v (рекомендуется -2v..+2v)
N: -5.5v..-3v (рекомендуется -5v..-4v)
P: +3v..+5.5v (рекомендуется +4v..+5v)

возможно также будет полезно использование стабилитронов на 0.5-1v ниже, что приведет к соответстенному расширению зоны логических уровней P и N, подверженных смещению под нагрузкой.

т.к. в РТС схемотехнике нет стекающих на землю токов, резисторы подтяжки к нулю могут иметь большое сопротивление, порядка 10k. При указанных коллекторных и базовых сопротивлениях коэффициент разветвления выходов примерно 3..4 (при увеличении h21e возможно и более) (у простого инвертора коэффициент разветвления - порядка 7-10), для увеличения нагрузочной способности следует применять аналоговый буфер. Включение двух аналоговых буферов в цепочке недопустимо, т.к. на каждом теряетсе около 0.6v.

Быстродействие - я тут приложил workbench файлы - посмотрите сами, инвертор на нагрузке 50-100пф по уровню 0.5 задержка 0.1мкс, по уровню 0.9 - 0.2мкс (что примерно и ожидалось), при увеличении h21e и амплитуды входного сигнала задержки улучшаются. В общем примерно как и 176/561 серии, до частот около 1Мгц.
http://nedopc.org/nedopc/upload/3logic0ewb.zip

пс// я тут подумал - в элементах C(PPO) и D(ONN) низковольтные стабилитроны можно заменить резистивным делителем, хотя желательно при этом увеличить h21e транзисторов. Хотя проще всего будет использовать вместо них пару кремниевых диодов в прямом направлении.

Как говорится снимаю шляпу

Наверное проще уже придумать нельзя!

Я правда пока еще не разобрался в чем смысл стабилитронов - подумаю на досуге. А по поводу транзисторов подозревал, что что-то подобное можно соорудить

[Shaos]

A - универсальный инвертор (5 выходов - OON, PPN, PON(inv), PNN, POO) - 2 транзистора;

Вообще каждую из функций OON, PPN, PNN, POO можно получить одним компаратором 311, у которого можно подключать землю выходного транзистора в нужное место и подтягивать выход в нужному напряжению - т.е. можно получить выход в любых двух троичных диапазонах и охватить 12 функций: NNP, NPP, PPN, PNN, OOP, OPP, PPO, POO, NNO, NOO, OON, OON (причем каждая из функций NOO и OOP может также быть получена 1 диодом и 1 резистором).

[Ronin]

Вообще каждую из функций OON, PPN, PNN, POO можно получить одним компаратором 311, у которого можно подключать землю выходного транзистора в нужное место и подтягивать выход в нужному напряжению - т.е. можно получить выход в любых двух троичных диапазонах и охватить 12 функций: NNP, NPP, PPN, PNN, OOP, OPP, PPO, POO, NNO, NOO, OON, OON (причем каждая из функций NOO и OOP может также быть получена 1 диодом и 1 резистором).

а ты уверен что "земля выходного транзистора" (эмиттер или что там) будучи подключена например к +5в, позволит его открыть (потенциал базы будет по-любому ниже эмиттера и он всегда будет заперт) ? Именно поэтому и нужны аналоговые МОП-ключи. Но в россыпи полевые транзисторы гораздо менее распространены (читать - дорогие), намного проще использовать интегральные ключи.

Я правда пока еще не разобрался в чем смысл стабилитронов

в том чтобы отделить мух от котлет например тут


рассмотрим верхнюю половину, которая должна реагировать только на +5в (а эмитер транзистора - на -5в, т.к. он должен коммутировать выход на -5в) - когда на входе -5в - транзистор заперт, а вот когда 0 или +5в - легко может открытся не только на +5в, но и нулем. вот чтобы этот нуль отсечь (а в схемах PPO и ONN просто чтоб сделать переключение более крутым, т.к. там отсекать такие нули не нужно) и нужны стабилитроны.

Ну полусумматор и сумматор я уже придумал, правда на компараторно-переключательно-диодной логике

ага, видел, отлично. щас пойду покритикую

[Shaos]

Вообще каждую из функций OON, PPN, PNN, POO можно получить одним компаратором 311, у которого можно подключать землю выходного транзистора в нужное место и подтягивать выход в нужному напряжению - т.е. можно получить выход в любых двух троичных диапазонах и охватить 12 функций: NNP, NPP, PPN, PNN, OOP, OPP, PPO, POO, NNO, NOO, OON, OON (причем каждая из функций NOO и OOP может также быть получена 1 диодом и 1 резистором).

а ты уверен что "земля выходного транзистора" (эмиттер или что там) будучи подключена например к +5в, позволит его открыть (потенциал базы будет по-любому ниже эмиттера и он всегда будет заперт) ? Именно поэтому и нужны аналоговые МОП-ключи. Но в россыпи полевые транзисторы гораздо менее распространены (читать - дорогие), намного проще использовать интегральные ключи.

Ну "земля" цепляется либо к -5В, либо к 0В, но никак не к +5В
Подтягивающий резистор цепляется либо к 0В, либо к +5В - надо попробовать!

Я правда пока еще не разобрался в чем смысл стабилитронов

в том чтобы отделить мух от котлет например тут


рассмотрим верхнюю половину, которая должна реагировать только на +5в (а эмитер транзистора - на -5в, т.к. он должен коммутировать выход на -5в) - когда на входе -5в - транзистор заперт, а вот когда 0 или +5в - легко может открытся не только на +5в, но и нулем. вот чтобы этот нуль отсечь (а в схемах PPO и ONN просто чтоб сделать переключение более крутым, т.к. там отсекать такие нули не нужно) и нужны стабилитроны.

А почему именно на 7 вольт?

Ну полусумматор и сумматор я уже придумал, правда на компараторно-переключательно-диодной логике

ага, видел, отлично. щас пойду покритикую

давай

[cr0acker]

Вообще каждую из функций OON, PPN, PNN, POO можно получить одним компаратором 311, у которого можно подключать землю выходного транзистора в нужное место и подтягивать выход в нужному напряжению - т.е. можно получить выход в любых двух троичных диапазонах и охватить 12 функций: NNP, NPP, PPN, PNN, OOP, OPP, PPO, POO, NNO, NOO, OON, OON (причем каждая из функций NOO и OOP может также быть получена 1 диодом и 1 резистором).

а ты уверен что "земля выходного транзистора" (эмиттер или что там) будучи подключена например к +5в, позволит его открыть (потенциал базы будет по-любому ниже эмиттера и он всегда будет заперт) ? Именно поэтому и нужны аналоговые МОП-ключи. Но в россыпи полевые транзисторы гораздо менее распространены (читать - дорогие), намного проще использовать интегральные ключи.

Ну "земля" цепляется либо к -5В, либо к 0В, но никак не к +5В
Подтягивающий резистор цепляется либо к 0В, либо к +5В - надо попробовать!

Я правда пока еще не разобрался в чем смысл стабилитронов

в том чтобы отделить мух от котлет например тут


рассмотрим верхнюю половину, которая должна реагировать только на +5в (а эмитер транзистора - на -5в, т.к. он должен коммутировать выход на -5в) - когда на входе -5в - транзистор заперт, а вот когда 0 или +5в - легко может открытся не только на +5в, но и нулем. вот чтобы этот нуль отсечь (а в схемах PPO и ONN просто чтоб сделать переключение более крутым, т.к. там отсекать такие нули не нужно) и нужны стабилитроны.

А почему именно на 7 вольт?

Ну полусумматор и сумматор я уже придумал, правда на компараторно-переключательно-диодной логике

ага, видел, отлично. щас пойду покритикую

давай

Потому как в данном случае стаблитрон не стабилизировать, а изенять внутренне соправтевление.

[Ronin]

>А почему именно на 7 вольт?

условно - уровень срабатывания +3в, итого от -5в до +3в - 8в, примерно 0.6-0.7в на базовом переходе, итого 7.4 должно падать на стабилитроне. при 7в порог сместится к 2.6-2.7в, но полное открывание транзистора на 3в будет уже надежным.

>Потому как в данном случае стаблитрон не стабилизировать, а изенять внутренне соправтевление.

на стабилитроне съедается 7в. если этих 7в на нем нет - он заперт.

[cr0acker]

Да господа хорошии, а как вы собираетесь боротья с емкостью миллера

[Ronin]

Да господа хорошии, а как вы собираетесь боротья с емкостью миллера

ну ты б рассказал чего она нам напакостить-то может, на наших частотах и с нашими токами.
честно, я плохо знаю ее вредность.

[cr0acker]

>А почему именно на 7 вольт?

условно - уровень срабатывания +3в, итого от -5в до +3в - 8в, примерно 0.6-0.7в на базовом переходе, итого 7.4 должно падать на стабилитроне. при 7в порог сместится к 2.6-2.7в, но полное открывание транзистора на 3в будет уже надежным.

>Потому как в данном случае стаблитрон не стабилизировать, а изенять внутренне соправтевление.

на стабилитроне съедается 7в. если этих 7в на нем нет - он заперт.

Ну замерт это знать R>>бесконечности.

[cr0acker]

Да господа хорошии, а как вы собираетесь боротья с емкостью миллера

ну ты б рассказал чего она нам напакостить-то может, на наших частотах и с нашими токами.
честно, я плохо знаю ее вредность.

Ну судя по исследованиям филлипса в этом вопросе ёкость миилера при двух каскадах биполярах даёт о себе знать уже на 150Кгц. Хотя тута надо смотреть. Какие транзисторы использовать.

[Ronin]

мдя... надо какой-нибудь ферро-индукционный транзистор выдумывать
а то меня эта сложность обычных элементов если честно напрягает. никакой пользы от троичности не получается.

[Shaos]

мдя... надо какой-нибудь ферро-индукционный транзистор выдумывать
а то меня эта сложность обычных элементов если честно напрягает. никакой пользы от троичности не получается.

надо искать

можно попробовать непосредственно на КМОП (CMOS) транзисторах что-то замутить - для начала можно использовать чип "сделай сам" под названием 4007

[Shaos]

мдя... надо какой-нибудь ферро-индукционный транзистор выдумывать
а то меня эта сложность обычных элементов если честно напрягает. никакой пользы от троичности не получается.

надо искать

можно попробовать непосредственно на КМОП (CMOS) транзисторах что-то замутить - для начала можно использовать чип "сделай сам" под названием 4007

Вот тут мне ссылочку подкинули в тему





Это некий троичный элемент на КМОП-ах, который может работать как троичный инвертор (самая правая часть диаграммы).