DE1180972B - Logische UND-Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: G 06 b;

G06f
Deutsche Kl.: 42 m-14

Nummer: 1180 972

Aktenzeichen: S 86829IX c / 42 m

Anmeldetag: 21. August 1963

Auslegetag: 5. November 1964

In vielen Arten von kommerziellen Maschinen, wie beispielsweise Digitalrechnern, werden logische Schaltungen als Grundbausteine verwendet. Derartige Schaltungen werden zur Durchführung zahlreicher logischer Funktionen, wie beispielsweise der UND- oder ODER-Verknüpfung, benutzt. Zur Realisierung derartiger logischer Verknüpfungen sind verschiedene Schaltkreise und Schaltungstechniken bekanntgeworden. So sind bisher Transistorschaltkreise für logische Operationen verwendet worden. Die Einsatzmöglichkeiten solcher Transistorschaltkreise sind jedoch durch die Arbeitsgeschwindigkeit sowie die den Schaltkreisen zugeführten Eingangssignale begrenzt. Ebenso sind bisher auch Tunneldioden-Schaltkreise eingesetzt worden, von denen jedoch einige ungenügende Verstärkungseigenschaften aufweisen.

Den üblichen UND-Toren mit den Eingängen zugeordneten Eingangsdioden liegt die Wirkungsweise zugrunde, daß das Tor erst anspricht, wenn alle Eingangsdioden gesperrt sind. Das Ansprechen kann hierbei lediglich mit der bei solchen Dioden erreichbaren Schaltgeschwindigkeit erfolgen.

Die Erfindung bezweckt, eine UND-Schaltungsanordnung zu schaffen, welche mit hoher Geschwindigkeit zu arbeiten vermag und Verstärkereigenschaft aufweist. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß jeder Eingang eine Tunneldiode enthält, eine Elektrode eines Transistors mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt je einer Elektrode aller Tunneldioden verbunden ist, mit diesem Verbindungspunkt eine Vorspannungsquelle verbunden ist, welche die Tunneldioden im Betriebszustand niedrigerer Spannung hält, und eine weitere Vorspannungsquelle mit dem Transistor verbunden ist, derart, daß ein Kippen der Tunneldioden in den Zustand hoher Spannung und eine Umsteuerung des Transistors in den Bereich hoher Leitfähigkeit nur möglich ist, wenn an allen Eingängen ein Signal liegt. Die Erfindung nutzt hierbei nicht nur die bekannte Tatsache aus, daß Tunneldioden als Eingangsdioden eine bedeutend höhere Schaltgeschwindigkeit ergeben und sich besonders gut eignen in Verbindung mit einer nachgeschalteten Transistorenverstärkerstufe, sondern die Erfindung verwendet auch eine ganz andere Arbeitsweise für Tunneldioden. Bei der Anordnung nach der Erfindung schneidet die Belastungskurve im Strom-Spannungs-Diagramm den stabilen Ast höherer Spannung erst, wenn die Tunneldioden sämtlicher Eingänge ein Eingangssignal führen. Sobald diese Bedingung erreicht ist, schalten sämtliche Tunneldioden plötzlich in den stabilen Bereich höherer Logische UND-Schaltungsanordnung

Anmelder:

Sperry Rand Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134-146

Als Erfinder benannt:
Jack Saul Cubert, Willow Grove, Pa.,
Francine Joy Weintraub, Somerdale, N. J.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. August 1962
(219 555)

Spannung, wodurch der Transistor praktisch zeitlos leitend wird. Die UND-Schaltungsanordnung nach der Erfindung hat somit bistabile Eigenschaften und wird weniger kritisch von dem ihr zugeführten Eingangssignaltyp beeinflußt. Die naturgemäßen Verstärkereigenschaften des Transistors werden dabei zur Verstärkung der von der mit extrem hoher Geschwindigkeit arbeitenden Tunneldiode erzeugten Signale ausgenutzt.

Häufig tritt auch in größeren Schaltungsanordnungen, z. B. in Anordnungen, die aus einer Mehrzahl von Verknüpfungsschaltungen bestehen, der Fall ein, daß am ersten Schaltkreis eine ganz andere Impulsoder Wellenform auftritt als am letzten Schaltkreis, da durch den Betrieb der Zwischenschaltkreise das Signal häufig entstellt oder anderweitig nachteilig beeinflußt wird. Da eine Tunneldiode bei ihrem Kippen vom einen in den anderen Arbeitszustand eine sehr schnelle Pegeländerung bewirkt, wirkt sie im Eingang eines Transistorschaltkreises als Impulsformer, so daß sich eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Verstärkerschaltung mit guter Impulswiedergabe ergibt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die F-/-Arbeitskennlinie einer Tunneldiode und

409 710/343

Fig. 2 das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung.

F i g. 1 zeigt die typische Kennlinie einer Tunneldiode. Tunneldioden und ihre Kennlinien sind in der Technik bereits bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung der Arbeitsweise der Tunneldiode erübrigt. Über Halbleiterbauelemente ist verschiedene Literatur vorhanden, aus der eine detaillierte mathematische Untersuchung der Arbeitsweise von Tun-

von etwa 100 Ω parallel geschaltet. Die Übertrager haben ein Windungsverhältnis von 4:1 oder 8:1 und liegen mit ihren Primärwicklungen jeweils in einem Eingangskreis 34, 35, 36, die der Einfachheit 5 wegen mit Eingang A, Eingang S und Eingapg C bezeichnet sind. Diese Eingangskreise können aber auch aus anderen, der vorliegenden Schaltung ähnlichen Schaltkreisen bestehen, wie noch nachstehend ersichtlich wird. Diese Eingangskreise können im-

neldioden und ihren Kennlinien entnommen werden io puls- oder pegelartige Signale liefern,
kann. Die Kennlinie der Tunneldiode besteht, kurz Die Tunneldioden 22, 23 und 24 liegen mit ihren

gesagt, aus dem dem Zustand hohen Stroms und nied- Anoden außerdem an einer Elektrode eines Tranriger Spannung entsprechenden Gebiet 10, aus dem sistors 31. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel den Zustand hoher Spannung und den Durchlaß- sind die Tunneldioden mit dem Emitter eines pnpbereich darstellenden Gebiet 12 sowie dem zwischen 15 Transistors, beispeilsweise 2 N 695, verbunden. Die beiden Gebieten liegenden Arbeitsbereich 11 des so- Basis des Transistors liegt an einer Spannungsquelle genannten negativen Widerstandes. Die Arbeits- 38. Das Potential dieser Quelle kann Erdpotential bereiche der Tunneldiode sind durch den Scheitel- oder leicht negativ gegen Erde sein, um den Transi- und den Talpunkt definiert. Die Lastgerade 13 ent- stör bis auf den vorteilhaftesten Arbeitspunkt vorspricht der typischen Lastgeraden einer konventio- 20 zuspannen. An diesem Arbeitspunkt leitet der Trannellen linearen Last, wie beispielsweise eines Last- sistor leicht, stellt aber trotzdem noch einen hohen Widerstandes. Die Lastgarde schneidet die V-I- Eingangswiderstand dar, so daß er erst dann ganz Kennlinie der Tunneldiode in den beiden stabilen leitet, wenn sämtliche Tunneldioden in der nachArbeitsbereichen, wobei die zwei Schnittpunkte 14, stehend beschriebenen Weise gekippt werden. Der 15 die beiden stabilen Arbeitszustände der Tunnel- 25 Kollektor des Transistors 31 ist mit einer Klemme diode darstellen. F i g. 1 zeigt außerdem eine weitere der Primärwicklung des Ausgangsübertragers 32 ver-Lastlinie 16, welche die Kennlinie der Tunneldioden bunden, der wie die Übertrager 28, 29, 30 ein Winnur in einem der beiden stabilen Zustände schneidet. dungsverhältnis von 4:1 oder 8:1 haben kann und Diese Lastlinie stellt eine nichtlineare Last, wie z. B. so angeordnet ist, daß die Ausgangswellenform an eine Diode, dar. Der Einfachheit halber fällt der 30 der Sekundärwicklung gegenüber der Eingangs-Schnittpunkt mit dem zuvor genannten Schnittpunkt wellenform an der Primärwicklung umgekehrt auf-14 zusammen. Die Lastlinie 16 ist gekrümmt und tritt. Mit der anderen Klemme liegt die Primärwickschneidet die Kennlinie der Tunneldiode im zweiten lung des Übertragers 32 an einer Spannungsquelle 37, stabilen Arbeitsbereich nicht. Der genaue Verlauf die eine Gleichspannungsquelle ist und eine Spander Lastlinie 16 ist für den Betrieb der Schaltung 35 nung von etwa —10 V liefern kann. Diese Gleichgemäß F i g. 2 nicht kritisch, solange der die höhere spannung wird dazu benutzt, den Kollektor des Tran-Spannung andeutende Teil der Linie unterhalb des sistors 31 vorzuspannen, so daß man den günstigsten Talpunktes der Kennlinie der Tunneldiode liegt. Die Arbeitspunkt erhält. In einem bevorzugten Ausvorliegende Schaltung ist gekennzeichnet durch eine führungsbeispiel wird der Transistor 31 so weit vorMehrzahl von Lastlinien, die denen der Linie 16 40 gespannt, daß er leicht leitet, jedoch auf jeden Fall ähnlich sind und eine Kurvenschar darstellen, in der ungesättigt bleibt. Dieses durch Vorspannung bealle Kurven der Lastlinie 16 ähnlich sind, und durch wirkte Leiten ermöglicht eine Spannungsverstärkung eine der Lastgeraden 13 ähnliche Lastgerade. Gemäß sowie kurze Schaltzeiten. Die Sekundärwicklung des dieser Anordnung von Lastkurven und -geraden Übertragers 32 ist mit einem Ausgangs-Schaltkreis 33 kann die Tunneldiode somit als bistabiles oder mono- 45 verbunden, der auch aus einem anderen Schaltkreis stabiles Schaltelement betrieben werden, wobei die als dem gezeigten bestehen kann,
zu benutzende Anordnung von Lastkurven und -ge- Diese Schaltung kann als UND-Gatter arbeiten,

raden von den Eingangssignalen abhängt, wie nach- d. h., daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn stehend noch ersichtlich wird. eine vorbestimmte Anzahl von Eingangssignalen, im

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild der erfindungs- 50 vorliegenden Fall drei, anliegt. Im Betrieb erhält die gemäßen Schaltung. Eine herkömmliche Gleich- dargestellte Schaltung einen Versorgungsstrom von Spannungsquelle 20, die eine Spannung von etwa der aus der Spannungsquelle 20 und dem Widerstand — 25 V liefern kann, ist mit einem Widerstand 21 21 bestehenden konstanten Stromquelle. Dieser von etwa 1000 Ω verbunden. Diese aus Spannungs- Strom ist so bemessen, daß bei Vorspannung aller drei quelle 20 und Widerstand 21 bestehende Kombi- 55 Tunneldioden auf den Zustand niedriger Spannung nation kann als eine konventionelle Stromquelle an- diese Dioden jeweils ein Drittel des durch den Widergesehen werden, welche etwa 25 mA liefert. Dieser stand 21 fließenden Stroms durchlassen. Bezeichnet Stromwert ist nur zur Erläuterung angegeben und man den von der Stromquelle gelieferten Strom nicht als Grenzwert gedacht. Der Widerstand 21 ist mit /, so läßt jede Tunneldiode im statischen Betrieb außerdem mit den Anoden von Eingangs-Tunnel- 60 einen Strom I/n, d. h. im vorliegenden Fall 1/3, dioden 22, 23 und 24 verbunden. Als Eingangs- durch. In F i g. 1 ist I/n durch I_B dargestellt. Der Tunneldioden können Tunneldioden vom Typ Wert I_n wird bestimmt von dem Typ der verwende-RCA IN 3129 mit einem Spitzenstromkennwert von ten Tunneldiode, der Stromquelle, dem zur Verfügung 20 mA verwendet werden. Diese Tunneldioden liegen stehenden Eingangssignal sowie dem gewünschten mit ihre Kathoden einzeln an jeweils einer Klemme 65 oder erforderlichen Ausgangssignal. Im Prinzip stel-

der Sekundärwicklungen von Übertragern 28, 29
und 30. Mit den Sekundärwicklungen sind Widerstände 25, 26, 27 mit einem kleinen Widerstandswert

len der Tunneldiodentyp sowie die Stromquelle
Kenngrößen dar, die innerhalb annehmbarer Grenzen veränderbar sind. I₁₁ wird also mehr von dem

verfügbaren Eingangssignal und dem gewünschten Ausgangssignal bestimmt. Mit anderen Worten: Je größer das gewünschte Ausgangssignal ist, desto größer ist der Wert/_ß. Andererseits gilt jedoch: Je größer I₁₁, desto kleiner I_EIN, da I_P feststeht. Für den Maximal- und den Minimalwert von I_B bestehen also Grenzwerte, die durch I₉ und I_v gegeben sind, durch welche die Arbeitspunkte der Tunneldiode definiert sind. Für einen einwandfreien Betrieb muß I_B wesentlich größer als I_v sein. Da die erfindungsgemäße Schaltung außerdem für eine Kaskadenschaltungsanordnung vorgesehen ist, muß das Ausgangssignal nach Verstärkung durch den Transistor 31 genügend groß sein, um einen nachgeschalteten Schaltkreis zu steuern. Das Ausgangssignal einer Tunneldiode oder einer Tunneldiodenkombination darf jedoch nicht so groß sein, daß die dem gleichen Gatter zugeordneten Tunneldioden unbeabsichtigt gekippt werden. Als typischer Wert von I_B kommen daher etwa 8 bis 1OmA in Frage. Dieser Wert liefert ein Ausgangssignal (Jaus~Ib~Iv) ^m der Größenordnung von 3 bis 6 mA und erfordert ein Eingangssignal (I_Ei_N=I_P—I_v) in der Größenordnung von etwa 10 bis 14 mA, je nach Toleranz, usw. Nimmt man als Mittelwert /_fi=9mA mit //J=ZOmA und /_v=5mA, so läßt sich das erforderliche Eingangssignal (wobei Übersteuerung usw. der Einfachheit halber nicht berücksichtigt ist) wie folgt errechnen: Iein⁼Ip~Ib = 11 mA. Das erzeugte Ausgangssignal beträgt dann I_AUS~I_B—I_v--4mA. Werden also von den drei einem UND-Gatter zugeordneten Tunneldioden 22, 23 und 24 zwei (oder weniger) durch Eingangssignale gekippt, so ist das maximale Ausgangssignal insgesamt kleiner als das zum Kippen der anderen Tunneldiode erforderliche Eingangssignal, also 2/_4t;_S=8mA</_£W=ll mA. Im Emitterkreis des Transistors fließt also wenig oder gar kein Strom. Allgemein ausgedrückt ergibt sich somit, daß (n-l)I_Aus < ¹EiN-

Der Emitter des Transistors 31 ist außerdem durch die Tunneldioden auf etwa +5OmV gegen Erde vorgespannt, während seine Basis durch die Spannungsquelle 38 auf etwa — 5OmV vorgespannt ist. Angesichts des am Verbindungspunkt zwischen Emitter und Basis auftretenden Durchlaßspannungsabfalls ist ersichtlich, daß der Transistor einen hohen Widerstand bietet und im Emitter-Kollektor-Kreis sehr wenig Strom fließt. Da der Transistor zu dieser Zeit kein Ausgangssignal erzeugt, erhält auch der Ausgangs-Schaltkreis 33 kein Eingangssignal, Aber selbst wenn der Transistor unter diesen Umständen einen vernachlässigbaren Kollektorstrom erzeugen würde, sorgt der Übertrager 32 für eine wirksame Gleichstromtrennung vom Ausgangskreis 33. Erhält also die Schaltung keine Eingangssignale, so wird auch kein Ausgangssignal erzeugt.

Als Beispiel soll angenommen werden, daß der Übertrager 28 ein Eingangssignal vom Eingang Ά erhält. Die Polarität des Eingangssignals hängt vom Anschluß des Übertragers ab. Im dargestellten Beispiel bewirkt das Eingangssignal das Auftreten eines gegen Erde negativen Signals an der Kathode der Tunneldiode. Dieses Signal ist so groß, daß die Tunneldiode auf den Arbeitsbereich hoher Spannung gesteuert würde. Die Tunneldiode würde also von ihrem Arbeitspunkt 14 auf den Arbeitspunkt 15 gekippt werden (Fig. 1). Zum Lastwiderstand an der Tunneldiode 22 gehört jedoch nicht nur der Transistor 31, sondern auch die parallelliegenden Tunneldioden 23 und 24. Der Durchlaßwiderstand der Tunneldioden 23, 24 beträgt nur einige Ohm. Außerdem stellen diese Tunneldioden eine nichtlineare Last an der Tunneldiode 22 dar, so daß ihre Lastlinie sich mehr der Lastkurve 16 (F i g. 1) nähert. Mit der Entfernung des Eingangssignals von der Kathode der Tunneldiode 22 kippt diese daher sofort wieder in ihren Zustand niedriger Spannung zurück

ίο (Arbeitspunkt 14), da dies der einzige stabile Arbeitspunkt der Schaltung ist.

Obwohl die Tunneldiode 22 weniger Strom durchläßt, sind die Tunneldioden 23, 24 so vorgespannt worden (I_B beträgt etwa 9 mA), daß der Extrastrom (der als ein Ausgangs- oder zusätzlicher Strom angesehen werden kann, der jetzt durch die konstante Stromquelle zur Verfügung steht und etwa 4 mA beträgt) durch sie fließen kann, ohne diese Dioden über den Scheitelpunkt hinaus zu kippen. Die Tunneldioden 23 und 24 lassen also jeweils 2 mA des Extrastroms durch, der infolge der Umschaltung der Tunneldiode 22 verfügbar ist. Der Arbeitspunkt 14 der Tunneldioden 23, 24 wird also auf etwa 11 mA verschoben und liegt damit klar unter dem Strommaximum (/_P=20mA).

In ähnlicher Weise kippen die Tunneldioden 22, 23 und/oder 24 in ihren Zustand hoher Spannung, wenn von zweien der Eingänge^, B, C Eingangssignale geliefert werden. Wie im Falle des Beispiels mit nur einem Eingangssignal stellt auch bier die nicht gekippte Tunneldiode neben dem als Last wirkenden Transistor 31 eine nichtlineare Last an den gekippten Dioden dar, so daß sich die Lastlinie dieser Tunneldioden der Lastkurve 16 nähert. Die gekippten Tunneldioden arbeiten also nicht im bistabilen Betrieb, da nur der Arbeitspunkt 14 stabil ist. Infolge der unterschiedlichen Lasten, die an den gekippten Tunneldiode im ersten und zweiten Beispiel anliegen, kann die Lastlinie in Wirklichkeit zu einer Gruppe von Lastkurven gehören, die der Lastkurve 16 ähnlich sind, wobei die Lastlinie nicht unbedingt mit der Lastkurve 16 zusammenfallen muß. Wie bei dem zuerstgenannten Beispiel steht nach dem Kippen der beiden Tunneldioden mehr Strom für die nicht gekippte Tunneldiode bereit. Nimmt man an, daß die Tunneldioden 22 und 23 die gekippten Dioden darstellen und die Tunneldiode 24 die nicht gekippte Diode ist, so erhält die Tunneldiode 24 somit einen Mehrstrom in der Größenordnung von 10 mA. Da die Tunneldiode indessen so vorgespannt ist, daß das Eingangssignal mindestens HmA betragen muß, kann der Mehrstrom diese Tunneldiode nicht unbeabsichtigt kippen. Da die Tunneldioden 22 und 23 außerdem im monostabilen Betrieb arbeiten, kippen diese Dioden wieder auf den Arbeitspunkt 14 zurück, sobald die von den Eingängen 34 und 35 gelieferten Eingangssignale entfernt werden. Danach arbeiten die Tunneldioden 22, 23 und 24 wieder im Bereich niedriger Spannung, wobei jede Diode//3 Strom durchläßt.

Erhält also die Schaltung von den ihr zugeordneten Eingängen nur ein oder zwei Eingangssignale (oder eine beliebige andere Zahl von Eingangssignalen, die kleiner ist als die Gesamtzahl der Eingänge), so arbeiten die Tunneldioden im monostabilen Betrieb. Dieser Betrieb erfolgt unter dem Einfluß der nichtlinearen Belastung durch die der Schaltung zugeordneten nicht gekippten Tunneldioden. Da die

Tunneldioden im monostabilen Betrieb arbeiten und so vorgespannt sind, daß sie zufallsbedingten Mehrstrom durchlassen, wird der Transistorteil der Schaltung nicht beeinflußt, so daß im Ausgangskreis 33 kein Ausgangssignal auftritt.

Liefern dagegen alle Eingänge 34, 35 und 36 jeweils ein Signal des oben angegebenen Typs, also einen gegen Erde negativen Impuls, so erscheint an den Kathoden sämtlicher Tunneldioden 22, 23 und 24 jeweils ein negativer Impuls. Jedes dieser Eingangssignale reicht aus, die Tunneldiode, an die das Signal angelegt wird, in den Zustand hoher Spannung zu kippen. Da an der Schaltung drei Eingangssignale anliegen, werden also alle drei Tunneldioden 22, 23 und 24 in den Zustand hoher Spannung gekippt. Es ist also keine nichtgekippte Tunneldiode vorhanden, welche als nichtlineare Last auf die Schaltung einwirken könnte. Somit gilt jetzt die Lastgerade 13 (Fig. 1); die Tunneldioden 22, 23 und 24 arbeiten also jetzt im bistabilen Betrieb, so daß sie nach Ent- ao fernen der Eingangssignale auch weiterhin im Zustand hoher Spannung (Arbeitspunkt 15) bleiben.

Da die Tunneldioden im bistabilen Betrieb arbeiten und im Zustand hoher Spannung (Arbeitspunkt 15) bleiben, steigt das Potential am Emitter des Transistors 31 selbst nach Entfernung der Eingangssignale naturgemäß auf etwa +50OmV gegen Erde an. Dieser Potentialanstieg erfolgt von dem früheren Potentialpegel, der etwa + 50 mV gegen Erde betrag. Durch den Spannungsanstieg am Emitter des Transistors 31 erhöht sich die Spannung zwischen Emitter und Basis des Transistors. Der Transistor wird daher stärker leitend in Richtung auf seinen gesättigten Arbeitszustand, so daß ein großer Strom vom Emitter zum Kollektor fließt. Dieser große Stromfluß wird durch das Kippen der Tunneldioden gesteuert. Der große Stromfluß vom Emitter zum Kollektor des Transistors 31 erscheint also als Stromimpuls mit im wesentlichen kurzer Anstiegszeit. Dieser eine kurze Anstiegszeit habende Impuls durchläuft die Primärwicklung des Übertragers 32 und gelangt zur negativen Spannungsquelle 37. Der die Primärwicklung des Übertragers 32 durchlaufende Stromimpuls erzeugt naturgemäß einen Magnetfluß, wodurch die Sekundärwicklung des Übertragers 32 angekoppelt wird und ein Ausgangssignal im Ausgangskreis 33 auftritt. Da das von der Sekundärwicklung des Übertragers 32 erzeugte Signal ein kurzzeitiger Impuls ist, kann als Ausgangskreis eine Schaltung verwendet werden, die der zuvor beschriebenen ähnlich ist, oder eine bistabile Kippschaltung, die in Abhängigkeit von den vom Übertrager 32 erzeugten Signalen ein- bzw. rückgestellt wird. Diese Ausgangskreise werden lediglich als Beispiel angegeben bzw. vorgeschlagen und sollen die Erfindung nicht einschränken.

Mit der Ankopplung von Impuls- oder pegelartigen Signalen an die Eingangs-Schaltkreise können also Ausgangssignale erzeugt werden, die entweder Impuls- oder pegelartige Signale darstellen. Wie ferner ersichtlich ist, arbeitet der aus den Tunneldioden bestehende Ausblendteil der Schaltung als Impulsformer für den Transistor 31; d. h., der Transistor 31 erhält einen ausgeprägten, relativ schnellen Impuls mit kurzer Anstiegszeit, unabhängig von der An- «5 stiegszeit der an die Eingänge angelegten Signale.

Zum Rückstellen der Schaltung kann es wünschenswert sein, eine konventionelle Diode 39 als Rückstellelement vorzusehen, die mit ihrer Anode an den Anoden der Tunneldioden 22, 23 und 24 liegt und so gepolt ist, daß die Tunneldioden bei Ankopplung eines gegen Erde negativen Impulses auf den Arbeitspunkt 14 rückgekippt werden. Dieser Impuls wird von einer Impulsquelle 40 geliefert, die mit der Kathode der Diode 39 verbunden ist. Andererseits kann es wünschenswert sein, als Eingangssignale Signale mit wechselnder Polarität zu verwenden, die ein Taktsignal enthalten, welches die zugeordnete Tunneldiode vor dem Anlegen eines eine Information beinhaltenden Eingangssignals automatisch in den Zustand niedriger Spannung rückkippt. Der als Rückstellteil der Schaltung verwendete Schaltkreistyp ist in erster Linie ein Funktionsschaltkreis und wird auch für Alternativschaltungen vorgeschlagen, da er kein kritischer Teil der Schaltung ist, sondern den jeweiligen an die Schaltung gestellten betrieblichen Anforderungen angepaßt werden kann. Ähnlich können auch andere Änderungen an der Schaltung vorgenommen werden. Einige dieser Änderungen sind bereits oben vorgeschlagen worden, wonnach die Typen der Tunneldioden oder anderer Elemente geändert werden können, ohne von dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken abzuweichen. Ebenso braucht auch die Basis des Transistors der Schaltung nicht geerdet zu sein, sondern der Transistor kann anders geschaltet sein, je nachdem, welche Ergebnisse, wie beispielsweise Verstärkung, kurze Schaltzeiten usw., der Transistorbetrieb liefern soll.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Logische UND-Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von Eingängen und einem Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang eine Tunneldiode enthält, daß eine Elektrode eines Transistors (31) mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt je einer Elektrode aller Tunneldioden (22, 23, 24) verbunden ist, daß mit diesem Verbindungspunkt eine Vorspannungsquelle (20, 21) verbunden ist, welche die Tunneldioden im Betriebszustand niedrigerer Spannung hält, und daß eine weitere Vorspannungsquelle (38) mit dem Transistor verbunden ist, das Ganze derart, daß ein Kippen der Tunneldioden (22, 23, 24) in den Zustand hoher Spannung und eine Umsteuerung des Transistors (31) in den Bereich hoher Leitfähigkeit nur möglich ist, wenn an allen Eingängen ein Signal liegt.

2. Logische UND-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannungsquelle (20), welche bei Fehlen eines Eingangssignals nur einen Arbeitspunkt (14) für jede Tunneldiode (22, 23, 24) in deren Bereich (10) niedriger Spannung ausbildet, ein Widerstand (21) vorgeschaltet ist, welcher bei Kippen aller Tunneldioden (22, 23, 24) unter dem Einfluß zugeordneter Eingangssignale die Vorspannung derart verändert, daß der Arbeitspunkt auf einen weiteren stabilen Ast (12) höherer Spannung der Charakteristik verschoben wird.

3. Logische UND-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (31) ein pnp-Transistor ist, dessen Emitter mit dem Verbindungspunkt je einer

Elektrode aller Tunneldioden (22, 23, 24) und dessen Basis mit der Vorspannungsquelle (38) verbunden ist.

4. Logische UND-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (A, B, C) einen Übertrager (28, 29, 30) enthält, dessen Sekundärwicklung mit der Kathode einer Tunneldiode (22, 23, 24) verbunden ist.

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5. Logische UND-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückstellmittel (40, 39) mit den Anoden sämtlicher Tunneldioden (22, 23, 24) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Elektronische Rechenanlagen«, Bd. 1, 1959,
Heft 1, S. 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 710/343 10.64