Предложена схема унифицированного универсального логического элемента, назначение которого можно задавать на усмотрение пользователя установкой 1–2 перемычек (паек), что позволит получить двухвходовые элементы AND/NAND, OR/NOR, XOR/XNOR. Логический элемент имеет также прямой и инверсный выходы, рассчитанные как на высокоомную, так и на низкоомную нагрузку. По логическим уровням элемент совместим как с КМОП-, так и с ТТЛ-логикой.

Разработчики электронных схем в своей работе встречаются с большим разнообразием логических элементов, необходимых для работы электронных устройств. Зачастую в одном корпусе микросхемы содержится множество логических элементов одинакового назначения. Это создает определенные проблемы с подключением незадействованных элементов, усложнением разводки проводников печатной платы, нерациональным использованием микросхем.

Частично решить эти проблемы смогло бы использование унифицированных микросхем, назначение которых можно было бы менять по усмотрению пользователя [1–5 и мн. др.]. На Рисунке 1 показан возможный вариант построения унифицированного универсального логического двухвходового элемента, который можно разместить, например, в корпусе DIP8. В корпусе DIP16 можно было бы разместить три таких элемента.

Назначение элемента можно задавать установкой внешних перемычек или пайкой выводов микросхемы, Рисунок 1.

Рисунок 1.	Схема универсального двухвходового логического элемента AND/NAND, OR/NOR, XOR/XNOR, назначение которого определяется перемычками/пайками контактных групп.

Так, например, при замкнутых контактах S1-+Vcc и S2-GND логический элемент выполняет функции логического элемента 2XOR/2XNOR. Ключи DA1.3 и DA1.4 замкнуты.

При отсутствии входных сигналов транзистор VT1 закрыт, на его стоке присутствует напряжение «лог. 1»; транзистор VT2 открыт, на его стоке напряжение «лог. 0» (несколько десятков мВ). При подаче на вход X1 входного сигнала уровня «лог. 1» (на входе X2 ноль, ключ DA1.1 закрыт) этот сигнал через резистор R1, диод VD5 и ключи DA1.3 и DA1.4 поступает на затвор транзистора VT1, открывая его; одновременно переключается транзистор VT2.

При смене ситуации: X1 = 0, X2 = 1 сигнал на затвор транзистора VT1 проходит по цепочке из резистора R7, диода VD8 и ключей DA1.3 и DA1.4, открывая его.

При X1 = 1 и X2 = 1 оба ключа DA1.1 и DA1.2 открыты, резисторы R1 и R7 через эти ключи и диоды VD6 и VD7 соединены с общей шиной, управляющий сигнал на затвор транзистора VT1 не проходит, напряжение на его стоке равно напряжению питания устройства.

При замкнутых контактах S1-+Vcc и разомкнутых S2-GND элемент преобразуется в 2OR/2NOR. Ключи DA1.1 и DA1.2 не участвуют в работе схемы. Ключи DA1.3 и DA1.4 постоянно находятся во включенном (замкнутом) состоянии. При отсутствии входных сигналов транзистор VT1 закрыт, транзистор VT2 открыт. Появление управляющего сигнала на любом из входов или одновременно на обоих входах вызывает переключение этих транзисторов, что отвечает работе логического элемента 2OR/2NOR.

И, наконец, при разомкнутых контактах S1-+Vcc и S2-GND элемент можно использовать в качестве 2AND/2NAND. Ключи DA1.1 и DA1.2 разомкнуты. При отсутствии входных сигналов ключи DA1.3 и DA1.4 также разомкнуты, транзистор VT1 закрыт, транзистор VT2 открыт. Переключение транзисторов произойдет лишь в том случае, если на обоих входах X1 и X2 присутствует уровень «лог. 1». В этом случае оба ключа DA1.3 и DA1.4 находятся в проводящем состоянии, а сигналы высокого уровня с входов X1 и X2 через резистор R1 и диод VD5 и резистор R7 и диод VD8, соответственно, поступают на затвор транзистора VT1, переключая его состояние.

Несомненным достоинством описываемого логического элемента является его простота, наличие прямого и инверсного выходов, которые можно нагружать на низкоомные нагрузки, либо непосредственно без навесных элементов снимать с них сигналы уровня напряжения питания и логического нуля (десятки мВ). Такие элементы совместимы по логически уровням с КМОП- и ТТЛ-микросхемами. Унифицированные универсальные логические элементы позволят существенно уменьшить ассортимент используемых в электронных устройствах микросхем, облегчить их компоновку.

1. А.с. 446950 СССР. МКИ3 H03K 19/20. Универсальный логический элемент / Мельников В.А., Соколов А.А., Тяпкин М.В. и др., заявл. 15.10.74; опубл. 22.07.75.
2. А.с. 1005312 СССР. МКИ3 H03K 19/22. Универсальный логический элемент / Кочкарев Ю.А., Кондрусев В.В., заявл. 10.03.81; опубл. 15.03.83.
3. А.с. 1092491 СССР. МКИ3 G06F 7/00, 7/57. Универсальный логический модуль / Смирнов В.Л., Гурьянов А.В., Мищенко В.А. и др., заявл. 14.02.83; опубл. 15.05.84.
4. А.с. 1274148 СССР. МКИ H03K 19/22. Многофункциональный логический модуль / Бенкевич В.И., Авгуль Л.Б., Мищенко В.А. и др., заявл. 12.03.85; опубл. 30.11.86.
5. Шустов М.А. Дробная логика.