具有預(yù)置功能的三值三軌輸出ndr jk觸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有預(yù)置功能的三值三軌輸出NDR JK觸發(fā)器。本實用新型包括三軌輸出微分負阻NDR文字（literal）電路、基于微分負阻NDR特性的與非運算單元、基于微分負阻NDR特性的或非運算單元以及基于微分負阻NDR特性的MOBILE反相器單元。通過預(yù)置信號<i>SET</i>和<i>RESET</i>，可以實現(xiàn)置“0”、置“1”以及置“2”功能。本實用新型對三值NDR JK觸發(fā)器電路進行了改進，彌補現(xiàn)有的不足，使電路功能更加完善。
【專利說明】
具有預(yù)置功能的三值三軌輸出NDR JK觸發(fā)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，是一種JK觸發(fā)器電路，具體涉及一種基于微 分負阻NDR特性的具有預(yù)置功能的三值三軌輸出JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 觸發(fā)器電路都是具有存儲功能的，其輸出不僅與當前的輸入信號有關(guān)，還與上個 狀態(tài)的輸出值有關(guān)。在觸發(fā)器剛開始工作時，若其初始狀態(tài)沒有進行設(shè)置，則初始值是隨機 值。隨機的初始狀態(tài)可能會使電路具有正確的結(jié)果，但在某些特定的情況下，特別是采用多 軌輸出結(jié)構(gòu)的多值觸發(fā)器電路中，隨機的初始狀態(tài)可能會導(dǎo)致邏輯混亂，因此必須在電路 中增加一些信號控制端，使得觸發(fā)器能實現(xiàn)狀態(tài)預(yù)置。這可以彌補電路在設(shè)計中的不足之 處，不僅可以用于多軌輸出的多值觸發(fā)器電路，也可以用于單軌輸出的結(jié)構(gòu)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，以應(yīng)用最廣泛的JK觸發(fā)器為例，基于微分負阻NDR 特性，本實用新型提供了一種具有預(yù)置功能的三值三軌輸出NDR JK觸發(fā)器電路。
[0004] 本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：
[0005] 本實用新型中的第一NDR與非單元的輸入端分別與三軌NDR文字電路輸出端qQq及 輸入信號￥相連。第二NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號Y和 1K1相連。第三NDR與非單 元的輸入端分別與輸入信號亇和2K 2相連。第四NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號2J2 和QKQ相連。第五NDR與非單元的輸入端分別與三軌NDR文字電路輸出端qQ q及輸入信號1J1相 連。第六NDR與非單元的輸入端分別與三軌 NDR文字電路輸出端2q2及輸入信號汶1相連。第七 NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號Y和2K2相連。第八NDR與非單元的輸入端分別與輸 入信號Y和T相連。第九NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號 2J2和1K1相連。第十NDR與非 單元的輸入端分別與三軌NDR文字電路輸出端 2Q2及輸入信號2K2相連。
[0006] 第一 NDR與非單元的輸出端和第二NDR與非單元的輸出端分別與第^^一NDR與非單 元的輸入端相連。第三NDR與非單元的輸出端和第四NDR與非單元的輸出端分別與第十二 NDR與非單元的輸入端相連。第一NDR MOBILE反相器的輸入端與第一NDR與非單元的輸出端 相連。第五NDR與非單兀的輸出端和第六NDR與非單兀的輸出端分別與第十三NDR與非單兀 的輸入端相連。第七NDR與非單元的輸出端和第八NDR與非單元的輸出端分別與第十四NDR 與非單元的輸入端相連。第九NDR與非單元的輸出端和第十NDR與非單元的輸出端分別與第 十五NDR與非單元的輸入端相連。第二NDR MOBILE反相器的輸入端與第十NDR與非單元的輸 出端相連。
[0007] 第十一NDR與非單元的輸出端和第十二NDR與非單元的輸出端分別與第一 NDR或非 單元的輸入端相連。第一NDR MOBILE反相器的輸出端和三軌NDR文字電路輸出端1Q1分別與 第二NDR或非單元的輸入端相連。預(yù)置信號 2SET2和2RESET2與第十六NDR與非單元的輸入端 相連。第十六NDR與非單元的輸出端和第十三NDR與非單元的輸出端分別與第三NDR或非單 元的輸入端相連。第十四NDR與非單元的輸出端和第十五NDR與非單元的輸出端分別與第四 NDR或非單元的輸入端相連。第二NDR MOBILE反相器的輸出端和三軌NDR文字電路輸出端1Q1 分別與第五NDR或非單元的輸入端相連。第一 NDR或非單元的輸出端和第二NDR或非單元的 輸出端分別與第六NDR或非單元的輸入端相連。第四NDR或非單元的輸出端和第五NDR或非 單元的輸出端分別與第七NDR或非單元的輸入端相連。預(yù)置信號°SET°和 2RESET2與第十七 NDR與非單元的輸入端相連。預(yù)置信號2SET2和QRESET Q與第十八NDR與非單元的輸入端相連。 第十七NDR與非單元的輸出端和第十八NDR與非單元的輸出端分別與第二^^一NDR與非單元 的輸入端相連。預(yù)置信號hET 13和々ESEf3與第十九NDR與非單元的輸入端相連。
[0008] 第六NDR或非單元的輸出和第十六NDR與非單元的輸出分別與第八NDR或非單元的 輸入端相連。第八NDR或非單元的輸出端與第四NDR MOBILE反相器的輸入端相連。預(yù)置信 號2RESET2與第五NDR MOBILE反相器的輸入端相連。第四NDR MOBILE反相器的輸出端和第五 NDR MOBILE反相器的輸出端分別與第二十NDR與非單元的輸入端相連。第二十NDR與非單元 的輸出端與三軌NDR文字電路輸入端L 2D相連。
[0009] 第二十一NDR與非單元的輸出端和第三NDR或非單元的輸出端分別與第九NDR或非 單元的輸入端相連。第九NDR或非單元的輸出端與第三NDR MOBILE反相器的輸入端相連。第 三NDR MOB ILE反相器的輸出端與三軌NDR文字電路輸入端L1D相連。
[0010] 第七NDR或非單元的輸出端和第十九NDR與非單元的輸出端分別與第十NDR或非單 元的輸入端相連。預(yù)置信號2SET 2與第六NDR MOBILE反相器的輸入端相連。第十NDR或非單元 的輸出端與第七NDR MOBILE反相器的輸入端相連。第六NDR MOBILE反相器的輸出端和第七 NDR MOBILE反相器的輸出端分別與第二十二NDR與非單元的輸入端相連。第二十二NDR與非 單元的輸出端與三軌NDR文字電路輸入端Lod相連。
[0011] 本實用新型的有益效果在于:提出了一個基于微分負阻NDR特性的具有預(yù)置功能 的三值三軌輸出JK觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，彌補了普通觸發(fā)器由于初始值沒有進行設(shè)置而造成邏輯功 能混亂的缺陷，對多值微分負阻NDR特性電路的應(yīng)用研究具有重要的意義。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型具有預(yù)置功能的三值三軌輸出NDR JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)。
[0013]圖2(a)基于微分負阻NDR特性的與非運算單元結(jié)構(gòu)。
[0014]圖2(b)基于微分負阻NDR特性的或非運算單元結(jié)構(gòu)。
[0015 ]圖2 (c)基于微分負阻NDR特性的MOB ILE反相器單元結(jié)構(gòu)。
[0016] 圖3為2x2轉(zhuǎn)換電路。
[0017]圖4(a)為共振隧穿二極管RTD。
[0018] 圖4(b)為M0S-NDR等效網(wǎng)絡(luò)。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0020] 本實用新型包括三軌輸出微分負阻NDR文字（literal)電路、基于微分負阻NDR特 性的與非運算單元、基于微分負阻NDR特性的或非運算單元以及基于微分負阻NDR特性的 MOBILE反相器單元。電路中處理的所有信號均為文字運算。
[0021] NDR與非單元1的輸入端分別與三軌NDR文字（1^6抑1)電路輸出端％()及輸入信號 2J 2相連。NDR與非單元2的輸入端分別與輸入信號°J°和1K1相連。NDR與非單元3的輸入端分別 與輸入信號 1J1和2K2相連。NDR與非單元4的輸入端分別與輸入信號 2J2和Y相連。NDR與非單 元5的輸入端分別與三軌NDR文字（literal)電路輸出端Y及輸入信號 1J1相連。NDR與非單 元6的輸入端分別與三軌NDR文字（literal)電路輸出端 2Q2及輸入信號1K1相連。NDR與非單 元7的輸入端分別與輸入信號°J°和 2K2相連。NDR與非單元8的輸入端分別與輸入信號1J1和°K° 相連。NDR與非單元9的輸入端分別與輸入信號 2J2和1K1相連。NDR與非單元10的輸入端分別 與三軌NDR文字（literal)電路輸出端 2Q2及輸入信號2K2相連。
[0022] NDR與非單元1的輸出端和NDR與非單元2的輸出端分別與NDR與非單元11的輸入端 相連。NDR與非單元3的輸出端和NDR與非單元4的輸出端分別與NDR與非單元12的輸入端相 連。NDR MOBILE反相器1的輸入端與NDR與非單元1的輸出端相連。NDR與非單元5的輸出端和 NDR與非單元6的輸出端分別與NDR與非單元13的輸入端相連。NDR與非單元7的輸出端和NDR 與非單元8的輸出端分別與NDR與非單元14的輸入端相連。NDR與非單元9的輸出端和NDR與 非單元10的輸出端分別與NDR與非單元15的輸入端相連。NDR MOBILE反相器2的輸入端與 NDR與非單元10的輸出端相連。
[0023] NDR與非單元11的輸出端和NDR與非單元12的輸出端分別與NDR或非單元1的輸入 端相連。NDR MOBILE反相器1的輸出端和三軌NDR文字（literal)電路輸出端1Q1分別與NDR或 非單元2的輸入端相連。預(yù)置信號 2SET2和2RESET2與NDR與非單元16的輸入端相連。NDR與非 單元16的輸出端和NDR與非單元13的輸出端分別與NDR或非單元3的輸入端相連。NDR與非單 元14的輸出端和NDR與非單元15的輸出端分別與NDR或非單元4的輸入端相連。NDR MOBILE 反相器2的輸出端和三軌NDR文字（literal)電路輸出端1Q1分別與NDR或非單元5的輸入端相 連。NDR或非單元1的輸出端和NDR或非單元2的輸出端分別與NDR或非單元6的輸入端相連。 NDR或非單元4的輸出端和NDR或非單元5的輸出端分別與NDR或非單元7的輸入端相連。預(yù)置 信號SET13和 2RESET2與NDR與非單元17的輸入端相連。預(yù)置信號2SET2和々ESEf 3與NDR與非單 元18的輸入端相連。NDR與非單元17的輸出端和NDR與非單元18的輸出端分別與NDR與非單 元21的輸入端相連。預(yù)置信號 QSETQ和QRESETQ與NDR與非單元19的輸入端相連。
[0024] NDR或非單元6的輸出端和NDR與非單元16的輸出端分別與NDR或非單元8的輸入端 相連。NDR或非單元8的輸出端與NDR MOBILE反相器4的輸入端相連。預(yù)置信號2RESET2與NDR MOBILE反相器5的輸入端相連。NDR MOBILE反相器4的輸出端和NDR MOBILE反相器5的輸出 端分別與NDR與非單元20的輸入端相連。NDR與非單元20的輸出端與三軌NDR文字（literal) 電路輸入端L2D相連。
[0025] NDR與非單元21的輸出端和NDR或非單元3的輸出端分別與NDR或非單元9的輸入端 相連。NDR或非單元9的輸出端與NDR MOBILE反相器3的輸入端相連。NDR MOBILE反相器3的 輸出端與三軌NDR文字（literal)電路輸入端L1D相連。
[0026] NDR或非單元7的輸出端和NDR與非單元19的輸出端分別與NDR或非單元10的輸入 端相連。預(yù)置信號2SET2與NDR MOBILE反相器6的輸入端相連。NDR或非單元10的輸出端與NDR MOBILE反相器7的輸入端相連。NDR MOBILE反相器6的輸出端和NDR MOBILE反相器7的輸出 端分別與NDR與非單元22的輸入端相連。NDR與非單元22的輸出端與三軌NDR文字（literal) 電路輸入端Lqd相連。
[0027] 每一個單兀模塊均與時鐘信號Vgk相連。
[0028] 與非、或非和反相器運算單元均由具有微分負阻NDR特性的器件模塊組成。該模塊 可以是共振隧穿二極管RTD，也可以是由晶體管構(gòu)成的具有微分負阻NDR特性的M0S-NDR等 效網(wǎng)絡(luò)。
[0029]本實用新型的理論出發(fā)點是文字運算1Q1，是三值代數(shù)系統(tǒng)中一個重要的運算，定 義如下：
[0031]根據(jù)文字運算的性質(zhì)：
[0033]用三軌輸出結(jié)構(gòu)來表示該三值文字（literal)運算時，電路的輸出數(shù)學(xué)表達式為：
[0035]其中Lqd、Lid和L2D是三個輸入信號。當該三個輸入分別為下式時，
[0037]文字電路就轉(zhuǎn)換成了有三軌輸出端的三值JK觸發(fā)器，輸出數(shù)學(xué)表達式為：
[0039]由上式可以看出，該三值JK觸發(fā)器的輸出不僅與當前的輸入J和K有關(guān)，還與上個 時刻的輸出1Q1有關(guān)。該表達式雖然可以表示三值JK觸發(fā)器的邏輯功能，但電路功能是不完 善的。若電路的初始狀態(tài)％ 1是隨機值時，對于三軌的輸出結(jié)構(gòu)，這種隨機值可能不僅不能實 現(xiàn)JK觸發(fā)器的邏輯功能，還不能滿足文字運算的定義。因此，必須在電路中置入可以直接預(yù) 置的信號控制端，使得電路的輸出為明確的"〇"、"1"或者"2"。
[0040]如圖1所示，本實用新型帶預(yù)置功能的三值三軌輸出JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)，包括三軌 輸出NDR文字（1 i teral)電路、基于微分負阻NDR特性的與非運算單元、基于微分負阻NDR特 性的或非運算單元以及基于微分負阻NDR特性的MOBILE反相器單元。電路中處理的所有信 號均為文字運算。
[00411 SET和RESET是預(yù)置控制信號，其功能定義為：
[0043]如圖2(a)、（b)和（c)為基于微分負阻NDR特性的與非運算單元、或非運算單元及 MOBILE反相器單元結(jié)構(gòu)，用它們來實現(xiàn)上述數(shù)學(xué)表達式的電路結(jié)構(gòu)。
[0044]如圖3為文字運算2x2轉(zhuǎn)換電路，V3轉(zhuǎn)換電路可以用MOBILE反相器單元實現(xiàn)。根據(jù) 文字運算的性質(zhì)，用NDR或非單元就可以得到V。
[0045] 如圖4所示，NDR模塊可以用圖4(a)中的共振隧穿二極管RTD來實現(xiàn)，也可以用圖4 (b)中的M0S-NDR等效網(wǎng)絡(luò)來模擬微分負阻NDR器件的特性。
【主權(quán)項】
1.具有預(yù)置功能的三值三軌輸出NDR JK觸發(fā)器，其特征是:第一NDR與非單元的輸入端 分別與三軌NDR文字電路輸出端qQq及輸入信號2J2相連;第二NDR與非單元的輸入端分別與 輸入信號?和 1K1相連;第三NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號亇和2K2相連;第四NDR與 非單元的輸入端分別與輸入信號 2J2和QKQ相連;第五NDR與非單元的輸入端分別與三軌NDR 文字電路輸出端QQQ及輸入信號1J1相連;第六NDR與非單元的輸入端分別與三軌NDR文字電 路輸出端 2Q2及輸入信號1K1相連;第七NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號Y和 2K2相連； 第八NDR與非單元的輸入端分別與輸入信號亇和相連;第九NDR與非單元的輸入端分別 與輸入信號￥和 1K1相連;第十NDR與非單元的輸入端分別與三軌NDR文字電路輸出端2Q 2及 輸入信號2K2相連； 第一 NDR與非單元的輸出端和第二NDR與非單元的輸出端分別與第^^一NDR與非單元的 輸入端相連;第三NDR與非單元的輸出端和第四NDR與非單元的輸出端分別與第十二NDR與 非單元的輸入端相連;第一NDR MOBILE反相器的輸入端與第一NDR與非單元的輸出端相連； 第五NDR與非單兀的輸出端和第六NDR與非單兀的輸出端分別與第十三NDR與非單兀的輸入 端相連;第七NDR與非單元的輸出端和第八NDR與非單元的輸出端分別與第十四NDR與非單 元的輸入端相連；第九NDR與非單元的輸出端和第十NDR與非單元的輸出端分別與第十五 NDR與非單元的輸入端相連;第二NDR MOBILE反相器的輸入端與第十NDR與非單元的輸出端 相連； 第^^一NDR與非單元的輸出端和第十二NDR與非單元的輸出端分別與第一 NDR或非單元 的輸入端相連;第一NDR MOBILE反相器的輸出端和三軌NDR文字電路輸出端1Q1分別與第二 NDR或非單元的輸入端相連;預(yù)置信號2SET2和2RESET 2與第十六NDR與非單元的輸入端相連； 第十六NDR與非單元的輸出端和第十三NDR與非單元的輸出端分別與第三NDR或非單元的輸 入端相連;第十四NDR與非單元的輸出端和第十五NDR與非單元的輸出端分別與第四NDR或 非單元的輸入端相連;第二NDR MOBILE反相器的輸出端和三軌NDR文字電路輸出端1Q1分別 與第五NDR或非單元的輸入端相連;第一 NDR或非單元的輸出端和第二NDR或非單元的輸出 端分別與第六NDR或非單元的輸入端相連;第四NDR或非單元的輸出端和第五NDR或非單元 的輸出端分別與第七NDR或非單元的輸入端相連;預(yù)置信號 QSETQ和2RESET2與第十七NDR與 非單元的輸入端相連;預(yù)置信號 2SET2和WESEf3與第十八NDR與非單元的輸入端相連;第十 七NDR與非單元的輸出端和第十八NDR與非單元的輸出端分別與第二^^一NDR與非單元的輸 入端相連;預(yù)置信號Set* 3和々ESEf3與第十九NDR與非單元的輸入端相連； 第六NDR或非單兀的輸出和第十六NDR與非單兀的輸出分別與第八NDR或非單兀的輸入 端相連；第八NDR或非單元的輸出端與第四NDRMOBILE反相器的輸入端相連；預(yù)置信號 2RESET 2與第五NDR MOBILE反相器的輸入端相連；第四NDR MOBILE反相器的輸出端和第五 NDR MOBILE反相器的輸出端分別與第二十NDR與非單元的輸入端相連;第二十NDR與非單元 的輸出端與三軌NDR文字電路輸入端L 2D相連； 第二^^一NDR與非單元的輸出端和第三NDR或非單元的輸出端分別與第九NDR或非單元 的輸入端相連;第九NDR或非單元的輸出端與第三NDR MOBILE反相器的輸入端相連；第三 NDR MOB ILE反相器的輸出端與三軌NDR文字電路輸入端L1D相連； 第七NDR或非單元的輸出端和第十九NDR與非單元的輸出端分別與第十NDR或非單元的 輸入端相連;預(yù)置信號2SET2與第六NDR MOBILE反相器的輸入端相連;第十NDR或非單元的輸 出端與第七NDR MOBILE反相器的輸入端相連;第六NDR MOBILE反相器的輸出端和第七NDR MOBILE反相器的輸出端分別與第二十二NDR與非單元的輸入端相連;第二十二NDR與非單元 的輸出端與三軌NDR文字電路輸入端Lod相連。
【文檔編號】H03K3/02GK205453648SQ201620013775
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月8日
【發(fā)明人】林彌
【申請人】杭州電子科技大學(xué)