[实用新型]一种应用于可逆逻辑电路的TOF门电路

说明书

本实用新型涉及一种应用于可逆逻辑电路的TOF门电路，采用传输门与传输管的结合来实现TOF门电路，使用MOS管的数量少，电路面积小，在管子选相同尺寸时，传播延时少，性能好。

技术领域

本实用新型涉及TOF门电路设计领域，特别是一种应用于可逆逻辑电路的TOF门电路。

背景技术

科学家Landauer提出：经典电路存在不可逆操作时，信息丢失将会导致能量损耗。科学家Bennett发现当计算过程采用可逆操作时，会存在不损耗能量。为避免经典电路不可逆性操作造成电路能耗损耗，很多学者开展将不可逆操作改成可逆操作研究。

可逆逻辑设计需遵守：(1)可逆逻辑电路输入端与输出端个数一致。(2)可逆逻辑电路输入与输出是一一映射关系。国外期刊已刊载了用二进制以及BCD冗余码表示的十进制加法器的可逆逻辑实现，在电路实现上，2002年VosAD和Desoete利用晶体管构造实现了可逆电路，首次将它们运用于工业实现；2014年K.Prudhvi Raj提出了数字电路晶体管级的实现，采用互补CMOS电路来实现TOF门电路，TOF门可用式(1)描述其功能。

但是，采用互补CMOS电路来实现TOF门电路，存在使用MOS数量多，面积大，TOF门电路的传播延时大，性能差等问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种应用于可逆逻辑电路的TOF门电路，使用MOS管的数量少，电路面积小，在管子选相同尺寸时，传播延时少，性能好。

本实用新型采用以下方案实现：一种应用于可逆逻辑电路的TOF门电路，包括第一传输门、第一反相器、第二反相器、第三反相器、与门、以及异或门；所述与门与异或门的输入均包括A端、B端、A非端，输出均为F端；

所述TOF门的输入端A经所述第一传输门连接至所述TOF门的输出端P；

所述第一反相器的输入端与所述与门的A端相连，并作为TOF门的输入端B，所述第一反相器的输出端分别连接至第二反相器的输入端、与门的A非端，所述第二反相器的输出端作为TOF门的输出端Q；

所述与门的B端连接至TOF门的输入端A，所述与门的输出端F端连接至异或门的B端，所述第三反相器的输入端与所述异或门的A端相连，并作为TOF门的输入端C，所述第三反相器的输出端连接至所述异或门的A非端，所述异或门的输出端F端作为TOF门的输出端R。

进一步地，所述第一传输门为常开传输门。

本实用新型的输出端P通过常开传输门连接到输入端A，减少了电路面积，因为实现与门需要用到B’，因此输出端Q输出等于输入端B接两个反相器串联，与门输出再连接异或门实现R＝AB⊕C的功能。

进一步地，所述与门包括第二传输门以及第一传输管，所述第二传输门包括相互并联的两个晶体管，两个晶体管的控制端分别作为与门的A端与A非端，两个并联节点分别作为与门的B端与F端，其中作为A非端的晶体管控制端连接至第一传输管的控制端，所述第一传输管的另外两端分别接地、接F端。

进一步地，所述两个晶体管与第一传输管均为MOS管，其中两个晶体管分别为PMOS管与NMOS管。

在本实用新型中，采用传输门和传输管实现带原变量和反变量输入的与门电路仅需3个管子，能够减少管子数目，降低电容和提高充放电速度。