DE2723973C3

DE2723973C3 - Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit einer integrierten Schaltung

Info

Publication number: DE2723973C3
Application number: DE2723973A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Maria Eindhoven Hart
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE2723973A1; JPS5737258B2; FR2354634A1; FR2354634B1; NL7606193A; US4137465A; DE2723973B2; CA1090431A; GB1572059A; IT1082372B; JPS52150956A

Description

Die Erfindung betrifft eine Sc dltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine Schaltungsanordnung mit diesen Merkmalen ist Gegenstand des Hauptpatents 25 38 910.

Bei dem Hauptpatent wird das Ausschalten des zweiten Transistors in der tieferen Ebene dadurch beschleunigt, daß der dritte Transistor die Basisladung des zweiten Transistors schnell ableiten kann. Der dritte Transistor ist dabei als Stromspiegel geschaltet, indem einer seiner Kollektoren mit seiner Basis verbunden ist, um diesen dritten Transistor möglichst schnell abzuschalten, wenn der zweite Transistor eingeschaltet werden soll, damit dessen Einschalten nicht verzögert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent so auszugestalten, daß die Signalübertragung von einer Ebene in eine tiefergelegene Ebene noch weiter beschleunigt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch diese zusätzliche Verbindung ergibt sich eine Kreuzkopplung des zweiten und des dritten Transistors nach der Art einer bistabilen Kippschaltung, die regenerativ wirkt. Dadurch werden die Schaltübergänge in beiden Richtungen gleich schnell, und außerdem wird die Zuverlässigkeit des logischen Zustande am zweiten und ebenso am dritten Transistor noch verbessert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. ] eine Schaltung in integrierter Injektionslogik mit zwei Ebenen.

Fig.2 eine genauere Darstellung der Injekt.ionsstromquellen.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält zwei im folgenden als Stufen bezeichnete Ebenen, die in bezug auf die Speisung in Reihe geschaltet sind. Die erste Stufe enthält die Transistoren 10,11,12 und 13 und die beiden Strominjektoren 20 und 22. Der Emitter 31 des Transistors 10 und der Emitter 36 des Transistors 12 sind mit einem Speisungspunkt 2 verbunden. Die Basis 30 des ίο Transistors 10 ist einerseits über den Strominjtitor 20 mit einem Speisungspunkt 1 und andererseits mit dem Eingang verbunden, dem das logische Signal A zugeführt wird. Der Kollektor 33 des Transistors 10 ist mit der Basis des Transistors 12 und weiter über den !5 Strominjektor 22 mit dem Speisungspunkt 1 verbunden. Der Kollektor 32 des Transistors 10 ist mit dem Emitter des Transistors 11 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verbunden, dessen Basis 35 mit dem Speisungspunkt 2 verbunden ist Der Emitter des Transistors 11 ist weiter über die Stromquelle 21 mit dem Speisungspunkt 1 verbunden.

Der Kollektor 37 des Transistors 12 ist einerseits mit dem Emitter des Transistors 13 und andererseits über die Stromquelle 23 mit dem Speisungspunkt 1 verbunden. Die Basis 38 des Transistors 13 ist mit dem Speisungspunkt 2 verbunden. Wie in Fig.2 näher angegeben ist, kann der Strominjektor 20 mit Hilfe eines pnp-Transistors gebüdet werden, dessen Kollektor mit der Basis 30 des Transistors 10, dessen Basis mit dem Emitter des Transistors 10 und dessen Emitter mit dem Speisungspunkt 1 verbunden ist. Auf gleiche Weise kann die Stromquelle 21 gebildet werden, wie in F i g. 2 näher angegeben ist.

Die zweite Stufe aus der Schaltung nach Fig. 1 enthält die Transistoren 14 und 15, deren Emitter 43 und 45 mit dem Speisungspunkt 3 verbunden sind. Der Kollektor 40 des Transistors 14 ist mit der Basis 46 des Transistors 15 verbunden. Der Kollektor 44 des Transistors 15 ist mit der Basis 42 des Transistors 14 verbunden.

Der Kollektor 34 des Hilfstransistors 11 ist mit der Basis 42 des Schalttransistors 14 in der niedriger liegenden Stufe über den Leiter P verbunden. Wie in dem Hauptpatent beschrieben ist, ist im Gegensatz zu den anderen Transistoren aus dieser Stufe die Basis des Transistors 14 nicht mit einem Strominjektor verbunden, weil es sonst unmöglich ist, diesen Transistor 14 auszuschalten. Wenn angenommen wird, daß das Signal A einen hohen Wert aufweist, wird der Transistor 10 von dem Strominjekior 20 eingeschaltet, und der Strom des Strominjektors 21 fließt durch den Transistor 10. Dies bedeutet, daß sich der Hilfstransistor 11 im nichtleitenden Zustand befindet. Da kein Strom in dem Leiter P fließt, ist der Transistor 14 auch nichtleitend. Dem anderen Kollektor 33 des Transistors 10 wird der Strom des Strominjektors 22 zugeführt, wodurch der Transistor 12 nichtleitend ist und der Strom des Strominjektors 23 über den Transistor 13 und den Leiter Q zu dem Transistor 15 fließt, der dann schnell eingeschaltet wird. Dadurch kann die Basisladung des Transistors 14 schnell abgeführt werden und wird der Transistor 14 in dem nichtleitenden Zustand gehalten. Die Signalflanke des Signals A wird nun nur mit einer geringen Verzögerung an den Kollektoren 40 und 41 fi5 des Transistors 14 erscheinen. Das schnelle Ausschallen des Transistors 14 wird nun weiter durch die vorhandene regenerative Rückkopplung zwischen dem Kollektor 40 des Transistors 14 und der Basis 46 des

Transistors 15 gefördert.

Wenn das Signal A anschließend wieder einen niedrigen Wert annimmt, wird der Transistor 10 ausgeschaltet, so daß der Strominjektor 22 den Transistor 12 einschaltet und der Strom des Strominjektors 23 den Transistor 12 durchfließt. Nun fließt kein Strom mehr durch den Hilfstransistor 13 und den Leiter Q zu der Basis 46 des Transistors 15, wodurch die Kollektoren des Transistors 15 keinen Strom führen. Wenn der Traa«istor 10 ausgeschaltet wird, fließt der Strom des Strominjektors 21 wieder über den Hilfstransistor 11 und den Leiter P zu der Basis des Transistors 14 und schaltet also diesen wieder schnell ein. Das schnelle Einschalten des Transistors 14 wird

weiter durch die vorhandene regenerative Rückkopplung zwischen den Transistoren 14 und 15 gefördert. Die zuletzt behandelte Signalflanke wird also gleichfalls mit einer geringen Verzögerung an den Kollektoren 40 und 41 erscheinen. Dadurch, daß nun sowohl das Ein- wie auch das Ausschalten des Transistors 14 gleich schnell (symmetrisch) erfolgt, ist die Gesamtansprechzeit der vollständigen Schaltung nach F i g. 1 erheblich verkürzt. Das Vorhandensein der regenerativen Rückkopplung zwischen den Transistoren 14 und 15 weist den zusätzlichen Vorteil auf, daß die Zuverlässigkeit des logischen Endzustandes an dem Kollektor 41 des Transistors 14 erheblich vergrößert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit einer integrierten Schaltung mit Transistoren, deren Basen mit Strcminjektoren und mit einem Kollektor eines oder mehrerer anderer Transistoren verbunden sind, wobei die Schaltung in verschiedene Schaltungsteile aufgeteilt ist, die bezüglich der Versorgungsspannung in Reihe geschaltet sind und mehrere Ebenen bilden, und wobei zum Übertragen eines Signals von einer ersten Ebene zu einer tiefer gelegenen zweiten Ebene der Kollektor eines ersten, das Signal liefernden Transistors einen Hilfstransistor entgegengesetzter Leitfähigkeit ansteuert, dessen Kollektor mit der Basis eines zweiten Transistors in der zweiten Ebene verbunden ist, wobei nach Patent 25 38 910 die Basis des zweiten Transistors außerdem mit dem Kollektor eines dritten Transistors gleicher Leitfähigkeit in der selben Ebene verbunden ist, dessen Basis mit dem Kollektor eines zweiten Hilfstransistors entgegengesetzter Leitfähigkeit verbunden ist und der zweite Hilfstransistor von dem Kollektor eines vierten, das zu übertragende Signal invertiert liefernden, in einer über der zweiten Ebene gelegenen Ebene angeordneten Transistors angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (46) des dritten Transistors (15) mit einem Kollektor (40) des zweiten Transistors (14) verbunden ist.