JP2000091906A - Exclusive or circuit - Google Patents

Exclusive or circuit

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JP2000091906A
JP2000091906A JP10262686A JP26268698A JP2000091906A JP 2000091906 A JP2000091906 A JP 2000091906A JP 10262686 A JP10262686 A JP 10262686A JP 26268698 A JP26268698 A JP 26268698A JP 2000091906 A JP2000091906 A JP 2000091906A
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JP
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terminal
node
circuit
load
exclusive
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JP10262686A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kanetani
一男 金谷
Hiroaki Nanbu
博昭 南部
Su Yamazaki
枢 山崎
Kenichi Ohata
賢一 大畠
Fumihiko Arakawa
文彦 荒川
Takeshi Kusunoki
武志 楠
Keiichi Higeta
恵一 日下田
Kunihiko Yamaguchi
邦彦 山口
Takashi Koba
孝 木場
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the XOR circuit fast by providing an OR circuit constituted by connecting bases of respective transistors to a 1st node point and a 2nd node point, respectively, connecting their emitters to a 3rd node in common, and connecting a current source to the 3rd node point. SOLUTION: Currents are so defined that Iab=Icd, Iab>=Iy, and OUT('1')> VBB1>OUT('0'). When '0' (even) is obtained as an XOR output, the currents Iab and Icd are made to flow to one of resistances R10 and R20 mutually. Since VBB1>OUT('0'), a current (Iab+Icd+Iy) flows to a resistance R3. Then '0' is obtained as the XOR output through an OR circuit W1. When '1' an odd number is obtained as the XOR output, both the currents Iab and Icd flow concentrically to one of the resistances R10 and R20 and do not flow to the other. Then '1' is obtained as the XOR output through the OR circuit W1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速駆動に好適な
排他的論理和回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exclusive OR circuit suitable for high-speed driving.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、入力端子数が多い排他的論理和
回路(以下、XOR回路)は、入力端子数が少ないXO
R回路より、少ない回路段数でXOR論理結果が得られ
るため高速であるとされる。従来のXOR回路の一例と
して、図12に示される4入力(A,B,C,D)XO
R回路が知られている。図中、Z1は負荷、W1は論理
和回路、X1は入力AおよびB(含/A,/B)用の2
入力XOR回路、X2は入力CおよびD(含/C,/
D)用の2入力XOR回路とされる。X1のトランジス
タQ3およびQ5と、X2のトランジスタQ4およびQ
6のコレクタが負荷Z1内の抵抗R1に接続され、X1
のトランジスタQ4およびQ6と、X2のトランジスタ
Q3およびQ5のコレクタが負荷Z1内の抵抗R2に接
続される。尚、IabはX1の駆動電流、IcdはX2
の駆動電流、N1は抵抗R1が接続される出力ノード、
N2は抵抗R2が接続される出力ノードとされる。また
出力OUTは、上記N1およびN2の出力ノードがトラ
ンジスタQ7およびQ8のベースに接続され、その各エ
ミッタが接続されて電流源に接続される構成の論理和回
路W1を介して得られる。
2. Description of the Related Art Generally, an exclusive OR circuit (hereinafter referred to as an XOR circuit) having a large number of input terminals is an XOR circuit having a small number of input terminals.
It is considered to be faster because the XOR logic result can be obtained with a smaller number of circuit stages than the R circuit. As an example of a conventional XOR circuit, a 4-input (A, B, C, D) XO shown in FIG.
R circuits are known. In the figure, Z1 is a load, W1 is an OR circuit, and X1 is 2 for inputs A and B (including / A, / B).
An input XOR circuit, X2 is connected to inputs C and D (including / C, /
D) for a two-input XOR circuit. X1 transistors Q3 and Q5 and X2 transistors Q4 and Q5
6 is connected to the resistor R1 in the load Z1, and X1
And the collectors of the transistors Q3 and Q5 of X2 are connected to the resistor R2 in the load Z1. Here, Iab is the drive current of X1, and Icd is X2
N1 is an output node to which the resistor R1 is connected,
N2 is an output node to which the resistor R2 is connected. The output OUT is obtained via an OR circuit W1 in which the output nodes of N1 and N2 are connected to the bases of the transistors Q7 and Q8, and their emitters are connected to a current source.

【0003】図13には上記従来の4入力XOR回路の
真理値が示される。図12および図13を用いて動作を
説明する。4入力(A,B,C,D)の全組合わせが項
番1〜16に示される。XOR出力に`0′(偶数)が
得られるケースでは、駆動電流IabおよびIcdは互
いに抵抗R1およびR2の何れかに流れる。このため、
出力ノードN1およびN2は共に低電位(以下、`
L′)にされ、論理和回路W1を介して出力に`0′
(偶数)が得られる。一方、XOR出力に`1′(奇
数)が得られるケースでは、駆動電流IabおよびIc
dの両電流が抵抗R1およびR2の何れか一方に集中し
て流れ他方には流れない。このため、出力ノードN1お
よびN2の何れか一方が高電位(以下、`H′)にさ
れ、他方が2倍の低電位(`2L′)にされ、論理和回
路W1を介して出力に`1′(奇数)が得られる。
FIG. 13 shows the truth values of the conventional four-input XOR circuit. The operation will be described with reference to FIGS. Item numbers 1 to 16 show all combinations of four inputs (A, B, C, D). In the case where ` 0 ′ (even number) is obtained in the XOR output, drive currents Iab and Icd flow through either of resistors R1 and R2. For this reason,
Both output nodes N1 and N2 have a low potential (hereinafter, `
L ′), and outputs “0” to the output via the OR circuit W1.
(Even number) is obtained. On the other hand, in the case where ` 1 ′ (odd number) is obtained in the XOR output, drive currents Iab and Ic
The two currents d concentrate on one of the resistors R1 and R2 and do not flow on the other. Therefore, one of the output nodes N1 and N2 is set to a high potential (hereinafter, referred to as ′ H ′), the other is set to a double low potential (` 2L ′), and output to the output via the OR circuit W1. 1 '(odd number) is obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、出力ノー
ドN1およびN2は`L′或いは`2L′の信号振幅で
動作する。この内、XOR出力が`0′であるために必
要な振幅は`L′である。従って、上記4入力XOR回
路の遅延時間の短縮化が`2L′の振幅で動作するケー
スで律速されるという点に配慮がされていなかった。
As described above, output nodes N1 and N2 operate with a signal amplitude of ` L 'or ` 2L'. Among them, the amplitude required for the XOR output to be "0" is "L". Therefore, no consideration has been given to the point that the shortening of the delay time of the four-input XOR circuit is rate-determined in the case of operating with an amplitude of 2 L '.

【0005】この点について図14に示される従来例の
動作を示す波形図を用い説明する。図14には入力A,
B,C,Dが、X→Y→Zで示される順序(図13の項
番1→2→5の順序)で変遷する時の、出力ノードN
1,N2、およびXOR出力OUTの変化が示される。
[0005] This point will be described with reference to a waveform diagram showing the operation of the conventional example shown in FIG. FIG. 14 shows input A,
When B, C, and D change in the order shown by X → Y → Z (the order of item numbers 1 → 2 → 5 in FIG. 13), the output node N
1, N2, and the change of the XOR output OUT are shown.

【0006】期間Xの時、出力ノードN1,N2は共に
`L′でありXOR出力は`0′にされる。期間Yに入
ると、ある程度の遅延時間(ほぼtd1)を経て出力ノ
ードN1は`L′→`H′にされ、出力ノードN2は`
L′→`2L′にされ、XOR出力は`1′にされる(図
14中のVBBは次段回路の参照電位:VBB=(`
H′+`L′)/2とする)。期間Zに入ると、ある程
度の遅延時間(ほぼtd2)を経て出力ノードN1は`
H′→`2L′にされ、出力ノードN2は`2L′→`
H′にされ、XOR出力は`1′から一旦`0′に向か
い再び`1′にされる。
In the period X, the output nodes N1 and N2 are both at "L" and the XOR output is at "0". In the period Y, after a certain delay time (almost td1), the output node N1 is changed from ` L ′ to ` H ′, and the output node N2 is set to ` H ′.
L ′ → ` 2L ′, and the XOR output is set to ` 1 ′ (VBB in FIG. 14 is a reference potential of the next stage circuit: VBB = (`
H ′ + ` L ′) / 2). In the period Z, after a certain delay time (almost td2), the output node N1 becomes `
H ′ → ` 2L ′, and the output node N2 becomes {2L ′ → `}.
H 'is made, and the XOR output goes from ` 1' to ` 0 'once and is made ` 1' again.

【0007】期間YおよびZにおいて、出力ノードN1
およびN2の立上がり時間は等しい。しかし、等価VB
B電位を横切るまでの時間は`L′→`H′の場合、立
上がり時間の1/2であり、`2L′→`H′の場合、
立上がり時間の3/4である。すなわち出力ノードN1
およびN2の振幅が小さい程、XOR出力の立上がり波
形がVBB電位を横切るまでの時間が短い。このためX
OR出力の遅延時間は、td1<td2となる。
In periods Y and Z, output node N1
And N2 have equal rise times. However, the equivalent VB
The time required to cross the B potential is の of the rise time when ` L ′ → ` H ′, and when ` 2L ′ → ` H ′,
3/4 of the rise time. That is, the output node N1
And the smaller the amplitude of N2, the shorter the time it takes for the rising waveform of the XOR output to cross the VBB potential. Therefore X
The delay time of the OR output is td1 <td2.

【0008】以上の様に、従来の4入力XOR回路の遅
延時間の短縮化は、出力ノードN1およびN2が`2
L′の振幅で動作するケースで律速されている。
As described above, the shortening of the delay time of the conventional four-input XOR circuit is based on the fact that output nodes N1 and N2
The speed is limited in the case of operating with the amplitude of L '.

【0009】本発明の目的は、XOR回路の出力ノード
N1およびN2の信号振幅`H′−`2L′の低減を図
り、XOR回路を高速化することにある。
It is an object of the present invention to reduce the signal amplitude .DELTA.H '-. DELTA.2L' at output nodes N1 and N2 of the XOR circuit and to speed up the XOR circuit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は、第3の電流
切り換え回路を設け、XOR出力が`0′の時、上記電
流切り換え回路の電流が負荷抵抗に流れ、一方XOR出
力が`1′の時、上記電流切り換え回路の電流が負荷抵
抗に流れない様に制御することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a third current switching circuit, wherein when the XOR output is "0", the current of the current switching circuit flows to the load resistor, while the XOR output is "1". In this case, it is achieved by controlling so that the current of the current switching circuit does not flow to the load resistance.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1には本発明の第1の実施例が
示される。図2には本発明のXOR回路の真理値が示さ
れる。本実施例は図12に示される従来回路に比べ、電
流切り換え回路Y1と負荷Z1内の抵抗R3が追加され
る構成である。上記電流切り換え回路Y1は、XOR出
力OUTをベースで受けエミッタが電流源Iyに接続さ
れるトランジスタQ21と、参照電位VBB1をベース
で受けエミッタが上記電流源Iyに接続されコレクタが
抵抗R3およびR10およびR20の結節点に接続され
るトランジスタQ20で構成される。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the truth values of the XOR circuit of the present invention. This embodiment is different from the conventional circuit shown in FIG. 12 in that a current switching circuit Y1 and a resistor R3 in a load Z1 are added. The current switching circuit Y1 includes a transistor Q21 having an XOR output OUT as a base and an emitter connected to a current source Iy, a reference potential VBB1 as a base and an emitter connected to the current source Iy and a collector as resistors R3 and R10. The transistor Q20 is connected to the node of R20.

【0012】図1および図2を用いて動作を説明する。
前提条件として、Iab=Icd,Iab≧Iy,OU
T(`1′)>VBB1>OUT(`0′)とする。4
入力(A,B,C,D)の全組合わせが項番1〜16に示
される。XOR出力に`0′(偶数)が得られるケース
では、電流IabおよびIcdが互いに抵抗R10およ
びR20の何れかに流れる。また、VBB1>OUT
(`0′)であるため、抵抗R3には電流(Iab+I
cd+Iy)が流れる。このため、出力ノードN1およ
びN2は共に`L′にされ、論理和回路W1を介してX
OR出力に`0′(偶数)が得られる。一方、XOR出
力に`1′(奇数)が得られるケースでは、電流Iab
およびIcdの両電流が、抵抗R10およびR20の何
れか一方に集中して流れ、他方には流れない。また、O
UT(`1′)>VBB1であるため抵抗R3には電流
Iyが流れず、電流(Iab+Icd)が流れる。この
ため、出力ノードN1およびN2のいずれか一方が`
H′にされ、他方が低電位(`αL′)にされる。従っ
て、論理和回路W1を介してXOR出力に`1′(奇
数)が得られる。尚、R10=R20=R3,Iab=
Icd=Iyの時、`L′=`αL′となる。また、信
号振幅は(`H′−`αL′)<(`H′−`2L′)
となる。
The operation will be described with reference to FIGS.
As a precondition, Iab = Icd, Iab ≧ Iy, OU
It is assumed that T (> 1 ′)>VBB1> OUT (` 0 ′). 4
All combinations of the inputs (A, B, C, D) are shown in item numbers 1 to 16. In the case where ` 0 ′ (even number) is obtained in the XOR output, currents Iab and Icd flow through one of resistors R10 and R20. VBB1> OUT
(` 0 ′), the current (Iab + I
cd + Iy) flows. Therefore, both output nodes N1 and N2 are set to ` L ', and X is output via OR circuit W1.
$ 0 '(even number) is obtained at the OR output. On the other hand, in the case where ` 1 ′ (odd number) is obtained in the XOR output, the current Iab
And Icd flow intensively in one of resistors R10 and R20 and do not flow in the other. Also, O
Since UT (` 1 ′)> VBB1, current Iy does not flow through resistor R3, and current (Iab + Icd) flows. Therefore, one of the output nodes N1 and N2 becomes `
H ′ and the other is set to a low potential (` αL ′). Therefore, ` 1 '(odd number) is obtained at the XOR output via the OR circuit W1. Note that R10 = R20 = R3, Iab =
When Icd = Iy, ` L ′ = ` αL ′. The signal amplitude is (` H '-′ αL') <(` H '-` 2L')
Becomes

【0013】次に、図3に示される本発明回路の動作を
示す波形図を用い、効果を説明する。入力の変遷は、前
述の図14に示す従来例の場合と同様である。本実施例
では、期間Yから期間Zに入ると、ある程度の遅延時間
(ほぼtd3)を経て出力ノードN1は`H′→`α
L′にされ、出力ノードN2は`αL′→`H′にされ
るため、XOR出力は`1′から一旦`0′に向かい再
び`1′にされる。この時、出力ノードN1,N2の電
位レベルは`αL′>`2L′であるため、`αL′→
`H′の立上がり波形が、等価VBB電位を横切るまで
の時間は、従来回路の`2L′→`H′の場合より短
い。従って、XOR出力の遅延時間は、td3<td2
となる。尚、`αL′がさらに低減されると、上記の様
な`1′から一旦`0′に向かい再び`1′にされる波
形がVBB電位を横切らなくなり、遅延時間が無視でき
るようになる。
Next, the effect will be described with reference to a waveform diagram shown in FIG. 3 showing the operation of the circuit of the present invention. The transition of the input is the same as in the case of the conventional example shown in FIG. In this embodiment, when the period Z is entered from the period Y, after a certain delay time (substantially td3), the output node N1 becomes {H ′ → Δα}.
Since the output node N2 is changed to L 'and the output node N2 is changed from 、 αL' to ` H ', the XOR output is temporarily changed from ` 1' to ` 0 'and changed to ` 1' again. At this time, since the potential levels of the output nodes N1 and N2 satisfy ` αL ′> ` 2L ′, ` αL ′ →
The time required for the rising waveform of ` H 'to cross the equivalent VBB potential is shorter than the case of 従 来 2L' → ` H 'in the conventional circuit. Therefore, the delay time of the XOR output is td3 <td2
Becomes When ` αL ′ is further reduced, the waveform that is once changed from ` 1 ′ to ` 0 ’and then set to ` 1’ again does not cross the VBB potential, and the delay time can be ignored.

【0014】以上の様に本実施例によれば、XOR出力
の出力ノードN1およびN2の信号振幅が低減され、X
OR回路を高速化することができる。
As described above, according to this embodiment, the signal amplitudes of the output nodes N1 and N2 of the XOR output are reduced, and
The speed of the OR circuit can be increased.

【0015】図4には本発明の第2の実施例が示され
る。本実施例は第1の実施例に比べ、クランプ用トラン
ジスタQ60およびQ61が追加される構成である。ト
ランジスタQ60およびQ61のエミッタが出力ノード
N1およびN2の各々に接続され、そのベースは共通に
クランプ電位VCLに接続される。これにより例えば、
出力ノードN1およびN2の電位レベルが低い場合に、
電流切り換え回路X1,X2,Y1のトランジスタQ3
〜Q6およびQ20の飽和が防止される。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that clamp transistors Q60 and Q61 are added. The emitters of transistors Q60 and Q61 are connected to output nodes N1 and N2, respectively, and their bases are commonly connected to clamp potential VCL. This allows, for example,
When the potential levels of output nodes N1 and N2 are low,
Transistor Q3 of current switching circuits X1, X2, Y1
Q6 and Q20 are prevented from being saturated.

【0016】図5には本発明の第3の実施例が示され
る。本実施例は第1の実施例に比べ、電流切り換え回路
Y1の構成のみが相違する。本実施例の電流切り換え回
路Y1は、各々のベースに出力ノードN1およびN2が
接続され、そのエミッタが共通に電流源Iyに接続され
るトランジスタQ21およびQ22と、ベースに参照電
位VBB1を受けエミッタに上記電流源Iyが接続され
コレクタに抵抗R3が接続されるトランジスタQ20で
構成される。電流切り換え回路Y1がXOR出力で制御
されない回路構成のため、XOR出力線の負荷に影響さ
れずに電流切り換え回路Y1が高速に駆動される。尚、
トランジスタQ7およびQ8の代わりにトランジスタQ
21およびQ22で論理和がとられるため、第1の実施
例と同じ論理動作が行われる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the current switching circuit Y1. In the current switching circuit Y1 of this embodiment, the output nodes N1 and N2 are connected to the respective bases, and the transistors Q21 and Q22 whose emitters are commonly connected to the current source Iy, the base receives the reference potential VBB1 and the emitter The transistor Q20 has the current source Iy connected thereto and the collector connected to the resistor R3. Since the current switching circuit Y1 is not controlled by the XOR output, the current switching circuit Y1 is driven at high speed without being affected by the load on the XOR output line. still,
Transistor Q instead of transistors Q7 and Q8
Since the logical sum is obtained at 21 and Q22, the same logical operation as in the first embodiment is performed.

【0017】図6には本発明の第4の実施例が示され
る。本実施例も第1の実施例に比べ、電流切り換え回路
Y1の構成のみが相違する。本実施例の電流切り換え回
路Y1は、各々のベースに出力ノードN1およびN2が
接続され、そのエミッタが共通に電流源IEF2に接続
されるトランジスタQ22およびQ23と、ベースがQ
22およびQ23のエミッタに接続され、エミッタが電
流源Iyに接続されるトランジスタQ21と、ベースに
参照電位VBB1を受けエミッタに上記電流源Iyが接
続されコレクタに抵抗R3が接続されるトランジスタQ
20で構成される。本実施例も、電流切り換え回路Y1
がXOR出力で制御されない回路構成のため、XOR出
力線の負荷に影響されずに電流切り換え回路Y1が高速
に駆動される。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment also differs from the first embodiment only in the configuration of the current switching circuit Y1. In the current switching circuit Y1 of this embodiment, the output nodes N1 and N2 are connected to the respective bases, and the transistors Q22 and Q23 whose emitters are commonly connected to the current source IEF2;
A transistor Q21 connected to the emitters of transistors 22 and Q23, the emitter of which is connected to current source Iy, and a transistor Q21 which receives reference potential VBB1 at the base, connects current source Iy to the emitter and connects resistor R3 to the collector
20. In this embodiment, the current switching circuit Y1
Is not controlled by the XOR output, the current switching circuit Y1 is driven at high speed without being affected by the load on the XOR output line.

【0018】図7には本発明の第5の実施例が示され
る。本実施例は第1の実施例に比べ、負荷Z1内にトラ
ンジスタQ50が追加される点が相違する。第1の実施
例では出力ノードN1およびN2の`H′レベルが、V
(H)=−R3×(Iab+Icd)で与えられる。こ
れに対し本実施例では、V(H)=−VBEで与えられ
る(ここでVBEはトランジスタQ50のベース・エミ
ッタ間電圧)。従って、上記R3×(Iab+Icd)
がVBEより大きい場合、本実施例を用いる方が電流切
り換え回路内のトランジスタの飽和を軽減することがで
きる。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that a transistor Q50 is added in the load Z1. In the first embodiment, the ` H 'level of output nodes N1 and N2 is
(H) = − R3 × (Iab + Icd) On the other hand, in the present embodiment, V (H) = − VBE (where VBE is the base-emitter voltage of the transistor Q50). Therefore, the above R3 × (Iab + Icd)
Is larger than VBE, the use of this embodiment can reduce the saturation of the transistor in the current switching circuit.

【0019】図8には本発明の第6の実施例が示され
る。本実施例は第1の実施例に比べ、電流切り換え回路
X1およびX2の構成が相違する。第1の実施例では相
補入力信号(例えばAおよび/A,Bおよび/B)の電
位差で駆動電流が切り換えられる。これに対し本実施例
では、入力信号(例えばA、或いはB)と参照電位(例
えばVBB2、或いはVBB3)との電位差で駆動電流
が切り換えられる。本実施例は、前段回路が相補信号を
発生しない回路(例えば第1の実施例に示される回路)
の場合に適用される。
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the current switching circuits X1 and X2. In the first embodiment, the drive current is switched by a potential difference between complementary input signals (for example, A and / A, B and / B). On the other hand, in the present embodiment, the drive current is switched by the potential difference between the input signal (for example, A or B) and the reference potential (for example, VBB2 or VBB3). In this embodiment, a circuit in which the preceding-stage circuit does not generate a complementary signal (for example, the circuit shown in the first embodiment)
Applies in the case of.

【0020】図9には本発明回路に用いられる電流切り
換え回路X1およびX2の別の例が示される。図9
(a)の電流切り換え回路は、例えば第3の実施例の出
力ノードN1およびN2の電位と、参照電位(例えばV
BB2、或いはVBB3)との電位差で、駆動電流が切
り換えられる様に構成される。すなわち、第3の実施例
の論理和回路W1のトランジスタQ7,Q8が、上記電
流切り換え回路の例えばトランジスタQ3,Q31とし
て取り込まれる様に構成される。
FIG. 9 shows another example of the current switching circuits X1 and X2 used in the circuit of the present invention. FIG.
The current switching circuit shown in FIG. 9A includes, for example, the potentials of the output nodes N1 and N2 of the third embodiment and the reference potential (for example, V
BB2 or VBB3) so that the driving current can be switched according to the potential difference. That is, the transistors Q7 and Q8 of the OR circuit W1 of the third embodiment are configured to be taken in as the transistors Q3 and Q31 of the current switching circuit.

【0021】従って、本電流切り換え回路を駆動する前
段回路は、図10に本発明の第7の実施例として示され
る回路(第3の実施例の論理和回路W1が削除される回
路)が選ばれる。この排他的論理和回路と、本電流切り
換え回路が用いられる排他的論理和回路が縦続接続され
る詳細な回路が、図11に本発明の第8の実施例として
示される。この第8の実施例では、高速化のために前段
回路のXOR出力線をできる限り短くすることが重要で
ある。
Therefore, the circuit shown in FIG. 10 as the seventh embodiment of the present invention (the circuit from which the OR circuit W1 of the third embodiment is deleted) is selected as the pre-stage circuit for driving the current switching circuit. It is. A detailed circuit in which the exclusive OR circuit and the exclusive OR circuit using the current switching circuit are cascaded is shown in FIG. 11 as an eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, it is important to shorten the XOR output line of the pre-stage circuit as much as possible for speeding up.

【0022】電流切り換え回路は電源電圧が大きい場合
は、トランジスタの飽和が生じない範囲で図9(b)に
示される様な3入力(相補入力、或いはVBB受けでも
よい)、或いはそれ以上の入力数の構成でもよい。逆に
電源電圧が小さい場合は、図9(c)に示される様な1
入力(相補入力、或いはVBB受けでもよい)で構成さ
れる。
When the power supply voltage is high, the current switching circuit has three inputs (complementary input or VBB reception) as shown in FIG. 9B or more inputs within a range in which transistor saturation does not occur. A number configuration may be used. On the other hand, when the power supply voltage is small, the 1 as shown in FIG.
It consists of inputs (which may be complementary inputs or VBB receivers).

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べてきた様に本発明により、XO
R回路の出力ノードN1およびN2の信号振幅が低減さ
れ、XOR回路を高速化することができる。
As described above, according to the present invention, XO
The signal amplitudes at the output nodes N1 and N2 of the R circuit are reduced, and the speed of the XOR circuit can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る排他的論理和回路の第1の実施例
を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an exclusive OR circuit according to the present invention.

【図2】図1に示される回路の真理値を示す図。FIG. 2 is a diagram showing truth values of the circuit shown in FIG. 1;

【図3】図1に示される回路の動作を示す波形図。FIG. 3 is a waveform chart showing the operation of the circuit shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6の実施例を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例に用いられている電流切り換え
回路の別の例を示す回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing another example of the current switching circuit used in the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第7の実施例を示す回路図。FIG. 10 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第8の実施例を示す回路図。FIG. 11 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図12】従来の排他的論理和回路の一例を示す回路
図。
FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of a conventional exclusive OR circuit.

【図13】図12に示される回路の真理値を示す図。FIG. 13 is a diagram showing truth values of the circuit shown in FIG. 12;

【図14】図12に示される回路の動作を示す波形図。FIG. 14 is a waveform chart showing the operation of the circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Z1…負荷、X1…第1の電流切り換え回路、X2…第
2の電流切り換え回路、Y1…第3の電流切り換え回
路、W1…論理和回路、OUT…排他的論理和出力。
Z1: load, X1: first current switching circuit, X2: second current switching circuit, Y1: third current switching circuit, W1: OR circuit, OUT: exclusive OR output.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南部 博昭 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 山崎 枢 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大畠 賢一 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 荒川 文彦 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 楠 武志 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 日下田 恵一 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 山口 邦彦 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 木場 孝 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 Fターム(参考) 5J042 AA10 BA14 CA06 CA11 CA23 CA26 DA03  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hiroaki Nambu 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji City, Tokyo Inside the Central Research Laboratory of Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Kenichi Ohata 3681 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Inside Hitachi Device Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Fumihiko Arakawa 3681 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Inside Hitachi Device Engineering Co., Ltd. 3681 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi Device Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Keiichi Hishita 3-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Device Development Center, Hitachi, Ltd. Ichijomizu Honcho 5-22-1, Hitachi Ultra LSI Systems Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Kiba 5-22-1, Kamizu Honcho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ultra LSI, Inc.・ Systems F-term (reference) 5J042 AA10 BA14 CA06 CA11 CA23 CA26 DA03

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の電流切り換え回路の第1の出力端子
が第1の結節点に接続され、その第2の出力端子が第2
の結節点に接続され、第2の電流切り換え回路の第1の
出力端子が上記第2の結節点に接続され、その第2の出
力端子が上記第1の結節点に接続され、幾つかの入力端
子を持つ第1の電流切り換え回路と第2の電流切り換え
回路を有し、第1の端子と第2の端子と第3の端子を持
つ負荷の上記第1の端子が上記第1の結節点に接続さ
れ、その上記第2の端子が上記第2の結節点に接続され
る負荷を有し、各々のトランジスタのベースが上記第1
の結節点と上記第2の結節点に各々接続され、そのエミ
ッタが共通に第3の結節点に接続され、上記第3の結節
点に電流源が接続される論理和回路を有し、第3の電流
切り換え回路の入力端子が上記第3の結節点に接続さ
れ、その出力端子が上記負荷の第3の端子に接続される
第3の電流切り換え回路を有し、上記第3の結節点を出
力とすることを特徴とする排他的論理和回路。
1. A first output terminal of a first current switching circuit is connected to a first node, and a second output terminal of the first current switching circuit is connected to a second node.
And a first output terminal of a second current switching circuit is connected to the second node, and a second output terminal thereof is connected to the first node. A first current switching circuit having an input terminal and a second current switching circuit, wherein the first terminal of a load having a first terminal, a second terminal, and a third terminal is connected to the first node; And a second terminal having a load connected to the second node, wherein the base of each transistor is connected to the first node.
And an OR circuit in which the emitter is connected to the third node and the current source is connected to the third node, respectively. A third current switching circuit having an input terminal connected to the third node and an output terminal connected to a third terminal of the load, wherein the third node is connected to the third node. An exclusive-OR circuit, characterized in that an exclusive OR circuit is used as an output.
【請求項2】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記第1および第2の結節点の電位をクランプする
クランプ回路を有することを特徴とする請求項1記載の
排他的論理和回路。
2. The exclusive-OR circuit according to claim 1, further comprising a clamp circuit for clamping the potentials of said first and second nodes. .
【請求項3】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記第1および第2の電流切り換え回路が、幾組か
の真およびその相補信号を入力信号とする幾つかのトラ
ンジスタと、上記入力信号に基づき上記トランジスタの
何れかに流れる電流を供給する電流源を有し、上記入力
信号に基づき上記トランジスタを介して、上記電流源の
電流を上記電流切り換え回路の上記第1の出力端子、或
いは上記第2の出力端子の何れかに流すことを特徴とす
る排他的論理和回路。
3. The exclusive-OR circuit according to claim 1, wherein said first and second current switching circuits include a number of transistors having a set of true and complementary signals as input signals, and A current source that supplies a current flowing to any of the transistors based on an input signal, and the current of the current source is supplied to the first output terminal of the current switching circuit through the transistor based on the input signal; Alternatively, an exclusive-OR circuit, wherein the signal is supplied to one of the second output terminals.
【請求項4】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記負荷が、上記負荷の第1の端子に一端が接続さ
れ、その他端が上記負荷の第3の端子に接続される第1
の抵抗と、上記負荷の第2の端子に一端が接続され、そ
の他端が上記負荷の第3の端子に接続される第2の抵抗
と、上記負荷の第3の端子に一端が接続され、その他端
が第1の電位に接続される第3の抵抗を有することを特
徴とする排他的論理和回路。
4. An exclusive OR circuit according to claim 1, wherein said load has one end connected to a first terminal of said load, and the other end connected to a third terminal of said load.
And a second resistor having one end connected to a second terminal of the load and another end connected to a third terminal of the load, and one end connected to a third terminal of the load. An exclusive-OR circuit having a third resistor whose other end is connected to a first potential.
【請求項5】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記負荷が、上記負荷の第1の端子に一端が接続さ
れ、その他端が第4の結節点に接続される第1の抵抗
と、上記負荷の第2の端子に一端が接続され、その他端
が上記第4の結節点に接続される第2の抵抗と、上記負
荷の第3の端子に一端が接続され、その他端が第1の電
位に接続される第3の抵抗と、ベースが上記負荷の第3
の端子に接続されエミッタが上記第4の結節点に接続さ
れるトランジスタを有することを特徴とする排他的論理
和回路。
5. The exclusive OR circuit according to claim 1, wherein said load has one end connected to a first terminal of said load, and the other end connected to a fourth node. A second resistor having one end connected to the second terminal of the load and the other end connected to the fourth node; and a second end connected to the third terminal of the load, and a second end connected to the third terminal of the load. A third resistor connected to the first potential and a base connected to the third resistor of the load;
An exclusive-OR circuit comprising a transistor connected to a terminal of the third OR and having an emitter connected to the fourth node.
【請求項6】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記第3の電流切り換え回路が、入力端子と出力端
子を有し、ベースに上記入力端子が接続されエミッタに
電流源が接続される第1のトランジスタと、ベースに参
照電位を受けエミッタに上記電流源が接続されコレクタ
に上記出力端子が接続される第2のトランジスタを有す
ることを特徴とする排他的論理和回路。
6. The exclusive-OR circuit according to claim 1, wherein said third current switching circuit has an input terminal and an output terminal, said input terminal is connected to a base, and a current source is connected to an emitter. An exclusive OR circuit comprising: a first transistor having a base connected to a reference potential; an emitter connected to the current source connected to an emitter; and a collector connected to the output terminal.
【請求項7】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記第3の電流切り換え回路が、上記第1の結節点
に接続される第1の入力端子と、上記第2の結節点に接
続される第2の入力端子と、上記負荷の第3の端子に接
続される出力端子を有し、ベースに上記第1の入力端子
が接続されエミッタに電流源が接続される第1のトラン
ジスタと、ベースに上記第2の入力端子が接続されエミ
ッタに上記電流源が接続される第2のトランジスタと、
ベースに参照電位を受けエミッタに上記電流源が接続さ
れコレクタに上記出力端子が接続される第3のトランジ
スタを有することを特徴とする排他的論理和回路。
7. An exclusive OR circuit according to claim 1, wherein said third current switching circuit includes a first input terminal connected to said first node, and a third current switching circuit connected to said second node. A first transistor having a second input terminal connected thereto, and an output terminal connected to a third terminal of the load, wherein the first input terminal is connected to a base and a current source is connected to an emitter; A second transistor having the base connected to the second input terminal and the emitter connected to the current source;
An exclusive-OR circuit comprising: a third transistor having a base receiving a reference potential, the emitter connected to the current source, and the collector connected to the output terminal.
【請求項8】請求項1記載の排他的論理和回路におい
て、上記第3の電流切り換え回路が、上記第1の結節点
に接続される第1の入力端子と、上記第2の結節点に接
続される第2の入力端子と、上記負荷の第3の端子に接
続される出力端子を有し、ベースが上記第1の入力端子
に接続されエミッタが第5の結節点に接続される第1の
トランジスタと、ベースが上記第2の入力端子に接続さ
れエミッタが上記第5の結節点に接続される第2のトラ
ンジスタと、上記第5の結節点に接続される第1の電流
源と、ベースが上記第5の結節点に接続されエミッタが
第2の電流源に接続される第3のトランジスタと、ベー
スに参照電位を受けエミッタが上記第2の電流源に接続
されコレクタが上記出力端子に接続される第4のトラン
ジスタを有することを特徴とする排他的論理和回路。
8. The exclusive-OR circuit according to claim 1, wherein said third current switching circuit is connected to a first input terminal connected to said first node, and to said second node. A second input terminal connected to the third terminal of the load, an output terminal connected to the third terminal of the load, a base connected to the first input terminal and an emitter connected to the fifth node; A first transistor, a second transistor having a base connected to the second input terminal and an emitter connected to the fifth node, and a first current source connected to the fifth node. A third transistor having a base connected to the fifth node and an emitter connected to the second current source, a base receiving a reference potential, an emitter connected to the second current source, and a collector connected to the output. Having a fourth transistor connected to the terminal Exclusive OR circuit, wherein.
【請求項9】第1の電流切り換え回路の第1の出力端子
が第1の結節点に接続され、その第2の出力端子が第2
の結節点に接続され、第2の電流切り換え回路の第1の
出力端子が上記第2の結節点に接続され、その第2の出
力端子が上記第1の結節点に接続され、幾つかの入力端
子を持つ第1の電流切り換え回路と第2の電流切り換え
回路を有し、第1の端子と第2の端子と第3の端子を持
つ負荷の上記第1の端子が上記第1の結節点に接続さ
れ、その上記第2の端子が上記第2の結節点に接続され
る負荷を有し、第3の電流切り換え回路の第1の入力端
子が上記第1の結節点に接続され、その第2の入力端子
が上記第2の結節点に接続され、その出力端子が上記負
荷の第3の端子に接続される第3の電流切り換え回路を
有し、上記第1の結節点および上記第2の結節点を出力
とすることを特徴とする排他的論理和回路。
9. A first current switching circuit having a first output terminal connected to a first node and a second output terminal connected to a second node.
And a first output terminal of a second current switching circuit is connected to the second node, and a second output terminal thereof is connected to the first node. A first current switching circuit having an input terminal and a second current switching circuit, wherein the first terminal of a load having a first terminal, a second terminal, and a third terminal is connected to the first node; A first input terminal of a third current switching circuit connected to the first node, the second terminal having a load connected to the second node, the second terminal having a load connected to the second node; A third current switching circuit having a second input terminal connected to the second node and an output terminal connected to a third terminal of the load, wherein the third current switching circuit is connected to the first node and the third node; An exclusive-OR circuit, wherein the second node is output.
【請求項10】請求項9記載の排他的論理和回路におい
て、上記第1および第2の結節点の電位をクランプする
クランプ回路を有することを特徴とする排他的論理和回
路。
10. An exclusive OR circuit according to claim 9, further comprising a clamp circuit for clamping the potentials of said first and second nodes.
【請求項11】請求項9記載の排他的論理和回路におい
て、上記第1および第2の電流切り換え回路が、幾組か
の真およびその相補信号を入力信号とする幾つかのトラ
ンジスタと、上記入力信号に基づき上記トランジスタの
何れかに流れる電流を供給する電流源を有し、上記入力
信号に基づき上記トランジスタを介して、上記電流源の
電流を上記電流切り換え回路の第1の出力端子、或いは
第2の出力端子の何れかに流すことを特徴とする排他的
論理和回路。
11. The exclusive-OR circuit according to claim 9, wherein said first and second current switching circuits comprise a number of transistors having a set of true and complementary signals as input signals, and A current source for supplying a current flowing to any of the transistors based on an input signal; and a current output from the current source via the transistor based on the input signal. An exclusive-OR circuit, wherein the signal is supplied to one of the second output terminals.
【請求項12】請求項9記載の排他的論理和回路におい
て、上記負荷が、上記負荷の第1の端子に一端が接続さ
れ、その他端が上記負荷の第3の端子に接続される第1
の抵抗と、上記負荷の第2の端子に一端が接続され、そ
の他端が上記負荷の第3の端子に接続される第2の抵抗
と、上記負荷の第3の端子に一端が接続され、その他端
が第1の電位に接続される第3の抵抗を有することを特
徴とする排他的論理和回路。
12. The exclusive-OR circuit according to claim 9, wherein said load has one end connected to a first terminal of said load, and the other end connected to a third terminal of said load.
And a second resistor having one end connected to a second terminal of the load and another end connected to a third terminal of the load, and one end connected to a third terminal of the load. An exclusive-OR circuit having a third resistor whose other end is connected to a first potential.
【請求項13】請求項9記載の排他的論理和回路におい
て、上記負荷が、上記負荷の第1の端子に一端が接続さ
れ、その他端が第3の結節点に接続される第1の抵抗
と、上記負荷の第2の端子に一端が接続され、その他端
が上記第3の結節点に接続される第2の抵抗と、上記負
荷の第3の端子に一端が接続され、その他端が第1の電
位に接続される第3の抵抗と、ベースが上記負荷の第3
の端子に接続されエミッタが上記第3の結節点に接続さ
れるトランジスタを有することを特徴とする排他的論理
和回路。
13. An exclusive-OR circuit according to claim 9, wherein said load has one end connected to a first terminal of said load and said other end connected to a third node. And a second resistor having one end connected to the second terminal of the load and the other end connected to the third node, and one end connected to the third terminal of the load and the other end connected to the third terminal of the load. A third resistor connected to the first potential and a base connected to the third resistor of the load;
An exclusive-OR circuit comprising a transistor connected to the terminal of the third node and having an emitter connected to the third node.
【請求項14】請求項9記載の排他的論理和回路におい
て、上記第3の電流切り換え回路が、ベースに上記第1
の入力端子が接続されエミッタに電流源が接続される第
1のトランジスタと、ベースに上記第2の入力端子が接
続されエミッタに上記電流源が接続される第2のトラン
ジスタと、ベースに参照電位を受けエミッタに上記電流
源が接続されコレクタに上記出力端子が接続される第3
のトランジスタを有することを特徴とする排他的論理和
回路。
14. The exclusive-OR circuit according to claim 9, wherein said third current switching circuit includes a base connected to said first current switching circuit.
A first transistor having an input terminal connected thereto and a current source connected to the emitter, a second transistor having the base connected to the second input terminal and having the emitter connected to the current source, and a reference potential connected to the base. Receiving the current source connected to the emitter and the output terminal connected to the collector.
An exclusive-OR circuit comprising:
【請求項15】請求項9記載の排他的論理和回路におい
て、上記第3の電流切り換え回路が、ベースが上記第1
の入力端子に接続されエミッタが第4の結節点に接続さ
れる第1のトランジスタと、ベースが上記第2の入力端
子に接続されエミッタが上記第4の結節点に接続される
第2のトランジスタと、上記第4の結節点に接続される
第1の電流源と、ベースが上記第4の結節点に接続され
エミッタが第2の電流源に接続される第3のトランジス
タと、ベースに参照電位を受けエミッタが上記第2の電
流源に接続されコレクタが上記出力端子に接続される第
4のトランジスタを有することを特徴とする排他的論理
和回路。
15. An exclusive OR circuit according to claim 9, wherein said third current switching circuit has a base connected to said first current switching circuit.
And a second transistor whose base is connected to the second input terminal and whose emitter is connected to the fourth node. A first current source connected to the fourth node, a third transistor having a base connected to the fourth node and an emitter connected to the second current source, and a reference to the base. An exclusive-OR circuit comprising a fourth transistor having a potential and an emitter connected to the second current source and a collector connected to the output terminal.
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