JP2562831B2 - Level conversion circuit - Google Patents

Level conversion circuit

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JP2562831B2
JP2562831B2 JP63136774A JP13677488A JP2562831B2 JP 2562831 B2 JP2562831 B2 JP 2562831B2 JP 63136774 A JP63136774 A JP 63136774A JP 13677488 A JP13677488 A JP 13677488A JP 2562831 B2 JP2562831 B2 JP 2562831B2
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    • H03K19/00384Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in field effect transistor circuits

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ECLレベルからDCFLレベルへレベル変換するレベル変
換回路に関し、 基準電圧を用いることなく、しきい値電圧の変動に対
して安定な出力レベルを得ることを目的とし、 ECLレベルの入力電圧が供給されるダーリントン接続
されたエンハンスメント型電界効果トランジスタによる
論理反転部と、エンハンスメント型電界効果トランジス
タによるソースフォロア回路により前記論理反転部の出
力電圧をレベルシフトするレベルシフト部とよりなり、
該レベルシフト部よりDCFLレベルの電圧を取り出すよう
構成する。
DETAILED DESCRIPTION [Overview] A level conversion circuit for converting a level from an ECL level to a DCFL level, with the object of obtaining a stable output level against fluctuations in threshold voltage without using a reference voltage. , A logic inverting unit including a Darlington-connected enhancement type field effect transistor supplied with an ECL level input voltage, and a level shift unit for level shifting the output voltage of the logic inverting unit by a source follower circuit including an enhancement type field effect transistor. Becomes
A DCFL level voltage is taken out from the level shift unit.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明はレベル変換回路に係り、特にECLレベルからD
CFLレベルへレベル変換するレベル変換回路に関する。
The present invention relates to a level conversion circuit, and more particularly to ECL level to D
The present invention relates to a level conversion circuit that converts a level to a CFL level.

ショットキー接合を用いた高電子移動度トランジスタ
(high electron mobility trangistor:HEMT)や選択ド
ープダブルヘテロ(SD−DH)FET、GaAs MES FETなど
のFETを用いて集積回路を構成する場合、直接結合形FET
論理(direct coupling FET logic:DCFL)回路が広く用
いられている。このDCFL回路では、電源電圧を−2Vとし
たときハイレベルが−1.2V程度、ローレベルが−1.9V程
度になる。
When an integrated circuit is constructed using FETs such as high electron mobility transistors (HEMTs) that use Schottky junctions, selectively doped double hetero (SD-DH) FETs, and GaAs MES FETs, a direct coupling type FET
Logic (direct coupling FET logic: DCFL) circuits are widely used. In this DCFL circuit, when the power supply voltage is −2V, the high level is about −1.2V and the low level is about −1.9V.

一方、バイポーラトランジスタを用いた集積回路のう
ち、高速性の点からエミッタ結合形論理(emitter coup
led logic:ECL)回路が広く用いられている。このECL回
路ではハイレベルが−0.8V程度、ローレベル−1.8V程度
に規定されている。
On the other hand, among integrated circuits using bipolar transistors, an emitter-coupled logic (emitter coup
led logic (ECL) circuits are widely used. In this ECL circuit, the high level is regulated to about -0.8V and the low level is regulated to about -1.8V.

このため、ECL回路からDCFL回路へ論理信号を伝送す
る場合は、ECLレベルからDCFLレベルへ変換するための
レベル変換回路が必要となる。このレベル変換回路はし
きい値の変動に対しても安定にレベル変換できることが
重要となる。
Therefore, when transmitting a logic signal from the ECL circuit to the DCFL circuit, a level conversion circuit for converting the ECL level to the DCFL level is required. It is important that this level conversion circuit can perform level conversion stably even with respect to fluctuations in threshold value.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は従来のレベル変換回路の一例の回路図を示
す。同図中、D10、D11及びD12は夫々デプレッション型
Nチャンネル電界効果トランジスタ(FET)、E10はエン
ハンスメント型Nチャンネル電界効果トランジスタ(FE
T)を示す。以下、本明細書において、デプレッション
型FETはアルファベットDに添字を付して示し、エンハ
ンスメント型FETはアルファベットEに添字を付して示
すものとする。
FIG. 3 shows a circuit diagram of an example of a conventional level conversion circuit. In the figure, D 10 , D 11 and D 12 are depletion type N-channel field effect transistors (FET), and E 10 is an enhancement type N-channel field effect transistor (FE).
T) is shown. Hereinafter, in the present specification, the depletion type FET is indicated by adding the alphabet D to the suffix, and the enhancement type FET is indicated by adding the alphabet E to the suffix.

トランジスタD10はそのソースがトランジスタD11のド
レインに接続され、またトランジスタD11のゲート・ソ
ース間が接続され、これらD10及びD11はレベルシフト部
を構成している。トランジスタD11は定電流源を構成し
ている。また、トランジスタD10及びD11の共通接続点に
ゲートが接続され、そのドレインにトランジスタD12
ゲート及びソースが夫々接続されたトランジスタE10
トランジスタD12と共に論理反転部を構成している。ト
ランジスタD11のゲート及びソースには−3.6Vの電源電
圧が印加され、一方、トランジスタE10のソースには−2
Vの電源電圧が印加される。
Transistor D 10 has a source connected to the drain of the transistor D 11, also between the gate and source of the transistor D 11 are connected, these D 10 and D 11 constitute a level shift unit. The transistor D 11 constitutes a constant current source. Further, a gate connected to the common connection point of the transistors D 10 and D 11, transistors E 10 whose gate and source are respectively connected transistor D 12 to its drain constitutes the logic inverting unit together with the transistor D 12. A power supply voltage of -3.6 V is applied to the gate and source of the transistor D 11 , while -2 V is applied to the source of the transistor E 10.
The power supply voltage of V is applied.

かかる構成の従来のレベル変換回路の動作について説
明する。入力端子1よりトランジスタD10のゲートへECL
レベルのハイレベルの電圧−0.8Vが入力された場合は、
トランジスタD10のソースよりD10のゲート・ソース間し
きい値電圧分(例えば−0.2V程度)レベルシフトされて
トランジスタE10のゲートに印加され、これをオンとす
る。
The operation of the conventional level conversion circuit having such a configuration will be described. ECL from input terminal 1 to the gate of transistor D 10
When the high level voltage of −0.8V is input,
The source of the transistor D 10 is level-shifted by the gate-source threshold voltage of D 10 (for example, about −0.2 V) and applied to the gate of the transistor E 10 , which is turned on.

このため、トランジスタE10のドレイン電流が流れ、
トランジスタD12にもドレイン電流が流れるので、出力
端子2には電源電圧−2Vに略等しい−1.9V、すなわちDC
FLレベルのローレベルが取り出される。
Therefore, the drain current of the transistor E 10 flows,
Since the drain current also flows through the transistor D 12 , the output terminal 2 has a power supply voltage of −1.9V which is approximately equal to −1.9V, that is, DC.
The low level of FL level is taken out.

一方、入力端子1にECLレベルのローレベルの電圧−
1.8Vが入力された場合は、この入力電圧がトランジスタ
D10によりレベルシフトされてトランジスタE10のゲート
に印加される。このときトランジスタE10のゲート電圧
はそのソース電圧−2Vと略等しいので、トランジスタE
10はオフとなる。
On the other hand, input terminal 1 has a low-level voltage of ECL level −
When 1.8V is input, this input voltage is
It is level-shifted by D 10 and applied to the gate of transistor E 10 . At this time, the gate voltage of the transistor E 10 is approximately equal to its source voltage −2 V, so
10 is off.

ここで、出力端子2は図示を省略したが、次段のDCFL
回路の入力トランジスタのゲートが接続されており、ま
たその入力トランジスタのソースには−2Vの電源電圧が
印加されている。
Here, although the output terminal 2 is not shown in the drawing, the DCFL of the next stage
The gate of the input transistor of the circuit is connected, and the source of the input transistor is applied with a power supply voltage of -2V.

このため、トランジスタE10が上記の如くオフとなっ
たときは、出力端子2に0V程度出力されようとするが、
上記トランジスタがショットキー接合を用いたFETであ
り、そのゲート・ソース間に0.8V以上の電圧を加える
と、接合が順方向にバイアスされてゲート電極とチャネ
ル間に大きな電流が流れ始める。従って、トランジスタ
E10が上記の如くオフとなったときは、出力端子2の出
力電圧は、上記入力トランジスタのソース電圧の−2Vよ
りも0.8V高い−1.2V程度となり、DCFLレベルのハイレベ
ルが取り出される。
Therefore, when the transistor E 10 is turned off as described above, about 0 V is about to be output to the output terminal 2,
The transistor is a FET using a Schottky junction, and when a voltage of 0.8 V or more is applied between its gate and source, the junction is forward biased and a large current starts to flow between the gate electrode and the channel. Therefore, the transistor
When E 10 is turned off as described above, the output voltage of the output terminal 2 becomes about -1.2V, which is 0.8V higher than the -2V of the source voltage of the input transistor, and the high level of DCFL level is taken out.

第3図に示した従来のレベル変換回路はレベルシフト
を行なった後に論理反転を行なう回路構成であったが、
他の従来のレベル変転回路には第4図に示す如く論理反
転を行なった後にレベルシフトを行なう回路構成のもの
もある。
The conventional level conversion circuit shown in FIG. 3 has a circuit configuration in which logic inversion is performed after performing level shift.
As another conventional level conversion circuit, there is also a circuit configuration in which the level shift is performed after the logic inversion as shown in FIG.

第4図において、D13〜D19は夫々デプレッション型N
チャンネルFET、E11及びE12は夫々エンハンスメント型
NチャンネルFETである。トランジスタD13〜D15及び
E11,E12は差動増幅器による論理反転部を構成してお
り、トランジスタE11のゲートに入力端子1が接続さ
れ、トランジスタE12のゲートに基準電圧VREF入力端子
3が接続されている。
In FIG. 4, D 13 to D 19 are depletion type N, respectively.
The channel FETs, E 11 and E 12, are enhancement type N-channel FETs, respectively. Transistors D 13 to D 15 and
E 11 and E 12 form a logic inversion unit by a differential amplifier, and the input terminal 1 is connected to the gate of the transistor E 11 and the reference voltage V REF input terminal 3 is connected to the gate of the transistor E 12 . .

また、トランジスタD16及びD17は第1のレベルシフト
部を構成し、トランジスタD18及びD19は第2のレベルシ
フト部を構成し、D16,D18のソースフォロア回路により
出力端子2a,2bへ互いに異なる論理値の電圧を出力す
る。また、電源電圧は−3.6Vとされている。
Further, the transistors D 16 and D 17 form a first level shift section, the transistors D 18 and D 19 form a second level shift section, and the source follower circuit of D 16 and D 18 forms an output terminal 2a, Outputs voltages of different logical values to 2b. The power supply voltage is -3.6V.

かかる構成のレベル変換回路において、入力端子3の
入力基準電圧VREFはECLレベルのハイレベル(−0.8V)
とローレベル(−1.8V)の中間電圧に設定されている。
このため、入力端子1にECLレベルのハイレベルが入力
されたときはトランジスタE11がオン、E12がオフとな
り、トランジスタD16のソースとD17のドレインの共通接
続点より出力端子2aへDCFLレベルでローレベルの約−1.
9Vが取り出され、かつ、トランジスタのD18のソースとD
19のドレインの共通接続点(出力端子2b)の出力電圧は
前記と同様の理由で、DCFLレベルのハイレベルの約−1.
2Vとなる。
In the level conversion circuit having such a configuration, the input reference voltage V REF of the input terminal 3 is the ECL high level (−0.8 V).
And low level (-1.8V) intermediate voltage.
Therefore, when a high ECL level is input to the input terminal 1, the transistor E 11 turns on and E 12 turns off, and the DCFL from the common connection point of the source of the transistor D 16 and the drain of D 17 to the output terminal 2a. Low level about -1.
9V is taken out and the source of transistor D 18 and D
For the same reason as above, the output voltage at the common connection point of the 19 drains (output terminal 2b) is about −1.
It becomes 2V.

他方、入力端子1にECLレベルのローレベルが入力さ
れたときはトランジスタE11がオフ、E12がオンとなるの
で、上記の場合とは逆に出力端子2aの出力電圧はDCFLレ
ベルのハイレベルとなり、出力端子2bの出力電圧はDCFL
レベルのローレベルとなる。
On the other hand, when the ECL low level is input to the input terminal 1, the transistor E 11 turns off and E 12 turns on. Therefore, the output voltage of the output terminal 2a is the DCFL level high level, contrary to the above case. And the output voltage of output terminal 2b is DCFL.
It becomes the low level of the level.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

第3図に示した従来のレベル変換回路は素子数が少な
く回路構成が簡単であるという特長を有する反面、レベ
ルシフト機能を行なうトランジスタD10によるソースフ
ォロア回路において、比較的制御性の劣るデプレッショ
ン型FETD10の特性が支配的であるため、FETの特性変動
に弱く、入力論理しきい値が大きく変動してしまう。
The conventional level conversion circuit shown in FIG. 3 has the feature that the number of elements is small and the circuit configuration is simple, but on the other hand, in the source follower circuit by the transistor D 10 which performs the level shift function, the depletion type is relatively poor in controllability Since the characteristic of the FETD 10 is dominant, it is weak against the characteristic variation of the FET and the input logic threshold value largely varies.

第5図はこの第3図の従来回路のトランジスタD10,D
11のしきい値VTDを−0.3Vから−0.8Vまで−0.1V単位で
変化させ、かつ、トランジスタE10のしきい値VTEを0.25
Vと一定にしたときの入出力電圧特性を示す。第5図か
らわかるように、第3図に示した従来回路はトランジス
タD10,D11のしきい値変動より、入力論理しきい値が大
きく変動してしまう。
FIG. 5 shows the transistors D 10 and D of the conventional circuit shown in FIG.
11 threshold V TD from −0.3 V to −0.8 V in units of −0.1 V, and transistor E 10 threshold V TE
Shows the input / output voltage characteristics when it is kept constant with V. As can be seen from FIG. 5, in the conventional circuit shown in FIG. 3, the input logic threshold value fluctuates more than the threshold fluctuations of the transistors D 10 and D 11 .

他方、第4図に示した従来のレベル変換回路は最初に
論理反転を行なうので、入力電圧変動に対して強いとい
う特長を有する反面、基準電圧VREFの生成回路が別に必
要になり、素子数が多くなるという欠点がある。また基
準電圧VREFの変動による影響を大きく受けるので、基準
電圧生成回路に高い精度を必要とする欠点もある。
On the other hand, since the conventional level conversion circuit shown in FIG. 4 performs logic inversion first, it has the advantage that it is strong against input voltage fluctuations, but on the other hand, a separate reference voltage V REF generation circuit is required, and the number of elements is increased. There is a drawback that it increases. Further, there is a drawback that the reference voltage generation circuit requires high accuracy because it is greatly affected by the fluctuation of the reference voltage V REF .

更に、第3図及び第4図に示した従来のレベル変換回
路はいずれもDCFL回路に使用する電源電圧より負の電圧
(−3.6V)を使用する必要があるため、複数の電源及び
電源供給源が必要である。
Furthermore, since the conventional level conversion circuits shown in FIGS. 3 and 4 both need to use a negative voltage (-3.6V) from the power supply voltage used for the DCFL circuit, a plurality of power supplies and power supply Need a source.

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、基準電圧
を用いることなく、しきい値電圧の変動に対して安定な
出力レベルを得ることができるレベル変換回路を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a level conversion circuit that can obtain a stable output level with respect to a change in threshold voltage without using a reference voltage. .

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的達成のため、本発明はエンハンスメント型電
界効果トランジスタを用いた論理反転部と、エンハンス
メント型電界効果トランジスタによるソースフォロア回
路のレベルシフト部とより構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a logic inversion unit using an enhancement type field effect transistor and a level shift unit of a source follower circuit using the enhancement type field effect transistor.

〔作用〕[Action]

ECLレベルの入力電圧が供給される論理反転部は、制
御性の良いエンハンスメント型電界効果トランジスタを
ダーリントン接続して論理反転を行なう。
The logic inverting unit to which the ECL level input voltage is supplied performs logic inversion by connecting enhancement type field effect transistors with good controllability in a Darlington connection.

レベルシフト部は上記の論理反転部の出力電圧が供給
され、エンハンスメント型電界効果トランジスタのソー
スフォロア回路により、ハイレベルを下げすぎることな
く、ローレベルを充分に引き下げて、DCFLレベルの電圧
を出力する。
The level shifter is supplied with the output voltage of the logic inversion unit described above, and the source follower circuit of the enhancement type field effect transistor outputs the DCFL level voltage by sufficiently lowering the low level without lowering the high level too much. .

本発明では、まず論理反転部によりECLレベルの入力
電圧の論理反転を行なっているので、入力電圧がばらつ
いても論理反転部の出力電圧はハイレベル又はローレベ
ルの回路固有の値にできる。しかも、論理反転部は制御
性の良いエンハンスメント型電界効果トランジスタを使
用しているから、特性変動の影響は小さい。
In the present invention, since the logic inversion section first performs the logic inversion of the ECL level input voltage, the output voltage of the logic inversion section can be set to a high-level or low-level circuit-specific value even if the input voltage varies. Moreover, since the logic inversion unit uses the enhancement-type field effect transistor having good controllability, the influence of the characteristic variation is small.

また、論理反転部はダーリントン接続された電界効果
トランジスタを使用しているから、基準電圧は不要にで
きる。
Further, since the logic inversion unit uses field effect transistors connected in Darlington, the reference voltage can be eliminated.

また、レベルシフト部は論理反転部の出力電圧がロー
レベルのときは、ダーリントン接続された電界効果トラ
ンジスタと同じエンハンスメント型電界効果トランジス
タにより所定のDCFLレベルのローレベルにレベルシフト
できる。
Further, when the output voltage of the logic inverting unit is low level, the level shift unit can level shift to a low level of a predetermined DCFL level by the same enhancement type field effect transistor as the Darlington-connected field effect transistor.

他方、論理反転部の出力電圧がハイレベルのときは、
レベルシフト部によりレベルシフトしても充分に高く、
接続のDCFL回路の入力ダイオードのクランプ電圧で決ま
るため、その値が一定値以上であればそのばらつきは問
題にならない。すなわち、レベルシフト部はローレベル
の値にのみ留意すればよく、電源電圧としてDCFL回路と
同じものを使用でき、かつ、特性変動の影響が小さい。
On the other hand, when the output voltage of the logic inversion unit is high level,
High enough even if the level is shifted by the level shift section.
Since it is determined by the clamp voltage of the input diode of the connected DCFL circuit, if its value is a certain value or more, its variation does not matter. That is, the level shifter need only pay attention to the low level value, the same power supply voltage as that of the DCFL circuit can be used, and the influence of characteristic variation is small.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明のレベル変換回路の一実施例の回路図
を示す。同図中、4は論理反転部で、ダーリントン接続
されたエンハンスメント型Nチャンネル電界効果トラン
ジスタE1及びE2、トランジスタE1及びE2のドレイン側に
直列接続された、各々ドレイン・ゲート間が短絡されて
いる3つのデプレッション型Nチャンネル電界効果トラ
ンジスタD1,D2及びD3よりなる。上記のトランジスタD1
〜D3は負荷素子部を構成している。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the level conversion circuit of the present invention. In the figure, 4 is a logic inverting section, which is a series of drain-gate enhancement-type N-channel field-effect transistors E 1 and E 2 connected in Darlington and transistors D 1 and E 2 connected in series. It comprises three depletion-type N-channel field effect transistors D 1 , D 2 and D 3 . Transistor D 1 above
~ D 3 constitutes a load element section.

トランジスタD1〜D3はそのゲート・ドレイン間が短絡
されているので、トランジスタD1〜D3はその線形領域で
動作し、しきい値が変動してもドレイン電流が変動しな
いようにされている。また、トランジスタD1〜D3はショ
ットキー接合を用いたFETで、そのゲート・ソース間に
0.8V以上の電圧を加えるとゲートとチャンネル間に大き
な電流が流れてしまうので、電源電圧−2Vのときにこの
大きなゲート電流を流さないようにするため、トランジ
スタがD1〜D3で示す如く3個用いられる(この場合は、
2.4V以上ないと大きなゲート電流は流れない。)。
Since between the transistor D 1 to D 3 and its gate and drain are short-circuited, the transistor D 1 to D 3 operates in its linear region, it is to the drain current even threshold varies does not fluctuate There is. Also, the transistors D 1 to D 3 are FETs using a Schottky junction, and between the gate and source
If a voltage of 0.8 V or more is applied, a large current will flow between the gate and channel.Therefore, in order to prevent this large gate current from flowing when the power supply voltage is −2 V, the transistors are set as shown by D 1 to D 3. 3 are used (in this case,
If it is more than 2.4V, a large gate current will not flow. ).

また、5はレベルシフト部で、ソースフォロア回路構
成のエンハンスメント型Nチャンネル電界効果トランジ
スタE3とデプレッション型Nチャンネル電界効果トラン
ジスタD4とよりなる。トランジスタD4はそのドレインか
らトランジスタE3のソースと出力端子2に夫々接続さ
れ、またそのゲート・ソース間が短絡されており、定電
流源を構成している。トランジスタE1及びE2のドレイン
はトランジスタE3のゲートに夫々接続されている。更に
論理反転部4及びレベルシフト部5はいずれも電源電圧
が−2Vとされている。
Reference numeral 5 denotes a level shift section, which comprises an enhancement-type N-channel field effect transistor E 3 and a depletion-type N-channel field effect transistor D 4 having a source follower circuit configuration. The transistor D 4 is connected from the drain thereof to the source of the transistor E 3 and the output terminal 2, and the gate and source thereof are short-circuited to form a constant current source. The drains of the transistors E 1 and E 2 are connected to the gate of the transistor E 3 , respectively. Further, both the logic inversion unit 4 and the level shift unit 5 have a power supply voltage of −2V.

次に本実施例の動作について説明する。いま、入力端
子1にECLレベルのハイレベルである−0.8Vが入力され
たときは、トランジスタE1及びE2が夫々オンとなる。こ
こで、ダーリントン接続されたトランジスタE1のドレイ
ンとE2のソースとの間の電圧を0.3V程度とすると、次段
のトランジスタE3のゲート入力電圧(すなわち、論理反
転部4の出力電圧)Vmは約−1.7V(=−2V+0.3V)とな
る。
Next, the operation of this embodiment will be described. Now, when -0.8 V, which is a high level of the ECL level, is input to the input terminal 1, the transistors E 1 and E 2 are turned on. Here, assuming that the voltage between the drain of the transistor E 1 and the source of E 2 connected in Darlington is about 0.3 V, the gate input voltage of the transistor E 3 in the next stage (that is, the output voltage of the logic inverting unit 4) Vm is about -1.7V (= -2V + 0.3V).

このときの電圧VmはトランジスタE2のしきい値電圧分
だけDCFLレベルのローレベルより高くなっているので、
次段のレベルシフト用トランジスタE3にE2と同じエンハ
ンスメント型を用いることにより、上記しきい値電圧分
が補償される。
Since the voltage Vm at this time is higher than the low level of the DCFL level by the threshold voltage of the transistor E 2 ,
By using the same enhancement type as E 2 for the level shift transistor E 3 of the next stage, the above threshold voltage is compensated.

トランジスタE3はこの電圧Vmをそのしきい値電圧の0.
2V程度低い方へレベルシフトして、出力端子2へ約−1.
9VのDCFLレベルのローレベルを出力する。
Transistor E 3 applies this voltage Vm to its threshold voltage of 0.
Level-shift to the lower side by about 2V, and output terminal 2 is about -1.
Outputs low level of 9V DCFL level.

他方、入力端子1にECLレベルのローレベルである−
1.8Vが入力されたときは、トランジスタE1及びE2が夫々
オフとなる。このため、電圧Vmは約0Vとなる。従って、
出力端子2に何も接続されていないときは、出力端子2
は約−0.2Vとなる。
On the other hand, the input terminal 1 has a low ECL level −
When 1.8V is input, the transistors E 1 and E 2 are turned off. Therefore, the voltage Vm becomes about 0V. Therefore,
If nothing is connected to output terminal 2, output terminal 2
Is about -0.2V.

しかし、出力端子2には図示しないDCFL回路の入力ト
ランジスタ(又は入力ダイオード)のゲートが接続さ
れ、この入力トランジスタのショットキー接合が前記し
たようにゲート・ソース間電圧に0.8V以上加えると、シ
ョットキー接合が順方向にバイアスされて大きなゲート
電流が流れる。すなわち、出力端子2の出力電圧はVmが
一定電圧(約−1V程度)以上であれば、トランジスタE3
によるレベルシフトにも拘らずDCFL回路の入力トランジ
スタに大きなゲート電流が流れ、出力端子2の出力電圧
は入力トランジスタのソース電圧−2Vより0.8V高い約−
1.2V(これはDCFLレベルのハイレベルである)のゲート
電圧にクランプされる。
However, the gate of the input transistor (or input diode) of the DCFL circuit (not shown) is connected to the output terminal 2, and if the Schottky junction of this input transistor adds 0.8V or more to the gate-source voltage as described above, the shot The key junction is forward biased and a large gate current flows. That is, if the output voltage of the output terminal 2 is Vm equal to or higher than a constant voltage (about −1 V), the transistor E 3
In spite of the level shift caused by, the large gate current flows in the input transistor of the DCFL circuit, and the output voltage of the output terminal 2 is 0.8V higher than the source voltage of the input transistor -2V
It is clamped to the gate voltage of 1.2V (this is the high level of DCFL level).

本実施例は入力端子1への入力電圧がECLレベルのロ
ーレベルのときは、前記したように電圧Vmは約0Vで、上
記一定電圧より充分に高いから、出力端子2の出力電圧
はDCFLレベルのハイレベルの約−1.2Vとなる。すなわ
ち、本実施例ではDCFLレベルのハイレベル出力時はレベ
ルシフトの影響を考慮する必要はなく、ローレベルにの
み留意すればよい。このため、トランジスタD4に定電流
特性をそれほど必要とせず、電源電圧としてDCFL回路と
同一のものを使用できるうえ、トランジスタD4の特性変
動による影響が小さい。
In this embodiment, when the input voltage to the input terminal 1 is at the low level of the ECL level, the voltage Vm is about 0V, which is sufficiently higher than the constant voltage as described above, and therefore the output voltage of the output terminal 2 is at the DCFL level. High level of about -1.2V. That is, in the present embodiment, it is not necessary to consider the influence of the level shift when the DCFL level is output at the high level, and only the low level need be considered. Therefore, the transistor D 4 does not require a constant current characteristic so much, the same power supply voltage as that of the DCFL circuit can be used, and the influence of the characteristic variation of the transistor D 4 is small.

第2図は、本実施例のトランジスタD1〜D4のしきい値
VTDを−0.3Vから−0.8Vまで−0.1V単位で変化させ、か
つ、トランジスタE1〜E3のしきい値電圧VTEを0.25Vと一
定にしたときの入出力電圧特性を示す。第2図からわか
るように、第1図に示した本実施例回路はトランジスタ
D1〜D4のしきい値が変動しても、極めて安定にレベル変
動動作を行なえる。
FIG. 2 shows the threshold values of the transistors D 1 to D 4 of this embodiment.
The input / output voltage characteristics are shown when V TD is changed from -0.3 V to -0.8 V in units of -0.1 V, and the threshold voltage V TE of the transistors E 1 to E 3 is kept constant at 0.25 V. As can be seen from FIG. 2, the circuit of this embodiment shown in FIG.
Be varied threshold is D 1 to D 4, enables a very stable level variation operation.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述の如く、本発明によれば、デプレッション型FET
のしきい値の変動に対しても安定にレベル変動動作を行
なうことができ、また論理反転部に基準電圧が不要なの
で、基準電圧の生成回路を不要にでき、よって部品点数
を第4図に示した従来回路のものに比し低減することが
でき、更に論理反転部及びレベルシフト部に同一の電源
電圧を共用することができるので、電源系を簡素化でき
る等の特長を有するものである。
As described above, according to the present invention, the depletion type FET
It is possible to perform a stable level change operation even with respect to the change of the threshold value of, and since the reference voltage is not required in the logic inversion unit, the reference voltage generation circuit can be eliminated, so that the number of components is shown in FIG. Compared to the conventional circuit shown, it can be reduced, and since the same power supply voltage can be shared by the logic inversion unit and the level shift unit, the power supply system can be simplified. .

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、 第2図は第1図の入出力電圧特性図、 第3図は従来の一例の回路図、 第4図は従来の他の例の回路図、 第5図は第3図の入出力電圧特性図である。 図において、 1は入力端子、 2は出力端子、 4は論理反転部、 5はレベルシフト部、 E1,E2,E3はエンハンスメント型Nチャンネル電界効果ト
ランジスタ、 D1〜D4はデプレッション型Nチャンネル電界効果トラン
ジスタ を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an input / output voltage characteristic diagram of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example, and FIG. 4 is a circuit of another conventional example. 5 and 5 are input / output voltage characteristic diagrams of FIG. In the figure, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 4 is a logic inversion section, 5 is a level shift section, E 1 , E 2 , and E 3 are enhancement type N-channel field effect transistors, and D 1 to D 4 are depletion type. 3 shows an N-channel field effect transistor.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ECLレベルの入力電圧が供給されるダーリ
ントン接続されたエンハンスメント型電界効果トランジ
スタ(E1,E2)による論理反転部(4)と、 エンハンスメント型電界効果トランジスタ(E3)による
ソースフォロア回路により前記論理反転部(4)の出力
電圧をレベルシフトするレベルシフト部(5)とよりな
り、 該レベルシフト部(5)よりDCFLレベルの電圧を取り出
すよう構成したことを特徴とするレベル変換回路。
1. A logic inverting section (4) comprising enhancement type field effect transistors (E 1 and E 2 ) connected in Darlington connection to which an ECL level input voltage is supplied, and a source comprising enhancement type field effect transistor (E 3 ). A level shift section (5) for level-shifting the output voltage of the logic inversion section (4) by a follower circuit, and a DCFL level voltage is taken out from the level shift section (5). Conversion circuit.
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