JP2728026B2 - 電流モード半導体集積回路 - Google Patents

電流モード半導体集積回路

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JP2728026B2
JP2728026B2 JP7111730A JP11173095A JP2728026B2 JP 2728026 B2 JP2728026 B2 JP 2728026B2 JP 7111730 A JP7111730 A JP 7111730A JP 11173095 A JP11173095 A JP 11173095A JP 2728026 B2 JP2728026 B2 JP 2728026B2
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利一 吉野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バッファやインバータ
として使用される電流モード半導体集積回路に関し、特
にMOS電流モード半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来バッファやインバータ等に使用され
る差動増幅回路型の電流モードの半導体集積回路では、
例えば図2に示すMOS電流モード半導体集積回路のよ
うに、入力端子IN201およびINB202より差動
信号を入力するnMOSトランジスタ21および22
と、入力端子RFN203に適当な電圧を加えることに
より定電流源となるnMOSトランジスタ23および入
力端子RFP204に適当な電圧を加えて所望の振幅を
得るための負荷として使用するpMOSトランジスタ2
4および25とを有している。
【0003】次に動作について説明する。正の電源電圧
DDを電源端子207に、所望の定電流と振幅を得るた
めの電圧を入力端子RFN203および入力端子RFP
204に与えた状態において、まず、入力端子IN20
1に“High”の、入力端子INB202に“Lo
w”の信号を入力する。するとnMOSトランジスタ2
1はONとなり定電流源トランジスタ23と同量の電流
が流れ、出力端子OUTB205からは「VDD−所望振
幅」の“Low”信号が出力され、一方nMOSトラン
ジスタ22はOFFとなり出力端子OUT206からは
DDと同レベルの“High”信号が出力される。
【0004】また、入力端子IN201に“Low”
の、入力端子INB202に“High”の信号を入し
た場合にはnMOSトランジスタ21がOFFに、nM
OSトランジスタ22がONとなり、出力端子OUT2
06からは“Low”信号が、出力端子OUTB205
からは“High”信号が出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のバッファやイン
バータ等に使用される差動増幅回路型の電流モード半導
体集積回路では、入力端子に必ず差動信号を入力する必
要があるため2本のペアで入力配線を実施する必要があ
った。また、2本のペア配線を実施する場合差動の信号
間にスキュー差を無くす必要があり、配線領域に制約が
あるときには配線が困難であった。
【0006】本発明の目的は、差動トランジスタの入力
回線が1本で配線が容易な、バッファやインバータ等に
使用される電流モードの半導体集積回路を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電流モード半導
体集積回路は、以下の構成となっている。
【0008】ighもしくはLow信号が差動トラン
ジスタのゲート端子に入力され、一対の差動トランジス
タのドレーンを差動出力とする差動増幅回路型の電流モ
ード半導体集積回路であって、差動増幅回路は、第1の
pMOSトランジスタおよび第2のpMOSトランジス
タと、差動トランジスタとしての第1のnMOSトラン
ジスタおよび第2のnMOSトランジスタと、定電流源
となる第3のnMOSトランジスタとからなり、第1の
pMOSトランジスタと第2のpMOSトランジスタの
各ゲートには第1の所望の外部電圧が共通に印加される
とともに各ドレインには電源出力が印加されており、第
1のnMOSトランジスタおよび第2のnMOSトラン
ジスタの各ソースは共通に第3のnMOSトランジスタ
を介して接地され、第1のnMOSトランジスタおよび
第2のnMOSトランジスタの各ドレインは第1のpM
OSトランジスタおよび第2のpMOSトランジスタの
ソースと第1の外部出力端子および第2の外部出力端子
にそれぞれ接続され、第1のnMOSトランジスタのゲ
ートは外部入力端子に接続され、第2のnMOSトラン
ジスタのゲートは第1のnMOSトランジスタのドレイ
ンに接続され、第3のnMOSトランジスタのゲートに
は第2の所望の外部電圧が印加されている。 また、第1
のpMOSトランジスタおよび第2のpMOSトランジ
スタを所定の抵抗値を持った第1の抵抗および第2の抵
抗に置換してもよい。
【0009】
【作用】第1の差動トランジスタの入力端子に“Hig
h”信号を入力すると、第1の差動トランジスタはON
となり、定電流源トランジスタと同量の電流が流れ第1
の差動トランジスタ側の外部出力端子は「VDD−所望振
幅」の“Low”信号を出力する。従って同じ外部出力
をゲート電圧として入力する第2の差動トランジスタは
OFFとなり、第2の差動トランジスタ側の回路の外部
出力端子はVDDと同レベルの“High”信号を出力す
る。
【0010】また、第1の差動トランジスタの入力端子
に“Low”信号を入力すると、第1の差動トランジス
タはOFFとなり、第1の差動トランジスタ側の外部出
力端子はVDDと同レベルの“High”信号を出力す
る。従って同じ外部出力をゲート電圧として入力する第
2の差動トランジスタはONとなり、第2の差動トラン
ジスタ側の外部出力端子は「VDD−所望振幅」の“Lo
w”信号を出力する。
【0011】MOS電流モード半導体集積回路を使用す
ることによってFETの特徴である高入力インピーダン
ス等の効果が得られ、所望の振幅を得る負荷としてpM
OSトランジスタを用いることによって出力の振幅を可
変とすることができる。
【0012】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0013】図1は、本発明の実施例のMOS電流モー
ド(以下MCMLと略す)半導体集積回路の回路構成図
である。
【0014】本発明のMCML半導体集積回路は、図1
に示すように、入力端子IN101より信号を入力する
nMOSトランジスタ11と、入力端子RFN103に
適当な電圧を印加することにより定電流源となるnMO
Sトランジスタ13および入力端子RFP104に適当
な電圧を印加して、所望の振幅を得るための負荷として
使用するpMOSトランジスタ14および15と、トラ
ンジスタ14のソースをゲート電圧として入力するnM
OSトランジスタ12を有している。
【0015】次に動作について説明する。正の電源電圧
DDを電源端子107に、所望の定電流と振幅を得るた
めの電圧を入力端子RFN103と入力端子RFP10
4に印加した状態において、入力端子IN101に“H
igh”信号を入力すると、nMOSトランジスタ11
はONとなり、定電流源トランジスタ13と同量の電流
が流れpMOSトランジスタ14のソースである出力端
子OUTB105は「VDD−所望振幅」の“Low”信
号を出力する。従って同じpMOSトランジスタ14の
ソースをゲート電圧として入力するnMOSトランジス
タ12はOFFとなり、pMOSトランジスタ15のソ
ースである出力端子OUT106はVDDと同レベルの
“High”信号を出力する。
【0016】また、入力端子IN101に“Low”信
号を入力すると、nMOSトランジスタ11はOFFと
なり、pMOSトランジスタ14のソースである出力端
子OUTBはVDDと同レベルの“High”信号を出力
する。従って同じpMOSトランジスタ14のソースを
ゲート電圧として入力するnMOSトランジスタ12は
ONとなり、pMOSトランジスタ15のソース出力端
子であるOUT106は「VDD−所望振幅」の“Lo
w”信号を出力する。
【0017】以上のごとく、入力端子IN101に“H
igh”信号を入力するのみで出力端子OUTB105
は“Low”信号を出力し、出力端子OUT106は
“High”信号を出力する。また、入力端子IN10
1に“Low”信号を入力するのみで出力端子OUTB
105は“High”信号を出力し、出力端子OUT1
06は“Low”信号を出力する。
【0018】また、本実施例では所望の振幅を得る負荷
としてpMOSトランジスタを用い印加する電圧によっ
て負荷を可変としたが、負荷を一定としてよい場合はト
ランジスタに変えて抵抗を負荷としてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、バッファ
やインバータとして使用するMCML半導体集積回路に
おいて、一方の差動トランジスタのゲートが他の差動ト
ランジスタ側の出力端子に接続されているので、従来例
と同様の出力を得ながら入力信号を1本にできるという
効果を有する。
【0020】また、これにより差動信号の入力のスキュ
ー差をなくするために、2本の入力配線の等長配線を考
慮する必要がなくなり、容易に配線が実施できる。
【0021】MCML半導体集積回路を使用することに
よってFETの特徴である高入力インピーダンス等の効
果が得られ、所望の振幅を得る負荷としてpMOSトラ
ンジスタを用いることによって出力の振幅を可変とする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のMOS電流モード半導体集積
回路の回路図である。
【図2】従来のMOS電流モード半導体集積回路の回路
図である。
【符号の説明】
11、21 差動動作用の第1のnMOSトランジス
タ 12、22 差動動作用の第2のnMOSトランジス
タ 13、23 定電流源用の第3のnMOSトランジス
タ 14、24 負荷用の第1のpMOSトランジスタ 15、25 負荷用の第2のpMOSトランジスタ 101、201 入力端子IN 202 入力端子INB 103、203 入力端子RFN 104、204 入力端子RFP 105、205 第1の出力端子OUTB 106、206 第2の出力端子OUT 107、207 電源入力端子VDD

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 HighもしくはLow信号が差動トラ
    ンジスタのゲート端子に入力され、一対の差動トランジ
    スタのドレーンを差動出力とする差動増幅回路型の電流
    モード半導体集積回路であって、 前記差動増幅回路は、 第1のpMOSトランジスタおよび第2のpMOSトラ
    ンジスタと、 差動トランジスタとしての第1のnMOSトランジスタ
    および第2のnMOSトランジスタと、 定電流源となる第3のnMOSトランジスタと、からな
    り、 前記第1のpMOSトランジスタと第2のpMOSトラ
    ンジスタの各ゲートには第1の所望の外部電圧が共通に
    印加されるとともに各ドレインには電源出力が印加され
    ており、 前記第1のnMOSトランジスタおよび第2のnMOS
    トランジスタの各ソースは共通に第3のnMOSトラン
    ジスタを介して接地され、 前記第1のnMOSトランジスタおよび第2のnMOS
    トランジスタの各ドレインは前記第1のpMOSトラン
    ジスタおよび第2のpMOSトランジスタのソースと第
    1の外部出力端子および第2の外部出力端子にそれぞれ
    接続され、 前記第1のnMOSトランジスタのゲートは外部入力端
    子に接続され、 前記第2のnMOSトランジスタのゲートは前記第1の
    nMOSトランジスタのドレインに接続され、 前記第3のnMOSトランジスタのゲートには第2の所
    望の外部電圧が印加されていることを特徴とする電流モ
    ード半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電流モード半導体集積回
    路において、 前記第1のpMOSトランジスタおよび第2のpMOS
    トランジスタを所定の抵抗値を持った第1の抵抗および
    第2の抵抗に置換したことを特徴とする電流モード半導
    体集積回路。
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