JP2864949B2 - レベル変換回路 - Google Patents

レベル変換回路

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JP2864949B2
JP2864949B2 JP5187029A JP18702993A JP2864949B2 JP 2864949 B2 JP2864949 B2 JP 2864949B2 JP 5187029 A JP5187029 A JP 5187029A JP 18702993 A JP18702993 A JP 18702993A JP 2864949 B2 JP2864949 B2 JP 2864949B2
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mos transistor
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喜代志 稲垣
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Nippon Electric Co Ltd
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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ECL(Emitter
Coupled Logic)論理振幅レベルをCM
OS(Complementary MOS)論理振幅
レベルに変換するレベル変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】 従来のこの種のレベル変換回路は図4
に示される(参照:特開昭63ー25880号公報の第
2図)。すなわち、PチャネルMOSトランジスタQp
1' 、Qp2' 、NチャネルMOSトランジスタQn1'
及び定電流源I1 よりなる差動回路1' と、Pチャネル
MOSトランジスタQp3' 、Qp4' 、NチャネルMO
SトランジスタQn2' 及び定電流源I2 よりなる差動
回路' と、NPNトランジスタQ1 、レベルシフト用
NPNトランジスタQ2 及びNチャネルMOSトランジ
スタQn3' よりなるプッシュプル出力回路3' とが設
けられている。差動回路1' 、2' にはECL論理振幅
レベルの2つの相補的入力信号I、I' が反対に供給さ
れる。
【0003】図4の回路においては、図5の(A)に示
す入力信号I、I' が差動回路1'、2' に供給される
と、差動回路1' 、2' の各出力信号OUT1、OUT
2は、図5の(B)に示すごとく、互に逆相で変化し、
この場合の論理振幅はVDD−VSSとなり、この結果、プ
ッシュプル出力回路3’の出力信号OUT3は、図4の
(C)に示すごとく、CMOS論理振幅レベルとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4の
レベル変換回路においては、差動回路1’、2’の出力
信号OUT1、OUT2の論理振幅が大きく、従って、
動作速度が小さいという課題がある。なお、動作速度を
向上させるためには、トランジスタのサイズを大きくす
ればよいが、この場合には、集積度の低下及び消費電力
の増大を招くことになる。従って、本発明の目的は、動
作速度が大きいレベル変換回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、ECL論理振幅レベルの相補的入力信号
を受信する第1、第2の差動回路を設ける。第1の差動
回路の出力レベルのローレベルはCMOSレベル
(VSS)とし、ハイレベルはCMOSレベルのハイレベ
ル(VDD)とローレベル(VSS)との中間レベルとす
る。他方、第2の差動回路の出力レベルのローレベルは
CMOSレベルのハイレベル(VDD)とローレベル(V
SS)との中間レベルとし、ハイレベルはCMOSレベル
のハイレベル(VDD)とする。コンプリメンタリプッシ
ュプル出力回路は第1の差動回路のローレベル出力によ
ってCMOS論理のハイレベル出力を発生し、第2の差
動回路のハイレベル出力によってCMOS論理のローレ
ベル出力を発生する。
【作用】上述の手段によれば、第1、第2の差動回路の
出力論理振幅は小さくなる。
【0006】
【実施例】図1は本発明に係るレベル変換回路の第1の
実施例を示す回路図である。図1に示すレベル変換回路
は、差動回路1、2及びプッシュプル出力回路3よりな
る。
【0007】差動回路1は、ECL論理振幅レベルの入
力信号I、I' を受信するPチャネルMOSトランジス
タQp1 、Qp2 、レベルシフト用のダイオードD1
3、D4 〜D6 、及びカレントミラー回路を構成する
NチャネルMOSトランジスタQn1 、Qn2 よりな
る。また、差動回路2は、ECL論理振幅レベルの入力
信号I' 、Iを受信するNチャネルMOSトランジスタ
Qn3 、Qn4 、これらに共通接続した定電流源IO
及びカレントミラー回路を構成するPチャネルMOSト
ランジスタQp3 、Qp4 よりなる。
【0008】差動回路1のPチャネルMOSトランジス
タPp2 とダイオードD4 〜D6 との接続ノードと、差
動回路2のPチャネルMOSトランジスタQp3 とNチ
ャネルMOSトランジスタQn3 との接続ノードとは接
続されている。つまり、カレントミラー回路(Qn1
Qn2 )の共通ゲートはダイオードD4 〜D6 を介して
カレントミラー回路(Qp3 、Qp4 )の共通ゲートに
接続されている。また、コンプリメンタリプッシュプル
出力回路3は、差動回路1の出力信号OUT1によって
制御されるNチャネルMOSトランジスタQn5 及び差
動回路2の出力信号OUT2によって制御されるPチャ
ネルMOSトランジスタOp5 により構成されている。
【0009】図2を参照して図1の回路動作を説明す
る。始めに、図2の(A)に示すごとく、入力信号Iが
ハイレベル、入力信号I'がローレベルとなると、差動
回路1において、PチャネルMOSトランジスタQp1
はオフとなり、PチャネルMOSトランジスタQp2
オンとなる。この結果、NチャネルMOSトランジスタ
Qn2 のゲート電圧は、 VDD−|Vthp|−Vd (1) ただし、VthpはPチャネルMOSトランジスタのし
きい値電圧、VdはダイオードD4 〜D6 によるレベル
シフト量であり、VSS=0Vとする。このとき、 VDD−|Vthp|─Vd>Vthn ただし、VthnはNチャネルMOSトランジスタのし
きい値電圧、条件のもとでは、NチャネルMOSトラン
ジスタQn1 はオンとなり、従って、差動回路1のNチ
ャネルMOSトランジスタQn1 のドレインの電荷は抜
かれて差動回路1の出力信号OUT1は図2の(B)に
示すごとくローレベルVSS(=0V)となる。他方、差
動回路2においては、NチャネルMOSトランジスタQ
3 はオフとなり、NチャネルMOSトランジスタQn
4 はオンとなる。この結果、PチャネルMOSトランジ
スタQp4 に電流が流れ、差動回路2の出力信号OUT
2の電位は低下するが、このとき、PチャネルMOSト
ランジスタQp4はPチャネルMOSトランジスタQp
3 とカレントミラー回路を構成しており、しかもPチャ
ネルMOSトランジスタQp3 に流れる電流は差動回路
1のNチャネルMOSトランジスタQn2 に流れる電流
によって制限されるので、差動回路2の出力信号OUT
2の電位低下は制限され、たとえば図2の(B)に示す
ごとくVDD/2程度のVDDとVSS(=0V)との中間レ
ベルとなる。従って、コンプリメンタリプッシュプル出
力回路3のPチャネルMOSトランジスタQp5 はゲー
ト電圧VDD/2によりオンとなり、他方、NチャネルM
OSトランジスタQn5 はゲート電圧0Vによりオフと
なり、出力信号OUT3は図2の(C)に示すごとくV
DDレベルとなる。つまり、CMOS論理振幅のハイレベ
ルとなる。
【0010】次に、図2の(A)に示すごとく、入力信
号Iがローレベル、入力信号I’がハイレベルとなる
と、差動回路1において、PチャネルMOSトランジス
タQp1 はオンとなり、PチャネルMOSトランジスタ
Qp2 はオフとなる。この結果、NチャネルMOSトラ
ンジスタQn1 もオンとなる。このとき、NチャネルM
OSトランジスタQn1 のゲート電圧は、 VDD−|Vthp|−Vd(>Vthn) (2) である。他方、差動回路2においては、NチャネルMO
SトランジスタQn3 はオンとなり、NチャネルMOS
トランジスタQn4 はオフとなる。この結果、差動回路
2の出力信号OUT2はVDDレベルとなる。従って、コ
ンプリメンタリプッシュプル出力回路3のPチャネルM
OSトランジスタQp5 はゲート電圧VDDレベルによっ
てオフとなり、他方、NチャネルMOSトランジスタQ
5 はゲート電圧VDD−|Vthp|−Vdによりオン
となり、出力信号OUT3は図2の(C)に示すごとく
SSレベル(=0V)となる。つまり、CMOS論理振
幅のローレベルとなる。
【0011】このようにして、差動回路1の出力信号O
UT1においては、ローレベルがVSS(=0V)、ハイ
レベルがVDD−|Vthp|−Vdの中間レベルであ
り、差動回路2の出力信号OUT2においては、ローレ
ベルがVDD/2の中間レベル、ハイレベルがVDDであ
り、従って、差動回路1、2の出力信号OUT1、OU
T2の振幅は共に小さくなり、動作速度を向上できる。
【0012】図3は本発明に係わるレベル変換回路の第
2の実施例を示す回路図である。図3においては、図1
のダイオードD1 〜D3 、D4 〜D6 の代りに、Nチャ
ネルMOSトランジスタQn6 、Qn7 を設けてある。
これにより、上述の(1)、(2)式は、Vref−V
thn(>Vthn)となる点を除き、図3の回路動作
は図1の図路動作と同一となる。
【0013】以上説明したように本発明によれば、差動
回路の出力振幅を小さくしたので、動作速度を大きくで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレベル変換回路の第2の実施例を
示す回路図である。
【図2】図1の回路動作を説明するタイミング図であ
る。
【図3】本発明に係るレベル変換回路の第2の実施例を
示す回路図である。
【図4】従来のレベル変換回路を示す回路図である。
【図5】図4の回路動作を説明するタイミング図であ
る。
【符号の説明】
I、I' …入力信号 Qp1 、Qp2 、Qp3 、Qp4 、Qp5 …Pチャネル
MOSトランジスタ Qn1 、Qn2 、Qn3 、Qn4 、Qn5 …Nチャネル
MOSトランジスタ D1 〜D6 …ダイオード I0 、I1 、I2 …定電流源 1、2…差動回路 3…コンプリメンタリプッシュプル出力回路 1' 、2' …差動回路 3' …プッシュプル出力回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1、第2の電源端子(V DD 、V SS
    と、 該第1の電源端子にソースが接続され、第1、第2の入
    力信号(I、I')をゲートに受ける差動型の第1、第2
    の第1導電型MOSトランジスタ(Q p1 、Q p2 )と、 前記第2の電源端子にソースが接続され、ゲートが共通
    接続されたカレントミラー型の第1、第2の第2導電型
    MOSトランジスタ(Q n1 、Q n2 ) と、 前記第1の第1導電型MOSトランジスタのドレインと
    前記第1の第2導電型MOSトランジスタのドレインと
    の間に接続された第1のレベルシフト手段(D 1 〜D 3
    n6 ) と、 前記第2の第1導電型MOSトランジスタのドレインと
    前記第2の第2導電型MOSトランジスタのドレインと
    の間に接続された第2のレベルシフト手段(D 4 〜D 6
    n7 ) と、 前記第2の電源端子に接続された定電流源(I 0 )と、 該定電流源にソースが接続され、前記第1、第2の入力
    信号(I、I')をゲートに受ける差動型の第3、第4の
    第2導電型MOSトランジスタ(Q n3 、Q n4 )と、 前記第1の電源端子にソースが接続され、前記第3、第
    4の第2導電型MOSトランジスタの各ドレインにドレ
    インが接続され、ゲートが共通接続されたカレントミラ
    ー型の第3、第4の第1導電型MOSトランジスタ(Q
    p3 、Q p4 ) と、 前記第1の電源端子と出力端子との間に接続され、前記
    第4の第2導電型MOSトランジスタ及び前記第4の第
    1の導電型MOSトランジスタのドレインにゲートが接
    続された第5の第1導電型MOSトランジスタ(Q P5
    と、 前記第2の電源端子と前記出力端子との間に接続され、
    前記第1の第2導電型MOSトランジスタのドレインに
    ゲートが接続された第5の第2導電型MOSトランジス
    タ(Q n5 )と、 を具備し、前記第1、第2の第2導電型MOSトランジ
    スタの共通ゲートは該第2の第2導電型MOSトランジ
    スタのドレイン、前記第2のレベルシフト手段を介して
    前記第3、第4の第1導電型MOSトランジスタの共通
    ゲート及び該第 3の第1導電型MOSトランジスタのド
    レインに接続されたレベル変換回路。
  2. 【請求項2】 前記第1の電源端子の電圧は前記第2の
    電源端子より高く、前記第1導電型がPチャネル型、前
    記第2導電型がNチャネル型である請求項1に記載のレ
    ベル変換回路。
  3. 【請求項3】 前記第1の電源端子の電圧は前記第2の
    電源端子より低く、前記第1導電型がNチャネル型、前
    記第2導電型がPチャネル型である請求項1に記載のレ
    ベル変換回路。
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JP3718069B2 (ja) 1998-11-27 2005-11-16 株式会社Neomax 永久磁石式発電機およびそれを持ったディスケット
EP1005140A2 (en) 1998-11-27 2000-05-31 Hitachi Metals, Ltd. Diskette incorporating permanent magnet generator with low leakage flux

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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