JP2870014B2 - ECL circuit - Google Patents

ECL circuit

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JP2870014B2
JP2870014B2 JP1106235A JP10623589A JP2870014B2 JP 2870014 B2 JP2870014 B2 JP 2870014B2 JP 1106235 A JP1106235 A JP 1106235A JP 10623589 A JP10623589 A JP 10623589A JP 2870014 B2 JP2870014 B2 JP 2870014B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はECL回路に関し、特にそのエミッタフォロワ
出力回路部の回路構成に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ECL circuit, and more particularly to a circuit configuration of an emitter follower output circuit section.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、高速論理回路として多く用いられているもの
に、差動増幅回路とエミッタフォロワ出力回路を組合せ
たECL回路がある。このエミッタフォロワ出力回路部
は、差動増幅回路の出力をレベルシフトするものである
が、高速動作として次の働きをする。
Conventionally, an ECL circuit combining a differential amplifier circuit and an emitter follower output circuit has been widely used as a high-speed logic circuit. This emitter-follower output circuit is for level-shifting the output of the differential amplifier circuit, and performs the following operation as a high-speed operation.

差動増幅回路出力が低電位レベル(以下ロウという)
から高電位レベル(以下ハイという)に変化した場合、
出力に接続された負荷容量は、エミッタフォロワ出力ト
ランジスタにより充電されるため、高速で立上がる。ま
た、差動増幅回路出力がハイからロウに変化した場合、
負荷容量は出力と低位側電源との間に接続された比較的
低インピーダンスの抵抗もしくは定電流源により放電さ
れ、高速に立下がり、このエミッタフォロワ出力回路の
働きにより、高速動作を実現している。
The output of the differential amplifier circuit is at a low potential level (hereinafter referred to as low)
From high to high potential level (hereinafter referred to as high)
The load capacitance connected to the output rises at a high speed because it is charged by the emitter follower output transistor. Also, when the output of the differential amplifier circuit changes from high to low,
The load capacitance is discharged by a relatively low-impedance resistor or constant current source connected between the output and the lower power supply, falls at a high speed, and achieves high-speed operation by the function of the emitter follower output circuit. .

第3図は従来の終端抵抗構成によるECL回路の一例の
回路図を示す。図において、入力トランジスタ8,9の各
ベースはそれぞれ入力端子1,2へ接続され、各エミッタ
は共通接続されて定電流源7を介して低位側電源5に接
続され、各コレクタは共通接続されて提供12を介して高
位側電源4に接続されている。また、比較トランジスタ
10のベースには基準電圧6が印加され、エミッタは入力
トランジスタ8,9のエミッタに接続され、コレクタは抵
抗13を介して高位側電源4に接続され、このコレクタか
ら出力信号を取出し差動増幅回路が構成される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional ECL circuit having a terminating resistor configuration. In the figure, the bases of input transistors 8 and 9 are connected to input terminals 1 and 2, respectively, the emitters are connected in common and connected to a lower power supply 5 via a constant current source 7, and the collectors are connected in common. Connected to the higher power supply 4 via the supply 12. Also compare transistor
The reference voltage 6 is applied to the base of the transistor 10, the emitter is connected to the emitters of the input transistors 8 and 9, the collector is connected to the higher power supply 4 via the resistor 13, and an output signal is taken out from the collector to obtain a differential amplifier. A circuit is configured.

一方、エミッタフォロワトランジスタ11のベースは、
差動増幅回路の出力である比較トランジスタ10のコレク
タに接続され、コレクタは高位側電源4に接続され、エ
ミッタは抵抗14を介して低位側電源5に接続され、エミ
ッタフォロワ出力回路がエミッタフォロワトランジスタ
11と抵抗14により構成され、ECL回路の出力は出力端子
3に接続される。
On the other hand, the base of the emitter follower transistor 11 is
The output of the differential amplifier circuit is connected to the collector of a comparison transistor 10, the collector is connected to the higher power supply 4, the emitter is connected to the lower power supply 5 via a resistor 14, and the emitter follower output circuit is connected to the emitter follower transistor.
The output of the ECL circuit is connected to the output terminal 3.

この回路で、入力端子1,2の信号に対し出力端子3の
信号はOR論理となる。なお、負荷容量15は出力端子3の
負荷容量であり、次段のECL回路の入力端子へ接続する
配線の容量等を含む。
In this circuit, the signal of the output terminal 3 becomes OR logic with respect to the signal of the input terminals 1 and 2. The load capacitance 15 is the load capacitance of the output terminal 3 and includes the capacitance of the wiring connected to the input terminal of the next stage ECL circuit.

このECL回路の高速動作は、エミッタフォロワトラン
ジスタ11による負荷容量15の充電、抵抗14による負荷容
量15の放電により実現される。
This high-speed operation of the ECL circuit is realized by charging the load capacitance 15 by the emitter follower transistor 11 and discharging the load capacitance 15 by the resistor 14.

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

このようなECL回路を用いて集積回路を構成した場
合、エミッタフォロワ型出力トランジスタのエミッタと
低位側電源間に接続されるべき抵抗もしくは定電流源
が、存在しなくとも論理は正常に動作するが、立下がり
の動作速度度は極端に遅くなる。
When an integrated circuit is configured using such an ECL circuit, the logic operates normally even if there is no resistor or constant current source to be connected between the emitter of the emitter-follower type output transistor and the lower power supply. , The falling operation speed becomes extremely slow.

第3図において、抵抗14が回路上ない場合でも比較ト
ランジスタ10のコレクタ電域がハイのとき出力端子3も
ハイとなる。ここで比較トランジスタ10のコレクタ電位
がロウに変化した時、出力端子3は次段のECL回路を駆
動できなくなりロウとなる。この場合、負荷容量15に蓄
積された電荷は次段のECL回路のベース入力電流により
放電させることになり抵抗14による低インピーダンスの
放電経路がないため応答は極めて遅くなる。
In FIG. 3, even when the resistor 14 is not provided on the circuit, the output terminal 3 becomes high when the collector electric range of the comparison transistor 10 is high. Here, when the collector potential of the comparison transistor 10 changes to low, the output terminal 3 cannot drive the next-stage ECL circuit and becomes low. In this case, the charge stored in the load capacitance 15 is discharged by the base input current of the next stage ECL circuit, and the response becomes extremely slow because there is no low-impedance discharge path by the resistor 14.

集積回路を製造する場合、信号配線の断線、コンタク
ト開孔不良等はある確率で必ず発生するものである。こ
の種の不良は通常、回路動作試験にて除去されるべきも
のであるが、第3図における抵抗14のみが回路接続され
ていないというような不良は、論理が正常となるため、
回路動作試験では除去できない。そのため、他の論理回
路では動作試験および消費電流試験を行なうことによ
り、回路の延長時間試験を省くことが可能であっても、
ECL回路では別に遅延時間試験を行なわない限り、この
種の不良を除去できないという問題がある。
When an integrated circuit is manufactured, disconnection of signal wiring, defective contact opening, and the like always occur with a certain probability. Usually, such a defect should be removed by a circuit operation test, but a defect in which only the resistor 14 in FIG. 3 is not connected to the circuit has a normal logic.
It cannot be removed by a circuit operation test. Therefore, even if it is possible to omit the extended time test of the circuit by performing the operation test and the current consumption test on other logic circuits,
The ECL circuit has a problem that this type of failure cannot be removed unless a delay time test is separately performed.

しかし、近年集積回路の大規模化に伴ない、ECL回路
により構成される集積回路内のエミッタフォロワ出力部
の数も多大なものとなっており、その全てに対し遅延時
間試験を行なうことは極めて難かしくなってきている。
However, as the scale of integrated circuits has increased in recent years, the number of emitter-follower output units in integrated circuits composed of ECL circuits has also become enormous, and it is extremely difficult to perform delay time tests on all of them. It's getting harder.

本発明の目的は、このような問題を解決し、エミッタ
フォロワ出力部のエミッタと低位側電源間を接続してい
る低インピーダンス電流経路がなくなった場合、出力端
子のレベルが論理的にハイに固定となるようにし、回路
上の不具合を回路動作試験にて検出することを可能とし
たECL回路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem, and when the low-impedance current path connecting the emitter of the emitter follower output unit and the lower power supply is eliminated, the level of the output terminal is logically fixed to high. It is an object of the present invention to provide an ECL circuit capable of detecting a defect on a circuit by a circuit operation test.

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

本発明の構成は、ECL回路部の出力側にエミッタフォ
ロワ型出力トランジスタを接続し、このエミッタフォロ
ワ型出力トランジスタのエミッタと低電位側電源との間
に終端抵抗あるいは定電流源が接続されて回路を構成す
るECL回路において、前記エミッタフォロワ型出力トラ
ンジスタのエミッタとベース間に、前記回路の動作レベ
ルに影響を与えない程度の電流を流す抵抗値の抵抗が接
続されたことを特徴とする。
According to the configuration of the present invention, an emitter-follower type output transistor is connected to the output side of the ECL circuit unit, and a terminating resistor or a constant current source is connected between the emitter of the emitter-follower type output transistor and the low potential side power supply. In the ECL circuit, a resistor having a resistance value for flowing a current that does not affect the operation level of the circuit is connected between the emitter and the base of the emitter-follower type output transistor.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1の実施例の回路図である。本実
施例は、従来例の第3図と同じ素子、端子については共
通の番号で記載しており、入力端子1,2の信号に対し出
力端子3にORの出力論理が得られることも同様である。
本実施例は第3図に対してエミッタフォロワトランジス
タのエミッタとベース間に抵抗16が挿入された点が相違
している。この抵抗16の抵抗値は論理上支障ないように
抵抗14に対し十分な高抵抗値が選択される。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same elements and terminals as those in FIG. 3 of the conventional example are described with common numbers, and the output logic of OR is obtained at the output terminal 3 with respect to the signals at the input terminals 1 and 2. It is.
This embodiment differs from FIG. 3 in that a resistor 16 is inserted between the emitter and base of the emitter follower transistor. A sufficiently high resistance value for the resistor 14 is selected for the resistance value of the resistor 16 so that there is no logical problem.

以下、この回路の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of this circuit will be described.

今、定電流源7の電流値を0.5mA,抵抗12,13の抵抗値
を1.2KΩ,エミッタフォロワトランジスタ11のベースに
印加される論理振幅は600mVとし、また高位側電源4の
電位を0V、低位側電源5の電位を−5.2Vとする。また、
抵抗14,16の抵抗値をそれぞれ4KΩ,10KΩとし、正常に
製造された場合のエミッタフォロワトランジスタ11の順
方向電圧VFは800mVとする。
Now, the current value of the constant current source 7 is 0.5 mA, the resistance values of the resistors 12 and 13 are 1.2 KΩ, the logic amplitude applied to the base of the emitter follower transistor 11 is 600 mV, the potential of the higher power supply 4 is 0 V, The potential of the lower power supply 5 is -5.2V. Also,
Resistance values of the resistors 14 and 16, respectively 4k, and 10 k.OMEGA, the forward voltage V F of the emitter follower transistor 11 when it is normally manufactured to 800 mV.

ここで抵抗16がない場合は、エミッタフォロワトラン
ジスタ11のベースには比較トランジスタ10のコレクタ電
位がハイで0mV、振幅を600mVとしたのでロウで−600mV
の電位が印加されるが、抵抗16がある場合は、抵抗16の
両端電位が800mVであるので、0.08mAの電流が流れ、こ
の電流が抵抗13に加わることから96mVがハイおよびロウ
レベルに加算され、エミッタフォロワトランジスタ11の
ベースに印加されるハイは−96mV,ロウは−696mVとな
る。順方向電圧VFが800mVであるため、出力端子3のハ
イは−896mV,ロウは−1496mVとなり、このとき抵抗14に
流れる電流はハイ時が1.076mA、ロウ時が0.926mAとな
る。
Here, when the resistor 16 is not provided, the collector potential of the comparison transistor 10 is 0 mV at the high level and −600 mV at the low level since the amplitude is 600 mV at the base of the emitter follower transistor 11.
However, if the resistor 16 is present, the potential at both ends of the resistor 16 is 800 mV, so a current of 0.08 mA flows, and since this current is applied to the resistor 13, 96 mV is added to the high and low levels. The high applied to the base of the emitter follower transistor 11 is -96 mV, and the low applied is -696 mV. Since the forward voltage V F is 800 mV, high output terminal 3 -896MV, wax becomes -1496MV, the current flowing through the resistor 14 at this time when the high is 1.076MA, when wax is 0.926MA.

このように抵抗16によりハイ,ロウのレベルシフト値
は変化するものの回路の基本動作は従来例と同じである
ため、回路動作の高速性は維持できる。
As described above, although the high and low level shift values are changed by the resistor 16, the basic operation of the circuit is the same as that of the conventional example, so that high-speed circuit operation can be maintained.

ここで抵抗14が製造上の不具合により、接続されない
場合を考える。
Here, it is assumed that the resistor 14 is not connected due to a manufacturing defect.

この場合、出力端子3の負荷として、第1図と同じ回
路の入力端子1に相当するものが6回路接続されてお
り、全てのトランジスタのhFEが100であるとする。この
とき定電流源が0.5mAであるから、入力端子1のベース
電流は0.005mAとなり、また6個分の負荷であるから、
出力端子から流れ出す合計の負荷駆動電流は0.03mAとな
り、元々のエミッタフォロワ電流(約1mA)に比較し極
端に少なくなる。この電流は抵抗16に流れ、抵抗16の両
端電圧は300mVとなる。
In this case, as the load of the output terminal 3, which corresponds to the input terminal 1 of the same circuit as FIG. 1 are 6 circuit connection, the h FE of all the transistors is 100. At this time, since the constant current source is 0.5 mA, the base current of the input terminal 1 is 0.005 mA.
The total load drive current flowing from the output terminal is 0.03 mA, which is extremely smaller than the original emitter follower current (about 1 mA). This current flows through the resistor 16 and the voltage across the resistor 16 becomes 300 mV.

この電圧ではエミッタフォロワトランジスタ11はオン
せず、抵抗16がない場合、前述と同様に比較トランジス
タ10のコレクタ電位がハイで0mV、ロウで−600mVの電位
が印加されるが、抵抗16がある場合は、抵抗13と抵抗16
を0.03mAの電流が流れるため、比較トランジスタ10のコ
レクタ電位はハイで−36mV、ロウで−636mVとなる。こ
の際抵抗16の両端電圧が300mVであるから、結局出力端
子3の8レベルはハイ時に−336mV,ロウ時に−936mVと
なり、論理的にロウと扱われない電位となり、すなわち
ハイ固定となる。従って、抵抗14が接続されていないこ
とを論理動作試験で検出可能となる。
At this voltage, the emitter follower transistor 11 does not turn on and the resistor 16 is not provided.If the collector potential of the comparison transistor 10 is high, 0 mV is applied, and if the resistor is low, −600 mV is applied. Is resistance 13 and resistance 16
Therefore, the collector potential of the comparison transistor 10 becomes -36 mV when high and -636 mV when low. At this time, since the voltage between both ends of the resistor 16 is 300 mV, the eight levels of the output terminal 3 become -336 mV when high, and -936 mV when low, which is a potential that is not logically treated as low, that is, fixed at high. Therefore, the fact that the resistor 14 is not connected can be detected by the logic operation test.

本実施例では、エミッタフォロワ用の抵抗14の終端電
位を低位側電位5の−5.2Vとしたが、回路構成上、エミ
ッタフォロワ終端用の別電源に終端する場合もあり、全
く同様の説明ができる。
In this embodiment, the terminating potential of the emitter follower resistor 14 is set to the lower potential 5 of −5.2 V. However, due to the circuit configuration, the terminating potential may be terminated to another power source for terminating the emitter follower. it can.

第2図は本発明の第2の実施例の回路図である。本実
施例は、第1図の抵抗14を定電流源17に置き替えたもの
であり、その他の回路構成は全て第1図と同一である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the resistor 14 in FIG. 1 is replaced by a constant current source 17, and all other circuit configurations are the same as those in FIG.

この場合、定電流源17の電流値を1mAとすれば、出力
端子3のハイ,ロウにかかわりなくこの電流値は一定で
あり、また抵抗14を定電流源17に置き替えれば、正常に
製造された場合の出力レベルの関係は、第1図の場合と
同様に説明できる。
In this case, if the current value of the constant current source 17 is 1 mA, this current value is constant regardless of whether the output terminal 3 is high or low. The relationship between the output levels in the case of the above can be explained similarly to the case of FIG.

このように第2の実施例においても、定電流源17が接
続されていない場合には出力端子3の電位はハイ固定と
なり、論理動作試験において、その不具合を検出可能と
なる。
As described above, also in the second embodiment, when the constant current source 17 is not connected, the potential of the output terminal 3 is fixed to high, and the failure can be detected in the logic operation test.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、ECL回路のエミッタフ
ォロワトランジスタのエミッタとベース間に抵抗を挿入
することにより、出力端子の負荷容量の放電用素子が回
路上接続されないような不具合が生じた場合でも、論理
動作試験だけによりその不具合を検出することができる
という効果がある。
As described above, according to the present invention, by inserting a resistor between the emitter and base of the emitter-follower transistor of the ECL circuit, even if a failure occurs such that the discharge element of the load capacitance of the output terminal is not connected on the circuit. This has the effect that the defect can be detected only by the logical operation test.

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

第1図,第2図は本発明の第1および第2の実施例の回
路図、第3図は従来のECL回路の一例の回路図である。 1,2……入力端子、3……出力端子、4……高位側電
源、5……低位側電源、6……基準電圧、7,17……定電
流源、8,9……入力トランジスタ、10……比較トランジ
スタ、11……エミッタフォロワトランジスタ、12,13,1
4,16……抵抗、15……負荷容量。
1 and 2 are circuit diagrams of first and second embodiments of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of an example of a conventional ECL circuit. 1,2 ... input terminal, 3 ... output terminal, 4 ... higher power supply, 5 ... lower power supply, 6 ... reference voltage, 7,17 ... constant current source, 8,9 ... input transistor , 10 ... Comparison transistor, 11 ... Emitter follower transistor, 12,13,1
4,16: Resistance, 15: Load capacity.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ECL回路部の出力側にエミッタフォロワ型
出力トランジスタを接続し、このエミッタフォロワ型出
力トランジスタのエミッタと低電位側電源との間に終端
抵抗あるいは定電流源が接続されて回路を構成するECL
回路において、前記エミッタフォロワ型出力トランジス
タのエミッタとベース間に、前記回路の動作レベルに影
響を与えない程度の電流を流す抵抗値の抵抗が接続され
たことを特徴とするECL回路。
An emitter follower type output transistor is connected to an output side of an ECL circuit section, and a terminating resistor or a constant current source is connected between an emitter of the emitter follower type output transistor and a low potential side power supply to form a circuit. ECL to configure
An ECL circuit, wherein a resistor having a resistance value for flowing a current that does not affect an operation level of the circuit is connected between an emitter and a base of the emitter-follower type output transistor.
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