JP2882229B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2882229B2
JP2882229B2 JP5017151A JP1715193A JP2882229B2 JP 2882229 B2 JP2882229 B2 JP 2882229B2 JP 5017151 A JP5017151 A JP 5017151A JP 1715193 A JP1715193 A JP 1715193A JP 2882229 B2 JP2882229 B2 JP 2882229B2
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npn transistor
power supply
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supply terminal
collector
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州星 多胡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特に単相入力信号を相補信号に変換してレベルシフトし
て出力する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、この種の半導体集積回路の1例
が図2に示される。図2に示されるように、本従来例
は、ベースが入力端子105に接続され、コレクタが抵
抗24を介して高位側電源端子101に接続されるNP
Nトランジスタ21と、ベースが基準電源端子103に
接続され、コレクタが抵抗26を介して高位側電源端子
101に接続されて、エミッタがNPNトランジスタ2
1のエミッタに接続されるNPNトランジスタ22と、
コレクタがNPNトランジスタ21および22のエミッ
タに接続され、ベースが基準電源端子104に接続され
て、エミッタが抵抗25を介して低位側電源端子102
に接続されるNPNトランジスタ23と、コレクタが高
位側電源端子101に接続され、ベースがNPNトラン
ジスタ21のコレクタに接続されるNPNトランジスタ
27と、コレクタおよびベースが共にNPNトランジス
タ27のエミッタに接続され、エミッタが出力端子10
7に接続されるNPNトランジスタ28と、コレクタが
NPNトランジスタ28のエミッタに接続され、ベース
が基準電源端子104に接続されて、エミッタが抵抗3
0を介して低位側電源端子102に接続されるNPNト
ランジスタ29と、コレクタが高位側電源端子101に
接続され、ベースがNPNトランジスタ22のコレクタ
に接続されるNPNトランジスタ31と、コレクタおよ
びベースが共にNPNトランジスタ31のエミッタに接
続され、エミッタが出力端子106に接続されるNPN
トランジスタ32と、コレクタがNPNトランジスタ3
2のエミッタに接続され、ベースが基準電源端子104
に接続されて、エミッタが抵抗34を介して低位側電源
端子102に接続されるNPNトランジスタ33とによ
り構成される。
【0003】図2において、NPNトランジスタ23お
よび抵抗25、NPNトランジスタ29および抵抗3
0、NPNトランジスタ33および抵抗34は、それぞ
れ定電流源を構成している。入力端子105が基準電源
端子103の電位よりもハイレベルの場合には、NPN
トランジスタ21が導通し、NPNトランジスタ22が
非導通となり、これによりNPNトランジスタ23およ
び抵抗25の定電流源により生じる定電流は、全てNP
Nトランジスタ21および抵抗24の側に流れるため、
出力端子106のレベルは高位側電源端子101のレベ
ルよりもNPNトランジスタ31および32のベース・
エミッタ間電圧分だけ低位側にレベルシフトしたハイレ
ベルとなり、出力端子107のレベルは、高位側電源端
子101のレベルよりも抵抗24の電位ドロップおよび
NPNトランジスタ27および28のベース・エミッタ
間電圧だけ低位側にレベルシフトしたローレベルとな
る。
【0004】次に、入力端子105が基準電源端子10
3の電位よりも低いローレベルの場合には、NPNトラ
ンジスタ21が非導通となり、NPNトランジスタ22
が導通する。これにより、NPNトランジスタ23およ
び抵抗25の定電流源により生じる定電流は、全てNP
Nトランジスタ22および抵抗26の側に流れるため、
出力端子106のレベルは、高位側電源端子101のレ
ベルよりも抵抗26の電位ドロップおよびNPNトラン
ジスタ31および32のベース・エミッタ間電圧分だけ
低位側にレベルシフトしたローレベルとなり、出力端子
107のレベルは、高位側電源端子101のレベルより
もNPNトランジスタ27および28のベース・エミッ
タ間電圧だけ低位側にレベルシフトしたハイレベルとな
る。
【0005】即ち、図2の半導体集積回路は、入力端子
105に入力される信号に対して、同相信号が出力端子
106より出力され、逆相信号が出力端子107に出力
される相補出力回路を形成しており、入力端子105に
入力される信号レベルに対して、一定量低位側にレベル
シフトされた論理レベルの信号が出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の相補出
力回路を形成する半導体集積回路は、NPNトランジス
タおよび抵抗を含む数多くの回路素子を用いて形成され
ており、当該相補出力回路を種々の半導体集積回路に適
用する場合に、回路構成が煩雑に過ぎるという欠点があ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明の半導体集積
回路は、コレクタが第1の抵抗を介して高位側電源端子
に接続され、ベースが入力端子に接続される第1のNP
Nトランジスタと、コレクタが前記高位側電源端子に接
続され、ベースが第1の基準電源端子に接続されて、エ
ミッタが前記第1のNPNトランジスタのエミッタに接
続される第2のNPNトランジスタと、コレクタが前記
第1および第2のNPNトランジスタのエミッタならび
に第1の出力端子に接続され、ベースが第2の基準電源
端子に接続されて、エミッタが第2の抵抗を介して低位
側電源端子に接続される第3のNPNトランジスタと、
コレクタが前記高位側電源端子に接続され、ベースが
前記第1のNPNトランジスタのコレクタに接続される
第4のNPNトランジスタと、コレクタおよびベースが
共に前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続さ
れ、エミッタが第2の出力端子に接続される第5のNP
Nトランジスタと、コレクタが前記第5のNPNトラン
ジスタのエミッタに接続され、ベースが前記第2の基準
電源端子に接続されて、エミッタが第3の抵抗を介して
前記低位側電源端子に接続される第6のNPNトランジ
スタとを備え、相補出力回路として機能することを特徴
としている。
【0008】また、第2の発明の半導体集積回路は、コ
レクタが第1の抵抗を介して高位側電源端子に接続さ
れ、ベースが入力端子に接続される第1のNPNトラン
ジスタと、コレクタが前記高位側電源端子に接続され、
ベースが第1の基準電源端子に接続されて、エミッタが
前記第1のNPNトランジスタのエミッタに接続される
第2のNPNトランジスタと、コレクタおよびベースが
前記第1および第2のNPNトランジスタのエミッタに
接続され、エミッタが第1の出力端子に接続される第3
のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のNPN
トランジスタのエミッタに接続され、ベースが第2の基
準電源端子に接続されて、エミッタが第2の抵抗を介し
て低位側電源端子に接続される第4のNPNトランジス
タと、コレクタが前記高位側電源端子に接続され、ベー
スが前記第1のNPNトランジスタのコレクタに接続さ
れる第5のNPNトランジスタと、コレクタおよびベー
スが共に前記第5のNPNトランジスタのエミッタに接
続される第6のNPNトランジスタと、コレクタおよび
ベースが共に前記第6のNPNトランジスタのエミッタ
に接続され、エミッタが第2の出力端子に接続される第
7のNPNトランジスタと、コレクタが前記第7のNP
Nトランジスタのエミッタに接続され、ベースが前記第
2の基準電源端子に接続されて、エミッタが第3の抵抗
を介して前記低位側電源端子に接続される第8のNPN
トランジスタとを備え、相補出力回路として機能するこ
とを特徴としている。
【0009】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0010】図1(a)および(b)は、それぞれは本
発明の第1および第2の実施例を示す回路図である。図
1(a)に示されるように、第1の実施例は、ベースが
入力端子105に接続され、コレクタが抵抗4を介して
高位側電源端子101に接続されるNPNトランジスタ
1と、コレクタが高位側電源端子101に接続され、ベ
ースが基準電源端子103に接続されて、エミッタがN
PNトランジスタ1のエミッタに接続されるNPNトラ
ンジスタ2と、コレクタがNPNトランジスタ1および
2のエミッタと出力端子106とに接続され、ベースが
基準電源端子104に接続されて、エミッタが抵抗5を
介して低位側電源端子102に接続されるNPNトラン
ジスタ3と、コレクタが高位側電源端子101に接続さ
れ、ベースがNPNトランジスタ1のコレクタに接続さ
れるNPNトランジスタ6と、コレクタおよびベースが
共にNPNトランジスタ6のエミッタに接続され、エミ
ッタが出力端子107に接続されるNPNトランジスタ
7と、コレクタがNPNトランジスタ7のエミッタに接
続され、ベースが基準電源端子104に接続されて、エ
ミッタが抵抗9を介して低位側電源端子102に接続さ
れるNPNトランジスタ8とにより構成される。
【0011】図1(a)において、NPNトランジスタ
3および抵抗5、NPNトランジスタ8および抵抗9
は、それぞれ定電流源を構成している。今、入力端子1
05が基準電源端子103の電位よりもハイレベルの場
合には、NPNトランジスタ1が導通し、NPNトラン
ジスタ2が非導通となり、これによりNPNトランジス
タ3および抵抗5の定電流源により生じる定電流は、全
てNPNトランジスタ1および抵抗4の側に流れるた
め、出力端子107のレベルは、高位側電源端子101
のレベルよりも抵抗4におけるドロップおよびNPNト
ランジスタ6および7のベース・エミッタ間電圧分だけ
低位側にレベルシフトしたローレベルとなり、また出力
端子106のレベルは、入力端子105のハイレベルか
らNPNトランジスタ1のベース・エミッタ間電圧だけ
低位側のレベルシフトしたハイレベルとなる。
【0012】次に、入力端子105が基準電源端子10
3の電位よりも低いローレベルの場合には、NPNトラ
ンジスタ1が非導通となり、NPNトランジスタ2が導
通する。これにより、NPNトランジスタ3および抵抗
5の定電流源により生じる定電流は、全てNPNトラン
ジスタ2の側に流れるため、出力端子107のレベル
は、高位側電源端子101のレベルよりもNPNトラン
ジスタ6および7のベース・エミッタ間電圧分だけ低位
側にレベルシフトしたハイレベルとなり、出力端子10
6のレベルは、基準電圧源端子103のレベルよりもN
PNトランジスタ2のベース・エミッタ間電圧だけ低位
側にレベルシフトしたローレベルとなる。即ち、図1
(a)に示される第1の実施例は、図3に示される従来
例の場合と同様に、入力端子105に入力される信号に
対して、同相信号が出力端子106より出力され、逆相
信号が出力端子107に出力される相補出力回路を形成
しており、入力端子105に入力される信号レベルに対
して、一定量低位側にレベルシフトされた論理レベルの
信号が出力される。しかも、図1(a)と図3との対比
により明らかなように、本実施例は、従来例よりもNP
Nトランジスタが3個少なく、抵抗が1個少ない回路素
子により構成されている。
【0013】具体的には、高位側電源端子101の電位
を0V、入力端子105に対する入力信号のハイレベル
を−0.8V、ローレベルを−1.4V、基準電源端子
103の電位を−1.1V、全てのPNPトランジスタ
のベース・エミッタ間電圧を0.8Vとし、また単相信
号に比較して相補信号はノイズマージン的に信号の論理
振幅が半分でもよいので出力端子106および107に
おける出力信号の論理振幅即ちNPNトランジスタ3お
よび抵抗5の定電流源より出力される定電流により、抵
抗4における電位ドロップを0.3Vとすると、出力端
子106におけるハイレベルは、−0.8V−0.8V
=−1.6V、ローレベルは、−1.1V−0.8V=
−1.9Vとなり、出力端子107におけるハイレベル
は、−0.8V−0.8V=−1.6V、ローレベル
は、−0.3V−0.8V−0.8V=−1.9Vとな
る。
【0014】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図1(b)に示されるように、第2の実施例は、
ベースが入力端子105に接続され、コレクタが抵抗1
4を介して高位側電源端子101に接続されるNPNト
ランジスタ10と、コレクタが高位側電源端子101に
接続され、ベースが基準電源端子103に接続されて、
エミッタがNPNトランジスタ10のエミッタに接続さ
れるNPNトランジスタ11と、コレクタおよびベース
が共にNPNトランジスタ10および11のエミッタに
接続され、エミッタが出力端子106に接続されるNP
Nトランジスタ12と、コレクタがNPNトランジスタ
12のエミッタに接続され、ベースが基準電源端子10
4に接続されて、エミッタが抵抗15を介して低位側電
源端子102に接続されるNPNトランジスタ13と、
コレクタが高位側電源端子101に接続され、ベースが
NPNトランジスタ10のコレクタに接続されるNPN
トランジスタ16と、コレクタおよびベースが共にNP
Nトランジスタ16のエミッタに接続されるNPNトラ
ンジスタ17と、コレクタおよびベースが共にNPNト
ランジスタ17のエミッタに接続され、エミッタが出力
端子107に接続されるNPNトランジスタ18と、コ
レクタがNPNトランジスタ18のエミッタに接続さ
れ、ベースが基準電源端子104に接続されて、エミッ
タが抵抗20を介して低位側電源端子102に接続され
るNPNトランジスタ19とにより構成される。
【0015】図1(a)を参照して明らかなように、本
実施例の第1の実施例との相違点は、第1の実施例に対
して、NPNトランジスタ10および11の共通エミッ
タと出力端子106との間と、NPNトランジスタ17
のエミッタと出力端子107との間に、レベルシフト素
子として、それぞれダイオード接続されたNPNトラン
ジスタ12および18を挿入接続し、これにより、出力
端子106および107における出力信号レベルを、更
に低位側にレベルシフトさせていることである。それ以
外の相補出力回路としての動作については、第1の実施
例の場合と同様である。なお、本実施例においては、具
体的なレベル数値としては、出力端子106および10
7におけるハイレベルは、−1.6V−0.8V=−
2.4Vとなり、ローレベルは、−1.9V−0.8V
=−2.7Vとなる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力信
号に対応する正相信号を差動論理回路の共通エミッタよ
り出力し、逆相信号を入力トランジスタのコレクタより
エミッタフォロワを介して出力するように回路を形成す
ることにより、より少ない回路素子により単相入力信号
を相補信号に変換し、レベルシフトして出力する半導体
集積回路を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1および第2の実施例を示す回路図
である。
【図2】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
1〜3、6〜8、10〜13、16〜19、21〜2
3、27〜29、31〜33 NPNトランジスタ 4、5、9、14、15、20、24〜26、30、3
4 抵抗

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コレクタが第1の抵抗を介して高位側電
    源端子に接続され、ベースが入力端子に接続される第1
    のNPNトランジスタと、 コレクタが前記高位側電源端子に接続され、ベースが第
    1の基準電源端子に接続されて、エミッタが前記第1の
    NPNトランジスタのエミッタに接続される第2のNP
    Nトランジスタと、 コレクタが前記第1および第2のNPNトランジスタの
    エミッタならびに第1の出力端子に接続され、ベースが
    第2の基準電源端子に接続されて、エミッタが第2の抵
    抗を介して低位側電源端子に接続される第3のNPNト
    ランジスタと、 コレクタが前記高位側電源端子に接続され、ベースが前
    記第1のNPNトランジスタのコレクタに接続される第
    4のNPNトランジスタと、 コレクタおよびベースが共に前記第4のNPNトランジ
    スタのエミッタに接続され、エミッタが第2の出力端子
    に接続される第5のNPNトランジスタと、 コレクタが前記第5のNPNトランジスタのエミッタに
    接続され、ベースが前記第2の基準電源端子に接続され
    て、エミッタが第3の抵抗を介して前記低位側電源端子
    に接続される第6のNPNトランジスタと、 を備え、相補出力回路として機能することを特徴とする
    半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 コレクタが第1の抵抗を介して高位側電
    源端子に接続され、ベースが入力端子に接続される第1
    のNPNトランジスタと、 コレクタが前記高位側電源端子に接続され、ベースが第
    1の基準電源端子に接続されて、エミッタが前記第1の
    NPNトランジスタのエミッタに接続される第2のNP
    Nトランジスタと、 コレクタおよびベースが前記第1および第2のNPNト
    ランジスタのエミッタに接続され、エミッタが第1の出
    力端子に接続される第3のNPNトランジスタと、 コレクタが前記第3のNPNトランジスタのエミッタに
    接続され、ベースが第2の基準電源端子に接続されて、
    エミッタが第2の抵抗を介して低位側電源端子に接続さ
    れる第4のNPNトランジスタと、 コレクタが前記高位側電源端子に接続され、ベースが前
    記第1のNPNトランジスタのコレクタに接続される第
    5のNPNトランジスタと、 コレクタおよびベースが共に前記第5のNPNトランジ
    スタのエミッタに接続される第6のNPNトランジスタ
    と、 コレクタおよびベースが共に前記第6のNPNトランジ
    スタのエミッタに接続され、エミッタが第2の出力端子
    に接続される第7のNPNトランジスタと、 コレクタが前記第7のNPNトランジスタのエミッタに
    接続され、ベースが前記第2の基準電源端子に接続され
    て、エミッタが第3の抵抗を介して前記低位側電源端子
    に接続される第8のNPNトランジスタと、 を備え、相補出力回路として機能することを特徴とする
    半導体集積回路。
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