JP2895649B2 - 遅延回路 - Google Patents

遅延回路

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JP2895649B2
JP2895649B2 JP3060224A JP6022491A JP2895649B2 JP 2895649 B2 JP2895649 B2 JP 2895649B2 JP 3060224 A JP3060224 A JP 3060224A JP 6022491 A JP6022491 A JP 6022491A JP 2895649 B2 JP2895649 B2 JP 2895649B2
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transistor
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emitter
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義士 井上
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体集積回路におけ
るECL(emitter coupled logic) を用いて構成された
遅延回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の遅延回路の回路図であり、
図において、1と2はECLレベルの差動入力端子、
3,4はそれぞれ差動入力端子1,2に入力された信号
をバッファするNPNトランジスタ、5はNPNトラン
ジスタ3,4のエミッタ間に接続され充放電を行うコン
デンサ、6,7は上記コンデンサ5の充放電電流となる
定電流源、8は上記NPNトランジスタ3及び4のそれ
ぞれのエミッタの信号を比較するコンパレータ回路、9
はエミッタの信号を比較したコンパレータ8の出力端
子、10は以上のように構成された本回路を駆動させる
ための電圧源である。
【0003】次に動作について図4のタイミングチャー
トに沿って説明する。差動入力端子1,2に入力される
2つの信号のHレベルが同じで、それぞれECLレベル
の振幅がV1 ,V2 の場合、時刻t1 におけるコンデン
サ5の両端にはV2 と同じ電圧が充電されており,時刻
2 の時、トランジスタ4のエミッタ端子電圧VE4は入
力端子2の信号レベルが変動するV2 と等しい電圧だけ
上昇するので、トランジスタ3のエミッタ端子電圧VE3
もV2 と等しい電圧だけ上昇する。これによりトランジ
スタ3のベース・エミッタ間は逆バイアスされてカット
オフとなる。
【0004】次に時刻t3 の期間、定電流源6のシンク
電流I6によりコンデンサ5の電荷は放電され、この放
電はトランジスタ3が次にオンの状態になるまで続けら
れる。詳述すると、この放電の途中、トランジスタ3の
エミッタ端子電圧VE3は時刻t2 からt3aの間にV2
がり、それまでVE3>VE4だったのが逆にVE3<VE4
なり、コンパレータ8の出力9はHからLに反転する。
その後t3bの間も定電流源6のシンク電流I6により放
電が続けられ、トランジスタ3のエミッタ端子電圧VE3
はさらにV1 と同じだけ電圧が下がり、その結果上記逆
バイアスがなくなりトランジスタ3はオンの状態になり
コンデンサ5の放電は終わる。ここで説明した時間t3a
及びt3bはそれぞれ次式で表される。なおコンデンサ5
の容量値をCとする。 t3a=C×V2 /I6 ;t3b=C×V1 /I6 … (1)
【0005】次に時刻t4 〜t6 の間では上記時刻t1
〜t3 の動作と全く同様となりt6a及びt6bは次式で表
される。 t6a=C×V1 /I7 ;t6b=C×V2 /I7 … (2)
【0006】このように入力信号の反転時より時間t3a
またはt6a後にコンパレータ8の出力9が反転し、入力
信号に対して時間t3aまたはt6a分遅延された信号が得
られる。この遅延時間をそれぞれtd1とtd2とすると次
式で表される。 td1=t3a=C×V2 /I6 … (3) td2=t6a=C×V1 /I7 … (4)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の遅延回路は以上
のように構成されており、入力信号が反転しその反転時
より一定時間遅延された信号が得られるようになってい
るが、その必要とする一定の遅延時間(Td )の2倍の
時間(2・Td )よりも、入力信号が次に反転するまで
の時間(TI )が短い時、例えばデューティ比が50%
で周期Tの入力信号では、周期Tが4・Td より短い
と、必要な遅延信号Td が得られなくなるなどの問題点
があった。
【0008】図5のタイミングチャートを用いて詳述す
ると、入力信号の反転周期が、必要とする遅延時間Td
の2倍より短い場合、時刻t2 から時間t3a後、コンパ
レータ8の出力が反転して出力されるが、次に入力信号
が反転するまでの時間t3bが遅延時間Td より短くなる
ので、トランジスタ3のエミッタ端子電圧VE3はこの間
の時間t3bではV1aだけ放電したとき入力信号が反転す
るため、トランジスタ4のエミッタ端子電圧VE4は上記
時間t3bにおける放電電圧V1aと同じ電圧しか上昇しな
い。したがって時刻t5 の次に出力が反転するまでの時
間td2c はt6cと同じであるからt6c=C×V1a/I7
となり、またV1a<V1 であるから(4)式よりtd2c
d2となり、出力9での信号の遅延時間は短くなる。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、入力信号の反転時間TI が、必
要とする出力の遅延時間Td に近い時、例えばデューテ
ィ比50%,周期Tの入力では、周期Tが4・Td 以下
の2・Td に近い時でも必要とする遅延時間Tdを得る
ことができる遅延回路を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る遅延回路
は、エミッタどうしがコンデンサを介して接続され、そ
のベースがECLレベルの信号の差動入力となっている
第1の対をなす2つのNPNトランジスタと、上記差動
入力される信号から所定時間遅延した信号を出力する比
較器とを備えた遅延回路において、そのコレクタが上記
第1の対のトランジスタのエミッタにそれぞれ接続さ
れ、そのエミッタが上記比較器の2つの入力にそれぞれ
接続された第2の対をなす2つのNPNトランジスタ
と、該第2の対のトランジスタのコレクタ・ベース間に
それぞれ接続された抵抗と、そのエミッタが共通であっ
て定電流源と接続されており、そのベースが上記第2の
対のトランジスタのエミッタにそれぞれ接続されるとと
もに、そのコレクタが上記第2の対のトランジスタのう
ちの,そのベースが接続されているトランジスタとは異
なるトランジスタのベースとそれぞれ接続されている第
3の対をなす2つのNPNトランジスタとを備えたもの
である。
【0011】
【作用】この発明におけるレベルシフト回路は、エミッ
タどうしがコンデンサを介して接続され、そのベースが
ECLレベルの信号の差動入力となっている第1の対を
なす2つのNPNトランジスタと、上記差動入力される
信号から所定時間遅延した信号を出力する比較器とを備
えた遅延回路において、そのコレクタが上記第1の対の
トランジスタのエミッタにそれぞれ接続され、そのエミ
ッタが上記比較器の2つの入力にそれぞれ接続された第
2の対をなす2つのNPNトランジスタと、該第2の対
のトランジスタのコレクタ・ベース間にそれぞれ接続さ
れた抵抗と、そのエミッタが共通であって定電流源と接
続されており、そのベースが上記第2の対のトランジス
タのエミッタにそれぞれ接続されるとともに、そのコレ
クタが上記第2の対のトランジスタのうちの,そのベー
スが接続されているトランジスタとは異なるトランジス
タのベースとそれぞれ接続されている第3の対をなす2
つのNPNトランジスタとを備えたようにしたから、比
較対象となるコンパレータの基準側入力の電位がコンパ
レータの放電側入力の放電の終了電圧に近い電位にでき
るため、コンパレータの放電側入力の電位がこの基準側
入力の電位を下回った時から放電の終了電位に至るまで
の時間が短くなり、これと同時に、コンパレータの放電
側入力の電位がこの基準側入力の電位を下回った時から
この放電側入力を急速放電するため放電の終了電圧に至
るまでの時間が短くなる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、11,12及び13,14はトラ
ンジスタ3,4のエミッタの電位をシフトさせる2つの
値をもつ回路を構成する抵抗とNPNトランジスタ、1
5は上記回路の上記2つの値の差を決める定電流源、1
6,17は定電流源15の電流IB を制御するエミッタ
結合,差動入力のNPNトランジスタである。
【0013】次に動作について図2のタイミングチャー
トに沿って説明する。従来の回路動作の説明と同様に、
差動入力端子1,2に入力される2つの信号のHレベル
が同じで、それぞれECLレベル振幅がV1 ,V2 の場
合、時刻t1 のときコンデンサ5の両端はV2 と同じ電
圧であり、VE3−VE4=V2 となる。
【0014】ここで抵抗器11,12の抵抗値をR11
12とし、定電流源15の電流値をIB 、NPNトラン
ジスタ13,14のベース・エミッタ間電圧をVBE13
BE 14とした場合、トランジスタ13のエミッタ電圧V
E13 はVE3−VBE13−IB ・R11またはVE3−VBE13
なり、トランジスタ14のエミッタ電圧VE14 はVE4
BE14−IB ・R12またはVE4−VBE14となり、R11
B <V2 及びR12・IB <V1となるように設定した
場合、NPNトランジスタ13,14のベース・エミッ
タ間電圧VE13 とVE14 がおのおの上記のどちらの値を
取っても、VE1 3 >VE14 となる。よってこの電圧V
E13 ,VE14 を入力とする差動トランジスタ16はO
N,17はOFFの状態となり、定電流源15の電流I
B は、トランジスタ16及び抵抗12に流れ、IB ・R
12の電圧降下V4 を生じ、11の抵抗には電流が流れな
いので電圧降下は生じない。よってVE13 =VE3−V
BE13,VE14 =VE4−VBE14−V4 となる。またこのと
きVE13 −VE14 =V2 +V4 となる(ただしVBE13
BE14)。
【0015】次に時刻t2 のとき入力端子2はV2 上昇
し、入力端子1はV1 降下し、VE4はV上昇し、
またVE3もV2 上昇する。このときVE4とVE3はどちら
もV2 上昇するのでその差は時刻t1 時と同じ電圧V2
+V4 となる。
【0016】次に時刻t3 において、定電流源6の電量
6によりVE3は放電し続けVE13 がVE14 に等しくな
るまでコンパレータ8の出力はVE13 >VE14であるた
めHであり、VE13 が下がり続け、時間t3a後にVE13
<VB14 に変化したとき出力9は反転し、さらに差動ト
ランジスタ16がOFF,17がONの状態となり、定
電流源15の電流IB はトランジスタ17に流れ、抵抗
11に電流IB が流れ、VE13 はこのときR11・I
B (=V3 )下がり、逆に抵抗12は電流IB が流れな
くなりVE14 はR12・IB (=V4 )上がることにな
る。
【0017】次に時刻t2 よりt3a後のt3bでは、コン
デンサ5はI6 +IB で放電を続け、時間t3bの間でV
1 −V3 の電圧だけ放電する。このt3a及びt3bはそれ
ぞれ次式で表される。 t3a=C(V2 +V4 )/I6 … (5) t3b=C(V1 −V3 )/(I6 +IB ) … (6)
【0018】次に時刻t4 〜t6 の間では、時刻t1
3 の場合と同様の動作をするのでt6a及びt6bは次式
で表される。 t6a=C(V1 +V3 )/I7 … (7) t6b=C(V2 −V4 )/(I7 +IB ) … (8)
【0019】このように入力信号の反転時より時間t3a
またはt6a後に、コンパレータ8の出力9が反転し、こ
の時間t3aまたはt6a分遅延された信号が得られる。こ
の遅延時間をそれぞれtd1,td2とすると次式で表され
る。 td1=t3a=C(V2 +V4 )/I6 … (9) td2=t6a=C(V1 +V3 )/I7 … (10)
【0020】このように本実施例によれば、コンデンサ
5の出力が接続されたコンパレータ8の入力に設けた
PNトランジスタ13,抵抗11及びトランジスタ1
4,抵抗12からなる回路により生じた電位レベルV3
またはV4 でもってコンパレータ8の基準側となる入力
部のレベルを大きくなるようにしたから、コンデンサ8
が完全に放電するまでの時間が短くなり余裕をもって次
に入力信号が反転することができるため、入力信号IN
1(IN2)の周期が所望とする遅延時間の2倍の周期
よりも短くても所望の遅延時間を有する遅延信号を得る
ことができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る遅延回路
によれば、コンパレータの放電側入力の電位がこの基準
側入力の電位を下回った時から放電の終了電位に至るま
での時間が短くなり、また、コンパレータの放電側入力
の電位がこの基準側入力の電位を下回った時からこの放
電側入力を急速放電するため、放電の終了電圧に至るま
での時間が短くなり、これにより入力信号の周期の長短
に係わらず常に一定の遅延量を有する信号が得られると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による遅延回路の構成図で
ある。
【図2】この発明の一実施例による遅延回路の動作タイ
ミングチャート図である。
【図3】従来の遅延回路の構成図である。
【図4】従来の遅延回路の動作タイミングチャート図で
ある。
【図5】従来の遅延回路における問題点を説明するため
のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 入力端子 3 NPNトランジスタ 4 NPNトランジスタ 5 コンデンサ 6 定電流源 7 定電流源 8 コンパレータ(比較器) 9 出力端子 10 電圧源 11 抵抗器 12 抵抗器 13 NPNトランジスタ 14 NPNトランジスタ 15 定電流源 16 NPNトランジスタ 17 NPNトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03K 5/13

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エミッタどうしがコンデンサを介して接
    続され、そのベースがECLレベルの信号の差動入力
    なってい第1の対をなす2つのNPNトランジスタ
    上記差動入力される信号から所定時間遅延し信号
    を出力する比較器とを備えた遅延回路において、そのコレクタが 上記第1の対のトランジスタのエミッタ
    にそれぞれ接続され、そのエミッタが上記比較器の2つ
    入力にそれぞれ接続された第2の対をなす2つのNP
    Nトランジスタと、 該第2の対のトランジスタのコレクタ・ベース間にそれ
    ぞれ接続された抵抗と、 そのエミッタが共通であって定電流源と接続されてお
    り、そのベースが上記第2の対のトランジスタのエミッ
    タにそれぞれ接続されるとともに、そのコレクタが上記
    第2の対のトランジスタのうちの,そのベースが接続さ
    れているトランジスタとは異なるトランジスタのベース
    とそれぞれ接続されている第3の対をなす2つのNPN
    トランジスタとを備え たことを特徴とする遅延回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NL8700876A (nl) * 1987-04-14 1988-11-01 Philips Nv Luminescerend barium-hexa-aluminaat, luminescerend scherm voorzien van een dergelijk aluminaat en lagedrukkwikdampontladingslamp voorzien van een dergelijk scherm.

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