JP2899164B2 - エミッタホロワ回路 - Google Patents

エミッタホロワ回路

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JP2899164B2
JP2899164B2 JP12084792A JP12084792A JP2899164B2 JP 2899164 B2 JP2899164 B2 JP 2899164B2 JP 12084792 A JP12084792 A JP 12084792A JP 12084792 A JP12084792 A JP 12084792A JP 2899164 B2 JP2899164 B2 JP 2899164B2
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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、半導体装置に用いられ
るエミッタホロワ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】エミッタホロワ回路は、インピーダンス
変換増幅器として半導体装置に多く利用されている。
【0003】例えば差動増幅回路の出力段に設けられた
従来のエミッタホロワ回路を図3に示す。
【0004】このエミッタホロワ回路11は、コレクタ
を接地電源GNDに接続すると共に出力端子VOUTとな
るエミッタを抵抗Rを介して電源VEEに接続したエミッ
タホロワ型NPNトランジスタQによって構成される。
そして、差動増幅回路12の差動出力は、このエミッタ
ホロワ型NPNトランジスタQのベースに接続されてい
る。従って、差動増幅回路12の差動出力がHレベルに
なると、エミッタホロワ型NPNトランジスタQの駆動
能力が向上し、これによってエミッタホロワ回路11の
出力端子VOUTがHレベルにプルアップされる。また、
この差動出力がLレベルになった場合には、エミッタホ
ロワ型NPNトランジスタQの駆動能力が低下するの
で、抵抗Rが出力端子VOUTをLレベルにプルダウンさ
せることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エミッタホ
ロワ回路11の出力端子VOUTには、上記図3に示すよ
うに、信号線の分布容量等による大きな負荷容量CLが
接続されることが多い。ただし、エミッタホロワ回路1
1の出力端子VOUTがLレベルからHレベルに切り換わ
る場合には、エミッタホロワ型NPNトランジスタQの
駆動能力によりこの負荷容量CLを急速に充電すること
ができるので、高速にプルアップさせることが可能であ
る。しかしながら、出力端子VOUTがHレベルからLレ
ベルに切り換わる場合には、この負荷容量CLを抵抗R
を介して放電させなければならず、これら負荷容量CL
と抵抗Rの時定数に基づき緩やかにプルダウンすること
になる。
【0006】このため、従来のエミッタホロワ回路は、
外部の負荷容量によってプルダウンが緩慢になり、高速
なロジックを構成しようとする場合には、このエミッタ
ホロワ回路の出力の立ち上がりのみを検出させるように
する等の回路上の工夫が必要になるという問題があっ
た。
【0007】本発明は、上記事情に鑑み、アクティブプ
ルダウン構成によって迅速なプルダウンが可能となるエ
ミッタホロワ回路を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のエミッタホロワ
回路は、エミッタホロワ型NPNトランジスタがマルチ
エミッタによって構成され、該エミッタホロワ型NPN
トランジスタにおける出力端子となる第1エミッタがプ
ルダウンNPNトランジスタのコレクタ−エミッタ間を
介して電源に接続されると共に、該エミッタホロワ型N
PNトランジスタの第2エミッタが抵抗による分圧回路
を介して電源に接続され、かつ、ソースが該第1エミッ
タに接続されると共にドレインが該プルダウンNPNト
ランジスタのベースに接続されたPチャンネルMOSF
ETのゲートが該分圧回路の分圧出力に接続され、該エ
ミッタホロワ型NPNトランジスタがオンしている場
合、該分圧回路の分圧出力の電位と、該PチャンネルM
OSFETの該ソースの電位との電位差が、該Pチャン
ネルMOSFETのしきい値を超えないように、該分圧
回路が設定されており、そのことにより上記目的が達成
される。
【0009】
【作用】上記構成により、エミッタホロワ型NPNトラ
ンジスタのベース入力がHレベルからLレベルに切り換
わると、まず第2エミッタに接続された負荷容量のほと
んどない分圧回路が急速に立ち下がる。しかしながら、
第1エミッタは、出力端子として外部の負荷容量に接続
されるため、この負荷容量が放電するまではHレベルが
維持される。従って、この分圧回路の分圧出力と第1エ
ミッタとの間の電位差がPチャンネルMOSFETのし
きい値電圧を十分に超えることができるので、このPチ
ャンネルMOSFETが導通してプルダウンNPNトラ
ンジスタのベースに電流を供給し、このプルダウンNP
NトランジスタをONにさせる。そして、このプルダウ
ンNPNトランジスタのONにより、外部の負荷容量を
急速に放電させることができるので、第1エミッタの出
力端子を高速にLレベルに切り換えることができる。
【0010】また、エミッタホロワ型NPNトランジス
タのベース入力がLレベルからHレベルに切り換わった
場合には、従来と同様に、このエミッタホロワ型NPN
トランジスタの駆動能力によって外部の負荷容量を急速
に充電することができるので、第1エミッタの出力端子
を高速にHレベルにプルアップすることができる。
【0011】従って、本発明のエミッタホロワ回路は、
エミッタホロワ型NPNトランジスタのエミッタをアク
ティブプルダウン構成とすることにより、出力端子を高
速に立ち上げるだけでなく、高速に立ち下げることもで
きるようになる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳述する。
【0013】図1及び図2は本発明の一実施例を示すも
のであって、図1は差動増幅回路の出力段に用いられた
エミッタホロワ回路の回路図、図2はエミッタホロワ回
路の各部の電圧変化を示すタイムチャートである。
【0014】本実施例は、図1に示すように、差動増幅
回路2の出力段に用いられたエミッタホロワ回路1につ
いて説明する。
【0015】差動増幅回路2は、特性の等しい2個のN
PNトランジスタQ3、Q4の各コレクタをそれぞれ抵抗
Ra、Raを介して接地電源GNDに接続すると共に、
各エミッタを共通の定電流源2aに接続することにより
構成される。そして、これら2個のNPNトランジスタ
Q3、Q4の各ベースが差動入力IN1、IN2となる。ま
た、一方のNPNトランジスタQ3のコレクタが差動出
力となってエミッタホロワ回路1に接続されている。
【0016】上記差動増幅回路2の差動出力は、エミッ
タホロワ回路1におけるエミッタホロワ型NPNトラン
ジスタQ1のベースに接続されている。エミッタホロワ
型NPNトランジスタQ1は、マルチエミッタ構成のN
PNトランジスタであり、第1エミッタと第2エミッタ
とを備えている。このエミッタホロワ型NPNトランジ
スタQ1の第1エミッタは、エミッタホロワ回路1の出
力端子VOUTに接続されると共に、プルダウンNPNト
ランジスタQ2のコレクタ−エミッタ間を介して電源VE
Eに接続されている。また、このエミッタホロワ型NP
NトランジスタQ1の第2エミッタは、分圧回路1aを
介して電源VEEに接続されている。さらに、このエミッ
タホロワ型NPNトランジスタQ1のコレクタは、接地
電源GNDに接続されている。
【0017】上記分圧回路1aは、2個の抵抗R1、R2
を直列に接続した回路であり、これら抵抗R1、R2の間
が分圧出力となる。そして、この分圧回路1aの分圧出
力は、PチャンネルMOSFET1bのゲートに接続さ
れている。従って、このエミッタホロワ回路1は、Bi
CMOS構成となる。PチャンネルMOSFET1b
は、ドレインが出力端子VOUTに接続されると共に、ソ
ースが上記プルダウンNPNトランジスタQ2のベース
に接続されている。
【0018】このエミッタホロワ回路1の出力端子VOU
Tには、負荷容量CLが接続される。上記構成のエミッタ
ホロワ回路1の動作を説明する。
【0019】差動増幅回路2は、差動入力IN1、IN2
の電位差に比例した差動出力を得ることができ、増幅度
が十分に高ければ、いずれか高電圧を入力した側のNP
NトランジスタQ3又はNPNトランジスタQ4のみの駆
動能力が向上することになる。従って、この差動増幅回
路2の差動出力は、NPNトランジスタQ3の駆動能力
向上時にLレベルとなって、定電流源2aの電流をIa
とすると−IaRa[V]の電圧を出力する。また、こ
の差動出力は、NPNトランジスタQ3の駆動能力低下
時にはHレベルとなって、接地電源GNDの電圧を出力
することになる。
【0020】上記差動増幅回路2の差動出力がLレベル
からHレベルに切り換わった場合には、エミッタホロワ
回路1のエミッタホロワ型NPNトランジスタQ1が駆
動能力を向上させ、これによって出力端子VOUTに接続
される負荷容量CLが充電される。従って、この場合に
は、従来と同様に出力端子VOUTを高速にプルアップす
ることができる。
【0021】また、差動増幅回路2の差動出力がHレベ
ルからLレベルに切り換わった場合には、エミッタホロ
ワ型NPNトランジスタQ1の駆動能力が低下する。す
ると、図2に示すように、まず第2エミッタに接続され
たほとんど負荷容量のない分圧回路1aの分圧出力の電
圧が低下する。ただし、第1エミッタに接続された出力
端子VOUTの電圧は、負荷容量CLが放電されるまでHレ
ベル(−VBE)が維持される。従って、この分圧回路1
aの分圧出力と出力端子VOUTとの間の電位差Vdが大
きく広がり、PチャンネルMOSFET1bのしきい値
電圧を大きく超えて、このPチャンネルMOSFET1
bが導通することになる。なお、分圧回路1aは、出力
端子VOUTのHレベルとLレベルの定常時には、この出
力端子VOUTと分圧出力との間の電位差がPチャンネル
MOSFET1bのしきい値電圧を超えないようにする
と共に、エミッタホロワ型NPNトランジスタQ1の駆
動能力が低下し、かつ、出力端子VOUTがHレベルを維
持している場合の電位差がこのしきい値電圧を十分に超
えるように予め設定されている。
【0022】上記のようにしてPチャンネルMOSFE
T1bが導通すると、プルダウンNPNトランジスタQ
2のベースに電流が供給され、このプルダウンNPNト
ランジスタQ2がONとなる。すると、このプルダウン
NPNトランジスタQ2を介して出力端子VOUTが電源V
EEに接続されることになるので、負荷容量CLは急速に
放電することになる。そして、出力端子VOUTは、この
負荷容量CLの放電により急速にプルダウンし、Lレベ
ルへの切り換えを高速に行うことができる。
【0023】この結果、本実施例のエミッタホロワ回路
1によれば、エミッタホロワ型NPNトランジスタQ1
のエミッタを分圧回路1aとPチャンネルMOSFET
1bとプルダウンNPNトランジスタQ2とによるアク
ティブプルダウン構成とすることにより、出力端子VOU
Tを高速にHレベルに立ち上げるだけでなく、高速にL
レベルに立ち下げることもできるようになる。
【0024】なお、上記実施例では、分圧回路1aを2
個の抵抗R1、R2で構成したが、この抵抗R1、R2に代
えてダイオードを用いることもできる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のエミッタホロワ回路は、エミッタホロワ型NPNトラ
ンジスタのエミッタをアクティブプルダウン構成とする
ことにより、出力端子を高速に立ち上げるだけでなく、
高速に立ち下げることもできるので、特別な回路上の工
夫が不要となり、回路設計の自由度を向上させることが
できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すものであって、差動増
幅回路の出力段に用いられたエミッタホロワ回路の回路
図である。
【図2】本発明の一実施例を示すものであって、エミッ
タホロワ回路の各部の電圧変化を示すタイムチャートで
ある。
【図3】従来例を示すものであって、差動増幅回路の出
力段に用いられたエミッタホロワ回路の回路図である。
【符号の説明】
1a 分圧回路 1b PチャンネルMOSFET Q1 エミッタホロワ型NPNトランジスタ Q2 プルダウンNPNトランジスタ VOUT 出力端子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エミッタホロワ型NPNトランジスタが
    マルチエミッタによって構成され、該エミッタホロワ型
    NPNトランジスタにおける出力端子となる第1エミッ
    タがプルダウンNPNトランジスタのコレクタ−エミッ
    タ間を介して電源に接続されると共に、該エミッタホロ
    ワ型NPNトランジスタの第2エミッタが抵抗による分
    圧回路を介して電源に接続され、かつ、ソースが該第1
    エミッタに接続されると共にドレインが該プルダウンN
    PNトランジスタのベースに接続されたPチャンネルM
    OSFETのゲートが該分圧回路の分圧出力に接続さ
    該エミッタホロワ型NPNトランジスタがオンしている
    場合、該分圧回路の分圧出力の電位と、該Pチャンネル
    MOSFETの該ソースの電位との電位差が、該Pチャ
    ンネルMOSFETのしきい値を超えないように、該分
    圧回路が設定されている エミッタホロワ回路。
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