JP3003594B2 - Three-state ECL circuit - Google Patents

Three-state ECL circuit

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JP3003594B2
JP3003594B2 JP8283394A JP28339496A JP3003594B2 JP 3003594 B2 JP3003594 B2 JP 3003594B2 JP 8283394 A JP8283394 A JP 8283394A JP 28339496 A JP28339496 A JP 28339496A JP 3003594 B2 JP3003594 B2 JP 3003594B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スリーステート型
ECL(Emitter Coupled Logic)回路に関する。
The present invention relates to a three-state type ECL (Emitter Coupled Logic) circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路においては、高集積化が
進む一方で、消費電力の低減化も求められているが、高
速動作に適したECL論理回路は、比較的、その消費電
力が大きいために、特に、低消費電力化が望まれてい
る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit, high integration is progressing, and reduction in power consumption is also required. However, an ECL logic circuit suitable for high-speed operation has a relatively large power consumption. In particular, low power consumption is desired.

【0003】図4に、従来のスリーステート型ECLイ
ンバータ回路の構成の一例を示す。
FIG. 4 shows an example of a configuration of a conventional three-state type ECL inverter circuit.

【0004】図4を参照すると、差動増幅回路は、エミ
ッタが共通接続されてNPN型バイポーラトランジスタ
Q13のコレクタに接続され差動対を構成するNPN型
バイポーラトランジスタQ11、Q12を備え、差動対
トランジスタQ11、Q12のコレクタはそれぞれ抵抗
R11、R12の一端に接続され、抵抗R11、R12
の他端は高位側電源(高電位源)GNDに接続され、バ
イポーラトランジスタQ13のエミッタは抵抗R13を
介して低位側電源(低電位源)VEEに接続されてい
る。
Referring to FIG. 4, the differential amplifier circuit includes NPN bipolar transistors Q11 and Q12 having emitters connected in common and connected to the collector of NPN bipolar transistor Q13 to form a differential pair. The collectors of the transistors Q11 and Q12 are connected to one ends of the resistors R11 and R12, respectively.
Is connected to a high-potential power source (high-potential source) GND, and the emitter of the bipolar transistor Q13 is connected to a low-potential power source (low-potential source) VEE via a resistor R13.

【0005】バイポーラトランジスタQ13のベースは
基準電圧VCSに接続されており、定電流源として作用
する。
[0005] The base of the bipolar transistor Q13 is connected to the reference voltage VCS and acts as a constant current source.

【0006】差動増幅器の出力を入力とする出力エミッ
タフォロワ回路として、NPN型バイポーラトランジス
タQ21を備え、トランジスタQ21のコレクタは、高
位側電源GNDに接続され、ベースは、差動対を構成す
るバイポーラトランジスタQ12のコレクタに接続さ
れ、エミッタは、出力端子OUTに接続されている。
An NPN type bipolar transistor Q21 is provided as an output emitter follower circuit to which the output of the differential amplifier is input. The collector of the transistor Q21 is connected to the higher power supply GND, and the base is a bipolar transistor forming a differential pair. The collector is connected to the transistor Q12, and the emitter is connected to the output terminal OUT.

【0007】また、状態制御回路は、エミッタが共通接
続され差動対を構成するNPN型バイポーラトランジス
タQ31及びQ32と、トランジスタQ31、32の共
通接続されたエミッタにコレクタが接続されたバイポー
ラトランジスタQ33と、を備え、トランジスタQ33
のエミッタは抵抗R31を介して低位側電源VEEに接
続され、トランジスタQ33のベースは基準電位VCS
に接続されており、定電流源を構成する。
The state control circuit includes NPN bipolar transistors Q31 and Q32 whose emitters are commonly connected to form a differential pair, and a bipolar transistor Q33 whose collector is connected to the commonly connected emitters of transistors Q31 and Q32. And the transistor Q33
Is connected to the lower power supply VEE via a resistor R31, and the base of the transistor Q33 is connected to a reference potential VCS.
To form a constant current source.

【0008】ここで、バイポーラトランジスタQ13と
抵抗R13からなる定電流源を流れる電流をI1、バイ
ポーラトランジスタQ33と抵抗R31からなる定電流
源を流れる電流をI2とし、バイポーラトランジスタQ
13、Q33のベース・エミッタ間順方向電圧をVFと
すると、I1、I2はそれぞれ次式(1)、(2)で与
えられる。
Here, a current flowing through a constant current source consisting of bipolar transistor Q13 and resistor R13 is I1, a current flowing through a constant current source consisting of bipolar transistor Q33 and resistor R31 is I2, and bipolar transistor Q13 is
13, assuming that the forward voltage between the base and the emitter of Q33 is VF, I1 and I2 are given by the following equations (1) and (2), respectively.

【0009】 I1=(VCS−VF)/R13 …(1) I2=(VCS−VF)/R31 …(2)I1 = (VCS-VF) / R13 (1) I2 = (VCS-VF) / R31 (2)

【0010】バイポーラトランジスタQ31のコレクタ
は、高位側電源GNDに接続され、そのベースは状態制
御端子CTを反転出力するインバータ回路INV1の出
力に接続されている。
The collector of the bipolar transistor Q31 is connected to the higher power supply GND, and its base is connected to the output of the inverter circuit INV1 that inverts and outputs the state control terminal CT.

【0011】バイポーラトランジスタQ32のコレクタ
は、差動増幅回路の出力段(トランジスタQ12のコレ
クタ)に接続され、ベースはリファレンス電圧Vrに接
続されている。
The collector of the bipolar transistor Q32 is connected to the output stage (collector of the transistor Q12) of the differential amplifier circuit, and the base is connected to the reference voltage Vr.

【0012】入力端子INは、インバータ回路INV2
を介して2入力NAND回路NANDの一の入力端に接
続され、2入力NAND回路NANDの他の入力端はイ
ンバータ回路INV1の出力、すなわちバイポーラトラ
ンジスタQ31のベースに接続され、2入力NAND回
路の出力は、差動増幅回路のバイポーラトランジスタQ
12のベースに接続される。
The input terminal IN is connected to an inverter circuit INV2.
, And the other input terminal of the two-input NAND circuit NAND is connected to the output of the inverter circuit INV1, that is, the base of the bipolar transistor Q31, and the output of the two-input NAND circuit NAND Is the bipolar transistor Q of the differential amplifier circuit.
12 bases.

【0013】上記構成において、状態制御端子CTが、
Low状態の時は、2入力NAND回路NANDの出力
は、そのまま入力端子INの状態を出力する。
In the above configuration, the state control terminal CT is
In the Low state, the output of the two-input NAND circuit NAND outputs the state of the input terminal IN as it is.

【0014】その際、バイポーラトランジスタQ12の
ベース電位が、リファレンス電圧Vrよりも高電位であ
れば、定電流I1は、バイポーラトランジスタQ12を
流れるため、バイポーラトランジスタQ21のベース電
位(差動増幅器の出力電位)は、 −I1×R12 となり、 出力電圧Voutは Vout=−I1×R12−VF …(3) となって、ECLのLowレベルが出力される。
At this time, if the base potential of the bipolar transistor Q12 is higher than the reference voltage Vr, the constant current I1 flows through the bipolar transistor Q12, so that the base potential of the bipolar transistor Q21 (the output potential of the differential amplifier). ) Is −I1 × R12, the output voltage Vout is Vout = −I1 × R12−VF (3), and the low level of the ECL is output.

【0015】逆に、バイポーラトランジスタQ12のベ
ース電位が、リファレンス電圧Vrよりも低電位であれ
ば、定電流I1はバイポーラトランジスタQ11を流
れ、バイポーラトランジスタQ12には流れないため、
バイポーラトランジスタQ21のベース電位は、高位側
電源GNDのレベルまで上がり、出力電圧Voutは、−
VFとなり、ECLのHighレベルが出力される。
Conversely, if the base potential of the bipolar transistor Q12 is lower than the reference voltage Vr, the constant current I1 flows through the bipolar transistor Q11 and does not flow through the bipolar transistor Q12.
The base potential of the bipolar transistor Q21 rises to the level of the higher power supply GND, and the output voltage Vout becomes −
VF, and the ECL High level is output.

【0016】また状態制御端子CTがHigh状態の時
には、2入力NAND回路NANDの出力は、入力信号
INによらずHighレベル固定状態となり、バイポー
ラトランジスタQ12及びQ32がオン状態となり、バ
イポーラトランジスタQ11、Q31がともにオフ状態
となる。
When the state control terminal CT is in the High state, the output of the two-input NAND circuit NAND is fixed at the High level regardless of the input signal IN, the bipolar transistors Q12 and Q32 are turned on, and the bipolar transistors Q11 and Q31 are turned on. Are both turned off.

【0017】このため、差動増幅回路の負荷抵抗R12
に流れる電流は、I1+I2(定電流源Q13とQ33
の電流値の和)となるので、エミッタフォロワトランジ
スタQ21のベース電位は、 −(I1+I2)×R12 …(4) となる。
Therefore, the load resistance R12 of the differential amplifier circuit
The current flowing through I1 + I2 (constant current sources Q13 and Q33)
), The base potential of the emitter follower transistor Q21 becomes-(I1 + I2) × R12 (4).

【0018】通常、ECL出力は、終端抵抗を介して、
終端電圧VT=−2Vに終端される。
Normally, the ECL output is output through a terminating resistor,
Termination voltage VT = -2V.

【0019】しかし、この場合、バイポーラトランジス
タQ21のベース電位が、例えば−1.7V程度まで低
下するため、トランジスタQ21においてベース・エミ
ッタ間順方向の電圧が得られず、オフ状態となる。
However, in this case, the base potential of the bipolar transistor Q21 drops to, for example, about -1.7 V, so that a forward voltage between the base and the emitter is not obtained in the transistor Q21, and the transistor Q21 is turned off.

【0020】従って、出力電位は、終端電圧VTまで降
下する。ECL回路の場合、これを「Z状態」と称して
いる。
Therefore, the output potential drops to the termination voltage VT. In the case of the ECL circuit, this is called "Z state".

【0021】図5に、上述とは別のスリーステート型E
CL回路の構成例を示す(特開平4−256217号公
報参照)。
FIG. 5 shows a three-state type E different from the above.
An example of the configuration of a CL circuit is shown (see JP-A-4-256217).

【0022】図5を参照すると、このスリーステート型
ECL回路において、差動増幅回路は、図4に示した差
動増幅回路において、抵抗R11と高位側電源GNDと
の間に、ソースを高位側電源GND、ドレインを抵抗R
11に接続するように挿入されたpチャネルMOSトラ
ンジスタM1と、同様に、抵抗R12と高位側電源GN
Dとの間に、ソースを高位側電源GND、ドレインを抵
抗R12に接続するように挿入されたpチャネルMOS
トランジスタM2と、カソードをバイポーラトランジス
タQ11及びQ12のコレクタにそれぞれ接続したダイ
オードD11及びD12のアノードの共通接続点に抵抗
R13の一端が接続され、抵抗R13の他端は、ドレイ
ンが高位側電源GNDに接続されたnチャネルMOSト
ランジスタM3のソースに接続されている。
Referring to FIG. 5, in the three-state type ECL circuit, the differential amplifier circuit differs from the differential amplifier circuit shown in FIG. 4 in that the source is connected between the resistor R11 and the higher power supply GND. Power supply GND, drain with resistor R
Similarly, a p-channel MOS transistor M1 inserted so as to be connected to a resistor R12 and a higher power supply GN
D, a p-channel MOS inserted to connect the source to the higher power supply GND and the drain to the resistor R12
One end of a resistor R13 is connected to a common connection point of the transistor M2 and the anodes of the diodes D11 and D12 whose cathodes are connected to the collectors of the bipolar transistors Q11 and Q12, respectively. It is connected to the source of the connected n-channel MOS transistor M3.

【0023】pチャネルMOSトランジスタM1、M2
及び、nチャネルMOSトランジスタM3のゲートは共
通接続されて、状態制御端子CTに接続されている。
P channel MOS transistors M1, M2
The gates of the n-channel MOS transistor M3 are commonly connected, and are connected to the state control terminal CT.

【0024】出力エミッタフォロワ回路を構成するバイ
ポーラトランジスタQ21、Q22のコレクタは、共に
高位側電源GNDに接続され、ベースは、それぞれ差動
対を構成するバイポーラトランジスタQ12、11のコ
レクタに接続され、エミッタはそれぞれ、出力端子OU
T、OUT2に接続されている。ここで、出力端子OU
TとOUT2は、いわゆる相補出力であり、図4と比較
する場合、バイポーラトランジスタQ22及び出力端子
OUT2を削除しても構わない。また、図5に示す回路
においては、図4に示した状態制御回路(差動対Q3
1、Q32、電流源Q33等)は、必要としない。
The collectors of the bipolar transistors Q21 and Q22 forming the output emitter follower circuit are both connected to the higher power supply GND, and the bases are respectively connected to the collectors of the bipolar transistors Q12 and Q11 forming a differential pair. Are output terminals OU
T and OUT2. Here, the output terminal OU
T and OUT2 are so-called complementary outputs, and when compared with FIG. 4, the bipolar transistor Q22 and the output terminal OUT2 may be omitted. Further, in the circuit shown in FIG. 5, the state control circuit (differential pair Q3
1, Q32, current source Q33, etc.) are not required.

【0025】上記構成において、状態制御端子CTがL
ow状態の時は、nチャネルMOSトランジスタM3が
オフ状態となり、pチャネルMOSトランジスタM1、
M2がオン状態となり、この場合は、いわゆるECL差
動回路として、入力端子INの信号により、出力端子O
UTには、入力端子INと反転状態が、出力端子OUT
2には入力端子INと同じ状態が出力される。
In the above configuration, the state control terminal CT is at L
In the ow state, the n-channel MOS transistor M3 is turned off, and the p-channel MOS transistor M1,
M2 is turned on, and in this case, as a so-called ECL differential circuit, the output terminal O
The UT has an input terminal IN and an inverted state, and an output terminal OUT.
2 outputs the same state as the input terminal IN.

【0026】逆に、状態制御端子CTがHigh状態の
時は、nチャネルMOSトランジスタM3がオンとな
り、pチャネルMOSトランジスタM1、M2がオフ状
態となり、負荷抵抗R11及びR12のいずれにも電流
が流れず、唯一、抵抗R13に流れるようになる。
Conversely, when the state control terminal CT is in the High state, the n-channel MOS transistor M3 is turned on, the p-channel MOS transistors M1 and M2 are turned off, and a current flows through any of the load resistors R11 and R12. Instead, only the current flows to the resistor R13.

【0027】このとき、定電流源Q13に流れる電流を
I1、ダイオードの端子間電圧をVFとすれば、出力エ
ミッタフォロワ回路を構成するバイポーラトランジスタ
Q21、Q22ベース電位はどちらも、 −I1×R13−VF …(5) となり、Z状態を出力する。
At this time, assuming that the current flowing through the constant current source Q13 is I1 and the voltage between the terminals of the diode is VF, the base potentials of the bipolar transistors Q21 and Q22 constituting the output emitter follower circuit are both -I1 × R13- VF (5) and outputs the Z state.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は下記記載の問題点を有している。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0029】(1)第1の問題点は、図4に示した従来
のスリーステート型ECL回路においては、カレントソ
ースが2つ必要とされるため(すなわち差動増幅回路用
の定電流源トランジスタQ13の他に、スリーステート
制御用の定電流源Q33)、その消費電力が大きくな
る、ということである。
(1) The first problem is that the conventional three-state ECL circuit shown in FIG. 4 requires two current sources (ie, a constant current source transistor for a differential amplifier circuit). In addition to Q13, the constant current source Q33 for three-state control increases its power consumption.

【0030】(2)第2の問題点として、図5に示した
従来のスリーステート型ECL回路においては、バイポ
ーラ差動対の負荷側にMOSトランジスタ(3つのMO
SトランジスタM1、M2、M3)を用いて、完全な電
流経路の切り替えを行っているが、スイッチング速度が
遅くなり、ECL回路の利点である、高速動作を妨げる
恐れがある、ということである。
(2) As a second problem, in the conventional three-state ECL circuit shown in FIG. 5, a MOS transistor (three MO transistors) is provided on the load side of the bipolar differential pair.
Although the complete current path switching is performed using the S transistors M1, M2, and M3), the switching speed is reduced, which may hinder high-speed operation, which is an advantage of the ECL circuit.

【0031】(3)第3の問題点として、図5に示した
従来のスリーステート型ECL回路においては、Z状態
での出力レベルを決定する要因として、抵抗R13とダ
イオードD11あるいはD12との直列に接続された構
成があるが、ここで、入力端子INの状態によって、ダ
イオードD11とD12に流れる電流値に違いが生じ、
ダイオードのVFの差から、出力レベルも変動してしま
う可能性がある、ということである。また、ダイオード
のVFは温度により変化するため、温度によっても出力
レベルが変化してしまうという可能性もある。
(3) As a third problem, in the conventional three-state type ECL circuit shown in FIG. 5, the output level in the Z state is determined by the series connection of the resistor R13 and the diode D11 or D12. However, there is a difference between the current values flowing through the diodes D11 and D12 depending on the state of the input terminal IN.
This means that the output level may fluctuate due to the difference in VF of the diode. Further, since the VF of the diode changes with temperature, there is a possibility that the output level also changes with temperature.

【0032】したがって、本発明は、上記事情に鑑みて
なされたものであって、その目的は、上記問題点を解消
し、消費電力を低減することができるスリーステート型
ECL回路を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a three-state type ECL circuit which can solve the above problems and reduce power consumption. is there.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るスリーステート型ECL回路は、エミ
ッタが共通接続されて定電流源を介して低位側電源に接
続され、基準電圧と入力信号をそれぞれベース入力と
し、コレクタがそれぞれ第1、第2の抵抗を介して高位
側電源に接続され差動対を構成してなる第1、第2のバ
イポーラトランジスタを備えたECL回路において、コ
レクタ及びエミッタを、前記差動対の一方のバイポーラ
トランジスタのコレクタ及びエミッタと共通に接続し、
ベースに状態制御信号を入力とする第3のバイポーラト
ランジスタを備え、前記第3のバイポーラトランジスタ
のコレクタと前記高位側電源との間に、第3の抵抗と、
該第3の抵抗に直列に接続し前記状態制御信号によりオ
ン/オフが制御されるスイッチ手段と、を挿入してな
る、ことを特徴とする。
To achieve the above object, a three-state ECL circuit according to the present invention has an emitter commonly connected, connected to a lower power supply through a constant current source, and connected to a reference voltage and an input. In an ECL circuit including first and second bipolar transistors each having a signal as a base input and a collector connected to a higher power supply via first and second resistors to form a differential pair, And an emitter in common with the collector and the emitter of one of the bipolar transistors of the differential pair,
A third bipolar transistor having a base to which a state control signal is input; a third resistor between a collector of the third bipolar transistor and the higher power supply;
Switch means connected in series to the third resistor and controlled to be on / off by the state control signal.

【0034】本発明においては、前記状態制御信号によ
り、前記第3のバイポーラトランジスタ及び前記該スイ
ッチ手段のオン/オフを制御することにより、定電流
を、第1の抵抗、並列接続された第2及び第3の抵抗、
もしくは、第2の抵抗に流すように切替え、出力電位を
High、Low、Zの3状態を出力することを特徴と
する。
According to the present invention, by controlling on / off of the third bipolar transistor and the switch means by the state control signal, a constant current is supplied to the first resistor and the second resistor connected in parallel to the first resistor. And a third resistor,
Alternatively, switching is performed so as to flow through the second resistor, and the output potential is output in three states of High, Low, and Z.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。本発明は、その好ましい実
施の形態において、ECL回路の論理振幅用の抵抗を2
つの並列抵抗とし、その1つの抵抗は、スイッチ手段に
よりオン/オフされ、また、ECL差動トランジスタ対
の1つと並列に第3の状態制御用トランジスタを接続
し、論理振幅抵抗値及び定電流経路を変化させ、通常の
Highレベル、及びLowレベルと、Z状態の3状態
を出力することを可能としたものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. According to the present invention, in a preferred embodiment, the resistance for the logic amplitude of the ECL circuit is set to two.
One parallel resistor, one of which is turned on / off by a switch means, and a third state control transistor connected in parallel with one of the ECL differential transistor pairs to provide a logical amplitude resistance value and a constant current path. Is changed, and three states, that is, a normal High level and a Low level, and a Z state can be output.

【0036】図1は、本発明の好ましい実施の形態の構
成を示す図である。図1を参照して、本発明の実施の形
態に係るスリーステート型ECL回路は、エミッタを共
通接続し、基準電圧Vrと入力信号電圧をそれぞれベー
ス入力とし差動対を構成する第1、第2のバイポーラト
ランジスタQ1、Q2を備え、第1、第2のバイポーラ
トランジスタQ1、Q2のコレクタはそれぞれ第1、第
2の抵抗R1、R2を介して高位側電源(高電位源)に
接続され、第1、第2のバイポーラトランジスタQ1、
Q2の共通接続されたエミッタは定電流源Iを介して低
位側電源(低電位源)に接続され、第2のバイポーラト
ランジスタQ2のコレクタから出力を取り出してなるE
CL回路において、第2のバイポーラトランジスタQ2
のコレクタ、及びエミッタを共用する第3のバイポーラ
トランジスタQ3が並列に接続され、第3のバイポーラ
トランジスタQ3のベースに状態制御信号(CT)が接
続され、そのコレクタは第3の抵抗R3とスイッチ手段
SWを介して高位側電源に接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a three-state type ECL circuit according to an embodiment of the present invention has first and second emitters connected in common, and a differential pair comprising a reference voltage Vr and an input signal voltage as base inputs, respectively. Two bipolar transistors Q1 and Q2, and the collectors of the first and second bipolar transistors Q1 and Q2 are connected to a higher power supply (high potential source) via first and second resistors R1 and R2, respectively. The first and second bipolar transistors Q1,
The commonly connected emitter of Q2 is connected to a lower power supply (low potential source) via a constant current source I, and an output is taken from the collector of the second bipolar transistor Q2.
In the CL circuit, the second bipolar transistor Q2
A third bipolar transistor Q3 sharing the collector and the emitter of the third bipolar transistor Q3 is connected in parallel, a state control signal (CT) is connected to the base of the third bipolar transistor Q3, and the collector is connected to the third resistor R3 and the switch means. It is connected to the higher power supply via SW.

【0037】このスイッチ手段SWは、状態制御信号C
Tによりオン/オフされる構成とされており、状態制御
信号CTにより、第3のバイポーラトランジスタQ3
と、スイッチ手段SWを制御することにより、定電流I
を第1の抵抗R1(出力はHigh)、もしくは第2の
抵抗R2と第3の抵抗R3双方(出力はLow)、ある
いは、第2の抵抗R2のみ(出力はZ)、に流すことを
可能として、出力端子の電位をHigh、Low、Zの
3状態を出力する。
The switch means SW is provided with a state control signal C
The third bipolar transistor Q3 is turned on / off by T. The third bipolar transistor Q3
And by controlling the switch means SW, the constant current I
To the first resistor R1 (output is High), or both the second resistor R2 and the third resistor R3 (output is Low), or only the second resistor R2 (output is Z). And outputs the potential of the output terminal in three states of High, Low, and Z.

【0038】状態制御信号CTがLow状態の時は、こ
のスイッチ手段SWはオン状態とされ、第3のバイポー
ラトランジスタQ3はオフし、抵抗R2及びR3の並列
合成抵抗を論理振幅を得るための抵抗とする、通常のE
CLインバータ回路として機能する。逆に、状態制御信
号CTがHigh状態の時は、スイッチ手段SWはオフ
状態とされ、第3のバイポーラトランジスタQ3はオン
となり、定電流源の引く電流は、第2の抵抗R2のみに
流れその電圧降下により、Z状態を出力することが可能
である。
When the state control signal CT is in the low state, the switch means SW is turned on, the third bipolar transistor Q3 is turned off, and the resistance for obtaining the logical amplitude of the parallel combined resistance of the resistances R2 and R3 is obtained. And normal E
Functions as a CL inverter circuit. Conversely, when the state control signal CT is in the High state, the switch means SW is turned off, the third bipolar transistor Q3 is turned on, and the current drawn by the constant current source flows only through the second resistor R2. The Z state can be output by the voltage drop.

【0039】[0039]

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0040】[0040]

【実施例1】図1に、本発明の第1の実施例として、ス
リーステート型ECLインバータ回路の構成を示す。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a configuration of a three-state ECL inverter circuit as a first embodiment of the present invention.

【0041】図1を参照すると、このスリーステート型
ECLインバータ回路の入力段の差動増幅回路は、エミ
ッタを共通接続し、ベースに基準(リファレンス)電電
圧Vrと入力信号INをそれぞれ入力し、差動対を構成
する第1、第2のバイポーラトランジスタQ1、Q2を
備え、第1、第2のバイポーラトランジスタQ1、Q2
のコレクタはそれぞれ抵抗R1、R2を介して高位側電
源GNDに接続され、この差動対の電流源回路として、
コレクタが第1、第2のバイポーラトランジスタQ1、
Q2の共通接続されたエミッタに接続され、ベースが基
準電圧VCSに接続され、エミッタが抵抗R4を介して
低位側電源VEEに接続されたバイポーラトランジスタ
Q4を備えている。
Referring to FIG. 1, in the differential amplifier circuit at the input stage of the three-state type ECL inverter circuit, the emitters are commonly connected, and a base (reference) voltage Vr and an input signal IN are input to a base, respectively. It includes first and second bipolar transistors Q1 and Q2 forming a differential pair, and includes first and second bipolar transistors Q1 and Q2.
Are connected to the higher power supply GND via the resistors R1 and R2, respectively. As a current source circuit of this differential pair,
The collectors are the first and second bipolar transistors Q1,
A bipolar transistor Q4 is connected to the commonly connected emitter of Q2, the base is connected to the reference voltage VCS, and the emitter is connected to the lower power supply VEE via the resistor R4.

【0042】出力段として、コレクタが高位側電源GN
Dに接続され、エミッタが出力端子OUTに接続され、
ベースが第2のバイポーラトランジスタQ2のコレクタ
(差動対の出力)に接続されたエミッタフォロワ構成の
バイポーラトランジスタQ5を備えている。
As an output stage, the collector is a higher power supply GN
D, the emitter is connected to the output terminal OUT,
A bipolar transistor Q5 having an emitter follower configuration having a base connected to the collector (output of the differential pair) of the second bipolar transistor Q2 is provided.

【0043】状態制御回路として、第3のバイポーラト
ランジスタQ3が、第2のバイポーラトランジスタQ2
のコレクタ、及びエミッタとを共用するよう接続され、
第3のバイポーラトランジスタQ3のベースは状態制御
端子CTに接続されている。
As a state control circuit, the third bipolar transistor Q3 is connected to the second bipolar transistor Q2.
Connected to share the collector and emitter of
The base of the third bipolar transistor Q3 is connected to the state control terminal CT.

【0044】また本実施例においては、スイッチ手段と
して、pチャネルMOSトランジスタP1のドレインが
高位側電源GNDに接続され、そのゲートは、状態制御
端子CTに接続され、ソースは抵抗R3を介して第2、
第3のバイポーラトランジスタQ2、Q3の共通接続さ
れたコレクタに接続されている。
In this embodiment, as the switching means, the drain of the p-channel MOS transistor P1 is connected to the higher power supply GND, the gate is connected to the state control terminal CT, and the source is connected via the resistor R3. 2,
The third bipolar transistors Q2 and Q3 are connected to a commonly connected collector.

【0045】次に、本実施例に係る回路の動作について
説明する。
Next, the operation of the circuit according to this embodiment will be described.

【0046】状態制御端子CTをLowレベルにする
と、pチャネルMOSトランジスタP1がオン状態とな
り、第3のバイポーラトランジスタQ3はオフ状態とな
る。この場合は、抵抗R2、R3の並列合成抵抗を、論
理振幅を得るための、抵抗とするECLインバータ回路
として動作する。
When the state control terminal CT is set to Low level, the p-channel MOS transistor P1 is turned on, and the third bipolar transistor Q3 is turned off. In this case, the circuit operates as an ECL inverter circuit using the parallel combined resistance of the resistors R2 and R3 as a resistor for obtaining a logic amplitude.

【0047】一方、状態制御信号端子CTをHighレ
ベルにすると、pチャネルMOSトランジスタP1はオ
フ状態となり、第3のバイポーラトランジスタQ3はオ
ン状態となる。この場合、第3のバイポーラトランジス
タQ3がオン状態であるため、定電流源Q4の流す電流
は、第3のバイポーラトランジスタQ3側に流れ、ま
た、pチャネルMOSトランジスタP1がオフ状態であ
るため、抵抗R3には電流は流れず(抵抗R3は電流パ
スから外される)、抵抗R2のみに電流を流れ、抵抗R
2に電圧降下が生じ、Z状態が出力される。
On the other hand, when the state control signal terminal CT is set to a high level, the p-channel MOS transistor P1 is turned off, and the third bipolar transistor Q3 is turned on. In this case, since the third bipolar transistor Q3 is in the on state, the current flowing from the constant current source Q4 flows to the third bipolar transistor Q3 side, and the p-channel MOS transistor P1 is in the off state. No current flows through R3 (resistor R3 is removed from the current path), current flows only through resistor R2, and resistance R
2, a voltage drop occurs, and the Z state is output.

【0048】このZ状態での出力段のバイポーラトラン
ジスタQ5のベース電位Vbase(Z)は、次式(6)で
与えられる。 Vbase(Z)=−I×R2 …(6)
The base potential Vbase (Z) of the bipolar transistor Q5 at the output stage in this Z state is given by the following equation (6). Vbase (Z) = − I × R2 (6)

【0049】ここで、Iは定電流源Q3が流す電流であ
り、次式(7)で与えられる。 I=(VSC−VF)/R4 …(7)
Here, I is a current flowing from the constant current source Q3, and is given by the following equation (7). I = (VSC−VF) / R4 (7)

【0050】ここで、VFはバイポーラトランジスタの
ベース・エミッタ間順方向電圧を示している。
Here, VF indicates a forward voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor.

【0051】また、Lowを出力している時の出力段の
バイポーラトランジスタQ5のベース電位Vbase(L)
は、次式(8)で与えられる。 Vbase(L)=−I×(R2//R3) …(8)
When the output is Low, the base potential Vbase (L) of the bipolar transistor Q5 in the output stage is output.
Is given by the following equation (8). Vbase (L) = − I × (R2 // R3) (8)

【0052】ここで、R2//R3は、R2、R3の並列
合成抵抗値を示している。
Here, R2 // R3 indicates a parallel combined resistance value of R2 and R3.

【0053】例えば、R2=R3の場合には、出力段バ
イポーラトランジスタQ5のベース電位は、出力状態L
owの時に比べ、Z状態時では、約2倍低い電圧とな
り、バイポーラトンジスタQ5をオフさせることが可能
である。
For example, when R2 = R3, the base potential of the output-stage bipolar transistor Q5 becomes the output state L
In the Z state, the voltage is about twice lower than in the ow state, and the bipolar transistor Q5 can be turned off.

【0054】以上の本実施例においては、定電流源を1
つにまとめたことにより、図4に示した従来技術に比
べ、消費電力が約半分となり、また、入力レベルとは無
関係にZ状態を出力することが可能である。
In the above embodiment, the constant current source is set to 1
As a result, the power consumption is reduced to about half as compared with the prior art shown in FIG. 4, and the Z state can be output irrespective of the input level.

【0055】[0055]

【実施例2】図3に、本発明の第2の実施例のスリース
テート型ECL回路に構成を示す。
Second Embodiment FIG. 3 shows a configuration of a three-state ECL circuit according to a second embodiment of the present invention.

【0056】図3を参照して、この回路は、図2に示し
た回路構成において、差動対における入力端子(IN)
とリファレンス電圧VRとを入れ替えたもので、図2に
示した回路では、通常時インバータとして動作していた
のに対し、この実施例に係る回路は、バッファとして動
作させることを特徴とする。
Referring to FIG. 3, this circuit has the same configuration as the input terminal (IN) of the differential pair in the circuit configuration shown in FIG.
2 and the reference voltage VR. The circuit shown in FIG. 2 operates as an inverter in normal operation, whereas the circuit according to this embodiment operates as a buffer.

【0057】この場合、Z状態出力時、入力レベルによ
り電流経路が変化してしまうため、状態制御端子CTが
High状態の時は、バイポーラトランジスタQ1のベ
ースには常にLowレベルが入力される必要であり、本
実施例では、入力端子側のバイポーラトランジスタQ1
のベースに、2入力ANDゲート(AND)の出力が接
続され、2入力ANDゲートの一の入力端には、入力端
子INが接続され、他の入力端には、状態制御端子CT
がインバータINVを介して接続されている。
In this case, when the Z state is output, the current path changes depending on the input level. Therefore, when the state control terminal CT is in the High state, a Low level must always be input to the base of the bipolar transistor Q1. In the present embodiment, the bipolar transistor Q1 on the input terminal side is provided.
Is connected to the output of a two-input AND gate (AND), one input terminal of the two-input AND gate is connected to the input terminal IN, and the other input terminal is connected to the state control terminal CT.
Are connected via an inverter INV.

【0058】このため、Z状態に設定する際において、
状態制御端子CTがHigh状態の時には、バイポーラ
トランジスタQ1のベースには常にLowレベルとする
ことが可能とされ(バイポーラトランジスタQ1をオフ
とする)、入力信号INとは無関係に、Z状態を出力す
ることができる。
Therefore, when setting the Z state,
When the state control terminal CT is in the High state, the base of the bipolar transistor Q1 can always be at the Low level (turn off the bipolar transistor Q1), and the Z state is output irrespective of the input signal IN. be able to.

【0059】本実施例における、出力状態のLow、H
igh、Z状態のレベルについては、前記第1実施例と
同様であり、説明を省略する。
In this embodiment, the output states Low, H
The levels of the high state and the Z state are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0061】(1)本発明の第1の効果は、上記従来技
術として説明した定電流源を2つ使用するスリーステー
ト型ECL回路に比べ、消費電流を約半分にすることが
できる、ということである。
(1) The first effect of the present invention is that the current consumption can be reduced to about half as compared with the three-state type ECL circuit using two constant current sources described as the prior art. It is.

【0062】その理由としては、本発明は、定電流源を
1つにまとめた、ことによる。
The reason is that the present invention combines the constant current sources into one.

【0063】(2)本発明の第2の効果は、回路構成を
簡易化し、素子数を減少させたことにより、高集積化を
達成することを可能とする、ということである。
(2) A second effect of the present invention is that high integration can be achieved by simplifying the circuit configuration and reducing the number of elements.

【0064】(3)本発明の第3の効果は、出力状態が
Z状態の時、安定したZ状態を維持することが可能であ
る、ということである。
(3) A third effect of the present invention is that a stable Z state can be maintained when the output state is the Z state.

【0065】その理由は、本発明においては、出力状態
がZ状態の時、その出力レベルを決定する素子として、
上記した従来技術のようにダイオードを用いていないこ
と、及び、入力端子の状態をZ状態のレベルと無関係と
した、ことによる。
The reason is that, in the present invention, when the output state is the Z state, the element for determining the output level is as follows.
This is because a diode is not used as in the above-described related art, and the state of the input terminal is made irrelevant to the level of the Z state.

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

【図1】本発明の実施の形態のスリーステート型ECL
回路の構成を示す図である。
FIG. 1 shows a three-state ECL according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a circuit.

【図2】本発明の一実施例の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の別の実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.

【図4】従来のスリーステート型ECLゲートの回路の
構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional three-state ECL gate.

【図5】従来の別のスリーステート型ECLゲートの回
路の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of another conventional three-state ECL gate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1〜Q5 バイポーラトランジスタ P1 pチャネルMOSトランジスタ R1〜R4 抵抗 Vr リファレンス電圧(端子) IN 入力信号(端子) CT 状態制御信号(端子) GND 高位側電源 VEE 低位側電源 OUT 出力端子 AND ANDゲート INV インバータ回路 Q1 to Q5 Bipolar transistor P1 P-channel MOS transistor R1 to R4 Resistance Vr Reference voltage (terminal) IN input signal (terminal) CT State control signal (terminal) GND Higher power supply VEE Lower power supply OUT Output terminal AND AND gate INV Inverter circuit

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エミッタが共通接続されて定電流源を介し
て低位側電源に接続され、基準電圧と入力信号をそれぞ
れベース入力とし、コレクタがそれぞれ第1、第2の抵
抗を介して高位側電源に接続され差動対を構成してなる
第1、第2のバイポーラトランジスタを備えたECL回
路において、 コレクタ及びエミッタを、前記差動対の一方のバイポー
ラトランジスタのコレクタ及びエミッタと共通に接続
し、ベースに状態制御信号を入力とする第3のバイポー
ラトランジスタを備え、 前記第3のバイポーラトランジスタのコレクタと前記高
位側電源との間に、第3の抵抗と、該第3の抵抗に直列
に接続し前記状態制御信号によりオン/オフが制御され
るスイッチ手段と、を挿入してなる、 ことを特徴とするスリーステート型ECL回路。
An emitter is commonly connected and connected to a lower power supply through a constant current source, a reference voltage and an input signal are respectively used as base inputs, and a collector is connected to a higher power supply via first and second resistors, respectively. In an ECL circuit having first and second bipolar transistors connected to a power supply and forming a differential pair, a collector and an emitter are commonly connected to a collector and an emitter of one of the bipolar transistors of the differential pair. A third bipolar transistor having a base to which a state control signal is input, a third resistor connected in series between the collector of the third bipolar transistor and the higher power supply, and a third resistor in series with the third resistor. A three-state type ECL circuit, wherein a switch means connected and switched on / off by the state control signal is inserted.
【請求項2】前記第の抵抗に直列に接続された前記
イッチ手段のオン/オフにより、論理振幅抵抗の抵抗
値、及び定電流経路を変化させることにより、通常のH
ighレベル、Lowレベル、及び、Z状態の計3つの
状態を出力するように構成されてなることを特徴とする
請求項1記載のスリーステート型ECL回路。
2. The switch connected in series with the third resistor .
By changing the resistance value of the logic amplitude resistance and the constant current path by turning on / off the switch means , the normal H
2. The three-state ECL circuit according to claim 1, wherein the three-state ECL circuit is configured to output a total of three states, i.e., an high level, a low level, and a Z state.
【請求項3】前記状態制御信号により、前記第3のバイ
ポーラトランジスタ及び前記該スイッチ手段のオン/オ
フを制御することにより、定電流を、第1の抵抗、並列
接続された第2及び第3の抵抗、もしくは、第2の抵抗
に流すように切替え、出力電位をHigh、Low、Z
の3状態を出力することを特徴とする請求項記載のス
リーステート型ECL回路。
3. A constant current is controlled by controlling the on / off of the third bipolar transistor and the switch means in accordance with the state control signal. Or the second resistor, and the output potential is changed to High, Low, Z
Three-state type ECL circuit according to claim 1, wherein the output of tri-state.
【請求項4】エミッタが共通接続されて定電流源を介し
て低位側電源に接続され、入力信号と基準電圧をそれぞ
れベース入力とし、コレクタがそれぞれ第1、第2の抵
抗を介して高位側電源に接続され差動対を構成してなる
第1、第2のバイポーラトランジスタを備えたECL回
路において、 コレクタ及びエミッタを、前記差動対の一方のバイポー
ラトランジスタのコレクタ及びエミッタと共通に接続
し、ベースに状態制御信号を入力とする第3のバイポー
ラトランジスタを備え、 前記第3のバイポーラトランジスタのコレクタと前記高
位側電源との間に、第3の抵抗と、該第3の抵抗に直列
に接続し前記状態制御信号によりオン/オフが制御され
るスイッチ手段と、を挿入し、 前記状態制御信号がアクティブ状態時においては、前記
第1のバイポーラトランジスタのベースに入力する前記
入力信号の状態をLowレベルに固定する手段を、備え
たことを特徴とするスリーステート型ECL回路。
4. An emitter is commonly connected and connected to a lower power supply via a constant current source, an input signal and a reference voltage are respectively used as base inputs, and a collector is connected to a higher power supply via first and second resistors, respectively. In an ECL circuit having first and second bipolar transistors connected to a power supply and forming a differential pair, a collector and an emitter are commonly connected to a collector and an emitter of one of the bipolar transistors of the differential pair. A third bipolar transistor having a base to which a state control signal is input, a third resistor connected in series between the collector of the third bipolar transistor and the higher power supply, and a third resistor in series with the third resistor. And a switch means connected and controlled to be on / off by the state control signal. When the state control signal is in an active state, the first Three-state ECL circuit, characterized in that the means for fixing the state of the input signal to be input to the base of the bipolar transistor to Low level, with the.
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