JP3076101B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP3076101B2
JP3076101B2 JP03230315A JP23031591A JP3076101B2 JP 3076101 B2 JP3076101 B2 JP 3076101B2 JP 03230315 A JP03230315 A JP 03230315A JP 23031591 A JP23031591 A JP 23031591A JP 3076101 B2 JP3076101 B2 JP 3076101B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は低消費電力で高速なBi
−CMOS構成の半導体集積回路装置(LSI)に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low power consumption and high speed Bi
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device (LSI) having a CMOS configuration.

【0002】近年のLSIにはECLレベルの信号及び
TTLレベルの信号に対応できるECL入出力回路及び
TTL入出力回路を形成したBi−CMOS構成のLS
Iが要求されている。又、このBi−CMOS構成のL
SIにおいて高速性を備えていることが必要であり、T
TL出力回路も高速化する必要がある。
In recent LSIs, a Bi-CMOS LS having an ECL input / output circuit and a TTL input / output circuit capable of handling ECL level signals and TTL level signals is known.
I is required. In addition, L of this Bi-CMOS configuration
It is necessary for SI to have high speed, and T
It is necessary to increase the speed of the TL output circuit.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のBi−CMOS構成のLSIにお
けるTTL出力回路20を図3に示す。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a TTL output circuit 20 in a conventional Bi-CMOS LSI.

【0004】TTL出力回路20は入力回路部21と出
力回路部22とからなり、入力回路部21を構成するP
MOS及びNMOSトランジスタMP1,MN1よりな
るCMOSのインバータ23はグランドGND及び低電
源VEE間に接続され、両トランジスタMP1,MN1の
ゲート端子にはBi−CMOSレベルの入力信号INが
入力されている。両トランジスタMP1,MN1間のノ
ードaはトランジスタT1及びPMOSトランジスタM
P2を介して高電源VCCに接続されている。トランジス
タT1のベース端子及びPMOSトランジスタMP2の
ゲート端子はグランドGNDに接続されている。
The TTL output circuit 20 comprises an input circuit section 21 and an output circuit section 22, and the P
The CMOS inverter 23 composed of the MOS and NMOS transistors MP1 and MN1 is connected between the ground GND and the low power supply VEE, and the Bi-CMOS level input signal IN is input to the gate terminals of both transistors MP1 and MN1. A node a between both transistors MP1 and MN1 is a transistor T1 and a PMOS transistor M
It is connected to the high power supply VCC through P2. The base terminal of the transistor T1 and the gate terminal of the PMOS transistor MP2 are connected to the ground GND.

【0005】出力回路部22を構成する位相分割トラン
ジスタT2のコレクタ端子はPMOSトランジスタMP
3を介して高電源VCCに接続されるとともに、エミッタ
端子は抵抗R1を介してグランドGNDに接続され、ベ
ース端子は前記トランジスタT1のコレクタ端子に接続
されている。尚、位相分割トランジスタT2のコレクタ
・ベース間にはショットキーバリアダイオードD1が逆
バイアスで接続され、位相分割トランジスタT2の飽和
を防止するようになっている。又、位相分割トランジス
タT2のベース端子とグランドGNDとの間にはショッ
トキーバリアダイオードD2が接続され、位相分割トラ
ンジスタT2のベース電位が所定電位以下に低下するの
を防止するようになっている。
The collector terminal of the phase dividing transistor T2 constituting the output circuit section 22 is a PMOS transistor MP
3, the emitter terminal is connected to ground GND via a resistor R1, and the base terminal is connected to the collector terminal of the transistor T1. Note that a Schottky barrier diode D1 is connected with a reverse bias between the collector and the base of the phase division transistor T2 to prevent saturation of the phase division transistor T2. Further, a Schottky barrier diode D2 is connected between the base terminal of the phase division transistor T2 and the ground GND to prevent the base potential of the phase division transistor T2 from dropping below a predetermined potential.

【0006】出力トランジスタT3のエミッタ端子はグ
ランドGNDに接続されるとともに、そのベース端子は
前記位相分割トランジスタT2のエミッタ端子に接続さ
れている。位相分割トランジスタT2のコレクタ端子と
出力トランジスタT3のコレクタ端子との間には互いに
ダーリントン接続された出力トランジスタT4とトラン
ジスタT5とが接続されている。出力トランジスタT4
のコレクタ端子は抵抗R2を介して高電源VCCに接続さ
れ、エミッタ端子は出力トランジスタT3のコレクタ端
子に接続されている。出力トランジスタT4のベース端
子は抵抗R3及びショットキーバリアダイオードD3を
介して出力トランジスタT3のコレクタ端子に接続され
ている。トランジスタT5のベース端子は位相分割トラ
ンジスタT2のコレクタ端子に接続されている。そし
て、出力トランジスタT3,T4間に出力端子Vout が
接続され、出力端子Vout とグランドGNDとの間には
出力が低下し過ぎるのを防止するためのショットキーバ
リアダイオードD4が接続されている。
The emitter terminal of the output transistor T3 is connected to the ground GND, and the base terminal is connected to the emitter terminal of the phase division transistor T2. An output transistor T4 and a transistor T5, which are Darlington connected to each other, are connected between the collector terminal of the phase division transistor T2 and the collector terminal of the output transistor T3. Output transistor T4
Is connected to the high power supply VCC through a resistor R2, and the emitter terminal is connected to the collector terminal of the output transistor T3. The base terminal of the output transistor T4 is connected to the collector terminal of the output transistor T3 via the resistor R3 and the Schottky barrier diode D3. The base terminal of the transistor T5 is connected to the collector terminal of the phase division transistor T2. The output terminal Vout is connected between the output transistors T3 and T4, and a Schottky barrier diode D4 is connected between the output terminal Vout and the ground GND to prevent the output from dropping too much.

【0007】従って、Bi−CMOSレベルの入力信号
INに基づいてPMOSトランジスタMP1がオンしN
MOSトランジスタMN1がオフすると、位相分割トラ
ンジスタT2のベース電位が高くなって位相分割トラン
ジスタT2がオンされ、これに基づいてトランジスタT
5,T4がオフされるとともに出力トランジスタT3が
オンされ、出力端子Vout からTTLレベルのLレベル
の出力信号が出力される。又、入力信号INに基づいて
PMOSトランジスタMP1がオフしNMOSトランジ
スタMN1がオンすると、位相分割トランジスタT2の
ベース電位が低くなって位相分割トランジスタT2がオ
フされ、これに基づいてトランジスタT5及び出力トラ
ンジスタT4がオンされるとともに出力トランジスタT
3がオフされ、出力端子Vout からTTLレベルのHレ
ベルの出力信号が出力される。
Therefore, the PMOS transistor MP1 is turned on based on the Bi-CMOS level input signal IN, and
When the MOS transistor MN1 is turned off, the base potential of the phase division transistor T2 is increased, and the phase division transistor T2 is turned on.
5, T4 is turned off, the output transistor T3 is turned on, and the TTL level L-level output signal is output from the output terminal Vout. When the PMOS transistor MP1 is turned off and the NMOS transistor MN1 is turned on based on the input signal IN, the base potential of the phase dividing transistor T2 is lowered to turn off the phase dividing transistor T2. Based on this, the transistor T5 and the output transistor T4 are turned off. Is turned on and the output transistor T
3 is turned off, and an H-level output signal of TTL level is output from the output terminal Vout.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図3に示す
TTL出力回路20の出力信号の伝搬遅延時間tpd
は、位相分割トランジスタT2のスイッチングスピー
ド、即ち同トランジスタT2のベース電位の上下スピー
ドによって決まり、これはCMOSインバータ23のス
イッチングスピードによって決まるため、伝搬遅延時間
tpdが長くなるという問題があった。
However, the propagation delay time tpd of the output signal of the TTL output circuit 20 shown in FIG.
Is determined by the switching speed of the phase division transistor T2, that is, the vertical speed of the base potential of the transistor T2. Since this is determined by the switching speed of the CMOS inverter 23, there is a problem that the propagation delay time tpd becomes long.

【0009】又、NMOSトランジスタMN1に流れる
電流が、位相分割トランジスタT2のベース電位の上下
スピードに大きく影響するが、NMOSトランジスタM
N1のしきい値電圧を決める増幅率β,ドレイン電流,
オン抵抗等のパラメータに製造ばらつきが必然的に発生
することや、低電源VEEが変動したりすることによって
NMOSトランジスタMN1に流れる電流が変動し、T
TL出力回路20の動作スピードの変動が大きいという
問題があった。
The current flowing through the NMOS transistor MN1 greatly affects the vertical speed of the base potential of the phase division transistor T2.
The amplification factor β that determines the threshold voltage of N1, the drain current,
The current flowing through the NMOS transistor MN1 fluctuates due to inevitable manufacturing variations in parameters such as the on-resistance and the fluctuation of the low power supply VEE.
There is a problem that the operation speed of the TL output circuit 20 fluctuates greatly.

【0010】又、このTTL出力回路20のBi−CM
OSレベルのしきい値は、CMOSインバータ23によ
り決まり、グランドGND及び低電源VEEの中間値であ
るVEE/2となることが理想的である。しかし、実際に
は位相分割トランジスタT2のスイッチングスピードを
上げるためのベース電位の制御のため、PMOSトラン
ジスタMP2のドレイン電流とNMOSトランジスタM
N1のドレイン電流とのバランスを考慮して、NMOS
トランジスタMN1のサイズ(MOSトランジスタのゲ
ート長、ゲート幅)を決定しなければならない。その結
果、CMOSインバータ23のしきい値はNMOSトラ
ンジスタMN1により決定され、必ずしもVEE/2とは
ならない可能性がある。この場合、ノイズに対するマー
ジンが少なくなり、正常なレベル変換を行うことができ
ないという問題があった。
The TTL output circuit 20 has a Bi-CM
The threshold value of the OS level is determined by the CMOS inverter 23, and ideally becomes VEE / 2, which is an intermediate value between the ground GND and the low power supply VEE. However, actually, in order to control the base potential to increase the switching speed of the phase division transistor T2, the drain current of the PMOS transistor MP2 and the NMOS transistor M2 are controlled.
Considering the balance with the drain current of N1, NMOS
The size of the transistor MN1 (the gate length and the gate width of the MOS transistor) must be determined. As a result, the threshold value of the CMOS inverter 23 is determined by the NMOS transistor MN1, and may not always be VEE / 2. In this case, there is a problem that a margin for noise is reduced and normal level conversion cannot be performed.

【0011】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、ECL入出力回路及びTTL入出力
回路を備えたBi−CMOS構成の半導体集積回路装置
において、TTL出力回路の高速化を図ることができる
とともに、製造ばらつきや電源変動による動作スピード
の変動を抑制でき、更にしきい値電圧の安定化を図って
正常なレベル変換を行うことができることを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In a Bi-CMOS semiconductor integrated circuit device having an ECL input / output circuit and a TTL input / output circuit, the speed of the TTL output circuit is increased. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device capable of suppressing fluctuations in operation speed due to manufacturing variations and power supply fluctuations, and stabilizing a threshold voltage to perform normal level conversion.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1発明は、ECL入出力回路及びTTL入出力回
路を備え、TTL出力回路を、Bi−CMOSレベルの
入力信号を入力する入力回路部と、入力回路部の出力信
号に基づいてオン・オフ動作する位相分割トランジスタ
と、位相分割トランジスタのオン・オフ動作に基づいて
駆動されTTLレベルの出力信号を出力する出力トラン
ジスタとからなる出力回路部とを設けたBi−CMOS
構成の半導体集積回路装置において、TTL出力回路に
おける入力回路部を、Bi−CMOSレベルの入力信号
を入力する第1のトランジスタとBi−CMOSレベル
のしきい値電圧を基準電圧として入力する第2のトラン
ジスタとをエミッタ結合した差動回路部と、差動回路部
のエミッタ側に接続した定電流源とを備えて構成し、第
1のトランジスタのコレクタ端子の出力信号を位相分割
トランジスタのベース端子に入力するようにした。
According to a first aspect of the present invention, an ECL input / output circuit and a TTL input / output circuit are provided, and a TTL output circuit is provided for inputting a Bi-CMOS level input signal. Circuit, a phase division transistor that performs on / off operation based on an output signal of the input circuit unit, and an output transistor that is driven based on the on / off operation of the phase division transistor and outputs a TTL level output signal -CMOS provided with a section
In the semiconductor integrated circuit device having the above structure, the input circuit portion of the TTL output circuit is configured such that a first transistor for inputting a Bi-CMOS level input signal and a second transistor for inputting a Bi-CMOS level threshold voltage as a reference voltage. A differential circuit portion having an emitter-coupled transistor and a constant current source connected to the emitter side of the differential circuit portion, wherein an output signal of a collector terminal of the first transistor is supplied to a base terminal of the phase division transistor. I entered it.

【0013】又、第2発明は、TTL出力回路にECL
入出力回路用のバイアス電圧から第2のトランジスタに
入力するBi−CMOSレベルのしきい値電圧を生成す
るしきい値電圧生成回路部を設けている。
[0013] In the second invention, the TTL output circuit has an ECL.
A threshold voltage generation circuit is provided for generating a Bi-CMOS level threshold voltage input to the second transistor from a bias voltage for an input / output circuit.

【0014】[0014]

【作用】第1発明によれば、TTL出力回路における入
力回路部を第1及び第2のトランジスタをエミッタ結合
した差動回路部と、定電流源とを備えて構成しているの
で、入力回路部のスイッチングスピードは速くなり、特
に定電流源を用いているため、位相分割トランジスタの
ベース電位の立ち下がりが速くなって出力信号のLレベ
ルからHレベルへの伝搬遅延時間が短くなる。又、入力
回路部に定電流源を用いているので、第1及び第2のト
ランジスタの製造ばらつきや電源変動があっても入力回
路部に流れる電流の変動が抑制され、TTL出力回路の
動作スピードはほとんど変動しない。更に、差動回路部
の第2のトランジスタに入力される基準電圧がBi−C
MOSレベルのしきい値電圧となるのでノイズマージン
が向上され、安定したレベル変換が行われる。
According to the first aspect of the present invention, the input circuit in the TTL output circuit includes the differential circuit in which the first and second transistors are emitter-coupled, and the constant current source. The switching speed of the unit is increased, and particularly, since a constant current source is used, the fall of the base potential of the phase division transistor is accelerated and the propagation delay time of the output signal from the L level to the H level is shortened. Further, since a constant current source is used in the input circuit section, fluctuations in the current flowing in the input circuit section are suppressed even if there are manufacturing variations or power supply fluctuations in the first and second transistors, and the operation speed of the TTL output circuit is reduced. Hardly fluctuates. Further, the reference voltage input to the second transistor of the differential circuit unit is Bi-C
Since the threshold voltage is at the MOS level, the noise margin is improved, and stable level conversion is performed.

【0015】又、第2発明によれば、Bi−CMOSレ
ベルのしきい値電圧がECL入出力回路用のバイアス電
圧から容易に生成される。
Further, according to the second aspect, the threshold voltage of the Bi-CMOS level is easily generated from the bias voltage for the ECL input / output circuit.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1,
図2に従って説明する。尚、説明の便宜上、図3と同様
の構成については同一の符号を付して説明を一部省略す
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. For convenience of description, the same components as those in FIG.

【0017】図2はBi−CMOS構成のLSI1の概
略を示し、チップ2上にはTTL入力回路3、ECL入
力回路4、Bi−CMOS又はCMOS構成の内部回路
5、TTL出力回路6及びECL出力回路7が形成され
ている。TTL入力回路3,ECL入力回路4,TTL
出力回路6及びECL出力回路7には高電源VCCと低電
源VEEとが供給され、内部回路5には低電源VEEが供給
されている。尚、本実施例では高電源VCCとして+5ボ
ルトが使用され、低電源VEEとして−5.2ボルトのB
i−CMOSレベルの電源が使用されている。
FIG. 2 schematically shows an LSI 1 having a Bi-CMOS configuration. A TTL input circuit 3, an ECL input circuit 4, an internal circuit 5, a TTL output circuit 6, and a TTL output circuit 6 having a Bi-CMOS or CMOS configuration are provided on a chip 2. A circuit 7 is formed. TTL input circuit 3, ECL input circuit 4, TTL
The output circuit 6 and the ECL output circuit 7 are supplied with a high power supply VCC and a low power supply VEE, and the internal circuit 5 is supplied with a low power supply VEE. In this embodiment, +5 volts is used as the high power supply Vcc, and B of -5.2 volts is used as the low power supply VEE.
An i-CMOS level power supply is used.

【0018】TTL入力回路3はTTLレベル(本実施
例では+3ボルト〜0ボルト)の入力信号を入力してB
i−CMOSレベル(本実施例では0ボルト〜−5.2
ボルト)にレベル変換した信号を内部回路5に出力し、
ECL入力回路4はECLレベル(本実施例では−0.
9ボルト〜−1.7ボルト)の入力信号を入力してBi
−CMOSレベルにレベル変換した信号を内部回路5に
出力するようになっている。
The TTL input circuit 3 inputs a TTL level (+3 volt to 0 volt in this embodiment) input signal and outputs
i-CMOS level (0 volts to -5.2 in this embodiment)
Volts) and outputs the signal to the internal circuit 5,
The ECL input circuit 4 has an ECL level (−0.
9 volts to -1.7 volts)
-Output the signal converted to the CMOS level to the internal circuit 5.

【0019】TTL出力回路6は内部回路5から出力さ
れるBi−CMOSレベルの信号を入力してTTLレベ
ルの信号にレベル変換して外部に出力し、ECL出力回
路7は前記内部回路5から出力されるBi−CMOSレ
ベルの信号を入力してECLレベルの信号にレベル変換
して外部に出力するようになっている。
The TTL output circuit 6 receives a Bi-CMOS level signal output from the internal circuit 5, converts the signal to a TTL level signal, and outputs the signal to the outside. The ECL output circuit 7 outputs the signal from the internal circuit 5. The input Bi-CMOS level signal is input, level-converted to an ECL level signal, and output to the outside.

【0020】図1は上記TTL出力回路6の詳細を示
し、入力回路部10と前記出力回路部22とからなり、
入力回路部10は差動回路部11、定電流源12、及び
しきい値電圧生成回路部13等を備えて構成されてい
る。
FIG. 1 shows details of the TTL output circuit 6, which comprises an input circuit section 10 and the output circuit section 22,
The input circuit section 10 includes a differential circuit section 11, a constant current source 12, a threshold voltage generation circuit section 13, and the like.

【0021】差動回路部11は第1のトランジスタT6
と第2のトランジスタT7とをエミッタ結合して構成さ
れている。第1のトランジスタT6のベース端子にはB
i−CMOSレベルの入力信号INが入力され、第2の
トランジスタT7のベース端子にはしきい値電圧生成回
路部13からBi−CMOSレベルのしきい値電圧が基
準電圧Vref として入力されている。そして、第1のト
ランジスタT6のコレクタ端子はPMOSトランジスタ
MP2を介して高電源VCCに接続されるとともに、出力
回路部22の位相分割トランジスタT2のベース端子に
接続されている。
The differential circuit section 11 includes a first transistor T6
And the second transistor T7 are emitter-coupled. The base terminal of the first transistor T6 has B
An input signal IN at the i-CMOS level is input, and a threshold voltage at the Bi-CMOS level is input to the base terminal of the second transistor T7 from the threshold voltage generation circuit unit 13 as a reference voltage Vref. The collector terminal of the first transistor T6 is connected to the high power supply VCC via the PMOS transistor MP2, and is connected to the base terminal of the phase division transistor T2 of the output circuit unit 22.

【0022】定電流源12は差動回路部11のエミッタ
側に接続された定電流トランジスタT8と、定電流トラ
ンジスタT8のエミッタ端子と低電源VEEとの間に接続
された抵抗R4からなり、定電流トランジスタT8のベ
ース端子にはECL入出力回路用のバイアス電圧生成回
路(図示略)からバイアス電圧VCSが入力されている。
The constant current source 12 comprises a constant current transistor T8 connected to the emitter side of the differential circuit section 11, and a resistor R4 connected between the emitter terminal of the constant current transistor T8 and the low power supply VEE. A bias voltage VCS is input to a base terminal of the current transistor T8 from a bias voltage generation circuit (not shown) for an ECL input / output circuit.

【0023】更に、前記しきい値電圧生成回路部13は
コレクタ端子がグランドGNDに接続されベース端子に
前記バイアス電圧生成回路(図示略)のバイアス電圧V
BB1(本実施例では−1.3ボルト)が入力されたトラ
ンジスタT9と、トランジスタT9のエミッタ端子に接
続されたレベル降下用のショットキーバリアダイオード
D5と、同ダイオードD5と低電源VEEとの間に接続さ
れた定電流トランジスタT10及び抵抗R5よりなる定
電流源とで構成されている。尚、定電流トランジスタT
10には前記バイアス電圧VCSが入力されている。
The threshold voltage generating circuit 13 has a collector terminal connected to the ground GND and a base terminal connected to the bias voltage V of the bias voltage generating circuit (not shown).
A transistor T9 to which BB1 (-1.3 volts in the present embodiment) is input, a Schottky barrier diode D5 for lowering the level connected to the emitter terminal of the transistor T9, and between the diode D5 and the low power supply VEE. And a constant current source comprising a constant current transistor T10 and a resistor R5. The constant current transistor T
10, the bias voltage VCS is input.

【0024】そして、しきい値電圧生成回路部13はE
CL入出力回路用のバイアス電圧VBB1 をトランジスタ
T9及びショットキーバリアダイオードD5にて降圧す
ることにより、第2のトランジスタT7のベース端子に
入力する基準電圧Vref 、即ちBi−CMOSレベルの
しきい値電圧を生成するようになっている。従って、ト
ランジスタT9のベース・エミッタ間電圧を約0.8ボ
ルト、ショットキーバリアダイオードD5の電圧降下を
約0.4ボルトとすると、第2のトランジスタT7のベ
ース電位は約−2.5ボルトとなり、これはBi−CM
OSレベルのしきい値VEE/2(=−2.6ボルト)に
ほぼ等しくなる。
Then, the threshold voltage generation circuit 13
By lowering the bias voltage VBB1 for the CL input / output circuit by the transistor T9 and the Schottky barrier diode D5, the reference voltage Vref input to the base terminal of the second transistor T7, that is, the threshold voltage of the Bi-CMOS level Is generated. Therefore, if the base-emitter voltage of the transistor T9 is about 0.8 volts and the voltage drop of the Schottky barrier diode D5 is about 0.4 volts, the base potential of the second transistor T7 is about -2.5 volts. This is Bi-CM
It is almost equal to the OS level threshold value VEE / 2 (= -2.6 volts).

【0025】さて、上記のように構成されたTTL出力
回路6において、Bi−CMOSレベルの入力信号IN
が基準電圧Vref より小さくなると、トランジスタT6
がオフしトランジスタT7がオンする。これにより、位
相分割トランジスタT2のベース電位が高くなって同ト
ランジスタT2がオンされ、これに基づいてトランジス
タT5,T4がオフされるとともに出力トランジスタT
3がオンされ、出力端子Vout からTTLレベルのLレ
ベルの出力信号が出力される。
Now, in the TTL output circuit 6 configured as described above, the input signal IN at the Bi-CMOS level
Becomes smaller than the reference voltage Vref, the transistor T6
Turns off and the transistor T7 turns on. As a result, the base potential of the phase-dividing transistor T2 increases, turning on the transistor T2. Based on this, the transistors T5 and T4 are turned off and the output transistor T2 is turned off.
3 is turned on, and an L-level output signal of TTL level is output from the output terminal Vout.

【0026】又、Bi−CMOSレベルの入力信号IN
が基準電圧Vref より大きくなると、トランジスタT6
がオンしトランジスタT7がオフする。これにより、位
相分割トランジスタT2のベース電位が低くなって同ト
ランジスタT2がオフされ、これに基づいてトランジス
タT5及び出力トランジスタT4がオンされるとともに
出力トランジスタT3がオフされ、出力端子Vout から
TTLレベルのHレベルの出力信号が出力される。
Further, the input signal IN at the Bi-CMOS level
Becomes larger than the reference voltage Vref, the transistor T6
Turns on and the transistor T7 turns off. As a result, the base potential of the phase-dividing transistor T2 is lowered and the transistor T2 is turned off. Based on this, the transistor T5 and the output transistor T4 are turned on and the output transistor T3 is turned off. An H-level output signal is output.

【0027】この際、TTL出力回路6の入力回路部1
0を第1及び第2のトランジスタT6,T7をエミッタ
結合した差動回路部11と、定電流源12とを備えて構
成しているので、入力回路部10のスイッチングスピー
ドは従来のCMOSインバータ23と比較して速くな
り、特に定電流源12を用いているため、位相分割トラ
ンジスタT2のベース電位の立ち下がりが速くなって出
力信号のLレベルからHレベルへの伝搬遅延時間を短く
することができ、TTL出力回路6の高速化を図ること
ができる。
At this time, the input circuit unit 1 of the TTL output circuit 6
0 comprises a differential circuit section 11 in which the first and second transistors T6 and T7 are emitter-coupled, and a constant current source 12, so that the switching speed of the input circuit section 10 can be reduced by the conventional CMOS inverter 23. In particular, since the constant current source 12 is used, the fall of the base potential of the phase division transistor T2 becomes faster, and the propagation delay time of the output signal from the L level to the H level can be reduced. Thus, the speed of the TTL output circuit 6 can be increased.

【0028】又、本実施例では入力回路部10に定電流
源12を用いているので、第1及び第2のトランジスタ
T6,T7の製造ばらつきや電源VCC,VEEに変動があ
っても入力回路部10に流れる電流の変動が抑制され、
TTL出力回路6の動作スピードはほとんど変動しな
い。
Further, in this embodiment, since the constant current source 12 is used for the input circuit section 10, even if there is a variation in the manufacturing of the first and second transistors T6 and T7 and a change in the power supply VCC and VEE, the input circuit is changed. The fluctuation of the current flowing through the unit 10 is suppressed,
The operation speed of the TTL output circuit 6 hardly changes.

【0029】更に、本実施例ではトランジスタT9、シ
ョットキーバリアダイオードD5、定電流トランジスタ
T10及び抵抗R5によりしきい値電圧生成回路部13
を構成したので、ECL入出力回路用のバイアス電圧V
BB1 をトランジスタT9及びショットキーバリアダイオ
ードD5にて降圧することにより、Bi−CMOSレベ
ルのしきい値電圧を容易に生成することができる。又、
このBi−CMOSレベルのしきい値電圧を基準電圧V
ref として第2のトランジスタT7のベース端子に入力
するようにしているので、ノイズマージンを向上して安
定したレベル変換を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the threshold voltage generating circuit unit 13 includes the transistor T9, the Schottky barrier diode D5, the constant current transistor T10, and the resistor R5.
, The bias voltage V for the ECL input / output circuit
By lowering BB1 with the transistor T9 and the Schottky barrier diode D5, a threshold voltage of Bi-CMOS level can be easily generated. or,
This Bi-CMOS level threshold voltage is referred to as a reference voltage V
Since the signal ref is input to the base terminal of the second transistor T7, the noise margin can be improved and stable level conversion can be performed.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳述したように、第1発明によれ
ば、ECL入出力回路及びTTL入出力回路を備えたB
i−CMOS構成の半導体集積回路装置において、TT
L出力回路の高速化を図ることができるとともに、製造
ばらつきや電源変動による動作スピードの変動を抑制で
き、更にしきい値電圧の安定化を図って正常なレベル変
換を行うことができる。
As described above in detail, according to the first aspect, a B having an ECL input / output circuit and a TTL input / output circuit is provided.
In a semiconductor integrated circuit device having an i-CMOS configuration, TT
The speed of the L output circuit can be increased, the fluctuation of the operation speed due to manufacturing variations and power supply fluctuation can be suppressed, and the threshold voltage can be stabilized to perform normal level conversion.

【0031】又、第2発明によれば、Bi−CMOSレ
ベルのしきい値電圧をECL入出力回路用のバイアス電
圧から容易に生成することができる。
According to the second aspect, the threshold voltage at the Bi-CMOS level can be easily generated from the bias voltage for the ECL input / output circuit.

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

【図1】一実施例のTTL出力回路を示す電気回路図で
ある。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a TTL output circuit according to one embodiment.

【図2】一実施例のLSIの概略を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating an LSI according to an embodiment;

【図3】従来のTTL出力回路を示す電気回路図であ
る。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a conventional TTL output circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 TTL出力回路 10 入力回路部 11 差動回路部 12 定電流源 13 しきい値電圧生成回路部 22 出力回路部 T2 位相分割トランジスタ T3,T4 出力トランジスタ T6 第1のトランジスタ T7 第2のトランジスタ Reference Signs List 6 TTL output circuit 10 Input circuit section 11 Differential circuit section 12 Constant current source 13 Threshold voltage generation circuit section 22 Output circuit section T2 Phase division transistor T3, T4 Output transistor T6 First transistor T7 Second transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03K 19/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ECL入出力回路及びTTL入出力回路
を備え、TTL出力回路(6)を、Bi−CMOSレベ
ルの入力信号を入力する入力回路部(10)と、入力回
路部(10)の出力信号に基づいてオン・オフ動作する
位相分割トランジスタ(T2)と、位相分割トランジス
タ(T2)のオン・オフ動作に基づいて駆動されTTL
レベルの出力信号を出力する出力トランジスタ(T3,
T4)とからなる出力回路部(22)とを設けたBi−
CMOS構成の半導体集積回路装置において、 前記TTL出力回路(6)における入力回路部(10)
を、Bi−CMOSレベルの入力信号(IN)を入力す
る第1のトランジスタ(T6)とBi−CMOSレベル
のしきい値電圧を基準電圧として入力する第2のトラン
ジスタ(T7)とをエミッタ結合した差動回路部(1
1)と、差動回路部(11)のエミッタ側に接続した定
電流源(12)とを備えて構成し、第1のトランジスタ
(T6)のコレクタ端子の出力信号を位相分割トランジ
スタ(T2)のベース端子に入力するようにしたことを
特徴とする半導体集積回路装置。
An TTL output circuit (6) comprising an ECL input / output circuit and a TTL input / output circuit, comprising: an input circuit section (10) for inputting a Bi-CMOS level input signal; and an input circuit section (10). A phase division transistor (T2) that performs on / off operation based on an output signal; and a TTL that is driven based on the on / off operation of the phase division transistor (T2)
Output transistor (T3,
T4) and an output circuit section (22) comprising
In a semiconductor integrated circuit device having a CMOS configuration, an input circuit section (10) in the TTL output circuit (6)
A first transistor (T6) for inputting a Bi-CMOS level input signal (IN) and a second transistor (T7) for inputting a Bi-CMOS level threshold voltage as a reference voltage. Differential circuit (1
1) and a constant current source (12) connected to the emitter side of the differential circuit section (11), and outputs an output signal from the collector terminal of the first transistor (T6) to a phase division transistor (T2). A semiconductor integrated circuit device, wherein the input is made to a base terminal of the semiconductor integrated circuit.
【請求項2】 TTL出力回路(6)における入力回路
部(10)はECL入出力回路用のバイアス電圧(VBB
1 )から第2のトランジスタ(T7)に入力するBi−
CMOSレベルのしきい値電圧を生成するしきい値電圧
生成回路部(13)を備えることを特徴とする請求項1
に記載の半導体集積回路装置。
2. An input circuit section (10) in a TTL output circuit (6) includes a bias voltage (VBB) for an ECL input / output circuit.
1) Bi-input to the second transistor (T7)
2. A threshold voltage generation circuit section for generating a threshold voltage of a CMOS level.
3. The semiconductor integrated circuit device according to 1.
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