JPH0193923A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体集積回路装置に関し、特にＥＣＬ（エ
ミッタ・カップルド・ロジック）を用いた半導体集積回
路装置などにおける入力段の改良に関するらのである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の半導体集積回路装置であるＥＣＬを示す
回路図である。図において、１はバッファ回路であり、
トランジスタＱ１．定電流源回路２により構成されてい
る。トランジスタＱ１はエミッタフォロワのバッファ用
ＮＰＮトランジスタであり、ベースが入力端子３に、コ
レクタが第１の電源線４に、エミッタが定電流源回路２
に各々接続され、入力端子３の入力信号に応じた信号を
エミッタに導出する。定電流回路２は、トランジスタＱ
１に定電流を供給するための定電流負荷であり、トラン
ジスタＱ２及び抵抗Ｒ１により構成されている。トラン
ジスタＱ２はＮＰＮトランジスタであり、ベースが定電
流源用基準電圧入力端子５に、コレクタがトランジスタ
Ｑ１のエミッタに、エミッタが抵抗Ｒ１を介し第２の電
源線６に接続されている。

７はＥＣＬ差動対であり、トランジスタＱ３゜Ｑ４によ
り構成されている。これらのトランジスタはエミッタが
共通接続されている。トランジスタＱ３はＮＰＮトラン
ジスタであり、ベースがトランジスタＱ１のエミッタに
接続され、コレクタが抵抗Ｒ２を介し第１の電源線４に
接続されると共に出力端子８にも接続されている。トラ
ンジスタＱ４はＮＰＮトランジスタであり、ベースが論
理比較用基準電圧入力端子９に、コレクタが第１の電源
線４に各々接続されている。そしてトランジスタＱ３．
Ｑ４のベースに供給される電圧が大きい方のトランジス
タが導通し、“ＨＩＩ又１１　Ｌ　１１の信号を出力端
子８に出力する。なお、論理比較用基Ｑ’Ｒ圧入力喘子
９の電位は、入力端子３に与えられる“Ｈ”及び′Ｌ″
の中間電位にトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電
位を加えた電位に設定されている。

１０はＥＣＬ差動対７に定電流を供給するための定電流
源回路である。

次に動作について説明する。入力端子３にＨ＋１の信号
が写えられた場合、ＥＣＬ差動対７のトランジスタＱ３
のベースにはバッファ用トランジスタＱ１を介し論理比
較用基準電圧入力端子９の電位より高い“Ｈ１１の信号
が与えられるので、トランジスタＱ３は導通し、トラン
ジスタＱ４は非導通となる。この場合、抵抗Ｒ２に電流
が流れるので、出力端子８にはその電圧降下により“Ｌ
″の信号が出力される。

一方、入力端子３にＬ”の信号が与えられた場合、ＥＣ
Ｌ差動対７のトランジスタＱ３のベースにはバッファ用
トランジスタＱ１を介し、論理比較用基準電圧入力端子
９の電位より低いＬ”の信号が惇えられるので、トラン
ジスタＱ３は非導通となり、トランジスタＱ４は導通す
る。この合、抵抗Ｒ２には電流が流れず、電圧降下がな
いので、出力端子８には“Ｈ″の信号が出力される。

上記のように入力端子３に′Ｈ″又はＩＩ　Ｌ　ＩＩの
信号が入力された場合、トランジスタＱ１は常に導通状
態にあり、“Ｈｒ＋又は°Ｌ″の電位をそのベース・エ
ミッタ間電位だけレベルシフ１−シてエミッタに導出す
る。この様な通常動作状態においで、定電流源回路２へ
の電流は第１の電源線４より供給される。この場合、定
電流源回路２に供給される定電流を１　、トランジスタ
Ｑ２のベース接地形電流増幅率を１００とすると、トラ
ンジスタＱ２のベースにはＩ。／１００の電流が、定電
流源用基準電圧入力端子５に接続された図示していない
定電流源用基準電圧発生回路より供給される。

第５図は、定電流源回路２をカレントミラーで構成した
場合の等価回路図であり、トランジスタＱ２．抵抗Ｒ３
，ダイオードＤ１より成る。ダイオードＤ１は、ベース
・コレクタ間を接続したトランジスタと等価である。ト
ランジスタＱ２は、ベースが抵抗Ｒ３を介し定電流源用
基準電圧入力端子５に接続されると共にダイオードＤ１
を介し第２の電源線６に接続され、エミッタが第２の電
源線６に接続されている。この構成では、定電流源用基
＊電圧入力端子５に接続された図示していない定電流源
用基準電圧発生回路の負荷電流をＩｏとなるように設計
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の′＋導体集積回路装置は以上のように構成されて
いるので、入力端子３を開放した場合、トランジスタＱ
１は非導通となり定電流源回路２への定電流Ｉ。を第１
の電源線４より供給できなくなり、トランジスタＱ２の
コレクタ電流が流れなくなる。そのため、トランジスタ
Ｑ２はベース・エミッタで構成されるダイオードとして
動作し、定電流源用基準電圧入力端子５に接続された前
記図示しない定電流源用基準電圧発生回路の負荷電流で
あるトランジスタＱ２のベース電流が第４図の従来例で
はＩ　　／１００から■。に増加し、前記図示しない定
電流源用基準電圧発生回路の基準電圧が変化する。また
、第５図の従来例ではトランジスタＱ２のベース電位が
ダイオードＤ１及びトランジスタＱ２のベース・エミッ
タで構成されるダイオードで決定されるための電圧・電
流特性が定常状態と相違し、前記図示しない定電流源用
基準電圧発生回路の基準電圧が変化する。その結果、こ
の基準電圧を受ける全ての定電流源の電流値が変化する
ため、入力端子３を開放して半導体集積回路装置を使用
する場合、内部回路の電位が狂うなどの問題点があった
。

この発明は上述のような問題点を解決するためになされ
たもので、入力端子を開放して半導体集積回路装置を使
用する場合にも、定電流源に流れる電流値が変化せず、
その結果として内部回路の電位が狂うことがなく、安定
な動作を行なえる半導体集積回路装置を得ることを目的
、とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体集積回路装置は、入力信号がベー
スに入力され、第１の電極が第１の電源に接続され、前
記入力信号に応じた信号を第２の電極に導出するバッフ
ァ用トランジスタと、前記バッファ用トランジスタの第
２の電極に電流負荷として接続された第１の定電流源と
から成る半導体集積回路装置において、前記バッファ用
トランジスタの第２の電極の電位を所定電位にクランプ
するためのクランプ回路を備えた構成としている。

〔作用〕

この発明におけるクランプ回路は、入力端子を開放した
場合にもバッファ用トランジスタの第２の電極の電位を
所定電位にクランプし、第１の定電流源への定電流を第
４の電源より供給する。

〔実施例〕

第１図はこの発明による半導体集積回路装置の一実施例
を示す回路図である。図において、従来例との相違点は
、トランジスタＱ１のエミッタ電位を所定電位にクラン
プするためのクランプ回路１１をトランジスタＱ１のエ
ミッタに接続したことである。クランプ回路１１は、ト
ランジスタＱ５．定電圧電源１２により構成されている
。トランジスタＱ５はクランプ用ＮＰＮトランジスタで
あり、ベースが定電圧電源１２に、コレクタが第１の電
源線４に、エミッタがトランジスタＱ１のエミッタに各
々接続されている。そして、クランプ回路１１の出力電
位、つまりトランジスタＱ５のエミッタ電位は入力端子
３に“Ｌ　＋＋の信号が入力された場合に出力に影響を
与えないよう人力信号１１１　ＩＩよりも低い電位に設
定されている。

次に動作について説明する。入力端子３にＨ”あるいは
”　Ｌ　”の信号が入力された場合、トランジスタＱ　
と０５はＥＣＬ差動対を構成しているま ためトランジスタＱ１のみ導通し、トランジスタＱ５は
非導通となり、したがってこの場合の動作は従来例と同
様である。

入力端子３を開放した場合、トランジスタＱ５は導通し
、トランジスタＱ１のエミッタ電位は、クランプ回路１
１の出力電位にクランプされる。

このため、定電流源回路２への定電流■。は定電圧ＩＴ
！１２から供給される。従って、トランジスタＱ２のベ
ース接地形電流増幅率を１００とすると、トランジスタ
Ｑ　のベースにはＩＯ／１００の電流が定電流源用基準
電圧入力端子５に接続された図示していない定電流源用
基準電圧発生回路より供給されることになり、入力端子
３へＨ１１あるいはＩＩ　Ｌ　１１の信号を入力した場
合と同様となる。そのため、入力端子３を開放して半導
体集積回路装置を使用しても、前記定電流源用基準電圧
発生回路の負荷電流であるトランジスタＱ２のベース電
流が変化せず、入力端子３の接続状態にかかわらず、半
導体集積回路装置を安定に動作させることができる。

第２図は上記実施例における定電圧電源１２の一構成例
を示す回路図である。第２図において、定電圧電源１２
は、抵抗Ｒ４及びトランジスタＱ　より成る定電流源と
抵抗Ｒ５により構成されている。この場合、抵抗Ｒ５の
電圧降下によりトランジスタＱ５のベース電圧を一定に
保つことができ、上記実施例と同様の効果が得られる。

また、この実施例において抵抗Ｒ５をダイオード直列回
路体又はダイオードと抵抗との直列回路体に置き換えて
も同様の効果が得られる。

第３図はこの発明による他の実施例を示す回路図である
。第１図及び第２図の実施例ではクランプ回路１１をト
ランジスタＱ５及び定電圧源１２により構成したが、第
３図の実施例ではクランプ回路１１をダイオード直列回
路体により構成している。この場合、ダイオードの電圧
降下によりトランジスタＱ１のエミッタ電圧を所定電位
にクランプすることができ、上記実施例と同様の効果が
得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、バッファ用１−
ランジスタの第２の電極の電位を所定電位にクランプす
るためのクランプ回路を設けたので、入力端子を開放し
て半導体集積回路装置を使用する場合にも、定電流源に
流れる電流が変化せず、その結果内部回路の電位が一定
値に保持され、安定な動作を行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である半導体集積回路装置
を示す回路図、第２図は定電圧電源の一構成例を示す回
路図、第３図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第
４図及び第５図は従来の半導体集積回路装置を示す回路
図である。 図において、２は定電流源回路、４は第１の電源線、１
１はクランプ回路、Ｑｌはバッファ用トランジスタであ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号がベースに入力され、第１の電極が第１
   の電源に接続され、前記入力信号に応じた信号を第２の
   電極に導出するバッファ用トランジスタと、前記バッフ
   ァ用トランジスタの第２の電極に電流負荷として接続さ
   れた第１の定電流源とから成る半導体集積回路装置にお
   いて、 前記バッファ用トランジスタの第２の電極の電位を所定
   電位にクランプするためのクランプ回路を備えたことを
   特徴とする半導体集積回路装置。
2. （２）前記第１の定電流源は、ベースが第２の電源に、
   第１の電極が前記バッファ用トランジスタの第２の電極
   に、第２の電極が第１の抵抗を介し第３の電源に各々接
   続された第１のトランジスタより成る特許請求の範囲第
   １項記載の半導体集積回路装置。
3. （３）前記クランプ回路は、ベースが第４の電源に、第
   １の電極が前記第１の電源に、第２の電極が前記バッフ
   ァ用トランジスタの第２の電極に各々接続された第２の
   トランジスタより成る特許請求の範囲第２項記載の半導
   体集積回路装置。
4. （４）前記クランプ回路は、一方端が前記第１の電源に
   、他方端が前記バッファ用トランジスタのベースに接続
   されたダイオード直列回路体を含んで構成される特許請
   求の範囲第２項記載の半導体集積回路装置。
5. （５）前記第４の電源は、第２の定電流源と該定電流源
   の定電流により所定電圧を発生するための手段から成る
   特許請求の範囲第３項記載の半導体集積回路装置。
6. （６）前記所定電圧を発生するための手段は、抵抗であ
   る特許請求の範囲第５項記載の半導体集積回路装置。
7. （７）前記所定電圧を発生するための手段は、ダイオー
   ド直列回路体である特許請求の範囲第５項記載の半導体
   集積回路装置。
8. （８）前記所定電圧を発生するための手段は、ダイオー
   ドと抵抗との直列回路体である特許請求の範囲第５項記
   載の半導体集積回路装置。