JPH02182022A - Output buffer circuit - Google Patents

Output buffer circuit

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JPH02182022A
JPH02182022A JP1002335A JP233589A JPH02182022A JP H02182022 A JPH02182022 A JP H02182022A JP 1002335 A JP1002335 A JP 1002335A JP 233589 A JP233589 A JP 233589A JP H02182022 A JPH02182022 A JP H02182022A
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transistor
output
base current
level
input signal
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Isao Matsumoto
功 松本
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/013Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits
    • H03K19/0136Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits by means of a pull-up or down element

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Abstract

PURPOSE:To quicken the change in a logic level of an output signal with respect to a change in a logic level of an input signal by increasing the quantity of a base current of a bipolar transistor(TR) being an output stage TR in the dynamic state more than that in a static state. CONSTITUTION:A base current control circuit 12 is provided with an output buffer circuit having an output stage TR 11. The base current control circuit 12 detects the level of the input signal of the output stage TR 11 and the level of the output signal and a base current of a bipolar. TR X1 is increased only when the logic level of the output signal is changed in response to the change in the logic level of the input signal. Thus, the logic level of the output signal of the output stage TR 11 is rapidly changed. On the other hand, when the logic level of the input signal of the output stage TR 11 is not changed, the base current control circuit 12 reduce the steady-state base current without increasing the base current of the bipolar TR X1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は出力バック7回路に係り、特に集積回路内のT
TLレベルを出力する出力パツフ7回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an output back 7 circuit, and in particular to a T
The present invention relates to an output puff 7 circuit that outputs a TL level.

近年の集積回路(IC)の高速化及び高集積化に伴い、
tCの内部回路の高速化が要求されている。これに対し
て、内部ゲートの出力段トランジスタをB t −0M
O3化することにより高速化を図っている。一方、出カ
バツノ?では、高速化を図ろうとすると、定常電流が大
きくなり、消費電力が大きくなるため、出力バッフ7の
低費電力が必要とされる。
As integrated circuits (ICs) have become faster and more highly integrated in recent years,
There is a demand for faster internal circuits of tC. On the other hand, the output stage transistor of the internal gate is B t −0M
By switching to O3, we aim to increase the speed. On the other hand, Dekabatatsuno? If an attempt is made to increase the speed, the steady current increases and the power consumption increases, so low-cost power from the output buffer 7 is required.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は従来の出力バッ°ノ1回路の一例の回路図を示
す。同図中、15は入力端子で、例えば0MO8(Ll
ンブリメンタリ・MOS)レベルの2値信号が入力され
る。一方、16は出力端子で、TTルベルの2値信号を
出力する。
FIG. 5 shows a circuit diagram of an example of a conventional output battery 1 circuit. In the figure, 15 is an input terminal, for example 0MO8 (Ll
A binary signal at the MOS level is input. On the other hand, 16 is an output terminal which outputs a binary signal of TT level.

Pl及びN1はゲート同士とドレイン同士とが夫々接続
されたPチャンネルMO8型電界効果トランジスタ及び
NヂャンネルMO8型電界効果トランジスタで、第1の
CMOSインバータを構成している。同様に、Pチャン
ネルMO8!S!W界効果トランジスタP2とNチャン
ネルMOS型電界効果トランジスタN2が第2のCMO
Sインバータを構成し、PチャンネルMO8型電界効果
トランジスタP3及びNチャンネルMOS型電界効果ト
ランジスタN3が第3のCMOSインバータを構成して
いる。
Pl and N1 are a P-channel MO8 field effect transistor and an N-channel MO8 field effect transistor whose gates and drains are connected, respectively, and constitute a first CMOS inverter. Similarly, P channel MO8! S! The W field effect transistor P2 and the N channel MOS field effect transistor N2 form the second CMO.
A P-channel MO8 field effect transistor P3 and an N-channel MOS field effect transistor N3 constitute a third CMOS inverter.

上記の第1乃至第3のCMOSインバータは縦続接続さ
れ、また第2のCMOSインバータの出力端がショット
キー・クランプド・NPNトランジスタQ1のベースと
ショット4−・バリア・ダイオードSBD+のカソード
に夫々接続され、第3のCMOSインバータの出力端は
ショットキー・クランプド・NPl’1ランジスタQ3
のベースに接続されている。
The first to third CMOS inverters described above are connected in cascade, and the output terminal of the second CMOS inverter is connected to the base of the Schottky clamped NPN transistor Q1 and the cathode of the Schottky barrier diode SBD+, respectively. , the output end of the third CMOS inverter is a Schottky clamped NPl'1 transistor Q3.
connected to the base of.

トランジスタQ1のエミッタとダイオードSBD+のア
ノードは夫々NPNトランジスタQ2のベースに接続さ
れている。トランジスタQI及びQ2はダーリントン接
続されており、それらのコレクタ側に設けられた抵抗R
1は出力信号のハイレベルを規定する電流制限抵抗であ
る。また、ダイオードSBD+はトランジスタQ2のベ
ース電荷引抜き用である。トランジスタQ2のエミッタ
とトランジスタQ3のコレクタが夫々出力端子16に接
続されている。
The emitter of transistor Q1 and the anode of diode SBD+ are each connected to the base of NPN transistor Q2. Transistors QI and Q2 are Darlington connected, and a resistor R provided on their collector side
1 is a current limiting resistor that defines the high level of the output signal. Further, the diode SBD+ is used to extract the base charge of the transistor Q2. The emitter of transistor Q2 and the collector of transistor Q3 are each connected to output terminal 16.

このような構成の出力バッフ7回路は、入力端子15に
入力される入力信号波形が通常なまっているので、これ
を波形整形し、かつ、IC外部の大なる容かの負荷をT
TLレベルで駆動するために設けられている。
Since the input signal waveform input to the input terminal 15 is normally distorted, the output buffer 7 circuit having such a configuration shapes the waveform and reduces the load of a large amount external to the IC to T.
It is provided for driving at TL level.

入力端子15に入力されたCMOSレベル(すなわち、
ハイレベルが+5V、ローレベルがOV)の入力信号は
、前記した第1及び第2のCMOSインバータを夫々通
してトランジスタQIのベースに供給される・一方、前
記した第3のCMOSインバータにより位相反転されて
トランジスタQ3のベースに供給される。
The CMOS level input to the input terminal 15 (i.e.
The input signal (high level is +5V, low level is OV) is supplied to the base of the transistor QI through the first and second CMOS inverters described above.Meanwhile, the phase is inverted by the third CMOS inverter described above. and is supplied to the base of transistor Q3.

従って、入力信号がハイレベルのとぎは、トランジスタ
Q1のベース電位がハイレベルとなるから、ダーリント
ン接続されているトランジスタQ1及びQ2が夫々オン
となり、−7’l、トランジスタQ3のベース電位がロ
ーレベルとなるのでトランジスタQ3がオフとなる。こ
れにより、出力端子16には1.3V以上の、TrLレ
ベルでハイレベルの信号が取り出される。
Therefore, when the input signal is at a high level, the base potential of the transistor Q1 becomes a high level, so the Darlington-connected transistors Q1 and Q2 are turned on, and -7'l, the base potential of the transistor Q3 becomes a low level. Therefore, transistor Q3 is turned off. As a result, a high-level signal of 1.3 V or higher at the TrL level is outputted to the output terminal 16.

一方、入力信号が[1−レベルのときは、トランジスタ
Q+のベース電位がローレベルとなるので、トランジス
タQ+及びQ2が夫々オフとなる。このとき、トランジ
スタQ2のベースff1f’ilはダイオードSBD+
を介して瞬時に放電される。また、トランジスタQ3の
ベース電位はハイレベルとなるのでトランジスタQ3が
オンとなる。5従って、入力信号がローレベルのときに
は、出力1″F16には1.3V未満の、TrLレベル
でローレベル(ここでは略OV)の信号が取り出される
On the other hand, when the input signal is at the [1- level, the base potential of the transistor Q+ is at the low level, so the transistors Q+ and Q2 are respectively turned off. At this time, the base ff1f'il of the transistor Q2 is connected to the diode SBD+
is instantly discharged through the Further, since the base potential of the transistor Q3 becomes high level, the transistor Q3 is turned on. 5. Therefore, when the input signal is at a low level, a signal at a low level (approximately OV here) at a TrL level, which is less than 1.3V, is taken out from the output 1''F16.

このような出力バラフッ回路においては、出力信号のロ
ーレベルからハイレベルへの立ら上がりを速くするため
にバイポーラトランジスタQ+及びQ2のダーリントン
接続構成が用いられ、また出力信号のハイレベルからロ
ーレベルへの立ち下がりを速くするために、バイポーラ
トランジスタであるトランジスタQ3のベースをトラン
ジスタP3及びN3よりなる第3のCMOSインバータ
の出力端に接続するB i−0MO3構成とし、かつ、
トランジスタP3のサイズを大きくして、トランジスタ
Q3のベース電流を人にしている。
In such an output variation circuit, a Darlington connection configuration of bipolar transistors Q+ and Q2 is used to speed up the rise of the output signal from a low level to a high level, and a Darlington connection configuration of bipolar transistors Q+ and Q2 is used to speed up the rise of the output signal from a low level to a high level. In order to speed up the fall of , a B i-0MO3 configuration is used in which the base of transistor Q3, which is a bipolar transistor, is connected to the output terminal of a third CMOS inverter made up of transistors P3 and N3, and
The size of transistor P3 is increased to increase the base current of transistor Q3.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかるに、上記の従来の出力バフフッ回路ではトランジ
スタQ3のベース電流を人にしているため、上記の出力
信号の立ち下がりが高速であるという反面、出力信号が
ローレベルで持続している定常状態においても大なるベ
ース電流が(−ランジスタQ3に流れ続けることとなり
、消費電力が大であるという問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional output buffing circuit, the base current of transistor Q3 is constant, so while the fall of the above-mentioned output signal is fast, even in a steady state where the output signal remains at a low level, A large base current continues to flow through the - transistor Q3, resulting in a problem of large power consumption.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、定常的な消
費電力を低減すると共に高速化も実現した出力バッファ
回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an output buffer circuit that reduces steady power consumption and also achieves high speed.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図は本発明の原理構成図を示す。同図中、11は出
力段トランジスタで、電界効果トランジスタの出力端に
バイポーラトランジスタ×1のベースが接続されたB 
t −crv+os構成とされている。このような出力
段トランジスタ11を為する出力バッファ回路において
、本発明ではベース電流制御回路12を設けたものであ
る。
FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the present invention. In the figure, 11 is an output stage transistor, and the base of a bipolar transistor x 1 is connected to the output terminal of the field effect transistor.
It has a t-crv+os configuration. In the output buffer circuit forming such an output stage transistor 11, a base current control circuit 12 is provided in the present invention.

ベース電流制御回路12は、出力段トランジスタ11の
入力信号と出力信号とをレベル検出し、入力信号の論理
レベルの変化に応じて出力信号の論理レベルが変化する
時点でのみバイポーラトランジスタX+のベース電流を
増加さぜる1゜〔作用〕 ベース電流tlJ It1回路12は出力段トランジス
タ11の入力信号の論理レベルが変化したときにのみ、
バイポーラトランジスタX1のベースN流を増加させる
制御を行なうため、出力段トランジスタ11の出力信号
の論理レベルは急速に変化する。
The base current control circuit 12 detects the levels of the input signal and output signal of the output stage transistor 11, and the base current of the bipolar transistor 1゜[Operation] The base current tlJ It1 circuit 12 only when the logic level of the input signal of the output stage transistor 11 changes,
Since the control is performed to increase the base N current of the bipolar transistor X1, the logic level of the output signal of the output stage transistor 11 changes rapidly.

一方、出力段トランジスタ11の入力信号の論理レベル
が変化しないときは、ベース電流制御回路12はバイポ
ーラトランジスタ×1のベース電流を増加させることな
く、定常的なベース電流を低減する。
On the other hand, when the logic level of the input signal to the output stage transistor 11 does not change, the base current control circuit 12 reduces the steady base current without increasing the base current of the bipolar transistor x1.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の一実施例の回路図を示す、、同図中、
第1図及び第5図と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する9、第2図において、ショットキー
・クランプド・NPNトランジスタQ3が前記バイポー
ラトランジスタX1に相当する。また、N4及びN5は
夫々NチャンネルMO8型電界効果トランジスタで、ト
ランジスタN4のソースとトランジスタN5のドレイン
とが夫々接続されている。更に、トランジスタN4はゲ
ートがトランジスタP2及びN2の両ゲートの共通接続
点く0点)に接続され、ドレインが+5vの電源端子に
接続されている。一方、トランジスタNsはゲートが抵
抗R2を介してトランジスタQ2のエミッタ、Q3のコ
レクタ及び出力端子16の共通接続点(0点)に接続さ
れている。
FIG. 2 shows a circuit diagram of an embodiment of the present invention, in which:
Components that are the same as those in FIGS. 1 and 5 are designated by the same reference numerals.
9. In FIG. 2, the explanation thereof will be omitted. In FIG. 2, the Schottky clamped NPN transistor Q3 corresponds to the bipolar transistor X1. Further, N4 and N5 are N-channel MO8 type field effect transistors, and the source of the transistor N4 and the drain of the transistor N5 are respectively connected. Furthermore, the gate of the transistor N4 is connected to the common connection point of the gates of the transistors P2 and N2, and the drain is connected to the +5V power supply terminal. On the other hand, the gate of the transistor Ns is connected to the common connection point (0 point) of the emitter of the transistor Q2, the collector of the transistor Q3, and the output terminal 16 via the resistor R2.

上記の抵抗R2は0点を直接にトランジスタNsのゲー
トに接続した場合は、静電気によりトランジスタN5を
破壊するおそれがあるので、それを防止するための保j
抵抗であるが、原理的には必ずしもなくてもよい。
If the 0 point of the above resistor R2 is connected directly to the gate of the transistor Ns, there is a risk that the transistor N5 will be destroyed by static electricity.
Although it is a resistance, it is not necessarily necessary in principle.

更に、Q4はNPNトランジスタで、前記トランジスタ
N5のソースにそのベースが接続され、トランジスタP
l’、N3の両ドレインとトランジスタQ3のベースに
夫々そのエミッタが接続され、また+5■の電源端子に
そのコレクタが接続されている。
Further, Q4 is an NPN transistor whose base is connected to the source of the transistor N5, and the transistor P
Its emitters are connected to both the drains of I' and N3 and the base of the transistor Q3, respectively, and its collector is connected to the +5■ power supply terminal.

上記のトランジスタN4 、Ns及びQ4と抵抗R2は
、前記したベース電流制御回路12を構成している。
The transistors N4, Ns and Q4 and the resistor R2 constitute the base current control circuit 12 described above.

本実施例の出力バフフッ回路は、次表に示す如き動作を
行なう。
The output buffing circuit of this embodiment operates as shown in the following table.

上記表中、ベース電流制御回路12の動作の「オン」は
ベース電流を増加させる動作を行なうことを示し、[オ
フ1はベース電流を増加させる動作を行なわないことを
示す。また、入力信号に対して出力信号が遅れるのは出
力バッフ?自体にデイレイがあるためである。また、状
態(1)〜6)は入力信号と出力信号が第6図に示す如
き各状態にあることを丞す。
In the above table, "ON" in the operation of the base current control circuit 12 indicates that the operation to increase the base current is performed, and "OFF 1" indicates that the operation to increase the base current is not performed. Also, is it the output buffer that causes the output signal to lag behind the input signal? This is because there is a delay in itself. Further, states (1) to 6) mean that the input signal and the output signal are in each state as shown in FIG.

次に、上記の動作衣に従って、本実施例の動作について
説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained according to the above-mentioned operation clothes.

巾の状態 この状態は、第6図に示す如く入力信号、出力信号とも
に、ローレベルとなっている状態である。
Width state In this state, both the input signal and the output signal are at low level, as shown in FIG.

この場合、入力信号がローレベルとなっているからの点
の電位は、ハイレベルとなり、トランジスタN4がオン
となる。一方、出力信号がローレベルとなっているから
、トランジスタN5はオフとなる。このため、トランジ
スタQ4には電流が供給されデ、トランジスタQ4はオ
フとなり、ベース電流i11御回路121ユオフとなる
。このため、トランジスタQ3のベース電流としては、
トランジスタP3′からのみ供給される。
In this case, since the input signal is at low level, the potential at the point becomes high level, and transistor N4 is turned on. On the other hand, since the output signal is at a low level, the transistor N5 is turned off. Therefore, a current is supplied to the transistor Q4, and the transistor Q4 is turned off, so that the base current i11 control circuit 121 is turned off. Therefore, the base current of transistor Q3 is:
It is supplied only from transistor P3'.

■の状態 この状態は、第6図に示す如く入力信号がローレベルか
らハイレベルに変化したが、出力バッフ?自体のデイレ
イのため、出力信号レベルがまだ変化しきらず、ローレ
ベルの状態にあるとぎである。この場合、入力信号がロ
ーレベルからハイレベルへと変化するため、0点の電位
は、ハイレベルからO−レベルへと変化する。このため
、トランジスタN4はオフとなる。また、トランジスタ
N5も、(1)の状態と同じため、オフとなり、ベース
電流制御回路12もオフとなる。
State (2) In this state, the input signal changes from low level to high level as shown in Figure 6, but the output buffer? Due to its own delay, the output signal level has not yet changed and remains at a low level. In this case, since the input signal changes from low level to high level, the potential at the 0 point changes from high level to O- level. Therefore, transistor N4 is turned off. Further, since the transistor N5 is in the same state as in (1), it is turned off, and the base current control circuit 12 is also turned off.

aの状態 この状態は、第6図に示す如く入力信号の変化に対して
、遅れて出力信号が変化している状態のときである。こ
の場合、入力信号は、ハイレベルのため、の点の電位は
、0−レベルとなり、トランジスタN4はオフとなる。
State a In this state, as shown in FIG. 6, the output signal changes with a delay with respect to the change in the input signal. In this case, since the input signal is at a high level, the potential at the point becomes 0-level, and the transistor N4 is turned off.

一方、出力信号はローレベルからハイレベルへと変化す
るため、トランジスタN5はオンとなる。このため、ト
ランジスタQ4のベース電流は供給されず、ベース電流
制御回路12ちオフとなる。
On the other hand, since the output signal changes from low level to high level, transistor N5 is turned on. Therefore, the base current of the transistor Q4 is not supplied, and the base current control circuit 12 is turned off.

(4)の状態 この状態は、第6図に示す如く入力、出力信号ともに、
ハイレベルとなっている状態で、■の状態が安定したと
きである。この場合、ベース電流制御回路12も、■の
状態と同様にオフとなる。
State (4) In this state, both the input and output signals are as shown in Figure 6.
This is when the condition (■) becomes stable while the condition is at a high level. In this case, the base current control circuit 12 is also turned off as in the state (2).

■の状態 この状態は、第6図に示す如く入力信号がハイレベルか
らローレベルへと変化したが、出力バッファ自体のデイ
レイのため、出力信号レベルがまだ変化しきらず、ハイ
レベルの状態にあるときである。この場合、入力信号が
ハイレベルからローレベルへと変化するため、0点の電
位もローレベルからハイレベルへと変化する。このため
、トランジスタN4はオンとなる。一方、出力信号はハ
イレベルのままであるから、l・ランジスタN5もオン
となり、トランジスタQ4のベース電流が供給され、ト
ランジスタ04はオンとなる。すなわち、ベース電流1
iIJtl11回路12の動作がA゛ンとなる1゜これ
により、トランジスタQ4のエミッタを通してトランジ
スタQ3のベースに電流が供給され、その電流分、定常
のベース電流より多めの電流が供給され、トランジスタ
Q3は、急速にオンとなる。
Condition (2) In this state, as shown in Figure 6, the input signal has changed from high level to low level, but due to the delay of the output buffer itself, the output signal level has not changed yet and remains at high level. It's time. In this case, since the input signal changes from high level to low level, the potential at the 0 point also changes from low level to high level. Therefore, transistor N4 is turned on. On the other hand, since the output signal remains at a high level, the l transistor N5 is also turned on, the base current of the transistor Q4 is supplied, and the transistor 04 is turned on. That is, base current 1
The operation of the iIJtl11 circuit 12 becomes A-on1. As a result, a current is supplied to the base of the transistor Q3 through the emitter of the transistor Q4, and a current larger than the steady base current is supplied by the amount of current, and the transistor Q3 becomes , turns on rapidly.

6)の状態 この状態は、第6図に示す如く■の状態の続きで、入力
信号の変化に対して、遅れて出力(n号が変化している
状態のとぎである。この場合、入力信号はローレベルの
ため、の点の電位はハイレベルとなり、トランジスタN
4はオンとなる。一方、出力信号はハイレベルからロー
レベルへと変化するため、出力信号がトランジスタN4
のスレッシコルドレベルになるまでは、トランジスタN
4はオンで、それ以下になると、オフとなる。このため
、出力信号がトランジスタN4のスレッシコルドレベル
になるまでは、ベース電流制御回路12は■の状態と同
じで、オンとなり、出力信号がトランジスタN4のスレ
ッショルドレベル以下となると、ベース電流制御回路1
2は(1)の状態と同じになりオフとなる。
6) State This state is a continuation of state ① as shown in Fig. 6, and is a state in which the output (n) changes after a delay in response to changes in the input signal.In this case, the input signal changes. Since the signal is low level, the potential at the point becomes high level, and the transistor N
4 is turned on. On the other hand, since the output signal changes from high level to low level, the output signal changes from transistor N4
Until the threshold level of
4 is on, and anything below that is off. Therefore, until the output signal reaches the threshold level of the transistor N4, the base current control circuit 12 is in the same state as in (2) and is turned on. When the output signal becomes below the threshold level of the transistor N4, the base current control circuit 12 1
2 becomes the same state as (1) and turns off.

このように、本実施例によれば、入力信号がハイレベル
からローレベルへ変化し、出力信号がハイレベルを保っ
ている時にのみ、トランジスタQ3のベース電流を増加
させて急速にオンさせるようにしたので、入力信号の論
理レベルの変化時点から出力信号がハイレベルからロー
レベルへ変化する時点までの時間を従来より短くするこ
とができる。しかも、トランジスタQ3がオンとなって
いる定常状態においては、ベース電流制御回路12はオ
フとなっているから、トランジスタQ3に流れる電流を
上記の出力信号の立ち下がり時に比べて低減することが
でき、よって消費電力を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, only when the input signal changes from high level to low level and the output signal remains high level, the base current of transistor Q3 is increased to rapidly turn on the transistor Q3. Therefore, the time from the time when the logic level of the input signal changes to the time when the output signal changes from high level to low level can be made shorter than before. Moreover, in the steady state when the transistor Q3 is on, the base current control circuit 12 is off, so the current flowing through the transistor Q3 can be reduced compared to when the output signal falls. Therefore, power consumption can be reduced.

第3図は第2図に示した実施例回路の入り信号及び出力
信号の実測値を丞す。第3図(A)は入力信号がハイレ
ベルからローレベルへ変化した時の出力信号の変化を丞
し、また同図(B)は入力信号がa−レベルからハイレ
ベルへ変化した時の出力信号の変化を示す。ただし、第
3図(A)。
FIG. 3 shows actual measured values of input signals and output signals of the embodiment circuit shown in FIG. 2. Figure 3 (A) shows the change in the output signal when the input signal changes from high level to low level, and Figure 3 (B) shows the output signal when the input signal changes from a-level to high level. Indicates changes in the signal. However, Fig. 3(A).

(B)に示す入力はrTLレベルで、ICの外部から入
力した入力信号を丞し、この入力信号をlC内のインバ
ータでCMOSレベルに変換した後、前記入力端子15
に入力している。なお、出力端子16に接続される負荷
容昂は50pF、負荷抵抗は1にΩ、電源電圧は5vで
ある。
The input shown in (B) is at the rTL level, and after receiving an input signal input from outside the IC and converting this input signal to a CMOS level by an inverter in the IC, the input signal is sent to the input terminal 15.
is being entered. Note that the load capacity connected to the output terminal 16 is 50 pF, the load resistance is 1Ω, and the power supply voltage is 5V.

第3図(A)において、実線■は本実施例回路の出力信
号の変化を丞し、破線は第4図に示した従来回路の出力
信号の変化を示す。第3図(A)かられかるように、出
力信号の立ち上がりに関しては従来回路とほとんど変わ
ら、ない。
In FIG. 3(A), the solid line ■ represents the change in the output signal of the circuit of this embodiment, and the broken line represents the change in the output signal of the conventional circuit shown in FIG. As can be seen from FIG. 3(A), the rise of the output signal is almost the same as that of the conventional circuit.

これに対し、第3図(B)に実線■で示す如く、本実施
例回路の出力信号の立ち下がりは、同図(B)に破線■
で示す従来回路の出力信号の立ら下がりに比べて、かな
り高速であることがわかる3゜また、トランジスタQ3
がオンになるときに必要なベース電流は、本実施例では
トランジスタP3 ′のソース、ドレインを経由して取
り出される第1の′;ii流に、ベース電流制御回路1
2からの第2の電流が加粋されたものであるから、第5
図のトランジスタP3の大きざに比べてトランジスタP
3−のゲート幅を1/2にすることができる。。
On the other hand, as shown by the solid line ■ in FIG. 3(B), the fall of the output signal of the circuit of this embodiment is indicated by the broken line ■ in FIG. 3(B).
It can be seen that the fall of the output signal of the conventional circuit shown in 3° is considerably faster.
In this embodiment, the base current required when the transistor P3' is turned on is extracted from the base current control circuit 1 through the source and drain of the transistor P3'.
Since the second current from 2 is added, the 5th current
Compared to the size of transistor P3 in the figure, transistor P
The gate width of 3- can be reduced to 1/2. .

従って、出力信号がローレベル状態でのトランジスタQ
3へのベース電流は従来の1/2になり、その時の消費
電力も電源電圧が一定だから1/2になる。
Therefore, when the output signal is at low level, the transistor Q
The base current to 3 is 1/2 that of the conventional one, and the power consumption at that time is also 1/2 because the power supply voltage is constant.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、同様にして出力信号がローレベルからハイレベルへ変
化する時のみトランジスタQ1のベースff1lを増加
させて、To LHのスピードアップを図ることもでき
る。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and similarly, the base ff1l of the transistor Q1 is increased only when the output signal changes from low level to high level to speed up To LH. You can also do that.

第4図はこの場合の本発明の他の実施例の回路図を示し
、同図中、第1図及び第2図と同・−構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4 shows a circuit diagram of another embodiment of the present invention in this case, and in the same figure, the same components as in FIGS. .

第4図において、ベース電流制御回路12は、Pチャン
ネルMO3型電界効果トランジスタP4及びP5とNP
NI−ランジスタQ4と抵抗R2とからなる。
In FIG. 4, the base current control circuit 12 includes P-channel MO3 type field effect transistors P4 and P5 and NP
It consists of an NI-transistor Q4 and a resistor R2.

トランジスタP4はそのゲートがトランジスタP2のゲ
ートに、またそのドレインがトランジスタP5のソース
に接続されている。また、トランジスタP5はそのゲー
トが抵抗R2を介して、前記接続点■に接続され、また
そのドレインがトランジスタQ4のベースに接続されて
いる。
Transistor P4 has its gate connected to the gate of transistor P2, and its drain connected to the source of transistor P5. Further, the gate of the transistor P5 is connected to the connection point (2) via the resistor R2, and the drain thereof is connected to the base of the transistor Q4.

このベース電流!1)御回路12が動作するのは、入力
端子15の入力信号がローレベルからハイレベルへ変化
し、点■がまだハイレベルに変化しきらないローレベル
のときである。このとき、トランジスタP4の入力はロ
ーレベルとなり、P4はオンとなる。また、トランジス
タP5の入力はローレベルとなり、P5もオンとなる1
、従って、トランジスタQ4がオンとなり、Q4を通し
てトランジスタQ1のベースへ電流が供給される。この
結果、トランジスタQ1のベース電流が定常状態よりも
増加し、入力信号のハイレベルへの変化時点から従来よ
りも短時間で出力信号がローレベルからハイレベルへ変
化する。
This base current! 1) The control circuit 12 operates when the input signal at the input terminal 15 changes from a low level to a high level and the point (2) is at a low level that has not yet changed to a high level. At this time, the input of transistor P4 becomes low level, and P4 is turned on. In addition, the input of transistor P5 becomes low level, and P5 is also turned on.
, therefore, transistor Q4 is turned on and current is supplied through Q4 to the base of transistor Q1. As a result, the base current of the transistor Q1 increases compared to the steady state, and the output signal changes from low level to high level in a shorter time than before from the time when the input signal changes to high level.

第6図は入力信号と出ノj信号の位相関係を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing the phase relationship between the input signal and the output signal.

C発明の効f!〕 上述の如く、本発明によれば、出力段トランジスタを構
成しているバイポーラトランジスタのベース電流の量を
動的なときく入力信号論理レベルが変化した時)に、静
的なとき(入力信号論理レベルが変化しない時)より多
くするようにしたので、入力信号の論理レベルの変化に
対する出力信号の論理レベルの変化を高速にでき、また
定常状態での消費電力を従来に比べて低減することがで
きる等の特長を有するものである。
C Effect of invention f! ] As described above, according to the present invention, when the input signal logic level dynamically changes the amount of base current of the bipolar transistor constituting the output stage transistor, it changes when the input signal logic level changes statically (when the input signal logic level changes). (when the logic level does not change), the logic level of the output signal can change quickly in response to changes in the logic level of the input signal, and the power consumption in steady state can be reduced compared to the conventional method. It has features such as the ability to

図において、 11は出力段トランジスタ、 12はベース電流υ)御回路、 Xlはバイポーラトランジスタ、 Q+ 、Q3はショットキー・クランプドトランジスタ
、 Q2 、Q4はNPNトランジスタ を示す。
In the figure, 11 is an output stage transistor, 12 is a base current υ) control circuit, Xl is a bipolar transistor, Q+ and Q3 are Schottky clamped transistors, and Q2 and Q4 are NPN transistors.

特許出願人 富 士 通 株式会社 ・ NPNPatent applicant: Tomitsu Co., Ltd. ・NPN

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の一実施例の回路図、 第3図は本発明の一実施例の波形図、 第4図は本発明の他の実施例の回路図、第5図は従来の
一例の回路図、 第4図 従来n=例の[i:13図 第5図 へカ)FPrとと、゛力泗駈シの4カオ目閲夕5言1ぐ
1図第6 図
Fig. 1 is a principle configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is a waveform diagram of an embodiment of the invention, and Fig. 4 is another embodiment of the invention. Figure 5 is a circuit diagram of an example of the conventional circuit. Figure 1 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 出力段トランジスタ(11)が電界効果トランジスタの
出力端をバイポーラトランジスタ(X_1)のベースに
接続したBi−CMOS構成とされた出力バッファ回路
において、 前記出力段トランジスタ(11)の入力信号と出力信号
の各々のレベルを検出し、該入力信号の論理レベルの変
化に応じて該出力信号の論理レベルが変化する時点での
み前記バイポーラトランジスタ(X_1)のベース電流
を増加させるベース電流制御回路(12)を具備したこ
とを特徴とする出力バッファ回路。
[Claims] In an output buffer circuit in which the output stage transistor (11) has a Bi-CMOS configuration in which the output end of a field effect transistor is connected to the base of a bipolar transistor (X_1), the output stage transistor (11) A base current that detects the level of each of the input signal and the output signal, and increases the base current of the bipolar transistor (X_1) only when the logic level of the output signal changes in accordance with the change in the logic level of the input signal. An output buffer circuit comprising a control circuit (12).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167956A (en) * 1992-03-06 1997-06-24 Samsung Electron Co Ltd Bi cmos driving circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09167956A (en) * 1992-03-06 1997-06-24 Samsung Electron Co Ltd Bi cmos driving circuit

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