JPH02306717A - エミッタ結合論理回路装置 - Google Patents

エミッタ結合論理回路装置

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JPH02306717A
JPH02306717A JP12934889A JP12934889A JPH02306717A JP H02306717 A JPH02306717 A JP H02306717A JP 12934889 A JP12934889 A JP 12934889A JP 12934889 A JP12934889 A JP 12934889A JP H02306717 A JPH02306717 A JP H02306717A
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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〕 この発明はエミッタ結合論理(ECL)回路装置に関し
、特に消費電力の削減を図った回路に関するものである
〔従来の技術〕
現在、高速論理回路装置としてエミッタ結合論理(EC
L)回路装置が広く用いられており、その変形応用とし
てディファレンシャルゲートがある。この回路はECL
基零回路と異なり、レファレンス電位を必要としないた
め、その分論理振幅を小さくして高速化を図ることがで
きる。第4図は一般に使用されるディファレンシャルゲ
ートを示す等価回路図である。
図において、Ql、Q2はエミッタ同士が接続され、各
ベースが入力端子11.I2に接続された入力トランジ
スタで、各々のコレクタは第1及び第2の負荷抵抗R1
,R2を介して第1の電源であるコレクタ側電源電圧V
eCと接続され、共通接続されたエミッタが第1の電流
源C3Iに接続されている。Q3はコレクタ、ベース及
びエミッタがそれぞれコレクタ検電源vcc、入力トラ
ンジスタQ1のコレクタ及びエミッタブオロア電流供給
用第2の電流源C32に接続されたエミッタフォロアト
ランジスタで、そのエミッタを出力端子01とするもの
である。Q4はコレクタ、ベース及びエミッタがそれぞ
れコレクタ検電源vcc、入力トランジスタQ2のコレ
クタ及びエミッタフォロア電流供給用第′3の電流源C
33に接続され、そのエミッタを出力端子02とするエ
ミッタフォロアトランジスタである。そして、このよう
に構成された論理回路装置にあっては、通常コレクタ側
電源煤は接地電位であり、エミッタフォロア電流供給用
電流源C32,C33の終端電圧であるエミッタ側電源
v0は負電位である。また、入力端子It、12には同
一信号の正相及び逆相骨、即ち互いに相補的な信号をそ
れぞれ印加し、出力端子01,02は入力端子X1に対
してそれぞれ反転、非反転出力であり、入力端子I2に
対してはそれぞれ非反転1反転出力となる。
次に上記の構成に係る論理回路装置の動作について説明
する。
まず入力トランジスタQ1のベースに印加される入力電
位が入力トランジスタQ2のベースに印加される電位よ
りも低い場合には、入力トランジスタQ1が非導通状態
となり、一方の入力トランジスタQ2は導通状態になる
。このため入力トランジスタQ1のコレクタ電位はほぼ
vcc電位になるとともに、入力トランジスタQ2のコ
レクタ電位は負荷抵抗R2での電圧降下分だけVCe電
位から低下する。従ってエミッタフォロアトランジスタ
Q3.Q4のベース電位に従い、出力端子o1は高レベ
ル、出力端子02は低レベルとなる。
次に入力トランジスタQ1のベースに印加される入力電
位が入力トランジスタQ2のベースに印加される電位よ
りも高い場合は入力トランジスタQ1が導通状態となる
ため、コレクタ電位は負荷抵抗R1での電圧降下分だけ
Vcct位から低下し、エミッタフォロアトランジスタ
Q3のベース電位が低下するので出力端子01は低レベ
ルになり、一方の入力トランジスタQ2は非導通状態に
なりコレクタ電位はほぼ■。となり、エミッタフォロア
トランジスタQ4のベース電位が上昇するので高レベル
となる。このディファレンシャルゲートは上記入力電位
の差が150〜200mV以上あれば十分動作すること
から、従来のECL基本回路の論理振幅が400〜80
0mVであるのに対してそのA程度に振幅を低減するこ
とが可能であり、その結果、高速動作が実現される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このように構成された論理回路装置にいては回
路電流は電流源C3Iによって供給されるスイッチング
電流と電流源CS2.C33によって供給されるエミッ
タフォロア電流から成っており、しかもエミッタフォロ
ア回路を2個必要とするため回路全体の電流が大きくな
るという問題点があった。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、エミッタフォロア電流量を制御することによっ
て、消費電力を削減することのできるECL回路装置を
得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るECL回路装置は、エミッタフォロア電
流供給用電流源を1個とし、さらにコレクタがエミッタ
フォロアトランジスタのエミッタ(即ち出力端子)に、
ベースが入力端子にそれぞれ接続されたトランジスタベ
アを新たに設け、これらのトランジスタの共通接続され
たエミッタに上記エミッタフォロア電流供給用電流源を
接続する構成にしたものである。
〔作用〕
本発明においては、新たに設けたトランジスタペアが、
ただ1個の電流源によって供給されるエミッタフォロア
電流を、入力信号に従って低レベルを出力するエミッタ
フォロアトランジスタにのみ流すためのスイッチとして
作用する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、Ql、Q2はエミッタ同士が接続され
、各ベースが入力端子It、12に接続された入力トラ
ンジスタで、各々のコレクタは第1及び第2の負荷抵抗
R1,R2を介して第1の電源であるコレクタ側電源V
Ceと接続され、共通接続されたエミッタがスイッチン
グi!流供給用の第1の電流@CStに接続されている
。Q3はコレクタ、ベースがそれぞれコレクタ側型源v
ee+入力トランジスタQ1のコレクタに接続され、エ
ミッタを出力端子01とするエミッタフォロアトランジ
スタであり、Q4はコレクタ及びベースがコレクタ側電
源V CC+入力トランジスタベアのコレクタにそれぞ
れ接続されエミッタを出力端子02とするエミッタフォ
ロアトランジスタである。
Q5及びQ6は各々のコレクタ及び各々のベースが出力
端子01,02及び入力端子11.I2にそれぞれ接続
され、互いに共通接続されたエミッタがエミッタフォロ
ア電流供給用筆2の電流源C32に接続されたエミッタ
フォロア電流制御用の第1及び第2のトランジスタであ
る。
次にこのように構成されたECL回路装置の動作につい
て説明する。
まず入力トランジスタQ1のベース(即ち入力端子It
)に印加される入力電位が入力トランジスタQ2のベー
ス(即ち入力端子12)に印加される電位よりも論理振
幅骨だけ低い場合は、入力トランジスタQ1は非導通状
態となり、一方の入力トランジスタQ2は導通状態にな
る。このため入力トランジスタQ1のコレクタ電位はほ
ぼVCC電位になるとともに、入力トランジスタQ2の
コレクタ電位は負荷抵抗R2での電圧降下分(即ち論理
振幅骨)だけvec電位から低下する。従ってエミッタ
フォロアトランジスタQ3.Q4のベース電位に従い、
出力端子01は高レベル、出力端子02は低レベルとな
る。また、この時エミッタフォロア段に注目すると第1
のトランジスタQ5は非導通状態、第2のトランジスタ
Q6は導通状態であるために、電流源C32によって供
給されるエミッタフォロア電流は低レベルを出力するト
ランジスタQ4を流れる。
次に入力端子11に印加される入力電位が入力端子I2
に印加される電位よりも論理振幅骨だけ高い場合は入力
トランジスタQ1が導通状態となるため、コレクタ電位
は負荷抵抗R1での電圧降下分(即ち論理振幅骨)だけ
VCC電位から低下し、それに従いエミッタフォロアト
ランジスタQ3のベース電位が低下するので出力端子o
1は低レベルになり、一方の入力トランジスタQ2は非
導通状態になりコレクタ電位がほぼvcc電位になって
、エミッタフォロアトランジスタQ4のベース電位が上
昇するので高レベルとなる。この時エミッタフォロア段
では第1のトランジスタQ5が導通状態、第2のトラン
ジスタQ6は非導通状態となるため、C32によるエミ
ッタフォロア電流は低レベルを出力するエミッタフォロ
アトランジスタQ3のみを流れることになる。つまり、
本実施例の回路構成によればエミッタフォロアトランジ
スタQ3あるいはQ4のエミッタ(即ち、出力端子O1
あるいは02)が高レベルのときはエミッタフォロア電
流がほとんど流れず、低レベルのときにはエミッタフォ
ロア電流が流れる。従って、エミッタフォロア供給用の
電流源は1個構成するだけで良く、第4図に示した従来
回路装置におけるように出力レベルの高低にかかわらず
、常時エミッタフォロア電流が流れる回路構成に比して
、回路電流を削減することができる。具体的にはスイッ
チング電流iswとエミッタフォロア電流ltFに関し
てI3,1≦Iえ、となるように設定した場合、第1図
と第4図かられかるように30%以上消費電力が削減さ
れることになる。
特許請求の範囲第2項に記載した発明の一実施例を第2
図に示す、同図において、第1図と同一符号は同一部分
を示す、第1図と異なる点は、入力端子■1と第1のト
ランジスタQ5のベース間及び入力端子I2と第2のト
ランジスタQ6のベース間にダイオードD1及びD2を
それぞれ接続している点である0回路の基本動作及び効
果は第1図に示した実施例と同じであるが、上記ダイオ
ードはさらに以下に示すような効果を奏する。
第1図に示した実施例でエミッタフォロア段に着目する
と、第1及び第2のトランジスタQ5及びQ6において
、導通状態にあるトランジスタに接続されたエミッタフ
ォロアトランジスタQ3あるいはQ4は常に低レベルを
出力しているために、その導通状態にあるトランジスタ
はベース電位がコレクタ電位よりも論理振幅骨だけ高く
なり浅い飽和状態となる可能性がある。そこでこのよう
に浅い飽和状態となることを回避するためにベース電位
のレベルシフト用として上記ダイオードDI及びD2を
設けたものである。
第3図は特許請求の範囲第3項に記載した発明の一実施
例を示す、第1図に示した実施例においても消費電力の
削減効果は十分に得られるが、第3図に示すようにエミ
ッタ側電源■。をスイッチング段用の第2の電源vti
+ とエミッタフォロア段用の第3の電源V0オに分離
した場合に本発明の回路装置を適用することによって、
さらに消費電力削減効果を上げることが可能となる。
なお上記の説明においては各電流源の具体的な構成法に
ついては触れていないが、トランジスタと抵抗性素子の
組み合わせ、あるいは抵抗性素子のみ等、電流を供給し
得る手段であればいかなる構成でもよいことは勿論であ
る。
〔発明の効果〕 以上のように、本発明によればエミッタフォロア電流供
給用の電流源を1個にし、コレクタがエミッタフォロア
トランジスタのエミッタに、ベースが入力端子にそれぞ
れ接続されたトランジスタペアを設け、これらのトラン
ジスタの共通接続されたエミッタに上記電流源を接続す
る構成にし、これら2つのトランジスタによって入力レ
ベルの高低に応じてエミッタフォロアトランジスタを流
れる電流量を制御できる構成にしたので、消費電力を削
減できる効果がある。
さらに他の発明では、上記エミッタフォロア電流を制御
する2つのトランジスタのベースにレベルシフト用のダ
イオードを接続したので、上記2つのトランジスタの飽
和を防止できる効果がある。
またもう一つの発明では、エミッタ側電源Vatをスイ
ッチング段用とエミッタフォロア段用とに分離し、各々
独立の電位を設定できる構成としたので、さらに消費電
力削減効果を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る已CL回路装置の一実施例を示す
回路図、第2図は第2の発明の一実施例を示す回路図、
第3図は第3の発明の一実施例を示す回路図、第4図は
従来のECL回路装置を示す回路図である。 Ql、Q2・・・入力トランジスタ、Q3.Q4・・・
第1.第2のエミッタフォロアトランジスタ(第1、第
2の出力用トランジスタ)、Q5.Q6・・・エミッタ
フォロア電流制御用トランジスタ(第1゜第2のトラン
ジスタ)、Di、D2・・・レベルシフト用ダイオード
(第1.第2のダイオード)、C3l・・・スイッチン
グ電流供給用電流源(第1の電流源)、C32・・・エ
ミッタフォロア電流供給用電流源(第2の電流源)、1
1.12・・・第1.第2の入力端子、01,02・・
・第1.第2の出力端子、VCC・・・コレクタ側電源
(第1の電源)、■、・・・エミッタ側電源(第2の電
源)、■!El・・・第2の電源、v tit・・・第
3の電源、R1,R2・・・第1.第2の負荷抵抗(第
1.第2の抵抗性素子)。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ベースが互いに相補的に信号が印加される第1及
    び第2の入力信号端子に接続され、エミッタが共通接続
    された第1及び第2の入力トランジスタと、 上記第1の入力トランジスタのコレクタと第1の電源間
    に接続された第1の抵抗性素子と、上記第2の入力トラ
    ンジスタのコレクタと上記第1の電源間に接続された第
    2の抵抗性素子と、上記共通エミッタと第2の電源間に
    接続された第1の電流源と、 ベースが上記第1の入力トランジスタのコレクタに、コ
    レクタが上記第1の電源に、エミッタが第1の出力端子
    にそれぞれ接続された第1の出力用トランジスタと、 ベースが上記第2の入力トランジスタのコレクタに、コ
    レクタが上記第1の電源に、エミッタが第2の出力端子
    にそれぞれ接続された第2の出力用トランジスタと、 ベースが上記第1の入力端子に、コレクタが上記第1の
    出力端子に、エミッタが第2の電流源を介して第2の電
    源にそれぞれ接続された第1のトランジスタと、 ベースが上記第2の入力端子に、コレクタが上記第2の
    出力端子に、エミッタが上記第2の電流源を介して上記
    第2の電源に接続された第2のトランジスタとを備えた
    ことを特徴とするエミッタ結合論理回路装置。
  2. (2)ベースが互いに相補的な信号が印加される第1及
    び第2の入力信号端子に接続され、エミッタが共通接続
    された第1及び第2の入力トランジスタと、 上記第1の入力トランジスタのコレクタと第1の電源間
    に接続された第1の抵抗性素子と、上記第2の入力トラ
    ンジスタのコレクタと上記第1の電源間に接続された第
    2の抵抗性素子と、上記共通エミッタと第2の電源間に
    接続された第1の電流源と、 ベースが上記第1の入力トランジスタのコレクタに、コ
    レクタが上記第1の電源に、エミッタが第1の出力端子
    にそれぞれ接続された第1の出力用トランジスタと、 ベースが上記第2の入力トランジスタのコレクタに、コ
    レクタが上記第1の電源に、エミッタが第2の出力端子
    にそれぞれ接続された第2の出力用トランジスタと、 ベースが上記第1の入力端子に第1のダイオードを介し
    て接続され、コレクタが上記第1の出力端子に、エミッ
    タが第2の電流源を介して上記第2の電源にそれぞれ接
    続された第1のトランジスタと、 ベースが上記第2の入力端子に第2のダイオードを介し
    て接続され、コレクタが上記第2の出力端子に、エミッ
    タが上記第2の電流源を介して上記第2の電源にそれぞ
    れ接続された第2のトランジスタとを備えたことを特徴
    とするエミッタ結合論理回路装置。
  3. (3)ベースが互いに相補的な信号が印加される第1及
    び第2の入力信号端子に接続され、エミッタが共通接続
    された第1及び第2の入力トランジスタと、 上記第1の入力トランジスタのコレクタと第1の電源間
    に接続された第1の抵抗性素子と、上記第2の入力トラ
    ンジスタのコレクタと上記第1の電源間に接続された第
    2の抵抗性素子と、上記共通エミッタと第2の電源間に
    接続された第1の電流源と、 ベースが上記第1の入力トランジスタのコレクタに、コ
    レクタが上記第1の電源に、エミッタが第1の出力端子
    にそれぞれ接続された第1の出力用トランジスタと、 ベースが上記第2の入力トランジスタのコレクタに、コ
    レクタが上記第1の電源に、エミッタが第2の出力端子
    にそれぞれ接続された第2の出力用トランジスタと、 ベースが上記第1の入力端子に、コレクタが上記第1の
    出力端子に、エミッタが第2の電流源を介して第3の電
    源にそれぞれ接続された第1のトランジスタと、 ベースが上記第2の入力端子に、コレクタが上記第2の
    出力端子に、エミッタが上記第2の電流源を介して上記
    第3の電源にそれぞれ接続された第2のトランジスタと
    を備えたことを特徴とするエミッタ結合論理回路装置。
JP12934889A 1989-05-22 1989-05-22 エミッタ結合論理回路装置 Expired - Lifetime JP2746414B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324854C1 (de) * 1993-07-23 1995-01-12 Siemens Ag Ausgangsstufe für digitale Stromschalter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324854C1 (de) * 1993-07-23 1995-01-12 Siemens Ag Ausgangsstufe für digitale Stromschalter

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