JPH03147421A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
- Publication number
- JPH03147421A JPH03147421A JP28621489A JP28621489A JPH03147421A JP H03147421 A JPH03147421 A JP H03147421A JP 28621489 A JP28621489 A JP 28621489A JP 28621489 A JP28621489 A JP 28621489A JP H03147421 A JPH03147421 A JP H03147421A
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- JP
- Japan
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- transistor
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- circuit
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- trs
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
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。
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〕
本発明は半導体集積回路装置に係り、ECL(Emit
ter Coupled Logic)回路の内部論理
回路に関する。
ter Coupled Logic)回路の内部論理
回路に関する。
ECL回路は、トランジスタを飽和させずに使用するた
め、トランジスタを飽和して使用するTTL回路に比べ
、高速動作が可能である。従って、大型コンビエータや
計測器等の高速動作が必要とされているものに利用され
ている。
め、トランジスタを飽和して使用するTTL回路に比べ
、高速動作が可能である。従って、大型コンビエータや
計測器等の高速動作が必要とされているものに利用され
ている。
第3図に従来の半導体集積回路の内部論理回路として利
用されているECL回路を示す。
用されているECL回路を示す。
第3図において、本ECL回路は、r:pn )ランジ
スタ1.2,3.4と抵抗5.6,7.8と、入力(I
N、Vnef)端子と、制御(Vcs)端子と、出力(
OUT)端子と、出力端子に接続された負荷容量10と
を備えている。
スタ1.2,3.4と抵抗5.6,7.8と、入力(I
N、Vnef)端子と、制御(Vcs)端子と、出力(
OUT)端子と、出力端子に接続された負荷容量10と
を備えている。
ここで、トランジスタ1.2は互いに差動対をなす。ト
ランジスタ1.2のコレクタは、抵抗5゜6を介して最
高電位である接地(GND)に接続されている。またト
ランジスタ1.2の共通のエミッタは、npnトランジ
スタ3.および抵抗7を介して、最低電位VEE(=−
4,5V)K接続されている。トランジスタ3と抵抗7
は定電流回路をなす。以上で、差動増幅回路9を構成し
ている。また、トランジスタ4のエミッタは抵抗8を介
してVT(=−IV)K接続されている。差動対の一方
のnpn)ランジスタ2のベース忙与えられる基準電圧
VRef (第3図では−1,25Vとする)Kよって
、その論理入力しきい値が定められる。また定電流回路
を構成するnpn )ランジスタ3のベースに与えられ
る制御電圧Vcsによって、その論理出力レベルの振幅
などが定められる。本回路において、入力(IN)i子
に矩形波信号を入力した場合、トランジスタ2のコレク
タには入力(IN)端子と同相の信号が得られ、入力が
“H“レベルのときは、はぼOvとなる。II L 1
1レベルのときは、−0,9Vになるよう、Vcsレベ
ル、抵抗5゜7によって調整される。これが、エミッタ
フォロワトランジスタ4を介して出力される。このとき
、出力レベルは′″H”レベルが−o、sv、”L”レ
ベルが−1,7■である。ここで、トランジスタの順方
向電圧VBEを0.8■とする。
ランジスタ1.2のコレクタは、抵抗5゜6を介して最
高電位である接地(GND)に接続されている。またト
ランジスタ1.2の共通のエミッタは、npnトランジ
スタ3.および抵抗7を介して、最低電位VEE(=−
4,5V)K接続されている。トランジスタ3と抵抗7
は定電流回路をなす。以上で、差動増幅回路9を構成し
ている。また、トランジスタ4のエミッタは抵抗8を介
してVT(=−IV)K接続されている。差動対の一方
のnpn)ランジスタ2のベース忙与えられる基準電圧
VRef (第3図では−1,25Vとする)Kよって
、その論理入力しきい値が定められる。また定電流回路
を構成するnpn )ランジスタ3のベースに与えられ
る制御電圧Vcsによって、その論理出力レベルの振幅
などが定められる。本回路において、入力(IN)i子
に矩形波信号を入力した場合、トランジスタ2のコレク
タには入力(IN)端子と同相の信号が得られ、入力が
“H“レベルのときは、はぼOvとなる。II L 1
1レベルのときは、−0,9Vになるよう、Vcsレベ
ル、抵抗5゜7によって調整される。これが、エミッタ
フォロワトランジスタ4を介して出力される。このとき
、出力レベルは′″H”レベルが−o、sv、”L”レ
ベルが−1,7■である。ここで、トランジスタの順方
向電圧VBEを0.8■とする。
次に回線の動作速度について説明する。まず、差動増幅
器9のトランジスタ2のコレクタの電位が”L”レベル
から“H“レベルへ変化すると、トランジスタ4はON
状態になり、電源GNDからの電流は、抵抗8及び負荷
容量1oを流れる。
器9のトランジスタ2のコレクタの電位が”L”レベル
から“H“レベルへ変化すると、トランジスタ4はON
状態になり、電源GNDからの電流は、抵抗8及び負荷
容量1oを流れる。
この負荷容量10を流れる電流なIt とすると、その
立ち上がり時間tl はほぼ次式で表される。
立ち上がり時間tl はほぼ次式で表される。
ここでVは、V=(VOR−VOL)/2とする。なお
VORは高レベル出力電圧、VOLは低レベル出力電圧
である。
VORは高レベル出力電圧、VOLは低レベル出力電圧
である。
次に、差動増@器9の出力信号が″′H゛レベルから1
L”レベル忙立ち下がる場合は、トランジスタ4はOF
F状態になるため、電流は負荷容量10から抵抗8忙向
って流れ、負荷容[10が放電される。このときの電流
を12 とすると、その立ち下がり時間t2はほぼ次式
で表される。
L”レベル忙立ち下がる場合は、トランジスタ4はOF
F状態になるため、電流は負荷容量10から抵抗8忙向
って流れ、負荷容[10が放電される。このときの電流
を12 とすると、その立ち下がり時間t2はほぼ次式
で表される。
前記(11、(21式において、立ち上がりの場合には
、トランジスタ4がONするため、出力インピーダンス
は充分低く、立ち上がり時間は充分小さい。
、トランジスタ4がONするため、出力インピーダンス
は充分低く、立ち上がり時間は充分小さい。
しかしながら、立ち下がりの場合には抵抗8で電流工2
が決まってしまい、よって負荷容量lOが大きい場合
にはtx>tz となる。ここで、電流工2 を大き
くすることができれば、それだけ立ち下がり時間が小さ
くなる。
が決まってしまい、よって負荷容量lOが大きい場合
にはtx>tz となる。ここで、電流工2 を大き
くすることができれば、それだけ立ち下がり時間が小さ
くなる。
従来のECL回路は、第3図のように構成されており、
負荷容量10が大きい場合、その立ち下がり時間t2
を小さくシ、高速動作をさせるためKは抵抗8わ小さく
し、立ち下がりのとき負荷容量10を流れる電流1冨
を大きくしなければならない。しかしながら、前記の電
流I2を大きくすることは電流工l をも増大すること
を意味するので消費電力の増大につながるという欠点が
ある。
負荷容量10が大きい場合、その立ち下がり時間t2
を小さくシ、高速動作をさせるためKは抵抗8わ小さく
し、立ち下がりのとき負荷容量10を流れる電流1冨
を大きくしなければならない。しかしながら、前記の電
流I2を大きくすることは電流工l をも増大すること
を意味するので消費電力の増大につながるという欠点が
ある。
また消費電力をおさえようとすると、出力波形の立ち下
がり時間が、立ち上がり時間に比べ大きくなるため、高
速動作の妨げとなるという欠点がある。
がり時間が、立ち上がり時間に比べ大きくなるため、高
速動作の妨げとなるという欠点がある。
本発明の目的は、前記欠点が解決され、消費電力が減少
し、しかも高速動作ができるよう処した半導体集fjt
回路装置を提供することにある。
し、しかも高速動作ができるよう処した半導体集fjt
回路装置を提供することにある。
本発明の半導体集積回路装置の構成は、一対の第1.第
2のトランジスタを備えた差動増幅器と、第3.第4の
トランジスタの直列を備えた出力回路とを有し、前記第
3のトランジスタのベースには前記第2のトランジスタ
のコレクタから導入され、前記第4のトランジスタのベ
ースには第5のトランジスタを介して前記第1のトラン
ジスタのコレクタから導入きれ、前記第3.第4のトラ
ンジスタの共通接続点を出力となしたことを特命とする
。
2のトランジスタを備えた差動増幅器と、第3.第4の
トランジスタの直列を備えた出力回路とを有し、前記第
3のトランジスタのベースには前記第2のトランジスタ
のコレクタから導入され、前記第4のトランジスタのベ
ースには第5のトランジスタを介して前記第1のトラン
ジスタのコレクタから導入きれ、前記第3.第4のトラ
ンジスタの共通接続点を出力となしたことを特命とする
。
次に図面を参照しながら本発明を説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の半導体集積回路装置を
示す回路図である。
示す回路図である。
第1図において、本実施例のECL回路は、差動増幅器
90部分だけが、従来の第3図と同様のものである。本
実施例は、差動増幅回路9と、前記差動増幅回路9の反
転出力に結合されたトランジスタ13.およびトランジ
スタ20.19.シ曹ットキーパリアダイオード11.
16,17゜18、抵抗8,12から成る回路14とを
含み、構成される。また、トランジスタ150ベース及
びエミッタは差動増幅回路9の非反転出力及び回路14
にそれぞれ接続されている。回路14のシシットキーパ
リアダイオード16のアノードは、トランジスタ15の
ペースと結合されている。
90部分だけが、従来の第3図と同様のものである。本
実施例は、差動増幅回路9と、前記差動増幅回路9の反
転出力に結合されたトランジスタ13.およびトランジ
スタ20.19.シ曹ットキーパリアダイオード11.
16,17゜18、抵抗8,12から成る回路14とを
含み、構成される。また、トランジスタ150ベース及
びエミッタは差動増幅回路9の非反転出力及び回路14
にそれぞれ接続されている。回路14のシシットキーパ
リアダイオード16のアノードは、トランジスタ15の
ペースと結合されている。
次に、以上のように構成された回路の動作について説明
する。このとき、トランジスタのVBgを0・8v・ジ
聰ットキーバリアダイオードのV、を0.5V、VT=
−40Vとする。マタ、出力(OUT)端子には、負荷
容1−10が接続されている。
する。このとき、トランジスタのVBgを0・8v・ジ
聰ットキーバリアダイオードのV、を0.5V、VT=
−40Vとする。マタ、出力(OUT)端子には、負荷
容1−10が接続されている。
Vief = 1.25 Vとすると、まず入力端子に
′″H“レベルが入力されると、トランジスタlがON
する。ここで、節点aが−1,2■まで下がるようにV
cs、 RhR5により調整する。すると、トランジス
タ13がOFF、したがってトランジスタ20.19も
OFFする。逆忙、抵抗6には電流がほとんど流れず、
節点すはほぼovであり、トランジスタ15がONし、
出力端子K”H“レベル、−0,8Vが現れる。このと
き、負荷容量10を流れる電流I′1 とすると、立
ち上がり時間1 /lは、前記(1)式より、次式とな
る。
′″H“レベルが入力されると、トランジスタlがON
する。ここで、節点aが−1,2■まで下がるようにV
cs、 RhR5により調整する。すると、トランジス
タ13がOFF、したがってトランジスタ20.19も
OFFする。逆忙、抵抗6には電流がほとんど流れず、
節点すはほぼovであり、トランジスタ15がONし、
出力端子K”H“レベル、−0,8Vが現れる。このと
き、負荷容量10を流れる電流I′1 とすると、立
ち上がり時間1 /lは、前記(1)式より、次式とな
る。
ここで、工1中工′1 であるので、t1中tS
となり、立ち上がり時間は、前記従来例と同じである。
となり、立ち上がり時間は、前記従来例と同じである。
一方入力(IN)端子に@L”レベルが入力されると、
トランジスタ2がONL、節点すが−1,2vとなり、
トランジスタ15はOFFする。逆K。
トランジスタ2がONL、節点すが−1,2vとなり、
トランジスタ15はOFFする。逆K。
トランジスタ20.19がONする。ここで、トランジ
スタ19は節点すから電流を引ばり出し、トランジスタ
15をすばや<OFFさせる役目がある。ここで、シ1
ットキーバリアダイオード17.18はそれぞれトラン
ジスタ20.19を飽和させないために設けである。こ
のとき出力端子には@L“レベル−1,7Vが現れ、負
荷容量lOを流れる電流I/、は、トランジスタ20の
ために低インピーダンス出力となり、前記従来例12に
比らべI’s > I *となる。
スタ19は節点すから電流を引ばり出し、トランジスタ
15をすばや<OFFさせる役目がある。ここで、シ1
ットキーバリアダイオード17.18はそれぞれトラン
ジスタ20.19を飽和させないために設けである。こ
のとき出力端子には@L“レベル−1,7Vが現れ、負
荷容量lOを流れる電流I/、は、トランジスタ20の
ために低インピーダンス出力となり、前記従来例12に
比らべI’s > I *となる。
前記従来例(2)式よりt’2<t2となる。立ち下が
り時間1 !/は、以上のように前記従来例忙比べ、非
常に小さくなる。
り時間1 !/は、以上のように前記従来例忙比べ、非
常に小さくなる。
本実施例のECL回路は、出力が°H”レベルの時忙比
べ@L”レベルの時忙その定電流が大きくなる定電流回
路を備えている。
べ@L”レベルの時忙その定電流が大きくなる定電流回
路を備えている。
第2図は本発明の第2の実施例の半導体集積回路装置を
示す回路図である。
示す回路図である。
第2図において、本実施例が、第1図の回路と異なると
ころは、第1図の回路21がない点であり、その他の部
分は第1図と同様である。
ころは、第1図の回路21がない点であり、その他の部
分は第1図と同様である。
本実施例は、前記第1の実施例より、トランジスタ15
をOFFさせるための回路21を取り除いて、低消費電
力化したものであり、第1図と同一番号は、同様のもの
を示す。
をOFFさせるための回路21を取り除いて、低消費電
力化したものであり、第1図と同一番号は、同様のもの
を示す。
VRefは、前記第1の実施例と同じ−1,25Vとす
る。入力端子に@H”″レベルが入力されると、トラン
ジスタ1がONL、節点aは−1,2Vに下がり、トラ
ンジスタ13 、20はOFFする。逆に1節点すは電
流がほとんど流れないので、はぼOVであり、トランジ
スタ15はONL、出力端子には“H“レベル、−O,
SVが現われる。立ち上がり時間は前記第1の実施例の
場合と同様に1前記従来例とほぼ同じである。
る。入力端子に@H”″レベルが入力されると、トラン
ジスタ1がONL、節点aは−1,2Vに下がり、トラ
ンジスタ13 、20はOFFする。逆に1節点すは電
流がほとんど流れないので、はぼOVであり、トランジ
スタ15はONL、出力端子には“H“レベル、−O,
SVが現われる。立ち上がり時間は前記第1の実施例の
場合と同様に1前記従来例とほぼ同じである。
次に入力端子に′″L”レベルが入力されると、トラン
ジスタ2がONし、節点すは−1,2V K下がり、ト
ランジスタ15はOFFする。逆に、トランジスタ13
.20はONL、、出力端子には@L“レベル、−1,
7Vが現われる。回路21が存在しないことにより、ト
ランジスタ15のOFFがいく分遅くなることKより、
立ち下がり時間も、多少遅くなる。本実施例は、前記実
施例より回路21をなくしたため、前記実施例より、低
消費電力でかつ立ち上がり時間、立ち下がり時間を前記
実施例と同じKすることができるという利点がある。
ジスタ2がONし、節点すは−1,2V K下がり、ト
ランジスタ15はOFFする。逆に、トランジスタ13
.20はONL、、出力端子には@L“レベル、−1,
7Vが現われる。回路21が存在しないことにより、ト
ランジスタ15のOFFがいく分遅くなることKより、
立ち下がり時間も、多少遅くなる。本実施例は、前記実
施例より回路21をなくしたため、前記実施例より、低
消費電力でかつ立ち上がり時間、立ち下がり時間を前記
実施例と同じKすることができるという利点がある。
さらに回路21がないため、回路21を構成していた素
子数が削減できるという利点もある。
子数が削減できるという利点もある。
以上、前記第1.第2の実施例の半導体集積回路装置は
、差動増幅回路とエミッタフォロワ回路から構成されて
なる半導体集積回路装置において、一対の差動増幅回路
における同相(逆相)トランジスタ1のコレクタがベー
スに接続されエミッタが出力端子に接続された第1のト
ランジスタ15と前記一対の差動増幅回路における逆相
(同相)トランジスタ2のコレクタがレベルシフト・ト
ランジスタ13を介してベースに接続され、エミッタは
低電位電源に接続され、コレクタは出力端子に接続され
た第2のトランジスタ20を有し、特に前記第2のトラ
ンジスタ200ベース・コレクタ間にシッットキーバリ
ア・ダイオード17が挿入されてなる。
、差動増幅回路とエミッタフォロワ回路から構成されて
なる半導体集積回路装置において、一対の差動増幅回路
における同相(逆相)トランジスタ1のコレクタがベー
スに接続されエミッタが出力端子に接続された第1のト
ランジスタ15と前記一対の差動増幅回路における逆相
(同相)トランジスタ2のコレクタがレベルシフト・ト
ランジスタ13を介してベースに接続され、エミッタは
低電位電源に接続され、コレクタは出力端子に接続され
た第2のトランジスタ20を有し、特に前記第2のトラ
ンジスタ200ベース・コレクタ間にシッットキーバリ
ア・ダイオード17が挿入されてなる。
以上説明したように1本発明は、ECL回路の出力に結
合されたエミッタフォロワトランジスタと共にエミッタ
フォロワトランジスタのエミッタに接続され、ECL回
路の出力力げH”レベルの時に比べ、′Lルベルの時に
その定電流が犬きくなる定電流回路を構成することによ
り、出力端子に結合する負荷容量が大きくなっても、立
ち下がり時間を小さくすることができ、そのため出力波
形の立ち上がり時間と立ち下がり時間の比を負荷容量が
増加しても、はtヨ一定に保つことができ、負荷容量が
増加しても高速動作が可能であるという効果がある。
合されたエミッタフォロワトランジスタと共にエミッタ
フォロワトランジスタのエミッタに接続され、ECL回
路の出力力げH”レベルの時に比べ、′Lルベルの時に
その定電流が犬きくなる定電流回路を構成することによ
り、出力端子に結合する負荷容量が大きくなっても、立
ち下がり時間を小さくすることができ、そのため出力波
形の立ち上がり時間と立ち下がり時間の比を負荷容量が
増加しても、はtヨ一定に保つことができ、負荷容量が
増加しても高速動作が可能であるという効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例の半導体集積回路装置を
示す回路図、第2図は本発明の第2の実施例を示す回路
図、第3図は従来を示す回路図である。 9・・・・・・差動増幅回路、1乃至4,13.20・
・・・・・トランジスタ、5,6,7,8.12・・・
・・・抵抗、11.16,17.18・・・・・・シッ
ットキーバリアダイオード。
示す回路図、第2図は本発明の第2の実施例を示す回路
図、第3図は従来を示す回路図である。 9・・・・・・差動増幅回路、1乃至4,13.20・
・・・・・トランジスタ、5,6,7,8.12・・・
・・・抵抗、11.16,17.18・・・・・・シッ
ットキーバリアダイオード。
Claims (1)
- 一対の第1、第2のトランジスタを備えた差動増幅器と
、第3、第4のトランジスタの直列体を備えた出力回路
とを有し、前記第3のトランジスタのベースには前記第
2のトランジスタのコレクタから導入され、前記第4の
トランジスタのベースには第5のトランジスタを介して
前記第1のトランジスタのコレクタから導入され、前記
第3、第4のトランジスタの共通接続点を出力となした
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28621489A JPH03147421A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28621489A JPH03147421A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03147421A true JPH03147421A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17701453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28621489A Pending JPH03147421A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03147421A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4321482C1 (de) * | 1993-06-28 | 1994-12-08 | Siemens Ag | Digitale Schaltstufe mit Stromschalter |
DE4321483A1 (de) * | 1993-06-28 | 1995-01-05 | Siemens Ag | Leitungstreiberschaltstufe in Stromschaltertechnik |
EP0696393A1 (en) * | 1993-04-30 | 1996-02-14 | Synergy Semiconductor Corporation | Dc-coupled active pull-down ecl circuit with self-adjusting drive capability |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP28621489A patent/JPH03147421A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0696393A1 (en) * | 1993-04-30 | 1996-02-14 | Synergy Semiconductor Corporation | Dc-coupled active pull-down ecl circuit with self-adjusting drive capability |
EP0696393A4 (en) * | 1993-04-30 | 1997-06-11 | Synergy Semiconductor Corp | ACTIVE DC VOLTAGE PULL-DOWN ECL SWITCH WITH SELF-ADJUSTING DRIVABILITY |
DE4321482C1 (de) * | 1993-06-28 | 1994-12-08 | Siemens Ag | Digitale Schaltstufe mit Stromschalter |
DE4321483A1 (de) * | 1993-06-28 | 1995-01-05 | Siemens Ag | Leitungstreiberschaltstufe in Stromschaltertechnik |
US5473272A (en) * | 1993-06-28 | 1995-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Digital differential amplifier switching stage with current switch |
US5539350A (en) * | 1993-06-28 | 1996-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Common mode logic line driver switching stage |
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