JPH03186014A - エミッタ結合論理回路用スレシホールド電圧発生器 - Google Patents

エミッタ結合論理回路用スレシホールド電圧発生器

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JPH03186014A
JPH03186014A JP2326078A JP32607890A JPH03186014A JP H03186014 A JPH03186014 A JP H03186014A JP 2326078 A JP2326078 A JP 2326078A JP 32607890 A JP32607890 A JP 32607890A JP H03186014 A JPH03186014 A JP H03186014A
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JP
Japan
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transistor
coupled
diode
circuit
threshold voltage
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Pending
Application number
JP2326078A
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English (en)
Inventor
Karl J Huehne
カール・ジャクソン・ヒューン
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Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Publication date
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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
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/082Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
    • H03K19/086Emitter coupled logic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only

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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〉 本発明はエミッタ結合論理回路および電流モード論理回
路に関し、さらに詳しくはダイオード負荷のエミッタ結
合論理回路(DLECL :diodeload em
itter coupled logic)に関する。
(従来技術および発明が解決しようとする課題〉DLE
CL回路は既知であり、このようなりLEC1回路はダ
イオードをエミッタ結合論理回路の負荷素子として利用
して、論理出力電圧振幅を最小限に抑え、それにより論
理回路の動作速度を向上させている。全てではないが、
はとんどのDLECL回路は差動的に動作が行なわれ、
すなわち入力論理信号は論理回路のエミッタ結合の入力
段に差動的に印加される。例えば、一般にフィードベッ
ク・カウンタは1つ以上の出力と直列接続されたフリッ
プ・フロップで構成され、その1つ以上の出力はDLE
CLゲートを介してカウンタの第17リツプ・フロップ
に帰還される。これらのゲート出力はゲートに差動結合
される。差動結合型DLECL、回路のもう1つの例は
、米特許出願No、4,585.957に記載のモジュ
ラス◆デイバイダ(modulus divider)
である。
DLEC1回路を差動させる際の共通問題として、DL
ECL回路の差動には直列ゲート化、すなわちECLゲ
ートをスタックして必要な論理関数を得る必要があると
いう問題がある。直列ゲート化は電流を節約できるが、
電源において少なくとも別のダイオード電圧降下を必要
とし、従って最小電源電圧を制限し、また駆動出力をレ
ベル・シフトする必要があり、このためには一般にエミ
ッタ・フォロワを用いて行われるが、このエミッタ・フ
ォロワはざらに電流を消費する。この問題を解決する方
法あるいは別の方法として、差動印加の論理入力を用い
ずにDLECLに非平衡終端された論理入力(sino
le−ended Ioc+ic 1nput)を用い
る方法がある。この方法は基準電圧あるいはスレシホー
ルド電圧を必要とし、基準電圧に対して上下に変化する
論理入力に応答してゲートが出力動作状態を論理的に切
り替えるためには、ゲート入力の1つにこの基準電圧を
印加しなければならない。この基準電圧が論理出力信号
振幅の中心にあるのが理想的である。
従って、DLECL回路を非平衡終端動作モードで動作
させるのに必要な基準電圧を出力するスレシホールド電
圧発生器が必要であった。
本発明の目的は、改善されたDLECL回路を提供する
ことである。
本発明の別の目的は、改善された非平衡終端動作DLE
CL回路を提供することである。
本発明のざらに別の目的は、非平衡終端動作DLECL
回路用基準電圧発生器を提供することである。
(課題を解決するための手段) 上記および他の目的に従って、基準電圧を出力する電圧
発生器が提供され、この電圧発生器は第1トランジスタ
を有し、そのエミッタは出力に結合され、コレクタは第
1電源コンダクタに結合され、ダイオードは第1電源コ
ンダクタと第1トランジスタのベースとの間に結合され
、電流源は第1トランジスタのエミッタと第2電源コン
ダクタとの間に結合される。
本発明の一例にむいて、電圧発生器が非平衡終端DLE
CL回路に使用され、ここで電圧発生器の出力はDLE
CL回路の第1人力に接続され、DLECL回路の第2
人力には非平衡終端入力信号が入力される。ざらに、電
流源は電流を供給し、その電流の大きさはDLECL回
路の共通電流源と実質的に等しい。
(実施例) 第1図において、本発明の新規なスレシホールド電圧発
生器42を含む本発明の非平衡終端動作DLECL回路
10を示す。−例として、D L ECL回路をl1I
IT!なOR/NORゲートとして示し、ここで別の論
理関数を有し非平衡終端動作する別のDLECL回路は
、以下に説明する方法と同様にしてスレシホールド電圧
発生器42を利用できることが理解される。OR/NO
Rゲートは、エミッタ結合トランジスタ12,14.1
6を有し、トランジスタ12.16のベースには入力1
8゜20において論理入力信号が供給される。相互接続
されたエミッタは電流源22に結合され、電流源22は
電源導体24に結合され、電源導体24には基準接地電
圧が供給される。電流@22は「テール」電流(tai
l current) I 1−を供給し、このテール
電流はトランジスタ14またはトランジスタ12.16
のいずれかによって切り換えられ、1−ランジスタ12
,16に供給される論理入力に応じて異なる。トランジ
スタ12.16のコレクタと電源導体36との間で直列
結合されたダイオード28,30.t’jよびトランジ
スタ14のコレクタと電源導体36との間で直列結合さ
れたダイオード32.34を有するダイオード負荷回路
26は、DLEC1回路10の出力QTなわち端子38
および出力Qすなわtf)端子39において論理出力信
号振幅を最小にする。
DLEC1回路10を非平衡終端モードで動作させるた
めには、トランジスタ14のベースに入力INA、IN
B(入力18.20>に印加される論理入力信号振幅の
2分の1に実質的に等しいスレシホールド基準電圧v丁
を供給する必要がある。一般に、論理入力信号は前段の
DLECL回路から供給され、ここで論理振幅はダイオ
ード28.30に類似した一対のダイオード負荷におい
て得られる。ざらに、一般にDLE、CL回路10の出
力は同様な論理回路の入力あるいはエミッタ・フォロワ
に供給される。従って、例えば、出力Q (端子38)
はトランジスタのベースに結合され、このトランジスタ
はそのベースにおける論理信号によってオン/オフされ
る。従って、DLECL回路10を一例として用いると
、INA tfi V Tより大きい場合、トランジス
タ12はオンとなり、トランジスタ14はオフとなって
、その結果、理解されるようにトランジスタ12゜14
.16は非飽和モードで動作されるためITはトランジ
スタおよびダイオード28.30を流れる。反対に、入
力INAおよびINBがVTより小さい場合、トランジ
スタ12はオフとなり、電流1丁がトランジスタ14お
よびダイオード32.34を流れる。この状態で、ダイ
オード32.34を流れる唯一の電流はエミッタ・フォ
ロワまたは出力38に結合された次段論理回路が必要と
するベース電流であり、ここで次段回路が電流ITによ
りバイアスされていると仮定すると、このベース電流は
11/βに等しくなり、ここでβはベースが出力3′8
に結合され非飽和モードで動作されるトランジスタを有
する次段回路の順方向電流利得を示す。従って、出力3
8の論理信号は高出力状態9口と低出力状態V1で切り
換わるため、ダイオード負荷28.30における電圧振
幅は出力38の電圧を比較することにより求めることが
できる。従って、論理出力状態は以下のようになる。
■ ここでV およびVLは一般的なダイオード・型口 圧方程式により導き出される。
前述のように、スレシホールド電圧VTは非平衡終端ダ
イオードの負荷出力振幅の中心値に設定しなければなら
ない。すなわち、 V、= (V口+VL)/2 (3〉 ■ β 2(kT/q)In(1)1/2 S 第4式は次のように整理できる。
(4〉 (5〉 次に、第5式のVTの値の電圧を供給する本発明のスレ
シホールド電圧発生器の構成について述べる。
第1図にもどり、DLECL回路10の非平衡終端動作
を可能にするのに必要なVTを出力するスレシホールド
電圧発生器42を示す。図示の発生器42は、トランジ
スタ44を有し、トランジスタ44のエミッタは端子4
0に結合され、端子40でスレシホールド電圧V丁が与
えられる。トランジスタ44のコレクタは電源導体36
に結合され、ダイオード46は電源導体36とトランジ
スタ44のベースとの間で接続される。電流■Tをトラ
ンジスタ44に流す電流源48は、トランジスタ44の
エミッタと電8!導体24との間で結合される。
トランジスタ44は非飽和状態で動作されるため、ダイ
オード46を介してトランジスタ44に供給されるベー
ス電流は、第1近似でIT/βに等しい。スレシホール
ド電圧発生器42によりトランジスタ44のエミッタに
おいて生成され、端子40に供給されるv丁の値を求め
る。
第6式と第5式を比較すると、トランジスタ44のエミ
ッタで生成され端子40に供給されるv丁の値は、DL
EC1回路10のダイオード負荷における論理出力電圧
振幅の中心値に等しいことがわかる。
前述のように、DLECL回路10の出力、例えば、端
子38は、フィードバック・カウンタのような回路構成
において、次段DLEC1回路のトランジスタのベース
に結合されるだけでなく、別の入力にも結合され、その
ため口状態においてIT/βの2つの係数成分はダイオ
ード負荷に流れる。この場合、第5式の第2項は (k丁/Q)In(2−工/Is)に等しい。
β 第2図において、端子40にて基準電圧VTを供給する
第2実施例であるスレシホールド電圧発生器50を示し
、ここで基準電圧VTは第7式に等しい。
(7) 故に、2つのDLECL非平衡終端回路を駆動するため
にDLECL回路10のダイオード負荷が必要な場合、
電圧発生器回路50は必要なスレシホールド電圧を与え
る。
図示のスレシホールド電圧発生器回路50は、別のトラ
ンジスタ52を有し、トランジスタ52のコレクタ・エ
ミッタ導通路はトランジスタ44のエミッタと電流源4
8との間で結合されている。
図示の電流源48は、電流ITを流すためにベースを電
圧VBにバイアスしているトランジスタ54によって構
成されてもよい。別のダイオード56はトランジスタ4
4のベースとトランジスタ52のベースとの間で結合さ
れており、トランジスタ52も非飽和状態で動作される
。ベースと]レクタを短絡させてダイオードのアノード
を形成し、エミッタがダイオードのカソードを形成する
NPNトランジスタにより全てのダイオードを構成でき
ることが理解される。従って、トランジスタ44および
ダイオード46はダイオード負荷と同一にできるため、
VTの大きさは、プロセスの変化である温度およびβの
変化に対して、ダイオード負荷における電圧振幅の中心
値に追従し中心値で維持される。
(発明の効果〉 本発明に従えば、スレシホールド電圧を供給し、非平衡
終端動作DLEC1回路をバイアスする斬新なスレシホ
ールド電圧発生器が提供される。スレシホールド電圧の
値はDLECL回路の非直線ダイオード負荷に追従し、
ダイオード負荷において生じる論理信号出力振幅の中心
値に実質的に等しくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例であるスレシホールド電圧
発生器回路を有する非平衡終端DLECL回路を示す。 第2図は、本発明の他の実施例であるスレシホールド電
圧発生器を示す回路図である。 10゜ 42゜ 12゜ 18゜ 22゜ 24゜ 26゜ 28゜ 42゜ 50゜ 52゜ 56゜ 、、DLECL回路1 0.スレシホールド電圧発生器、 14.16.44.、、 トランジスタ、20、、、入
力、 48、、、電流源、 36、、、電源導体1 1.ダイオード負荷回路、 30.32,34,46.、、ダイオード19.スレシ
ホールド電圧発生器1 9.スレシホールド電圧発生器、 54、、、トランジスタ1 9.ダイオード。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)出力において出力電圧を与える基準電圧発生器で
    あって: 第1および第2電極ならびに制御電極を有し、前記第1
    電極が出力に結合され、前記第2電極が第1電源導体に
    結合される第1トランジスタ;前記第1電源導体と前記
    第1トランジスタの前記制御電極との間で結合される第
    1ダイオード手段;および 前記第1トランジスタの前記第1電極と第2電源コンダ
    クタとの間で結合され、所定の電流を流す電流源手段; によって構成されることを特徴とする基準電圧発生器。
  2. (2)第1および第2電極ならびに制御電極を有し、前
    記第2電極が前記第1トランジスタの前記第1電極に結
    合され、前記第1電極が前記電流源手段に結合される第
    2トランジスタ;および前記第1トランジスタの前記制
    御電極と前記第2トランジスタの前記制御電極との間で
    結合される第2ダイオード手段; によって構成されることを特徴とする請求項1記載の発
    生器。
  3. (3)エミッタが電流源に相互接続された少なくとも第
    1および第2トランジスタを有し、ダイオード負荷回路
    が第1および第2トランジスタのそれぞれのコレクタに
    結合され、第1トランジスタのベースが入力に結合され
    、その入力に論理入力信号が供給されるダイオード負荷
    のエミッタ結合論理回路であって、 第2トランジスタのベースに結合されたエミッタ、第1
    電源導体に結合されたコレクタおよびベースを有する別
    のトランジスタを含み第2トランジスタのベースにスレ
    シホールド電圧を供給するスレシホールド電圧発生回路
    ; 前記第1電源導体と前記別のトランジスタの前記ベース
    との間に結合されたダイオード;および前記別のトラン
    ジスタの前記エミッタと第2電源導体との間で結合され
    電流を流す電流源手段であって、その電流の大きさが電
    流源の供給する電流の大きさと実質的に等しい電流源手
    段を有するスレシホールド電圧発生器回路; によって構成されることを特徴とする改善されたダイオ
    ード負荷のエミッタ結合論理回路。
  4. (4)前記スレシホールド電圧発生器は、前記別のトラ
    ンジスタの前記エミッタに結合されたコレクタ、前記電
    流源手段に結合されたエミッタおよびベースを有するさ
    らに別のトランジスタ;ならびに 前記別のトランジスタのベースと前記さらに別のトラン
    ジスタのベースとの間で結合された別のダイオード; を有することを特徴とする請求項3記載の回路。
JP2326078A 1989-11-30 1990-11-29 エミッタ結合論理回路用スレシホールド電圧発生器 Pending JPH03186014A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US443,790 1989-11-30
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ID=23762218

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JP2326078A Pending JPH03186014A (ja) 1989-11-30 1990-11-29 エミッタ結合論理回路用スレシホールド電圧発生器

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EP0430653B1 (en) 1995-08-30
DE69022001D1 (de) 1995-10-05
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US5059826A (en) 1991-10-22
EP0430653A2 (en) 1991-06-05
DE69022001T2 (de) 1996-05-02

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