JPH04165715A - 差動回路 - Google Patents

差動回路

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JPH04165715A
JPH04165715A JP2291568A JP29156890A JPH04165715A JP H04165715 A JPH04165715 A JP H04165715A JP 2291568 A JP2291568 A JP 2291568A JP 29156890 A JP29156890 A JP 29156890A JP H04165715 A JPH04165715 A JP H04165715A
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transistor
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Yasuhiko Rai
頼 康彦
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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〕 本発明は差動回路に係り、特に化合物半導体藁積回路か
らなる差動回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の差動回路は、負荷用トランジスタがD(
デイプレッション型)FET、入力用トランジスタがD
FETで構成され、差動回路の出力振幅は負荷用のDF
ETと入力用DEFTとの能力の差によって決定されて
いた。以下、図面を用いて説明する。第2図は従来のこ
のような差動回路の回路図である。第2図において、ト
ランジスタQ20.21は負荷用DFET、 トランジ
スタQ22.23は入力用DFET、)ランジスタQ2
4は定電流源用DFET、VDD、VSSは電源、IN
、INは相補となる入力、OUT。
OUTは相補となる出力である。第3図は第2図の差動
回路の動作を示す波形図である。
以下、第3図を用いて第2図の差動回路の動作説明をす
る。第3図において、時刻t8て入力INが“L”→“
H”と遷移すると、トランジスタQ23は次第にON状
態となり、出力0UT2は“H”→“L”と変化する。
同様にして、時刻t1で入力INが“H”−“L”と遷
移すると、トランジスタQ22は次第にOFF状態とな
り、負荷用DFETQ20で出力0UT2がプルアップ
されて、出力0UT2は“し”−“H−と変化し、入力
IN、INの反転から時Htw□後に出力0LJT2.
0UT2が反転する。ここで、負荷用DFETQ20.
Q21は、それぞれゲートとソースが共通接続されてい
るため、負荷用DFETQ20.Q21のそれぞれのゲ
ート・ソース間電圧はOVである。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来の化合物半導体のM E S F E−Tで構
成される差動回路は、出力01JT2,0UT2に大き
な配線容量や次段のゲート容量等が負荷された場合、入
力IN、INが反転してから出方0UT2.0UT2が
反転するまでの時間tw2が著しく遅れる。また、この
時間tw2を遅らせない様にするためには、出力0UT
2.0LIT2に接続される負荷容量を十分充放電でき
るだけの差動回路全体のサイズアップが必要となう、チ
ップサイズの増大、及び消費電力の増加を招くという問
題点があった。
本発明の目的は、前記問題点を解決し、入力に対する出
力の反転遅延時間を小さくした差動回路を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の差動回路の構成は、第1.第2のトランジスタ
の直列体と第3.第4のトランジスタの直列体とを並列
接続して第5のトランジスタ又は抵抗と直列接続してな
る第1の差動回路部分と、第6.7.8.9のトランジ
スタが前記第1の差動回路部分と同様な回路構成を有す
る第2の差動回路部分と、前記第2.第9のトランジス
タのゲートを第1の入力とし、前記第4.第7のトラン
ジスタのゲートを前記第2の入力の反転した第2の入力
とし、前記第1.第2のトランジスタの共通接続点を前
記第8のトランジスタのゲート入力とし、前記第6.第
7のトランジスタの共通接続点を前記第3のトランジス
タのゲート入力とし、前記第3.第4のトランジスタの
共通接続点を第1の出力とし、前記第8.第9のトラン
ジスタの共通接続点を前記第1の出力の反転した第2の
出力とし、前記第1.第6のトランジスタのゲートと主
電掻とをそれぞれ短絡し々ことを特徴とする。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の差動回路の回路図である。
第1図において、本実施例は、負荷用DFETQIO,
Ql 1.Ql5.Ql6と、入力用DFETQ12.
Q13.Q17.Ql8と、定電流源用DFETQ14
.Q19と、第1の電源VDD、第2の電源vSSの端
子と、相補となる入力IN、INの端子と、相補となる
出力OUT 1 。
0UTIの端子とを備えている。従来の差動回路に対し
、本実施例では、入力IN、INがそれぞれ2組の差動
回路で構成されている。入力INは入力用DFETQ1
2のゲートに入力され、入力INは入力用DFETQ1
3のゲートに入力され、入力用DFETQI 2.Ql
 3のソースは定電流源用DFETQ14のドレインに
共通接続され、定電流源用DFETQ14のゲートとソ
ースは電源■SSに共通接続されている。ここで、負荷
用DFETQIOのゲートとソースは入力用DFETQ
12のドレインである接点NIOに共通接続され、DF
ETQI Oのドレインは電源VDDに接続される。負
荷用DFETQI 1のゲートは接点N11に接続され
ソースは入力用DFETQ13のドレインである出力0
LJTIに接続され、DFETQI 1のドルインは電
源VDDに接続される。また、同様にして、入力INは
入力用DFETQ17のゲートに入力され、入力INは
入力用DFETQ18のゲートに入力され、入力用DF
ETQ17.Q18のソースは定電流源用DFETQ1
9のドレインに共通接続され、定電流源用DFETQ1
9のゲートとソースは電源VSSに共通接続されている
。ここで、負荷用DFETQ16のゲートとソースは入
力用DFETQ18のドレインである接点N11に共通
接続され、DFETQI 6のドレインは電源VDDに
接続される。負荷用DFETQ15のゲートは接点NI
Oに接続され、ソースは入力用DFETQ17のドレイ
ンである出力0UTIに接続され、DFETQI5のド
レインは電源VDDに接続される。
第3図の上部の出力0UT1.0UTIの波形は、本実
施例の差動回路の動作波形である。
以下、第3図を参照して第1図の差動回路の動作を説明
する。第3図において、時刻t1で入力INが“L−一
“H”と遷移すると、入力用DFETQ18がON状態
となる接点Nilが“H”−“L”と変化する。この時
、入力用D FETQ13も0N4jiiとなり出力0
UT1も“H”→“L”と変化する。ここで、出力0U
T1には図示しない配線の容量あるいは次段に接続され
る回路のゲート容量等が接続されているが、接点N11
に接続される負荷容量は小さな値であれので、接点Ni
lは出力0UTIよりも先に“H”−“L”と変化する
。その結果、負荷用DFETQllのゲートである接点
Nilの電位の方が出力0UT1の電位より過渡的に低
くなる。つまり、負荷用DFETQI 1のゲート・ソ
ース間電圧が過渡的に小さくなり、負荷用DFETQI
Iの電流能力が過渡的に減少し、出力ouTiは従来の
差動回路の出力よりも約20%速く“H”−“L”と変
化する。同様にして、時刻1.で入力INが“H”−“
し”と遷移すると、入力用DFETQ12がOFF状態
となり、接点N10が“し”−“H”と変化する。この
時、入力用DFETQ17もOFF状態となり、出力0
UTIも“L”−“H”と変化する。ここで、出力0U
TFには図示しない配線を容量、あるいは次段に接続さ
れる回路のゲート容量等が接続されているが、接点NI
Oに接続される負荷容量は小さな値であるので、接点N
IOは出力0UTIよりも先に”L”−“H”と変化す
る。その結果、負荷用DFETQ15のゲートである接
点NIOの電位の方が出力0UT1の電位より過渡的に
高くなる。つまり、負荷用DFETQ15のゲートーソ
ース間電圧が過渡的に大きくなり、負荷用DFETQ1
5の電流能力が過渡的に増加し、圧力0UTIは従来の
差動回路の出力よりも約20%速く“L”−′H”と変
化する。
以上より、入力IN、INが反転してから出力0UT1
.0UTIが反転するまでの時間tw。
は、従来の差動回路の入力IN、INが反転してから0
LIT2.0UT2が反転するまでの時間tW2に比べ
て、約20%短縮できる。また、本実施例の差動回路の
負荷用DFET、入力用DFET、定電流源用DFET
のトランジスタサイズの比は従来の差動回路の負荷用D
FET、入力用DFET、定電流源用DFETのトラン
ジスタサイズの比と同じである。さらに、本実施例の差
動回路を構成するトランジスタのサイズは従来の差動回
路を構成するトランジスタのサイズの1/2であり、よ
って、本発明の実施例の差動回路のマスク面積は従来の
差動回路のマスク面積よりも約3%大きくなる程度で、
消費電力の増大はなく、入力IN、INの遅延もない。
第4図は本発明の他の実施例の差動回路の回路図である
。第4図において、本実施例が、第1図の実施例と異な
る点は、第1図の定電流源用DFETQ14.Q19が
抵抗R40,R41になっている点である0本実施例で
は、定電流源に抵抗R40,R41を使用しているため
、!2造10セス、または使用環境温度によるvthの
変動に関係なく定電流源に流れる電流は一定であるので
、安定に動作するという利点がある。また、負荷用DF
ET、入力用DFETは各々対照的に接続されているた
め、vthの変動の影響は受けにくい、動作は第1の実
施例とほとんど同一であり動作説明は省略する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、大きな負荷容量が接続
されない、出力と同相の接点の電位を、対照的に接続さ
れた2Mの差動回路の相対する負荷用DFETのゲート
に入力して、負荷用DFETの電流能力を過渡的に変化
させることによって、入力が反転してから出力が反転す
るまでの時間を約20%短縮できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の差動回路の回路図、第2図
は従来の差動回路の回路図、第3図は第1図及び従来の
差動回路の動作波形図、第4図は本発明の他の実施例の
差動回路の回路図である。 QIO〜Q19.Q20〜Q 24・・・D (デイプ
レッション型)FET (電界効果トランジスタ) 、
R40,R41・・・抵抗、VDD・・・第1の電源、
VSS・・・第2の電源、IN、IN・・・入力。 0UTI、0UTI、0UT2,0UT2・・・出力。 、代理人 弁理士 内 原  音 第4図 VSS 第2 図 第3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第1、第2のトランジスタの直列体と第3、第4のト
    ランジスタの直列体とを並列接続して第5のトランジス
    タ又は抵抗と直列接続してなる第1の差動回路部分と、
    第6、7、8、9のトランジスタが前記第1の差動回路
    部分と同様な回路構成を有する第2の差動回路部分と、
    前記第2、第9のトランジスタのゲートを第1の入力と
    し、前記第4、第7のトランジスタのゲートを前記第2
    の入力の反転した第2の入力とし、前記第1、第2のト
    ランジスタの共通接続点を前記第8のトランジスタのゲ
    ート入力とし、前記第6、第7のトランジスタの共通接
    続点を前記第3のトランジスタのゲート入力とし、前記
    第3、第4のトランジスタの共通接続点を第1の出力と
    し、前記第8、第9のトランジスタの共通接続点を前記
    第1の出力の反転した第2の出力とし、前記第1、第6
    のトランジスタのゲートと主電極とをそれぞれ短絡した
    ことを特徴とする差動回路。
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