JPH04354417A - Bi-cmos logic circuit - Google Patents

Bi-cmos logic circuit

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JPH04354417A
JPH04354417A JP3129916A JP12991691A JPH04354417A JP H04354417 A JPH04354417 A JP H04354417A JP 3129916 A JP3129916 A JP 3129916A JP 12991691 A JP12991691 A JP 12991691A JP H04354417 A JPH04354417 A JP H04354417A
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bipolar transistor
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current
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Shinji Tanabe
田辺 晋司
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration a in an input output characteristic due to a delay. CONSTITUTION:When a level of an input signal Vin changes from an H to an L level, a PMOS 63 is turned off for a delay time of a delay circuit 64. A base current IBI outputted from a PMOS51 in an input circuit 50 is entirely used for driving a 1st bipolar transistor(TR) 61. After the lapse of the delay time of the delay circuit 64, an NMOS 63 is turned on by an output of the relevant delay circuit 64 and an output voltage Vout is fully swung.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラトランジス
タ(Bi)とCMOS(相補型MOSトランジスタ)と
で構成されるインバータ回路、ナンド回路(NAND回
路)、ノア回路(NOR回路)、排他的論理和回路(E
xOR回路)等の高速化を計ったBi−CMOS論理回
路に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an inverter circuit composed of a bipolar transistor (Bi) and a CMOS (complementary MOS transistor), a NAND circuit, a NOR circuit, and an exclusive OR circuit. Circuit (E
The present invention relates to Bi-CMOS logic circuits designed to increase the speed of xOR circuits and the like.

【0002】0002

【従来の技術】論理回路として、例えばインバータ回路
は、バイポーラトランジスタあるいはMOSトランジス
タのみで構成された回路が知られているが、近年、高速
化及び低消費電力化を計るため、バイポーラトランジス
タとCMOSとを複合させた回路が種々提案されている
。この回路をBi−CMOS論理回路と呼んでいる。 その一例を、図2に示す。
2. Description of the Related Art Logic circuits, such as inverter circuits, are known to consist only of bipolar transistors or MOS transistors, but in recent years, in order to increase speed and reduce power consumption, bipolar transistors and CMOS Various circuits have been proposed that combine these. This circuit is called a Bi-CMOS logic circuit. An example is shown in FIG.

【0003】図2は、従来のBi−CMOSインバータ
回路の構成例を示す回路図である。このインバータ回路
は、入力信号である入力電圧Vinを入力する入力端子
1を有し、その入力端子1には、入力回路10を介して
出力回路20が接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a conventional Bi-CMOS inverter circuit. This inverter circuit has an input terminal 1 into which an input voltage Vin as an input signal is input, and an output circuit 20 is connected to the input terminal 1 via an input circuit 10.

【0004】入力回路10は、入力電圧Vinを反転し
て相補的な第1及び第2のベース電流IB1,IB2を
出力する回路であり、Pチャネル型MOSトランジスタ
(以下、PMOSという)11、及びNチャネル型MO
Sトランジスタ(以下、NMOSという)12,13,
14からなるCMOSで構成されている。PMOS11
及びNMOS12は電源電圧VCC(例えば、5V)と
接地電位VSSとの間に直列接続され、それらのゲート
が入力端子1に共通接続されている。さらに、NMOS
13,14が出力端子2と接地電位VSSとの間に直列
接続され、それらのゲートが入力端子1に共通接続され
ている。
The input circuit 10 is a circuit that inverts the input voltage Vin and outputs complementary first and second base currents IB1 and IB2, and includes a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS) 11, and N-channel MO
S transistor (hereinafter referred to as NMOS) 12, 13,
It is composed of 14 CMOS chips. PMOS11
and NMOS12 are connected in series between power supply voltage VCC (eg, 5V) and ground potential VSS, and their gates are commonly connected to input terminal 1. Furthermore, NMOS
13 and 14 are connected in series between the output terminal 2 and the ground potential VSS, and their gates are commonly connected to the input terminal 1.

【0005】入力回路10の出力側に接続された出力回
路20は、第1及び第2のベース電流IB1,IB2を
増幅して、出力端子2に接続される負荷回路30の容量
を充放電する回路である。この出力回路20は、トーテ
ムポール型の回路であり、電源電圧VCCと出力端子2
との間に接続されたNPN型の第1のバイポーラトラン
ジスタ21と、出力端子2と接地電位VSSとの間に接
続されたNPN型の第2のバイポーラトランジスタ22
とで構成されている。図2中のVBは、バイポーラトラ
ンジスタ21のベース電圧である。
[0005] An output circuit 20 connected to the output side of the input circuit 10 amplifies the first and second base currents IB1 and IB2 to charge and discharge the capacitance of a load circuit 30 connected to the output terminal 2. It is a circuit. This output circuit 20 is a totem pole type circuit, and the power supply voltage VCC and the output terminal 2
a first NPN bipolar transistor 21 connected between the output terminal 2 and the ground potential VSS; and a second NPN bipolar transistor 22 connected between the output terminal 2 and the ground potential VSS.
It is made up of. VB in FIG. 2 is the base voltage of the bipolar transistor 21.

【0006】出力端子2に接続される負荷回路30は、
例えば抵抗31及び容量32より構成されている。
The load circuit 30 connected to the output terminal 2 is
For example, it is composed of a resistor 31 and a capacitor 32.

【0007】次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.

【0008】まず、初期的に入力電圧Vinが論理“L
”、出力電圧Voutが論理“H”であるとする。 そして、入力電圧Vinが“L”→“H”になると、N
MOS12,13,14がオン状態となり、出力端子2
に接続された負荷回路30の電荷がNMOS13を通し
て引き出される。この電流は、NMOS14のドレイン
電流、及び第2のバイポーラトランジスタ22のベース
電流IB2として流れていく。ベース電流IB2は、第
2のバイポーラトランジスタ22を駆動し、該ベース電
流IB2のβ(エミッタ接地電流増幅率)倍の電流で負
荷回路30から急速に電荷を引き抜いていく。
First, initially, the input voltage Vin is at the logic “L” level.
”, the output voltage Vout is logic “H”. Then, when the input voltage Vin changes from “L” to “H”, N
MOS12, 13, and 14 are turned on, and output terminal 2
The charge of the load circuit 30 connected to the NMOS 13 is drawn out through the NMOS 13. This current flows as the drain current of the NMOS 14 and the base current IB2 of the second bipolar transistor 22. The base current IB2 drives the second bipolar transistor 22, and rapidly extracts charges from the load circuit 30 with a current β (common emitter current amplification factor) times the base current IB2.

【0009】出力電圧Voutが下がり、バイポーラト
ランジスタ22のベース・エミッタ間電圧Vbeまで下
がると、トランジスタ22が駆動できなくなってしまう
が、NMOS14が引き続きオン状態であるため、最終
的に出力電圧Voutはほぼ0Vとなる。
[0009] When the output voltage Vout decreases to the base-emitter voltage Vbe of the bipolar transistor 22, the transistor 22 can no longer be driven, but since the NMOS 14 continues to be in the on state, the output voltage Vout eventually becomes approximately It becomes 0V.

【0010】次に、入力電圧Vinが“H”→“L”に
なると、NMOS12,13,14及びバイポーラトラ
ンジスタ22が全てオフ状態になると共に、PMOS1
1がオン状態となる。PMOS11がオン状態となると
、該PMOSのドレイン電流が第1のベース電流IB1
として第1のバイポーラトランジスタ21のベース側へ
流れる。このバイポーラトランジスタ21は、そのβ倍
の電流で負荷回路30内の容量32を充電する。
Next, when the input voltage Vin changes from "H" to "L", the NMOSs 12, 13, 14 and the bipolar transistor 22 all turn off, and the PMOS 1
1 is turned on. When the PMOS11 is turned on, the drain current of the PMOS becomes the first base current IB1.
The current flows to the base side of the first bipolar transistor 21 as a result. This bipolar transistor 21 charges the capacitor 32 in the load circuit 30 with a current β times that amount.

【0011】このように、Bi−CMOSインバータ回
路は、一般的なCMOSインバータの供給できる電流の
β倍の電流を制御できるため、高速動作に適している。 しかも、入力電圧Vinが入力されない待期時の消費電
流は、同一デイメンジョンを持つ一般的なCMOSイン
バータとほぼ同一になる。従って、このBi−CMOS
インバータ回路は、従来のようにバイポーラトランジス
タあるいはMOSトランジスタのみで構成されていた回
路の長所を維持しながら、それらの欠点を除去すること
ができる理想的な素子といえる。
As described above, the Bi-CMOS inverter circuit is suitable for high-speed operation because it can control a current β times the current that can be supplied by a general CMOS inverter. Moreover, the current consumption during standby when the input voltage Vin is not inputted is almost the same as that of a general CMOS inverter having the same dimensions. Therefore, this Bi-CMOS
An inverter circuit can be said to be an ideal element that can eliminate the disadvantages of conventional circuits constructed only of bipolar transistors or MOS transistors while maintaining their advantages.

【0012】ところが、図2のBi−CMOSインバー
タ回路では、出力電圧Voutが“H”になる時、バイ
ポーラトランジスタ21のベース・エミッタ間電圧Vb
eが存在するため、“H”の出力電圧VoutがVCC
−Vbeで止まってしまうという欠点がある。この欠点
を、図3に示す。
However, in the Bi-CMOS inverter circuit shown in FIG. 2, when the output voltage Vout becomes "H", the base-emitter voltage Vb of the bipolar transistor 21
e exists, so the “H” output voltage Vout is VCC
There is a drawback that it stops at -Vbe. This drawback is illustrated in FIG.

【0013】図3は、図2のBi−CMOSインバータ
回路におけるシミュレーションに基づく入出力特性図で
ある。この図に示すように、電源電圧VCC=5Vの時
、“H”の出力電圧Voutがほぼ4.4V付近で止ま
っている。
FIG. 3 is an input/output characteristic diagram based on a simulation of the Bi-CMOS inverter circuit of FIG. As shown in this figure, when the power supply voltage VCC=5V, the "H" output voltage Vout stops at approximately 4.4V.

【0014】この欠点を解決するため、従来の他のBi
−CMOSインバータ回路の回路図を示す図4では、バ
イポーラトランジスタ21のベース・エミッタ間にノー
マリオン型のPMOS23を接続している。
[0014] In order to solve this drawback, other conventional Bi
- In FIG. 4 showing a circuit diagram of a CMOS inverter circuit, a normally-on type PMOS 23 is connected between the base and emitter of a bipolar transistor 21.

【0015】このBi−CMOSインバータ回路では、
PMOS23のベースが接地電位VSSに接続されてい
るため、抵抗として働く。そのため、出力電圧Vout
がVCC−Vbeまで上昇してバイポーラトランジスタ
21が動作不能となっても、PMOS23により、そこ
に電流IPが流れてチャージアップが続き、最終的には
“H”の出力電圧VoutがVCCの値となる。
[0015] In this Bi-CMOS inverter circuit,
Since the base of the PMOS 23 is connected to the ground potential VSS, it functions as a resistor. Therefore, the output voltage Vout
Even if the voltage rises to VCC-Vbe and the bipolar transistor 21 becomes inoperable, the PMOS 23 causes current IP to flow there and continue to charge up, and eventually the "H" output voltage Vout becomes equal to the value of VCC. Become.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図4の回路でも、次のような課題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional circuit shown in FIG. 4 also has the following problems.

【0017】図5は、図4の回路のシミュレーションに
よる入出力特性図である。
FIG. 5 is an input/output characteristic diagram obtained by simulation of the circuit shown in FIG.

【0018】図4の回路において、PMOS11がオン
状態となって第1のベース電流IB1が第1のバイポー
ラトランジスタ21のベースに供給される時、PMOS
23にも電流IPが流れ、該バイポーラトランジスタ2
1のベース電圧VBが下がり、該バイポーラトランジス
タ21の駆動能力が低下する。そのため、図4の回路で
は、出力電圧Voutがフルスイングするものの、イン
バータの入出力遅延という点で見ると、図2の回路より
も遅延特性が落ちており、該図2の回路より精度が低い
という問題があり、それを解決することが困難であった
In the circuit of FIG. 4, when the PMOS 11 is turned on and the first base current IB1 is supplied to the base of the first bipolar transistor 21, the PMOS
23 also flows, and the bipolar transistor 2
The base voltage VB of the bipolar transistor 21 decreases, and the driving ability of the bipolar transistor 21 decreases. Therefore, in the circuit of Figure 4, although the output voltage Vout fully swings, in terms of the input/output delay of the inverter, the delay characteristics are lower than that of the circuit of Figure 2, and the accuracy is lower than that of the circuit of Figure 2. There was a problem, and it was difficult to solve it.

【0019】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、遅延によって入出力特性が低下するという点に
ついて解決したBi−CMOS論理回路を提供するもの
である。
The present invention provides a Bi-CMOS logic circuit which solves the problem of the prior art, which is that the input/output characteristics deteriorate due to delay.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、入力信号によりオン,オフ動作し、該入力
信号の論理をとって逆位相の第1及び第2のベース電流
を出力するCMOS構成の入力回路と、出力端子に接続
され、前記第1のベース電流を増幅して該出力端子側を
充電する第1のバイポーラトランジスタと、前記出力端
子に接続され、前記第2のベース電流を増幅して前記出
力端子側を放電する第2のバイポーラトランジスタと、
前記第1のバイポーラトランジスタのベースと前記出力
端子との間に接続されたMOSトランジスタとを、備え
たBi−CMOS論理回路において、遅延回路を設けて
いる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention operates on and off according to an input signal, takes the logic of the input signal, and outputs first and second base currents with opposite phases. a first bipolar transistor connected to the output terminal and amplifying the first base current to charge the output terminal side; and a first bipolar transistor connected to the output terminal and charging the second base current. a second bipolar transistor that amplifies current and discharges the output terminal side;
A delay circuit is provided in a Bi-CMOS logic circuit including a MOS transistor connected between the base of the first bipolar transistor and the output terminal.

【0021】この遅延回路は、前記第1のベース電流に
よって前記第1のバイポーラトランジスタが駆動される
時に前記入力信号を所定時間遅らせて前記MOSトラン
ジスタをオン状態にする機能を有している。
The delay circuit has a function of delaying the input signal by a predetermined time to turn on the MOS transistor when the first bipolar transistor is driven by the first base current.

【0022】[0022]

【作用】本発明によれば、以上のようにBi−CMOS
論理回路を構成したので、例えば、入力信号が“H”→
“L”となった時、MOSトランジスタが所定時間オフ
状態となる。その間、入力回路から出力される第1のベ
ース電流が全て第1のバイポーラトランジスタの駆動に
用いられる。そして、遅延回路による遅延時間の経過後
、該遅延回路によってMOSトランジスタがオン状態と
なり、出力端子上の電圧がフルスイングする。
[Operation] According to the present invention, Bi-CMOS
Since we have configured a logic circuit, for example, if the input signal is “H”→
When the level becomes "L", the MOS transistor is turned off for a predetermined period of time. During that time, all the first base current output from the input circuit is used to drive the first bipolar transistor. Then, after the delay time by the delay circuit has elapsed, the MOS transistor is turned on by the delay circuit, and the voltage on the output terminal takes full swing.

【0023】このように、遅延回路により、MOSトラ
ンジスタのオン動作を遅らせ、出力端子が“H”になる
時、その前半を第1のバイポーラトランジスタの駆動の
みとし、後半でMOSトランジスタを駆動させることに
より、入出力特性の向上が図れる。従って、前記課題を
解決できるのである。
In this way, the delay circuit delays the ON operation of the MOS transistor, and when the output terminal becomes "H", only the first bipolar transistor is driven in the first half, and the MOS transistor is driven in the second half. As a result, input/output characteristics can be improved. Therefore, the above problem can be solved.

【0024】[0024]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を示すBi−
CMOSインバータ回路の回路図である。
[Embodiment] FIG. 1 shows a Bi-
FIG. 2 is a circuit diagram of a CMOS inverter circuit.

【0025】このインバータ回路は、入力電圧Vinを
入力する入力端子41と、出力電圧Voutを出力する
出力端子42とを有している。入力端子41には、入力
電圧Vinを反転して相補的な第1及び第2のベース電
流IB1,IB2を出力する入力回路50が接続されて
いる。
This inverter circuit has an input terminal 41 for inputting an input voltage Vin, and an output terminal 42 for outputting an output voltage Vout. An input circuit 50 that inverts the input voltage Vin and outputs complementary first and second base currents IB1 and IB2 is connected to the input terminal 41.

【0026】入力回路50は、PMOS51及びNMO
S52,53,54を有し、電源電圧VCC(例えば、
5V)と接地電位VSSとの間にPMOS51及びNM
OS52が直列接続され、それらのゲートが入力端子4
1に共通接続されている。さらに、出力端子42と接地
電位VSSとの間に、NMOS53,54が直列接続さ
れ、それらのゲートが入力端子41に共通接続されてい
る。この入力回路50の出力側には、トーテムポール型
の出力回路60が接続されている。
[0026] The input circuit 50 includes a PMOS 51 and an NMO
S52, 53, 54, and the power supply voltage VCC (for example,
5V) and ground potential VSS, PMOS51 and NM
OS52 are connected in series, and their gates are connected to input terminal 4.
1 is commonly connected. Further, NMOSs 53 and 54 are connected in series between the output terminal 42 and the ground potential VSS, and their gates are commonly connected to the input terminal 41. A totem pole type output circuit 60 is connected to the output side of this input circuit 50.

【0027】トーテムポール型出力回路60は、第1及
び第2のベース電流IB1,IB2を増幅して、出力端
子42に接続される負荷回路70の容量を充放電する機
能を有している。この出力回路60は、NPN型の第1
及び第2のバイポーラトランジスタ61,62を有して
いる。第1のバイポーラトランジスタ61のゲートはP
MOS51及びNMOS52のドレインに、コレクタが
電源電圧VCCに、エミッタが出力端子42に、それぞ
れ接続されている。第2のバイポーラトランジスタ62
のゲートはNMOS53のソース及びNMOS54のド
レインに、コレクタが出力端子42に、エミッタが接地
電位VSSに、それぞれ接続されている。
The totem pole type output circuit 60 has a function of amplifying the first and second base currents IB1 and IB2 to charge and discharge the capacitance of the load circuit 70 connected to the output terminal 42. This output circuit 60 is an NPN type first
and second bipolar transistors 61 and 62. The gate of the first bipolar transistor 61 is P
The drains of the MOS 51 and the NMOS 52 are connected, their collectors are connected to the power supply voltage VCC, and their emitters are connected to the output terminal 42, respectively. Second bipolar transistor 62
The gate is connected to the source of the NMOS 53 and the drain of the NMOS 54, the collector is connected to the output terminal 42, and the emitter is connected to the ground potential VSS.

【0028】出力端子42に接続される負荷回路70は
、例えば抵抗71及び容量72より構成されている。
The load circuit 70 connected to the output terminal 42 includes, for example, a resistor 71 and a capacitor 72.

【0029】また、第1のバイポーラトランジスタ61
のベースとエミッタには、PMOS63のソース及びド
レインがそれぞれ接続されている。さらに、入力端子4
1とPMOS63のゲートとの間には、入力電圧Vin
を所定時間遅らせる遅延回路64が接続されている。遅
延回路64は、例えば2段のCMOSインバータ64a
,64bより構成されている。
Furthermore, the first bipolar transistor 61
The source and drain of the PMOS 63 are connected to the base and emitter of the PMOS 63, respectively. Furthermore, input terminal 4
1 and the gate of PMOS63, an input voltage Vin
A delay circuit 64 is connected to delay the time for a predetermined period of time. The delay circuit 64 is, for example, a two-stage CMOS inverter 64a.
, 64b.

【0030】次に動作を説明する。Next, the operation will be explained.

【0031】まず、入力端子41の入力電圧Vinが“
L”の時、出力端子42の出力電圧Voutが“H”と
なっている。ここで、入力電圧Vinを“L”→“H”
にすると、NMOS52,53,54がオン状態となる
。これにより、負荷回路70内の容量72の蓄積電荷が
、NMOS53を通して引き出され、NMOS54のド
レイン電流とバイポーラトランジスタ62の第2のベー
ス電流IB2とに分流する。すると、バイポーラトラン
ジスタ62が駆動され、負荷回路70の蓄積電荷をベー
ス電流IB2のβ倍の電流値で引き抜く。
First, the input voltage Vin of the input terminal 41 is “
When the output voltage is "L", the output voltage Vout of the output terminal 42 is "H".Here, the input voltage Vin is changed from "L" to "H".
When it is set, the NMOSs 52, 53, and 54 are turned on. As a result, the accumulated charge in the capacitor 72 in the load circuit 70 is drawn out through the NMOS 53 and divided into the drain current of the NMOS 54 and the second base current IB2 of the bipolar transistor 62. Then, the bipolar transistor 62 is driven, and the accumulated charge in the load circuit 70 is extracted with a current value β times the base current IB2.

【0032】この時、PMOS51がオフ状態でバイポ
ーラトランジスタ61のベース電圧VBが“L”となっ
ているため、該バイポーラトランジスタ61がオフ状態
である。さらに、遅延回路64内のインバータ64aの
出力電圧が“L”、インバータ64bの出力電圧VPが
“H”となるため、PMOS63もオフ状態となってい
る。
At this time, since the PMOS 51 is in the off state and the base voltage VB of the bipolar transistor 61 is "L", the bipolar transistor 61 is in the off state. Furthermore, since the output voltage of the inverter 64a in the delay circuit 64 is "L" and the output voltage VP of the inverter 64b is "H", the PMOS 63 is also in an off state.

【0033】出力電圧Voutが徐々に下がり、バイポ
ーラトランジスタ61,62のベース・エミッタ間電圧
Vbe以下になると、バイポーラトランジスタ62がオ
フ状態になるが、NMOS54がオン状態になっている
ので、最終的に出力電圧Voutが0Vとなる。
When the output voltage Vout gradually decreases and becomes lower than the base-emitter voltage Vbe of the bipolar transistors 61 and 62, the bipolar transistor 62 turns off, but since the NMOS 54 is on, it eventually turns off. The output voltage Vout becomes 0V.

【0034】次に、入力電圧Vinが“H”→“L”に
なった直後、NMOS52,53,54及びバイポーラ
トランジスタ62がオフ状態となるが、PMOS51が
オン状態となる。この時、インバータ64aの出力電圧
も“L”→“H”となるが、インバータ64bの出力電
圧VPが未だ変化していない。この期間では、PMOS
51のオン状態によって供給される第1のベース電流I
B1が、全てバイポーラトランジスタ61のベースへ流
れ込むため、ベース電圧VBの低下も少ない。それゆえ
、早期に第1のベース電流IB1が流れ始め、電流値も
高くなる。従って、バイポーラトランジスタ61はより
強く駆動され、負荷回路70を大きなコレクタ電流IC
で充電していく。
Next, immediately after the input voltage Vin changes from "H" to "L", the NMOSs 52, 53, and 54 and the bipolar transistor 62 are turned off, but the PMOS 51 is turned on. At this time, the output voltage of the inverter 64a also changes from "L" to "H", but the output voltage VP of the inverter 64b has not changed yet. During this period, PMOS
The first base current I supplied by the on-state of 51
Since all of B1 flows into the base of the bipolar transistor 61, the drop in the base voltage VB is also small. Therefore, the first base current IB1 starts flowing early, and the current value also becomes high. Therefore, bipolar transistor 61 is driven more strongly, causing load circuit 70 to have a large collector current IC.
I will charge it with.

【0035】出力電圧Voutが上昇し、VCC−Vb
e付近まで上昇すると、バイポーラトランジスタ61の
駆動能力が低下するが、この時点で、インバータ64b
の出力電圧VPが“H”→“L”となり、PMOS63
をオン状態にする。PMOS63がオン状態になると、
該PMOS63に電流IPが流れ、負荷回路70を電源
電圧VCCまでチャージアップしていく。
[0035] The output voltage Vout increases and VCC-Vb
When it increases to around e, the driving ability of the bipolar transistor 61 decreases, but at this point, the inverter 64b
The output voltage VP of PMOS63 changes from “H” to “L”.
Turn on. When PMOS63 turns on,
A current IP flows through the PMOS 63, charging up the load circuit 70 to the power supply voltage VCC.

【0036】この第1の実施例の利点を、図6〜図8を
参照しつつ説明する。
The advantages of this first embodiment will be explained with reference to FIGS. 6 to 8.

【0037】図6は図1の回路のシミュレーションによ
る入出力特性図、図7は従来の図4の回路のシミュレー
ションによる電流特性図、及び図8は図1の回路のシミ
ュレーションによる電流特性図である。なお、図6中の
VPはPMOS63のベース電圧、図7及び図8のIC
は第1のバイポーラトランジスタ21,61のコレクタ
電流である。
FIG. 6 is an input/output characteristic diagram obtained by simulation of the circuit of FIG. 1, FIG. 7 is a current characteristic diagram obtained by simulation of the conventional circuit of FIG. 4, and FIG. 8 is a current characteristic diagram obtained by simulation of the circuit of FIG. 1. . Note that VP in FIG. 6 is the base voltage of PMOS63, and IC in FIGS. 7 and 8.
is the collector current of the first bipolar transistors 21, 61.

【0038】出力電圧Voutの立上がり時間を入力5
0%、出力50%で見ると、従来の図5の時間を1とし
た場合、図6は0.882と向上している。出力90%
の点で見ると、1→0.939→0.827と20%前
後向上しているのがわかる。また、電流値で比較すると
、従来の図7に対して本実施例の図8は、立上がりの前
半で第1のベース電流IB1が急速に立上がり、しかも
第1のバイポーラトランジスタ61に流れるコレクタ電
流ICも大きく、PMOS63に流れる電流IPが後半
で立上がっているのがわかる。従って、本実施例のBi
−CMOSインバータ回路では、従来の図4の回路に比
べて入出力特性が向上している。
Input the rise time of the output voltage Vout 5
0% and output 50%, if the conventional time in FIG. 5 is set to 1, the improvement in FIG. 6 is 0.882. Output 90%
Looking at it in terms of , it can be seen that it has improved by about 20%, from 1 → 0.939 → 0.827. Furthermore, when comparing the current values, in contrast to the conventional diagram shown in FIG. 7, the first base current IB1 in FIG. It can be seen that the current IP flowing through the PMOS 63 rises in the latter half. Therefore, Bi in this example
-The CMOS inverter circuit has improved input/output characteristics compared to the conventional circuit shown in FIG.

【0039】図9は、本発明の第2の実施例を示すBi
−CMOSインバータ回路の回路図であり、図1中の要
素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a CMOS inverter circuit, in which elements common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals; FIG.

【0040】このBi−CMOSインバータ回路が第1
の実施例と異なる点は、図1の入力回路50に代えて、
回路構成の異なる入力回路50Aが設けられている点で
ある。この入力回路50Aでは、図1の入力回路50中
のNMOS52を削除した回路構成になっている。
This Bi-CMOS inverter circuit is the first
The difference from the embodiment is that instead of the input circuit 50 in FIG.
The point is that an input circuit 50A having a different circuit configuration is provided. This input circuit 50A has a circuit configuration in which the NMOS 52 in the input circuit 50 of FIG. 1 is removed.

【0041】このBi−CMOSインバータ回路では、
入力電圧Vinが“H”→“L”に遷移する時、図1に
おけるPMOS51からNMOS52へ流れる貫通電流
も、いち早く図9の第1のバイポーラトランジスタ61
のベース電流IB1として利用できる。そのため、出力
電圧Voutが“H”に立上がる時間が早くなり、図1
よりも高速性が向上する。
[0041] In this Bi-CMOS inverter circuit,
When the input voltage Vin transitions from "H" to "L", the through current flowing from the PMOS 51 to the NMOS 52 in FIG.
It can be used as the base current IB1. Therefore, the time for the output voltage Vout to rise to "H" becomes faster, and as shown in FIG.
The speed is improved.

【0042】この第2の実施例の利点を、図10及び図
11を参照しつつ説明する。
The advantages of this second embodiment will be explained with reference to FIGS. 10 and 11.

【0043】図10は図9の回路のシミュレーションに
よる入出力特性図、及び図11は図9の回路のシミュレ
ーションによる電流特性図である。
FIG. 10 is an input/output characteristic diagram obtained by simulation of the circuit of FIG. 9, and FIG. 11 is a current characteristic diagram obtained by simulation of the circuit of FIG.

【0044】第1の実施例と同様に、出力の立上がり時
間を入力50%、出力50%で見ると、従来の図5の時
間を1とした場合、本実施例の図10では0.796と
向上している。出力90%の点で見ると、第1の実施例
と同様に、1→0.939→0.827と20%前後向
上しているのがわかる。
Similar to the first embodiment, when looking at the output rise time at 50% input and 50% output, if the time in conventional FIG. 5 is set to 1, then in FIG. and has improved. Looking at the point of output 90%, it can be seen that the output is improved by about 20% from 1 to 0.939 to 0.827, similar to the first embodiment.

【0045】また、電流値で比較すると、従来の図7に
対して本実施例の図11では、第1の実施例と同様、立
上がりの前半で第1のベース電流IB1が急速に立上が
り、しかも第1のバイポーラトランジスタ61に流れる
コレクタ電流ICも大きく、NMOS63に流れる電流
IPが後半で立上がっているのがわかる。従って、第1
の実施例に比べ、より高速性が向上する。
Furthermore, when comparing the current values, in comparison with the conventional diagram shown in FIG. 7, in the present embodiment shown in FIG. It can be seen that the collector current IC flowing through the first bipolar transistor 61 is also large, and the current IP flowing through the NMOS 63 rises in the latter half. Therefore, the first
The speed is further improved compared to the embodiment.

【0046】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。
[0046] Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
Various modifications are possible. Examples of such modifications include the following.

【0047】(a)  上記実施例では、Bi−CMO
S論理回路としてインバータ回路の例を上げたが、入力
回路50,50Aの回路を変更することにより、NAN
D回路、NOR回路、ExOR回路等といった他のBi
−CMOS論理回路に、上記実施例のNMOS63及び
遅延回路64を適応することも可能である。
(a) In the above embodiment, Bi-CMO
Although an example of an inverter circuit was given as an S logic circuit, by changing the input circuits 50 and 50A, NAN
Other Bi circuits such as D circuits, NOR circuits, ExOR circuits, etc.
- It is also possible to apply the NMOS 63 and delay circuit 64 of the above embodiment to a CMOS logic circuit.

【0048】(b)  遅延回路64はCMOSインバ
ータ2段で構成したが、キャパシタ等といった他の遅延
手段で構成することも可能である。
(b) Although the delay circuit 64 is constructed from two stages of CMOS inverters, it can also be constructed from other delay means such as a capacitor.

【0049】(c)  第1及び第2のバイポーラトラ
ンジスタ61,62をPNP型トランジスタで構成した
り、あるいはそれに接続されるNMOS63をPMOS
で構成することも可能である。
(c) The first and second bipolar transistors 61 and 62 are configured with PNP type transistors, or the NMOS 63 connected thereto is configured with PMOS.
It is also possible to configure

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、遅延回路により、第1のバイポーラトランジスタ
のベース電流に対して所定時間遅延させて、該バイポー
ラトランジスタに接続されたMOSトランジスタをオン
状態にするようにしたので、入力信号に対する出力端子
上の電圧変化の追従時間が早くなり、入出力特性が向上
する。
As described above in detail, according to the present invention, the delay circuit delays the base current of the first bipolar transistor by a predetermined period of time, and the MOS transistor connected to the first bipolar transistor is activated. Since it is turned on, the time required to follow the voltage change on the output terminal with respect to the input signal becomes faster, and the input/output characteristics are improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示すBi−CMOSイ
ンバータ回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a Bi-CMOS inverter circuit showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来のBi−CMOSインバータ回路の回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional Bi-CMOS inverter circuit.

【図3】図2の入出力特性図である。FIG. 3 is an input/output characteristic diagram of FIG. 2;

【図4】従来の他のBi−CMOSインバータ回路の回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of another conventional Bi-CMOS inverter circuit.

【図5】図4の入出力特性図である。FIG. 5 is an input/output characteristic diagram of FIG. 4;

【図6】図1の入出力特性図である。FIG. 6 is an input/output characteristic diagram of FIG. 1;

【図7】図4の電流特性図である。7 is a current characteristic diagram of FIG. 4. FIG.

【図8】図1の電流特性図である。FIG. 8 is a current characteristic diagram of FIG. 1;

【図9】本発明の第2の実施例を示すBi−CMOSイ
ンバータ回路の回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a Bi-CMOS inverter circuit showing a second embodiment of the present invention.

【図10】図9の入出力特性図である。FIG. 10 is an input/output characteristic diagram of FIG. 9;

【図11】図9の電流特性図である。FIG. 11 is a current characteristic diagram of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41              入力端子42   
           出力端子50,50A    
  入力回路 51              PMOS52,53
,54  NMOS 60              出力回路61,62
        第1,第2のバイポーラトランジスタ
41 Input terminal 42
Output terminal 50, 50A
Input circuit 51 PMOS52, 53
, 54 NMOS 60 Output circuit 61, 62
First and second bipolar transistors

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  入力信号によりオン,オフ動作し、該
入力信号の論理をとって逆位相の第1及び第2のベース
電流を出力するCMOS構成の入力回路と、出力端子に
接続され、前記第1のベース電流を増幅して該出力端子
側を充電する第1のバイポーラトランジスタと、前記出
力端子に接続され、前記第2のベース電流を増幅して前
記出力端子側を放電する第2のバイポーラトランジスタ
と、前記第1のバイポーラトランジスタのベースと前記
出力端子との間に接続されたMOSトランジスタとを、
備えたBi−CMOS論理回路において、前記第1のベ
ース電流によって前記第1のバイポーラトランジスタが
駆動される時に前記入力信号を所定時間遅らせて前記M
OSトランジスタをオン状態にする遅延回路を、設けた
ことを特徴とするBi−CMOS論理回路。
1. An input circuit having a CMOS configuration, which is turned on and off by an input signal and outputs first and second base currents of opposite phases by calculating the logic of the input signal; a first bipolar transistor that amplifies the first base current to charge the output terminal side; and a second bipolar transistor connected to the output terminal that amplifies the second base current and discharges the output terminal side. a bipolar transistor and a MOS transistor connected between the base of the first bipolar transistor and the output terminal,
In the Bi-CMOS logic circuit, when the first bipolar transistor is driven by the first base current, the input signal is delayed for a predetermined time to
A Bi-CMOS logic circuit characterized by being provided with a delay circuit that turns on an OS transistor.
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