JPH07183793A - レベル変換回路 - Google Patents
レベル変換回路Info
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- JPH07183793A JPH07183793A JP6278415A JP27841594A JPH07183793A JP H07183793 A JPH07183793 A JP H07183793A JP 6278415 A JP6278415 A JP 6278415A JP 27841594 A JP27841594 A JP 27841594A JP H07183793 A JPH07183793 A JP H07183793A
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- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
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- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
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- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
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Abstract
MOS論理電圧レベルに変換するためのCMOS回路を
提供する。 【構成】本発明の一実施例によれば、ECLレベルはC
MOS回路のVDD電圧を基準とし、CMOS VDD
電圧とアースとの間に接続されたECL回路に接続する
ことが可能である。この回路は供給電圧と出力信号との
間に接続されたpFETと、出力信号と回路アースとの
間に接続されたnFETとを備えている。シフトされた
差動ECL電圧入力信号の反転信号は、nFETのゲー
トに接続される。レベル・シフト回路が入力信号をpF
ETのゲートに接続し、入力信号が論理レベルを変える
ときに、それが出力信号を正しく駆動することを確実に
する。
Description
補型金属-酸化物-半導体(CMOS)集積回路内の電子
回路に関する。より詳細には、本発明は製造プロセスの
変化を補償することを含めて、シフトされた差動エミッ
タ結合論理の電圧レベルをCMOS回路の電圧レベルに
変換するための回路に関する。
しか消費しないため、電子回路の設計に広範に利用され
る論理回路群である。エミッタ結合論理(ECL)回路
はより多くの電力を消費するが、ELCはCMOSより
も大幅に高速であり、CMOSの速度では充分ではない
回路用に使用される。ECLの電圧変動が少ないことに
よって、プリント回路基板を経て接続される信号の放射
が少なくなる。更に、ECLはインピーダンスが低い伝
送線を励振するように設計されているので、高周波数の
集積回路間の信号特性が優れている。例えば、ECLは
コンピュータ・ワークステーションで使用される解像度
が極めて高い陰極線管用のビデオ信号を生成するための
高周波信号を供給する場合に使用される。
5ボルトの供給電圧を使用し、論理レベルはこの電圧の
範囲全体に亘って変化する。すなわち、0ボルトは論理
0用の出力であり、5ボルトは論理1用の出力である。
ECLは従前から−5.2ボルトの供給電圧を使用して
きた。ECL回路の論理レベルはアースを基準にしてお
り、出力の範囲は大幅に狭くなり、最悪の場合は論理1
用には−1.1、論理0用には−1.5の値となる。
ボルトの供給電圧をも使用し、その信号の基準をアース
ではなく+5ボルトとすることによって、CMOS回路
と組み合わせることができる。このようにすると、EC
Lの論理1は3.9ボルトとなり、ECLの論理0は
3.5ボルトとなる。この方法によって、ECLが備え
ている速度上の利点が得られると共に、回路を単一の集
積回路へと組み入れることができる。このように利用さ
れるECLは場合によって“疑似”ECL、ポジティブ
ECL又はシフトされたECLと呼ばれる。
間の範囲が狭いので、CMOS製造プロセスでの変動に
よって、ECL回路が適正に機能するかどうかに重大な
影響が及ぼされることがある。プロセスの変動によって
CMOSトランジスタが“高速”又は“緩速”になり、
しかも依然としてCMOS製造公差の範囲内にある場合
は、CMOSレベルとECLレベルとの間で変換を行う
回路では適正に機能する充分な裕度が得られないことが
ある。
て適正な出力の裕度が得られる構成の、シフトされたE
CLとCMOSの電圧レベルを変換する、CMOS集積
回路内で製造される変換回路が必要となる。本発明は上
記の、及びその他の必要性を満たすものである。
CL論理電圧レベルを、CMOS論理電圧レベルに変換
するための回路を提供することにある。
スの変動の全範囲に亘ってECL論理レベルの裕度を保
持することにある。
シフトされた差動ECL論理電圧レベル入力信号とCM
OS論理電圧レベル信号との間で電圧レベルを変換する
ためのCMOS回路において達成される。ECLレベル
はCMOS回路のVDD電圧を基準とし、CMOS V
DD電圧とアースとの間に接続されたECL回路に接続
することが可能である。
続された第1pFETと、出力信号と回路アースとの間
に接続された第1nFETとを有している。シフトされ
た差動ECL電圧入力信号の反転信号は、第1nFET
のゲートに接続されている。反転信号は更に第2nFE
Tのゲートに接続され、このゲートは供給電圧と、第1
pFETのゲートに接続されている。第3nFETは第
1pFETのゲートと、回路アースとの間に接続され、
第2と第3のnFETはシフトされた信号を第1pFE
Tに供給する電圧レベル・シフト回路を形成する。
アースとの間に直列に接続されている。第4のnFET
は供給電圧に接続され、シフトされた差動ECL電圧入
力信号の非反転入力信号は第4nFETのゲートに接続
されている。第5nFETのゲートはシフトされた信号
に接続され、第3nFETのゲートは第4と第5のnF
ETの間に接続されている。第3と第5のnFETは一
方の論理から他方の論理への遷移を促進する再生回路を
形成する。
点での最良の態様である。この説明は限定的なものでは
なく、本発明の基本原理を説明する目的であるに過ぎな
い。
CMOS電圧レベルへと変換する回路を示している。こ
こで図1を参照すると、回路102は入力信号104
と、反転入力信号106とを有している。pFET11
8とnFET116とはCMOSインバータを形成して
おり、反転入力106はnFET116に直接接続さ
れ、レベル・シフトされた反転入力信号はpFET11
8のゲートに接続されている。
に接続されており、このゲートはVDDとnFET11
2との間に接続されている。nFET112はnFET
114用の負荷を与え、nFET114とnFET11
2の組み合わせによって、反転入力信号106を下方の
レベルにシフトしてシフトされた信号122を得るため
のレベル・シフト機能が得られる。このシフトされた信
号はゲート入力をpFET118に接続する。ECL用
の低い論理電圧レベルはpFET118のゲート−ソー
スしきい値範囲内にあるので、入力信号はpFET11
8のゲートに接続される前に、nFET112と114
とによって約1ボルトだけシフトされる。
4用のレベル・シフト素子として接続されている。nF
ET110と112との交差結合によって、レベル・シ
フト機能の安定化が図られ、入力の論理レベルが変化し
た際に遷移速度を高める役割を果たす。
と、nFET114の導通性が低下して、信号122の
レベルを降下せしめる。同時にIN信号104が上昇し
て導通性が高まり、それによって信号124のレベルは
上昇して、nFET112の導通性が高まり、それによ
ってシフトされた信号122のレベルをより急速に降下
せしめる。信号122が降下するとnFET110の導
通性が低下し、それによって信号124のレベルがより
急速に高まり、それによってnFET110と112と
の間に再生帰還が生じて遷移が促進され、pFET11
8の導通性がより急速に高まる。NIN106が上昇す
ると、上記とは逆の作用が生じ、そこでpFET10
8,110,112及び114が回路の速度を高める。
るために調整可能である。nFET108と114とは
同じサイズであり、nFET110と112も同様であ
ろう。108/114のサイズと、110/112のサ
イズの比が1.14対1であることによって、より少な
い裕度でより高速の回路が得られる。108/114の
サイズと、110/112のサイズの比が1対1.1で
ある場合はより多くの裕度が得られるが速度は遅くな
る。pFET118とnFET116のサイズ比は上記
の比率に対応して調整される。すなわち、1.14対1
の比率の場合は、pFET118とnFET116のサ
イズ比は3対1である。1対1.1の比率の場合は、p
FET118とnFET116のサイズ比は3.5対1
である。
い実施例を説明してきたが、本発明の側面は完全に達成
され、本発明の趣旨と範囲から離れることなく、構造と
回路に多くの変更が可能であり、本発明の大幅に異なる
実施例と用例が自明であることが専門家には理解されよ
う。ここに記載した開示内容と説明は説明目的であり、
本発明を限定するものでは決してない。
が、以下、本発明の各実施例毎に列挙する。
ECL電圧レベル入力信号(104,106)をCMO
S電圧レベル出力信号(120)に変換するコンバータ
回路において、供給電圧と前記出力信号(120)との
間に接続された第1pFET(118)と;前記出力信
号(120)と回路のアースとの間に接続されていて、
前記シフトされた差動ECL電圧レベル入力信号の反転
信号(106)がゲートに接続された第1nFET(1
16)と;前記シフトされた差動ECL電圧レベル入力
信号(104,106)と、前記第1pFET(11
8)との間に接続された電圧レベル・シフト回路(10
8,110,112,114)とを備え、前記電圧レベ
ル・シフト回路が前記反転信号(106)を少なくとも
1ボルトだけアース・レベルの方向にシフトして、前記
第1pFET(118)の前記ゲートにシフトされた信
号(122)を供給する構成であることを特徴とするコ
ンバータ回路。
電圧と前記第1pFET(118)の前記ゲートとの間
に接続されていて、前記反転信号(106)がゲートに
接続されている第2nFET(114)と;前記第1p
FETと前記回路アースとの間に接続された第3nFE
T(112)と;前記供給電圧と前記回路アースとの間
に直列に接続されている第4(108)と、第5(11
0)のnFETとを備え、前記第4nFET(108)
は前記供給電圧に接続され、且つ、前記シフトされた差
動ECL電圧入力信号の非反転入力信号がそのゲートに
接続されており、前記第5nFET(110)のゲート
が前記第1pEFT(118)の前記ゲートに接続さ
れ、前記第3nFET(112)のゲートが前記第4
(108)と第5(110)のnFETの間に接続され
たことを特徴とする実施例1記載のコンバータ回路。
ECL電圧レベル入力信号(104,106)をCMO
S電圧レベル出力信号(120)に変換するコンバータ
回路において、供給電圧と前記出力信号(120)との
間に接続された第1pFET(118)と;前記出力信
号(120)と回路のアースとの間に接続されていて、
前記シフトされた差動ECL電圧レベル入力信号の反転
信号(106)がゲートに接続された第1nFET(1
16)と;前記供給電圧と前記第1pFET(118)
の前記ゲートとの間に接続されていて、前記シフトされ
たECL電圧入力信号の前記反転信号(106)がゲー
トに接続されている第2nFET(114)と;前記第
1pFETと前記回路アースとの間に接続された第3n
FET(112)とを備え、前記第2と第3のnFET
が電圧レベルシフト回路を形成し、更に、前記供給電圧
と前記回路アースとの間に直列に接続されている第4
(108)と、第5(110)のnFETとを備え、前
記第4nFETは前記供給電圧に接続され、且つ、前記
シフトされた差動ECL電圧入力信号の非反転入力信号
がそのゲートに接続されており、前記第5nFET(1
10)のゲートが前記第1pEFT(118)の前記ゲ
ートに接続され、前記第3nFET(112)のゲート
が前記第4(108)と第5(110)のnFETの間
に接続されたことを特徴とするコンバータ回路。
とにより、CMOS製造プロセスの変動の全範囲に亘っ
てECL論理レベルの裕度を保持しつつ、シフトされた
差動ECL論理電圧レベルをCMOS論理電圧レベルに
変換するための回路を提供することができる。
レベルをCMOS電圧レベルに変換する回路の概略図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】供給電圧と出力信号との間に接続された第
1pFETと、 前記出力信号と回路のアースとの間に接続され、シフト
された差動ECL電圧レベル入力信号の反転信号がゲー
トに接続された第1nFETと、 前記シフトされた差動ECL電圧レベル入力信号と、前
記第1pFETとの間に接続され、前記反転信号をアー
ス・レベル方向にずらして前記第1pFETのゲートに
対しシフトされた信号を提供する電圧レベル・シフト回
路と、 を備えて成り、シフトされた差動ECL電圧レベル入力
信号をCMOS電圧レベル出力信号に変換するレベル変
換回路。
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Cited By (1)
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