JPH07254850A - 同相信号出力回路、逆相信号出力回路及び二相信号出力回路 - Google Patents
同相信号出力回路、逆相信号出力回路及び二相信号出力回路Info
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- JPH07254850A JPH07254850A JP6045778A JP4577894A JPH07254850A JP H07254850 A JPH07254850 A JP H07254850A JP 6045778 A JP6045778 A JP 6045778A JP 4577894 A JP4577894 A JP 4577894A JP H07254850 A JPH07254850 A JP H07254850A
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Abstract
当たり、BiCMOSによる素子の入力信号の極性を利
用して、必要最小限の信号の通過経路で、2相信号のデ
ィレイを略等しくすることを可能にする。 【構成】 入力端子3からの信号/ENと逆相の信号/
φをインバータ1で作り、入力端子3からの信号/EN
と同相の信号φをインバータ8、2で作り出す回路にお
いて、信号/ENのハイレベルからロウレベルへの遷移
時には、バイポーラトランジスタトランジスタ35を瞬
間的にオンさせて、強制的に出力端子5をロウレベルに
確定させ、信号/ENをロウレベルからハイレベルに遷
移した場合には、他の回路に先がけてトランジスタ10
をオンさせて、強制的に出力端子5をハイレベルに確定
することにより、信号/ENのレベル遷移から、出力端
子4の信号/φのレベル遷移までのディレイ時間と、出
力端子5の信号φのレベル遷移までのディレイ時間を、
ほぼ同じに合わせることにより、信号φと信号/φの位
相関係を理想的にもってゆく。
Description
BiCMOS回路において、1相入力を受けて生成され
る2相信号の位相制御に関する。
ある。図において示すように、入力端子3に入力された
信号はインバータ1で反転され、出力端子4に、入力信
号と逆相の信号/φとして出力される。また、入力信号
は、インバータ1で反転され、更にインバータ2で反転
され、入力信号と同相の信号φとして出力端子5に出力
される。
動作を説明する。入力端子3から入力された信号はイン
バータ1で反転され、入力とは逆相の信号として、出力
端子4に信号/φとして出力される。
は、インバータ2で更に反転され、出力端子4に出力さ
れる信号/φとは逆相の信号φとして、出力端子5に出
力される。
力される信号/φと、出力端子5に出力される信号φ
は、完全に逆相になっているはずであるが、実際には、
インバータ2のディレイにより、相互の位相関係は正確
ではない。
(A)に示すような入力信号INに対して、出力端子4
からの出力信号/φは、インバータ1のディレイ時間分
遅れ、出力端子5からの出力信号φはインバータ1、2
のディレイ時間分遅れる。
刻t1に入力信号が立ち上がり、時刻t4に入力信号が
立ち下がるとすると、出力端子4からの信号/φは、同
図(B)に示すように、インバータ1のディレイに対応
するディレイ時間T1だけ遅れて、時刻t2に立ち下が
り、時刻t5に立ち上がる。また、出力端子5からの信
号φは、同図(C)に示すように、インバータ1とイン
バータ2のディレイの合計に対応するディレイ時間T2
だけ遅れて、時刻t3に立ち上がり、時刻t6に立ち下
がる。
置の回路図である。図において示すように、入力端子3
からの入力信号INはインバータ1、8、6に与えられ
る。インバータ6の出力はNPNトランジスタ9のベー
スに与えられる。トランジスタ9のコレクタは電源電位
Vccにプルアップされ、エミッタはインバータ1の出
力と共に出力端子4に接続される。一方、インバータ8
の出力はインバータ7、2に与えられる。そして、イン
バータ7の出力はNPNトランジスタ10のベースに与
えられる。トランジスタ10のコレクタは電源電位Vc
cにプルアップされ、インバータ2の出力と共に出力端
子5に接続される。
動作を説明する。入力端子3の入力信号INが、ハイレ
ベルからロウレベルに立ち下がると、インバータ1、8
はそれぞれの出力をハイレベルにする。インバータ6の
出力がハイレベルになると、トランジスタ9がオンし
て、インバータ1の出力端子、つまり、出力端子4の信
号/φを電源電位Vccに向かってハイレベルに引き上
げる。つまり、トランジスタ9は出力端子4をロウレベ
ルからハイレベルに引き上げる場合に、そのドライブ能
力を高め、出力端子4に接続される負荷が重い場合に、
スピードアップのために作用する。
イレベルからロウレベルに立ち下がると、インバータ8
はその出力をハイレベルにする。その結果、インバータ
7、2はその出力をロウレベルとする。したがって、イ
ンバータ7の出力がベースに与えられているトランジス
タ10はオフし、出力端子5に出力される信号φはロウ
レベルとなる。
Nが、ロウレベルからハイレベルに立ち下がると、イン
バータ1、8はそれぞれの出力をロウレベルにする。イ
ンバータ6の出力がロウレベルになると、トランジスタ
9がオフして、インバータ1の出力端子を電源電位Vc
cから切り離す。一方、出力端子5にはインバータ1を
通じて、ロウレベルの信号/φが出力される。
ウレベルからハイレベルに立ち上がると、インバータ8
はその出力をロウレベルにする。その結果、インバータ
7、2はその出力をハイレベルとする。したがって、イ
ンバータ7の出力がベースに与えられているトランジス
タ10はオンし、インバータ2の出力側、つまり出力端
子5をロウレベルからハイレベルに引き上げる。その結
果、出力端子5に出力される信号φがハイレベルとな
る。この場合、トランジスタ10によりそのドライブ能
力が高まり、出力端子4に接続される負荷が重い場合
に、スピードアップのために作用する。
4の構成と同様に、出力端子4に至る系に直挿されるイ
ンバータの数と、出力端子5に至る系に直挿されるイン
バータの数が異なるので、トランジスタ9、10によ
り、ドライブ能力が高まったとしても、基本的なところ
でのディレイ時間の差が変わらないので、図6に示すよ
うに、出力端子4に出力される信号/φと出力端子5に
出力される信号φの間の位相関係は正確に逆相とはなら
ない。
信号出力装置の回路図である。図において示すように、
入力端子3から入力されたイネーブル信号/ENはイン
バータ1で反転され、出力端子4を通じて、ナンド回路
11、12とインバータ2に与えられる。インバータ2
の出力は、出力端子5を通じて、ノア回路13、14に
与えられる。一方、入力端子44から入力されたデータ
信号D−Inはナンド回路11に与えられる。ナンド回
路11の出力はノア回路13、14、インバータ15に
与えられる。インバータ15の出力はノア回路14に与
えられる。ノア回路13の出力はNPNトランジスタ2
2のベースに与えられる。トランジスタ22のコレクタ
は電源電位Vccにプルアップされ、エミッタはトラン
ジスタ23のベースに接続される。トランジスタ23の
コレクタは電源電位Vccにプルアップされ、エミッタ
は出力端子45に接続される。ノア回路14の出力はN
MOSトランジスタ17のゲートに与えられる。また、
ナンド回路12の出力はNMOSトランジスタ16のゲ
ートに与えられる。MOSトランジスタ17のドレイン
は抵抗21を介して電源電位Vccにプルアップされ
る。また、MOSトランジスタ17のソースはMOSト
ランジスタ16のドレインに接続され、MOSトランジ
スタ16のソースはGNDに落とされる。MOSトラン
ジスタ17のドレインはツエナーダイオード19を介し
てトランジスタ22のエミッタに接続され、ツエナーダ
イオード18を介してトランジスタ23のエミッタに接
続される。トランジスタ22のエミッタとトランジスタ
23のエミッタの間には抵抗20が介挿される。また、
MOSトランジスタ17のソースとMOSトランジスタ
16のドレインの接続点は、NPNトランジスタ24の
ベースに接続される。なお、トランジスタ24のエミッ
タはGNDに接続され、コレクタはトランジスタ23の
エミッタと共に出力端子45に接続される。そして、出
力端子45には、信号Qが出力される。
動作を説明する。図7の回路は、3ステート機能を備え
るバッファ回路を構成しており、入力端子3からの信号
/ENと、入力端子44からの信号D−Inに基づい
て、出力端子45の状態を、ハイレベル、ロウレベルま
たはハイインピーダンスと、3つの状態に制御するもの
である。
nがロウレベルの場合、ナンド回路11の出力はハイレ
ベル、したがって、ノア回路13の出力はロウレベル、
インバータ15の出力はロウレベルとなる。つまり、ノ
ア回路14とナンド回路12は他の端子からの入力信号
に対して、インバータとして作用することになる。
力がロウレベルであるので、オフ状態であり、したがっ
て、トランジスタ23もオフ状態である。
がロウレベルの場合、インバータ1の出力はハイレベル
となり、インバータ2の出力はロウレベルとなる。
ベルとなり、この信号をゲートに受けているMOSトラ
ンジスタ16はオフする。
なり、この信号をゲートに受けているMOSトランジス
タ17はオンする。その結果、トランジスタ24のベー
スに抵抗21を介して電源電位Vccからベース電流が
供給される。その結果、トランジスタ24がオンして、
出力端子45への出力信号Qをロウレベルとする。
ハイレベルの場合、インバータ1の出力はロウレベルと
なり、インバータ2の出力はハイレベルとなる。
ベルとなり、この信号をゲートに受けているMOSトラ
ンジスタ16はオンする。
なり、この信号をゲートに受けているMOSトランジス
タ17はオフする。
OSトランジスタ16を介して、GNDに接続されるの
で、トランジスタ24はオフする。一方、トランジスタ
23もオフ状態であるので、出力端子45はハイインピ
ーダンス出力状態となる。
ータD−Inがハイレベルの場合、ナンド回路11は他
の入力に対してインバータとして作用することになる。
ウレベルの場合、インバータ1の出力はハイレベル、ナ
ンド回路11の出力はロウレベル、インバータ15の出
力はハイレベルとなる。つまり、ノア回路14はその出
力をロウレベルとし、ナンド回路12はその出力をハイ
レベルとする。
トはロウレベル、MOSトランジスタ16のゲートはハ
イレベルとなる。その結果、MOSトランジスタ17が
オフ、MOSトランジスタ16がオンして、トランジス
タ24のベースをGNDとするので、トランジスタ24
はオフする。
なるので、ノア回路13の出力はハイレベルとなる。
力がハイレベルであるので、オン状態であり、そのエミ
ッタを通じて、トランジスタ23のベースに電源電位V
ccからベース電流を供給する。その結果、出力端子4
5には出力信号Qとしてハイレベルの信号が出力され
る。
Nがハイレベルになると、インバータ1の出力はロウレ
ベルとなり、結果として、インバータ2、ナンド回路1
1の各出力はハイレベルとなる。その結果、ノア回路1
3の出力はロウレベル、インバータ15の出力はロウレ
ベル、ノア回路14の出力はロウレベル、ナンド回路1
2の出力はハイレベルとなる。
13からのベース入力がロウレベルであるので、オフ状
態であり、したがって、トランジスタ23のエミッタを
ベースに接続されるトランジスタ23もオフ状態であ
る。
ロウレベル、MOSトランジスタ16のゲートはハイレ
ベルとなる。その結果、MOSトランジスタ17がオ
フ、MOSトランジスタ16がオンして、トランジスタ
24のベースをGNDとするので、トランジスタ24は
オフする。
オフ状態となり、出力端子45はハイインピーダンス状
態になる。
入力端子44からの信号D−Inの2相の信号の状態に
より、出力端子45への出力状態をトライステート制御
している。ここで、インバータ1の出力を信号/φ、イ
ンバータ2の出力を信号φとして、回路の動きに着目す
る。
/φやφを使うロジックを構築すれば、必ず、信号φと
信号/φのうち遅い方の信号、つまり信号/ENと同相
の信号の変化によって、そのスピードが決定される。
ロウレベルに変化し、信号/φがハイレベルとなること
で、ナンド回路11、12はディスエーブルからイネー
ブル状態になるが、出力端子45にハイレベルもしくは
ロウレベルが現れるためには、ノア回路13、14が正
規の信号を出力していないと、実現できない。
力端子3から入力された信号/ENからインバータ1、
2を通じて得られる信号φまでのディレイ時間に依存す
ることがわかる。つまり、信号/ENの1相入力反転信
号による制御であればディレイは最も小さくなるが、1
相入力同相信号制御もしくは2相信号を扱うロジックで
は、必ずディレイが大きい方のスピードに引きずられて
しまい、回路の応答スピードが遅くなる。
は、以上のように構成されるので、1相の信号入力を受
けて2相信号を生成して、これをラッチ、フリップフロ
ップ、3ステートロジックなどに適用しようとした場
合、基本的な交流特性があるので、内部回路の遅れのア
ンバランスが生じてくることは避けられず、生成された
2相信号の位相関係が所期を状態とすることは困難であ
る。特に、これらの2相信号をクロックとして用いる場
合、回路の誤動作の原因となり、大きな問題となってく
る。特に、回路スピードが上がってくると、極端な場
合、2相信号が同相となってしまう可能性もあり、これ
をクロック信号として用いているデバイスでは、ハザー
ドやデータ抜け等の誤動作の危険性が高い。このような
不具合は、進相側の信号を積極的に遅らせて、遅相側に
合わせる等の手法で解消できるが、回路動作を高速化し
たい場合には望ましい方策ではない。このため、従来か
ら、多相クロックにより回路を高速動作させる場合の効
果的な対応方法が大きな課題とされてきた。
を解消し、2相信号を出力するに当たり、BiCMOS
による素子の入力信号の極性を利用して、必要最小限の
信号の通過経路で、2相信号のディレイを略等しくする
ことを可能とした信号出力装置を提供することを目的と
する。
路は、第1入力端子に加えた入力信号と同相の出力信号
を第1出力端子から出力する同相信号出力回路であっ
て、高圧側電源と低圧側電源との間に、第1スイッチン
グ素子及び第2スイッチング素子を直列に接続し、前記
第1、第2スイッチング素子の接続中点を前記第1出力
端子に接続し、前記第1入力端子がH/Lレベルのとき
にオン/オフする第3スイッチング素子を、前記第3ス
イッチング素子のオン状態時に前記第1スイッチング素
子がオンするように、高圧側電源と前記第1スイッチン
グ素子の制御端子との間に接続し、前記第1入力端子と
前記第1出力端子との間に、偶数段のインバータを接続
し、前記第1入力端子と前記第2スイッチング素子の制
御端子との間に、前記第1入力端子への入力の定常状態
においては前記第2スイッチング素子をオンさせる信号
は出力しないものの、前記第1入力端子がHレベルから
Lレベルへレベル変化する第1変化時に前記第2スイッ
チング素子をオフからオンへ変化させる、前記第1変化
時に過渡的に動作する入力インバータを接続し、この第
2スイッチング素子がこの後そのオン状態を維持するよ
うに、この第2スイッチング素子の制御端子に前記複数
段のインバータの出力に応じた信号を加える回路を設け
たものとして構成される。
加えた入力信号と逆相の出力信号を第2出力端子から出
力する逆相信号出力回路であって、高圧側電源と低圧側
電源との間に、第4スイッチング素子及び第5スイッチ
ンク素子を直列に接続し、前記第4、第5スイッチング
素子の接続中点を前記第2出力端子に接続し、前記第2
入力端子を第1インバータを介して前記第4スイッチン
グ素子の制御端子に接続し、前記第2入力端子を第2イ
ンバータを介して前記第2出力端子に接続し、前記第2
入力端子と前記第5スイッチング素子の制御端子との間
に、前記第2入力端子への入力の定常状態においては、
前記第2スイッチング素子をオンさせる信号は出力しな
いものの、前記第2入力端子がLレベルからHレベルに
変化したときに前記第5スイッチング素子を過渡的にオ
ンさせる、スイッチング手段を接続し、この第5スイッ
チング素子がこの後そのオン状態を維持するように、こ
の第5スイッチング素子の制御端子に前記第2出力端子
の電位に応じた信号を加える回路を設けたものとして構
成される。
端子に加えた入力信号と同相の出力信号を第1出力端子
から出力する同相信号出力回路と、前記入力端子に加え
た入力信号と逆相の出力信号を第2出力端子から出力す
る逆相信号出力回路と、を備え、前記同相信号出力回路
として請求項1に記載の同相信号出力回路を用い、前記
入力端子は、請求項1に記載の同相信号出力回路におけ
る第1入力端子と、請求項2に記載の逆相信号出力回路
における第2入力端子とを、兼用するものであるものと
して構成される。
端子に加えた入力信号と同相の出力信号を第1出力端子
から出力する同相信号出力回路と、前記入力端子に加え
た入力信号と逆相の出力信号を第2出力端子から出力す
る逆相信号出力回路と、を備え、前記逆相信号出力回路
として請求項2に記載の逆相信号出力回路を用い、前記
入力端子は、請求項1に記載の同相信号出力回路におけ
る第1入力端子と、請求項2に記載の逆相信号出力回路
における第2入力端子とを、兼用するものであるものと
して構成される。
端子に加えた入力信号と同相の出力信号を第1出力端子
から出力する同相信号出力回路と、前記入力端子に加え
た入力信号と逆相の出力信号を第2出力端子から出力す
る逆相信号出力回路と、を備え、前記同相信号出力回路
として請求項1に記載の同相信号出力回路を用い、前記
逆相信号出力回路として請求項2に記載の逆相信号出力
回路を用い、前記入力端子は、請求項1に記載の同相信
号出力回路における第1入力端子と、請求項2に記載の
逆相信号出力回路における第2入力端子とを、兼用する
ものであるものとして構成される。
入力端子での入力信号にレベル変化があった際には、そ
の入力信号が、少ない段数回路を介して、第1/第4又
は第2/第5スイッチング素子の制御端子に加わる。こ
れにより、先ず高圧側電源と低圧側電源との間に接続さ
れた2つのスイッチング素子のいずれかがレベル変化に
応答性良く追随してオンし、第1/第2出力端子の出力
を応答性良く変化させる。この後は、入力信号が、それ
よりも多い段数の回路を介して、制御端子に加わり、そ
のオン状態が安定的に維持される。
に、同相/逆相2つの信号出力回路の出力が入力信号の
レベル変化に応答性良く追随して変化するので、同相及
び逆相の2つの出力が位相ずれのない状態で出力され
る。
を説明する。 実施例1.図1は、本発明の実施例1の信号出力装置の
回路図である。
られた入力信号/ENはインバータ6、1、8およびN
MOSトランジスタ30、31のゲート、PMOSトラ
ンジスタ29のゲートに与えられる。インバータ1の出
力は出力端子4に接続され、インバータ6の出力はトラ
ンジスタ9のベースに与えられる。トランジスタ9はコ
レクタを電源電位Vccにエミッタを出力端子4に接続
される。
2、7に与えられる。そして、インバータ2の出力は出
力端子5に接続され、インバータ7の出力はトランジス
タ10のエミッタに与えられる。トランジスタ10はコ
レクタを電源電位Vccにエミッタを出力端子5に接続
される。
ンを電源電位Vccにソースをインバータ7の出力側、
つまりトランジスタ10のベースに接続される。
NDに接続されるNPNトランジスタ35のコレクタが
接続される。このトランジスタ35のベースにはMOS
トランジスタ30およびNMOSトランジスタ32のド
レインが接続される。MOSトランジスタ30、32共
にソースをGNDに接続され、トランジスタ35のベー
スをGNDレベルにする機能を有する。
力端子5の信号を入力されるインバータ28の出力が与
えられる。なお、このインバータ28の出力はPMOS
トランジスタ33のゲートにも与えられる。
電源電位Vccに接続され、そのドレインをMOSトラ
ンジスタ29のソースに接続される。
レインを共通接続され、MOSトランジスタ30のソー
スはGNDに接続される。
号/ENに基づいて、出力端子4に信号/φを、出力端
子5に信号/φと逆相の信号φを出力するように構成さ
れるが、信号/ENと同相の信号φは、回路ブロック3
7を通じて生成され、出力端子5に出力される。
動作を説明する。まず、信号/ENと逆相の信号/φを
作る系統は、図5の構成と同様のオーソドックスな構成
であり、インバータ1を通じて信号/ENを反転して出
力すると共に、インバータ6を通じてトランジスタ9を
動作させ、出力端子4の出力がハイレベルの場合に、こ
れをプルアップするように作用する。
ロック37によって作られる。
れをゲートに受けているMOSトランジスタ31はオン
である。また、インバータ8の出力はロウレベルとな
り、したがって、インバータ7、2の出力はいずれもハ
イレベルとなる。したがって、出力端子5に出力される
信号φはハイレベルとなる。
Sトランジスタ31およびインバータ7からベース電流
が供給されるので、トランジスタ10は導通し、出力端
子5を電源電位Vccにプルアップする。
ートは、入力端子3からの信号/ENによりハイレベル
となるので、MOSトランジスタ29はオフ、MOSト
ランジスタ30はオンとなる。
で、インバータ28の出力はロウレベルとなり、MOS
トランジスタ32のゲートはロウレベルとなる。したが
って、MOSトランジスタ32はオフである。
Sトランジスタ30によってGNDレベルとされるの
で、トランジスタ35はオフである。
されるMOSトランジスタ33はオンする。しかし、M
OSトランジスタ29がオフであるので、MOSトラン
ジスタ33のオン状態は何の影響もない。
Nがハイレベルからロウレベルに遷移する場合の動作を
説明する。
トランジスタ31をオフさせ、トランジスタ10のベー
ス電流をインバータ7からのみの供給とさせる。一方、
インバータ7はインバータ8のレベル遷移を受けて、ロ
ウレベルに向けて落ち込み始めるが、この状態で、イン
バータ7からトランジスタ10に供給されるベース電流
は十分ではないので、トランジスタ10は半導通状態と
なる。
トランジスタ29をオンさせ、MOSトランジスタ30
をオフさせる。
トランジスタ33、29を通じて十分なベース電流が供
給され、トランジスタ35は完全にオンして出力端子5
をロウレベルに向かってプルダウンする。
ウレベルに落ち、高速で次の段のCMOSロジックの動
作しきい値であるVth−Cに達する。
ランジスタ10に対するベース電流が完全にカットさ
れ、トランジスタ10は完全にオフする。一方、インバ
ータ2を通じて、出力端子5のロウレベルが確定する。
タ28を通じてMOSトランジスタ33、32のゲート
をハイレベルとするので、MOSトランジスタ33がオ
フして、トランジスタ35に対するベース電流の供給を
カットすると共に、MOSトランジスタ32がオンして
トランジスタ35のベースをGNDに固定する。その結
果、トランジスタ35はオフする。
は、インバータ2によって保持されることになる。
ベルからハイレベルに遷移する場合の動作を説明する。
トランジスタ31をオンさせ、トランジスタ10に十分
なベース電流を供給する。この状態で、インバータ2の
出力のみによって、ロウレベルにされている出力端子5
は急速にハイレベルに向かって引き上げられ、高速で次
の段のCMOSロジックの動作しきい値であるVth−
Cに達する。
トランジスタ29をオフさせ、MOSトランジスタ30
をオンさせる。また、この時点でMOSトランジスタ3
3はオフであるので、トランジスタ35のベースはGN
Dレベルのままである。
ルになり、インバータ7、2の出力がハイレベルになる
ので、出力端子5の出力信号φのハイレベルが確定す
る。
8を通じて、MOSトランジスタ33、32をオンさせ
るが、MOSトランジスタ29がオフであるので、トラ
ンジスタ35のベースは、MOSトランジスタ32、3
0を通じて、GNDレベルのままであり、したがってト
ランジスタ35はオフである。
ルがインバータ2の出力およびトランジスタ10による
プルアップに寄り確定し保持される。
イレベルからロウレベルに遷移する場合、入力端子3に
直結されるMOSトランジスタ31を通じて、トランジ
スタ10を半導通状態にすると共に、入力端子3に直結
されたMOSトランジスタ29、30を通じて、トラン
ジスタ35を瞬間的にオンすることによって、出力端子
5がハイレベルからロウレベルに移行する遷移速度を稼
いでいる。
ベルに遷移する場合、入力端子3に直結されるMOSト
ランジスタ31を通じて、トランジスタ10をオンさせ
ることにより、出力端子5がロウレベルからハイレベル
に移行する遷移速度を早くしている。
力により、直流的な出力保持を行うことになる。
ある。同図(A)は図1の従来例1の場合の信号の遷移
を示し、同図(B)は実施例1の場合の信号の遷移を示
している。
がハイレベルからロウレベルに遷移した場合、これと逆
相の信号/φは遅延時間T1遅れてロウレベルからハイ
レベルに遷移する。これに対して、入力信号と同相の信
号φは遅延時間T2遅れてハイレベルからロウレベルに
遷移する。つまり、間に介在する回路の段数により、信
号/φに対して、信号φは大幅に遅れてしまう。
信号/ENがハイレベルからロウレベルに遷移した場
合、これと逆相の信号/φは、図1の構成の場合と同じ
く、遅延時間T1遅れてロウレベルからハイレベルに遷
移する。しかし、入力信号/ENと同相の信号φは、間
に介在する回路の段数が少ない信号遷移に関する回路、
つまりトランジスタ35を含む信号遷移回路により、強
制的にプルダウンされるので、非常に少ない遅延時間T
3でハイレベルからロウレベルに遷移する。その結果、
出力端子5に出力される信号/φと信号φの位相関係
を、次の段のCMOSロジックのしきい値Vth−Cレ
ベルで見た場合、かなり理想的な関係に保持することが
できる。
号出力装置の回路図である。図において示すように、入
力端子3に与えられた入力信号/ENはインバータ1、
6、NMOSトランジスタ40のゲート、および図1で
示したのと同様の構成を有する回路ブロック37に供給
される。インバータ1の出力は出力端子4に供給され、
インバータ6の出力は、エミッタを電源電位Vccに接
続されるトランジスタ9のベースに供給される。
されるNPNトランジスタ42のコレクタと、インバー
タ38が接続される。
位Vccに接続されるPMOSトランジスタ39のゲー
トと、ソースをGNDに接続されるNMOSトランジス
タ41のゲートに接続される。
Sトランジスタ40のドレインに接続され、MOSトラ
ンジスタ40のソースは、MOSトランジスタ41のド
レインと共にトランジスタ42のベースに接続される。
号/ENに基づいて、出力端子4に信号/φを、出力端
子5に信号/φと逆相の信号φを出力するように構成さ
れるが、信号/ENと同相の信号φは、回路ブロック3
7を通じて生成され、出力端子5に出力される。一方、
信号/ENと逆相の信号/φは、回路ブロック43を通
じて、出力端子4に出力されるように構成される。
動作を説明する。入力端子3の入力信号/ENと同相の
信号φを作る回路ブロック37の動作については、図1
の構成とまったく同様であり、出力端子5に信号φとし
て出力する。
の信号/φを作るためには、回路ブロック43が動作
し、出力端子4に信号/φとして出力する。
ルの場合、インバータ1を通じて出力端子4はロウレベ
ルにされている。一方、インバータ6の出力もロウレベ
ルであり、トランジスタ9はオフ状態である。
38を通じてMOSトランジスタ39とMOSトランジ
スタ41のゲートをハイレベルとするが、その結果、M
OSトランジスタ39はオフ、MOSトランジスタ41
はオンである。なお、この時、MOSトランジスタ40
は入力端子3につながるゲートがハイレベルであるの
で、オン状態であるが、MOSトランジスタ39がオフ
であるので、トランジスタ42のベースは、MOSトラ
ンジスタ41によってGNDレベルに保持されている。
このため、トランジスタ42もオフ状態である。
ベルからロウレベルに遷移する場合を説明する。
遷移すると、まずMOSトランジスタ40がオフとな
り、続いて、インバータ1、6の出力がハイレベルにな
る。
りハイレベルになり、インバータ6によりトランジスタ
9がオンして、ハイレベルにプルアップされる。
レベルになり、MOSトランジスタ39がオンして、M
OSトランジスタ41がオフするが、その前にMOSト
ランジスタ40がオフとなっているので、トランジスタ
42にはベース電流の供給はなく、トランジスタ42は
オフ状態のままである。
ベルに遷移すると、まずMOSトランジスタ40がオン
となる。その結果、この時点ではまだオン状態のMOS
トランジスタ39からMOSトランジスタ40を通じて
トランジスタ42のベースに十分なベース電流が供給さ
れることになる。
ウレベルに向かってプルダウンされる。
レベルになるので、トランジスタ9はオフし、出力端子
4のロウレベルが確定する。その結果、インバータ38
の出力はハイレベルとなり、MOSトランジスタ39を
オフすると共に、MOSトランジスタ41をオンする。
ス電流の供給が絶たれるので、トランジスタ42はオフ
する。
力端子4のロウレベルが維持されることになる。
/φがハイレベルからロウレベルに遷移する場合の遷移
時間を、MOSトランジスタ40とトランジスタ42の
動作が、他の回路に比べて先行することを利用して、大
幅に短縮している。
BiCMOSに組み込まれるバイポーラトランジスタの
ベース電圧Vbeが比較的低いレベルであり、CMOS
のしきい値Vth−Cが電源電位VccとGNDレベル
の中間にあることをうまく組み合わせて、バイポーラト
ランジスタに先行的に出力端子4や出力端子5のレベル
確定を行わせ、レベル確定後はCMOSによりレベル保
持を行わせるようにすることで、入力端子3のレベル遷
移に対する出力端子4、5のレベル遷移までの遅延時間
を大幅に短縮することを実現した。
号のレベルを維持するための回路と、出力信号のレベル
遷移に作用する回路を分けて、レベル遷移用の回路を高
負荷駆動能力をもつバイポーラ回路で構成するようにし
たので、ロジック通過段数を低減でき、ディレイ時間を
短縮でき、1相入力に対して2相入力を作る場合も相間
の位相関係を理想的に設計することができるので、クロ
ックドライバや3ステート制御等のロジックに効果的に
適用できるという効果がある。
の回路を通した信号で出力回路を制御するようにしたの
で、入力信号のレベル変化に応答性良く追随した位相遅
れのない出力の得ることのできる一相又は二相出力信号
出力回路を得ることができる。
る。
る。
す波形図である。
Claims (5)
- 【請求項1】第1入力端子に加えた入力信号と同相の出
力信号を第1出力端子から出力する同相信号出力回路で
あって、 高圧側電源と低圧側電源との間に、第1スイッチング素
子及び第2スイッチング素子を直列に接続し、前記第
1、第2スイッチング素子の接続中点を前記第1出力端
子に接続し、 前記第1入力端子がH/Lレベルのときにオン/オフす
る第3スイッチング素子を、前記第3スイッチング素子
のオン状態時に前記第1スイッチング素子がオンするよ
うに、高圧側電源と前記第1スイッチング素子の制御端
子との間に接続し、 前記第1入力端子と前記第1出力端子との間に、偶数段
のインバータを接続し、 前記第1入力端子と前記第2スイッチング素子の制御端
子との間に、前記第1入力端子への入力の定常状態にお
いては前記第2スイッチング素子をオンさせる信号は出
力しないものの、前記第1入力端子がHレベルからLレ
ベルへレベル変化する第1変化時に前記第2スイッチン
グ素子をオフからオンへ変化させる、前記第1変化時に
過渡的に動作する入力インバータを接続し、この第2ス
イッチング素子がこの後そのオン状態を維持するよう
に、この第2スイッチング素子の制御端子に前記複数段
のインバータの出力に応じた信号を加える回路を設け
た、ことを特徴とする同相信号出力回路。 - 【請求項2】入力端子に加えた入力信号と逆相の出力信
号を第2出力端子から出力する逆相信号出力回路であっ
て、 高圧側電源と低圧側電源との間に、第4スイッチング素
子及び第5スイッチンク素子を直列に接続し、前記第
4、第5スイッチング素子の接続中点を前記第2出力端
子に接続し、 前記第2入力端子を第1インバータを介して前記第4ス
イッチング素子の制御端子に接続し、 前記第2入力端子を第2インバータを介して前記第2出
力端子に接続し、 前記第2入力端子と前記第5スイッチング素子の制御端
子との間に、前記第2入力端子への入力の定常状態にお
いては、前記第2スイッチング素子をオンさせる信号は
出力しないものの、前記第2入力端子がLレベルからH
レベルに変化したときに前記第5スイッチング素子を過
渡的にオンさせる、スイッチング手段を接続し、この第
5スイッチング素子がこの後そのオン状態を維持するよ
うに、この第5スイッチング素子の制御端子に前記第2
出力端子の電位に応じた信号を加える回路を設けた、 ことを特徴とする逆相信号出力回路。 - 【請求項3】入力端子に加えた入力信号と同相の出力信
号を第1出力端子から出力する同相信号出力回路と、 前記入力端子に加えた入力信号と逆相の出力信号を第2
出力端子から出力する逆相信号出力回路と、 を備え、 前記同相信号出力回路として請求項1に記載の同相信号
出力回路を用い、前記入力端子は、請求項1に記載の同
相信号出力回路における第1入力端子と、請求項2に記
載の逆相信号出力回路における第2入力端子とを、兼用
するものである、 ことを特徴とする二相信号出力回路。 - 【請求項4】入力端子に加えた入力信号と同相の出力信
号を第1出力端子から出力する同相信号出力回路と、 前記入力端子に加えた入力信号と逆相の出力信号を第2
出力端子から出力する逆相信号出力回路と、 を備え、 前記逆相信号出力回路として請求項2に記載の逆相信号
出力回路を用い、前記入力端子は、請求項1に記載の同
相信号出力回路における第1入力端子と、請求項2に記
載の逆相信号出力回路における第2入力端子とを、兼用
するものである、 ことを特徴とする二相信号出力回路。 - 【請求項5】入力端子に加えた入力信号と同相の出力信
号を第1出力端子から出力する同相信号出力回路と、 前記入力端子に加えた入力信号と逆相の出力信号を第2
出力端子から出力する逆相信号出力回路と、 を備え、 前記同相信号出力回路として請求項1に記載の同相信号
出力回路を用い、前記逆相信号出力回路として請求項2
に記載の逆相信号出力回路を用い、前記入力端子は、請
求項1に記載の同相信号出力回路における第1入力端子
と、請求項2に記載の逆相信号出力回路における第2入
力端子とを、兼用するものである、 ことを特徴とする二相信号出力回路。
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