JPH0793567B2 - 電流切換型論理回路の定電流源制御用電源回路 - Google Patents

電流切換型論理回路の定電流源制御用電源回路

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JPH0793567B2
JPH0793567B2 JP11336087A JP11336087A JPH0793567B2 JP H0793567 B2 JPH0793567 B2 JP H0793567B2 JP 11336087 A JP11336087 A JP 11336087A JP 11336087 A JP11336087 A JP 11336087A JP H0793567 B2 JPH0793567 B2 JP H0793567B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、第1及び第2の電源線間に第1及び第2のス
イッチング回路の並列回路が、定電流源用トランジスタ
を用いている定電流源を通じて接続されている構成を有
する電流切換型論理回路を具備する半導体集積回路にお
ける、その電流切換型論理回路の定電流源を、電流切換
型論理回路から予定の論理振幅を有する論理出力電圧が
得られるように制御する制御用電源回路に関する。
従来の技術 従来、電流切換型論理回路を具備する半導体集積回路が
種々提案さている。
この場合、電流切換型論理回路は、第1図の右側に示さ
れているような、次の構成を有する。
すなわち、第1の電源線E1とその電位よりも低い電位の
得られる第2の電源線E2との間に、Nチャンネル型電界
効果トランジスタでなるスイッチング用トランジスタQA
1と抵抗rAからなる負荷回路LA1とを直列に接続している
第1のスイッチング回路WA1と、スイッチング用トラン
ジスタQA1と同様のスイッチング用トランジスタQA2と負
荷回路LA1と同様の負荷回路LA2とを直列に接続している
第2のスイッチング回路WA2との並列回路が、Nチャン
ネル型電界効果トランジスタQAと定電流源用抵抗RAとを
直列に接続している定電流源UAを通じて接続されてい
る。
しかして、スイッチング回路WA1のスイッチング用トラ
ンジスタQA1のゲート及びスイッチング回路WA2のスイッ
チング用トランジスタQA2のゲートから、それぞれ第1
及び第2の入力線I1及びI2が導出されている。
また、スイッチング回路WA1の負荷回路LA1における抵抗
rAのスイッチング用トランジスタQA1側からという態様
で、負荷回路LA1から、第1の出力線O1が導出され、ま
た、スイッチング回路WA2の負荷回路LA2における抵抗rA
のスイッチング用トランジスタQA側からという態様で、
負荷回路LA2から、第2の出力線O1が導出されている。
さらに、定電流源用トランジスタQAのゲートから制御線
CAが導出されている。
以上が半導体集積回路が具備している電流切換型論理回
路の一例構成である。
このような構成を有する電流切換型論理回路は、制御線
CAに定電流源UAにおける定電流源用トランジスタQAをオ
ンさせるに十分な制御電圧を与えた状態で、入力線I1に
論理入力電圧を与え、また、スイッチング回路WA2の入
力線I2にスイッチング回路WA1の入力線I1に与える論理
入力電圧と逆相の論理入力電圧または一定の参照電圧を
与えることによって、出力線O1及びO2からそれぞれ互い
に逆相の論理出力電圧を出力させることができる。
そして、この場合、スイッチング回路WA1のスイッチン
グ用トランジスタQA1、スイッチング回路WA2のスイッチ
ング用トランジスタQA2、定電流源UAの定電流源用トラ
ンジスタQAとして用いている電界効果トランジスタがN
チャンネル型であるので、、Pチャンネル型である場合
に比し、上述した動作が高速で得られる。
しかしながら、第1図に示す電流切換型論理回路の場
合、出力線O1及びO2からそれぞれ得られる論理出力電圧
がとる高レベルと低レベルとの差で与えられる論理振幅
(これをVSとする)が、雑音や、スイッチング用トラ
ンジスタQA1及びQA2のパラメータの変動などを補償し得
る動作マージン電圧(これをVMとする)よりも大であ
ることを満足させることが必要である。
このため、従来、半導体集積回路に、定電流源UAの制御
線CAに接続された制御用電源回路を具備させることが提
案されている。
しかしながら、従来の制御用電源回路は、複雑な構成を
有するなどの欠点を有していた。
問題点を解決するための手段 よって、本発明は、上述した欠点のない新規な半導体集
積回路における電流切換型論理回路の定電流源制御用電
源回路を提案せんとするものである。
本発明による電流切換型論理回路の定電流源制御用電源
回路は、第1図で上述したと同様の、第1の電源線とそ
の電位よりも低い電位の得られる第2の電源線との間
に、Nチャンネル型電界効果トランジスタまたはNPN型
バイポーラトランジスタでなるスイッチング用トランジ
スタと負荷回路とを直列に接続している第1及び第2の
スイッチング回路の並列回路が、Nチャンネル型電界効
果トランジスタまたはNPN型バイポーラトランジスタで
なる定電流源用トランジスタを用いている定電流源を通
じて接続され、そして、上記定電流源の定電流源用トラ
ンジスタのゲートまたはベースから制御線が導出されて
いる電流切換型論理回路を有する半導体集積回路におい
て、その電流切換型論理回路の定電流源を制御する定電
流源制御用電源回路であって、その定電流源制御用電源
回路が、次に述べる構成を有する。
すなわち、上記第1及び第2の電源線間に、電圧発生用
負荷回路が、Nチャンネル型電界効果トランジスタまた
はNPN型バイポーラトランジスタでなる定電流源用トラ
ンジスタを用いている電圧発生用定電流源を通じて接続
され、上記電圧発生用負荷回路から出力線が導出され、
上記電圧発生用定電流源の定電流源用トランジスタのゲ
ートまたはベースから制御線が導出されている第1の電
圧発生回路を有し、また、一定電圧を発生する第2の電
圧発生回路を有し、さらに、第1の電圧発生回路の出力
線に接続されている第1の入力線と、それと逆相の第2
の入力線と、上記第1の電圧発生回路の制御線に接続さ
れ且つ上記第1の電圧発生回路に得られる出力電圧と同
相の出力電圧を出力する出力線とを有する差動増幅回路
とを有し、そして、その差動増幅回路の出力線が、上記
電流切換型論理回路の定電流源の制御線に接続されてい
る。
このような本発明による電流切換型論理回路の定電流源
制御用電源回路によれば、上述した所要事項を、簡易な
構成で容易に満足させることができる。
実施例1 次に、第1図を伴って、本発明による電流切換型論理回
路の定電流源制御用電源回路の第1の実施例を述べよ
う。
第1図に示す本発明による電流切換型論理回路の定電流
源制御用電源回路は、第1図の右側に示されている電流
切換型論理回路Mを有する半導体集積回路における、そ
の電流切換型論理回路Mの定電流源UAを制御する制御用
電源回路であって、その制御用電源回路が、次に述べる
構成を有する。
すなわち、前述した電源線E1及びE2間に電圧発生用負荷
回路LBが、Nチャンネル型電界効果トランジスタでなる
定電流源用トランジスタQBと定電流源用抵抗RBとを直列
に接続している電圧発生用定電流源UBを通じて接続さ
れ、そして、電圧発生用負荷回路LBから出力線GBが導出
され、また電圧発生用定電流源UBの定電流源用トランジ
スタQBのゲートから制御線CBが導出されている第1の電
圧発生回路T1を有する。
この場合、電圧発生回路T1の電圧発生用負荷回路LBが、
例えば電流切換型論理回路Mのスイッチング回路WA1に
ける負荷回路LA1及びスイッチング回路WA2における負荷
回路LA2に用いている抵抗rAと同様の抵抗rB1と他の抵抗
rB2の直列回路でなり、そして、出力線GBが、それら抵
抗rB1及びrB2の接続中点から導出され、従って、電流切
換型論理回路Mのスイッチング回路WA1における負荷回
路LA1及びスイッチング回路WA2における負荷回路LA2に
対応している構成を有する。
また、一定電圧を発生する第2の電圧発生回路T2を有す
る。
この場合、電圧発生回路T2は、第3の電源線E3に接続さ
れた入力線CCと、出力線GCとの間に接続されている線路
UCの構成を有する。
さらに、上述した電圧発生回路T1の出力線GBに接続され
ている入力線HBと、それと逆相であり且つ電圧発生回路
T2の出力線GCに接続されている入力線HCと、電圧発生回
路T1の制御線CB及び電圧発生回路T2の制御線CCに接続さ
れ、且つ電圧発生回路T1の出力線GBに得られる出力電圧
と同相の出力電圧を出力する出力線GAとを有する差動増
幅回路AMを有する。
しかして、いま述べた差動増幅回路AMの出力線GAが、上
述した電流切換型論理回路Mの制御線CAに接続されてい
る。
以上が、本発明による電流切換型論理回路の定電流源制
御用電源回路の第1の実施例の構成である。
このような構成を有する本発明による電流切換型論理回
路の定電流源制御用電源回路によれば、電圧発生回路T2
の出力線GCから電源線E3の電圧による一定電圧が得ら
れ、そして、電圧発生回路T1の出力線GBに得られる出力
電圧と電圧発生回路T2の出力線GCに得られる出力電圧と
が互に等しい電位で得られる。
そして、この場合、電圧発生回路T1の出力線GBに得られ
る出力電圧は、負荷回路LBの抵抗rB1として、電流切換
型論理回路Mの負荷回路LA1及びLA2における抵抗rAと同
じ値及び特性のものを用い、また、電圧発生回路T1の定
電流源用トランジスタQBとして、電流切換型論理回路M
の定電流源用抵抗QAと同じ特性のものを用い、さらに、
定電流源用抵抗RBとして、電流切換型論理回路Mの定電
流源用抵抗RAと同じ値及び特性のものを用いれば、電圧
発生回路T1の出力線GBの電位が電流切換型論理回路Mの
出力線O1及びO2から論理出力電圧が低レベルVLで得ら
れるときと同じ電位で得られる。
従って、第1図に示す本発明にる電流切換型論理回路の
定電流源制御用電源回路によれば、前述した所要事項を
満足させることができる。
実施例2 次に、第2図に伴って本発明による電流切換型論理回路
の定電流源制御用電源回路の第2の実施例を述べよう。
第2図において、第1図との対応部分には同一符号を付
し詳細説明を省略する。
第2図に示す本発明による電流切換型論理回路の定電流
源制御用電源回路は、第1図に示す本発明による電流切
換型論理回路の定電流源制御用電源回路において、その
電圧発生回路T2が、抵抗rC1及びrC2と、定電流回路Dと
が直列に接続されて電源線E3及びE2間と接続され、そし
て、抵抗rC1及びrC2の接続中点から、出力線GCが導出さ
れている、という定電圧分圧回路の構成を有する。
以上が本発明による電流切換型論理回路の定電流源制御
用電源回路の第2の実施例の構成である。
このような構成を有する本発明による電流切換型論理回
路の定電流源制御用電源回路によれば、それが上述した
事項を除いて、第1図の場合と同様であるので、詳細説
明は省略するが、電圧発生回路T2の出力線GCから、第1
図の場合とは異なる値であるが、一定の値を有する電圧
が得られるので、第1図で上述した本発明による電流切
換型論理回路の定電流源制御用電源回路の場合と同様
に、電流切換型論理回路Mに、前述した所要事項を満足
させることができる。
実施例3 次に、第3図を伴って本発明による電流切換型論理回路
の定電流源制御用電源回路の第3の実施例を述べよう。
第3図において、第1図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。
第3図に示す本発明による電流切換型論理回路の定電流
源制御用電源回路は、電圧発生回路T1が電流切換型論理
回路Mと同様の構成を有することを除いて、第1図の場
合と同様の構成を有する。従って、電圧発生回路T1にお
いて、電流切換型論理回路Mとの対応部分には同一符号
を付して詳細説明を省略する。ただし、この場合、電圧
発生回路T1の入力線I1及びI2が、第4及び第5の電源線
E4及びE5にそれぞれ接続されている。また、出力線O2が
省略され、出力線O1が出力線GCに接続されている。
以上が、本発明による電流切換型論理回路の定電流源制
御用電源回路の第3の実施例の構成である。
このような構成を有する本発明による電流切換型論理回
路の定電流源制御用電源回路によれば、それが上述した
事項を除いて、第1図の場合と同様の構成を有し、そし
て、電圧発生回路T1の出力線GCから一定電圧が得られる
ので、電源線E4及びE5の電圧を適当に選んでおけば、第
1図の場合と同様に、電圧発生回路T1の出力線GBから得
られる出力電圧と、電圧発生回路T2の出力線GCから得ら
れる出力電圧とが等しい値で得られるので、詳細説明は
省略するが、第1図の場合と同様の作用効果が得られ
る。
なお、上述においては、本発明のわずかな実施例を述べ
たに留まり、例えば、第1図〜第3図に示す構成におい
て、第4図A、B及びCに示すレベルシフト回路を、差
動増幅回路AMの入力線HB及びHC側にそれぞれ介挿した構
成にすることもできる。
また、上述においては、電流切換型論理回路M及び電圧
発生回路T1及びT2の用いているトランジスタがNチャン
ネル型電界効果トランジスタである場合につき述べた
が、電流切換型論理回路M及び電圧発生回路T1及びT2、
または電圧発生回路T1及びT2に用いているトランジスタ
を、NPN型バイポーラトランジスタに置換し、そして、
ドレインをコレクタ、ゲートをベースと読み代えた構成
とすることもでき、その他、本発明の精神を脱すること
なしに種々の変型、変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による電流切換型論理回路の定電流源
制御用電源回路の第1の実施例を示す接続図である。 第2図は、本発明による電流切換型論理回路の定電流源
制御用電源回路の第2の実施例を示す接続図である。 第3図は、本発明による電流切換型論理回路の定電流源
制御用電源回路の第3の実施例を示す接続図である。 第4図A、B及びCは、第1図、第2図及び第3図に示
す本発明による電流切換型論理回路の定電流源制御用電
源回路の第1、第2及び第3の実施例に適用し得るレベ
ルシフト回路を示す接続図である。 E1、E2、E3、E4、E5……電源線 QA1、QA2……スイッチング用トランジスタ LA1、LA2……負荷回路 WA1、WA2……スイッチング回路 QA、QB……定電流源用トランジスタ RA、RB……定電流源用抵抗 UA、UB……定電流源 I1、I2……入力線 O1、O2……出力線 CA……制御線 M……電流切換型論理回路 B1、B2……電圧発生用負荷回路 T1、T2……電圧発生回路 AM……差動増幅回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−278417(JP,A) 特公 昭63−5923(JP,B2) 実公 昭63−3223(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の電源線とその電位よりも低い電位の
    得られる第2の電源線との間に、Nチャンネル型電界効
    果トランジスタまたはNPN型バイポーラトランジスタで
    なるスイッチング用トランジスタと負荷回路とを直列に
    接続している第1及び第2のスイッチング回路の並列回
    路が、Nチャンネル型電界効果トランジスタまたはNPN
    型バイポーラトランジスタでなる定電流源用トランジス
    タを用いている定電流源を通じて接続され、上記定電流
    源の定電流源用トランジスタのゲートまたはベースから
    制御線が導出されている電流切換型論理回路を具備する
    半導体集積回路における、上記電流切換型論理回路の定
    電流源を制御する定電流源制御用電源回路において、 上記第1及び第2の電源線間に、電圧発生用負荷回路
    が、Nチャンネル型電界効果トランジスタまたはNPN型
    バイポーラトランジスタでなる定電流源用トランジスタ
    を用いている電圧発生用定電流源を通じて接続され、上
    記電圧発生用負荷回路から出力線が導出され、上記電圧
    発生用定電流源の定電流源用トランジスタのゲートまた
    はベースから制御線が導出されている第1及び第2の電
    圧発生回路と、 一定電圧を発生する電圧発生回路と、 上記第1電圧発生回路の出力線に接続されている第1の
    入力線と、それと逆相であり且つ上記第2の電圧発生回
    路の出力線に接続されている第2の入力線と、上記第1
    の電圧発生回路の制御線に接続され、且つ上記第1の電
    圧発生回路の出力線に得られる出力電圧と同相の出力電
    圧を出力する出力線とを有する差動増幅回路とを有し、 上記差動増幅回路の出力線が、上記電流切換型論理回路
    の制御線に接続されていることを特徴とする電流切換型
    論理回路の定電流源制御用電源回路。
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US9117268B2 (en) 2008-12-17 2015-08-25 Digimarc Corporation Out of phase digital watermarking in two chrominance directions
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