JPS5830233A - トランジスタ回路 - Google Patents

トランジスタ回路

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JPS5830233A
JPS5830233A JP56128468A JP12846881A JPS5830233A JP S5830233 A JPS5830233 A JP S5830233A JP 56128468 A JP56128468 A JP 56128468A JP 12846881 A JP12846881 A JP 12846881A JP S5830233 A JPS5830233 A JP S5830233A
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JP
Japan
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transistor
input
circuit
output
terminal
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JP56128468A
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English (en)
Inventor
Satoru Tanizawa
谷澤 哲
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to IE1979/82A priority patent/IE53407B1/en
Priority to US06/408,846 priority patent/US4535258A/en
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/082Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
    • H03K19/088Transistor-transistor logic
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/013Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits
    • H03K19/0136Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits by means of a pull-up or down element

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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】 本発明は、TTL回路などのトランジスタ回路に係り、
特に出力トランジスタのプルダウン回路に関する。
TTL()ランジスタ・トランジスタ・ロジック)回路
の主反転増幅部は通常第1図に示すようにトランジスタ
Q、〜Q4、抵抗R1〜R3、プルダウン回路PDから
なり、入力INと逆相の出力OUTを生じる。即ち入力
INがH(高)レベルならトランジスタ回路従ってQ、
オン、トランジスタQs、Q4オフ、出力OUTはL(
低)レベルとなり、逆に入力INがLレベルならトラン
ジスタQt−Qtオフ、Qs。
Q4オン、出力OUTはHレベルとなる。プルダウン回
路PDは出力段トランジスタQ2がオンからオフになる
ときにそのベース電荷を排出し、該トランジスタのター
ンオフ従って出力0UTOLからHへの立上シを速める
ものである。
同様な機能を持つのは抵抗R3で、これはトランジスタ
Q4がオフするときそのベース電荷を排出してそのター
ンオフ従って出力OUTのHからLへの立下り・を速め
る。
プルダウン回路PDは2端子回路網、簡単にはR3と同
様に抵抗で構成される。しかしこの場合は次の問題があ
る。
抵抗がトランジスタQ!のベースとグランドの間に接続
されていると、電流は該抵抗を通りて常に流れることが
可能である。そこで入力INがLからHに立上るとき、
トランジスタQ、がオンし始めると直ちに電流がプルダ
ウン回路PDを通りて流れる。従ってトランジスタQ1
がオンし始めても、直ちKはトランジスタQ、のベース
、エミッタには電流は供給されない。そしてトランジス
タQ!ヘベース電流が供給されるのは、プルダウン回路
PDの電圧降下がトランジスタQzのベース、エミッタ
間電圧Vmmz (α6〜Q、8)以上になってからで
ある。
こうしてトランジスタ(bがまだオンにならない状態す
なわち出力OUTがHである状態でトランジスタQ1は
電流を流し始め、該電流は抵抗R3に電圧降下を生じ、
これが出力OUTの電位VOυiを下げることになる。
即ち出力OU’l’の電位VOU?は、電源電圧をV。
トランジスタQ。Q4のベース、エミッタ間電圧をVm
mis VB2、抵抗R8の電圧降下をVllとしたと
き、V  Wal−Vmm s −Vmg aで表わさ
れルカら、QtカオンしてVllが増加すれば出力OU
Tは低下する。
第2図はこの状況を示す図で、本回路はインバータであ
るから理想的には点線で示すように出力OUTのH,L
がステップ状に変るのが好ましいが、傾斜部S1が生じ
てしまう。これはノイズマージンを悪化させる。
プルダウン回路PDとしては抵抗とl5BD (シmy
トギバリャダイオード)との直列回路を用いることもあ
る。この場合は鎖線S!の如くなる。即ち8BDの付加
で該8BDがオンになるまで(8BDの順方向電圧は[
1,4V程度)入力INの電位V!aが増加してもトラ
ンジスタQ1はコレクタ電流を流さないから出力OUT
の電圧降下は生ぜず、SBDがオンになって91オン、
抵抗R1に電圧降下が生ム出力OUTの電位VOU’r
が低下し、やがてQ2オンで出力OUTは完全Lレベル
となる。
SBDを付加することにより本回路の入出力特性は若干
改善されるが、傾斜部が存在するという点は変らない、
勿論付加ダイオードの順方向電圧を高めれば傾斜部は減
少し、零にすることもできるが、それではトランジスタ
Q!のターンオフ時のベース電荷排出ができなくなる。
また傾斜は抵抗R1とプルダウン回路PDの抵抗との比
で決り、後者の抵抗を大とすれば傾斜は小となるがプル
ダウンが充分性なわれず、逆に後者の抵抗を小とすれば
プルダウンは充分性なわれるが前記傾斜が大となるから
ノイズマージンが小となシかつ入力INがHのときの電
力損失が大となる。
本発明はプルダウン回路を改良して入出力特性を理想的
なステップ状にしようとするもので、特徴とする所は入
力信号を受ける位相反転用トランジスタと、オンとなる
とき出力を低レベルにする第1のトランジスタおよびオ
ンとなるとき出力を高レベルにする第2のトランジスタ
を有し、これら第1.第2のトランジスタは前記位相反
転用トランジスタの出力を受けて一方がオン、他方がオ
フとなる出力段を備えるトランジスタ回路において、前
記第1のトランジスタのベース電荷排出用のプルダウン
回路が設けられ、該プルダウン回路が2端子回路網を有
し、該2端子回路網の一端が該第1のトランジスタのベ
ースに接続され、他端が該入力信号と同相の信号を出力
する制御回路の出力端に接続されてなることにある。次
に実施例を参照しながらこれを説明する。
第3図は本発明の一実施例のTTL論理回路を示し、第
1図と同じ部分には同じ符号が付しである。Qoは入力
部のマルチエミッタトランジスタで、Qlは位相反転用
トランジスタ、Q、は第1のトランジスタ、Q4は第2
のトランジスタである。すなわち偽がTTLの論理部で
、Qs= Qt−Qaが主反転増幅部である。両者を比
較すれば明らかなように本実施例ではプルダウン回路P
Dを、2端子回路網  。
TCと、制御用トランジスタQ、と抵抗R6とを直列接
続し、その接続点に入力INと同相の信号を与える制御
回路とから構成している。そして2端子回路網TCの他
端に制御回路よシ入力INと同相の信号を与えて、必要
時のみTCに電流を流してプルダウンするようにしてい
る。2端子回路網としては第4図(&)に示すようにS
BD、同(b)に示すように通常の接合型ダイオード、
同(、)に示すようにキャパシタ、同(,1示すように
単なる抵抗を用い、又はこれらの組合せを用いる。
この回路では入力INの電圧vXNがHからLへ立下る
ときトランジスタQ、がオフになるが、トランジスタQ
mもオフとなシ(あるいは入力のL>v、冨5ならQ、
は過渡的にオフとなシ、最終的にはオフしない)、プル
ダウンは2端子回路網TCと抵抗曳で行なわれ、トラン
ジスタQ鵞はオフとなる。2端子回路網が第4図(a)
 (′b)(Jの如くダイオード又は抵抗からなる場合
は第1図と同じKなシ、Qtベース電荷排出、該Q、の
ターンオフ促進が行なわれる。
これに対して入力INがLからHへ立上るときは、トラ
ンジスタQlはエミッタホロアであるから接続点P1へ
入力電圧と同じ電圧(詳しくはそれよシトランジスタQ
sのベースエミッタ間電圧だけ下9た電圧)を加える・
このため2端子回路網TCは電流を流さず、トランジス
タQ!がオンになる迄トランジスタQsはオフ、従って
抵抗R,に前記電圧降下Vm1は生ぜず、出力0υTの
低下はない。
つまシこの回路では入力INがHのとき2端子回路網T
Cの一端P、および他端P、は共に入力INよシトラン
ジ°スタQs−Qsのペース、エミッ/関電圧Vat、
 Vmmsだけ下った電位に、SJ>、Vsv 1 =
 Vne 5であれば両端Pier!の電位は等しく、
2端子回路網TCK電流は流れない。即ち、プルダウン
回路PDは無いのと同様になシ、出力レベルの低下はは
とんど生しない(厳密にはV絽1+TCの電位ド四ツブ
=V絽5でバランスする程度にわずかな電流がQte丁
Cを流れるが、この電流値は無視しうる#1どに小さく
なる)。
第5図は本回路の入出力特性を示す、入力INがHのと
き2端子回路網TCの両端P1*P1は前述のように同
電位にあるが、具体的には両者ともVlmlの電位にあ
る。即ち、点P、はグランドよj) Vmzだけ上にあ
シ、入力INはそれよシ更にVit+だけ上りた所にク
ランプされ、点P1は入力INよシv絹Sだけ下りた所
にあ)、各トランジスタのVlmは全て同じとすれば、
Ply P@の電位は共にグランドよlv□だけ上のレ
ベルにある。この状態で入力INがHからり、に変ると
、点P□は抵抗R4によジグランドレベルへ落され、−
力点P、はトランジスタものペース電荷等によりまだv
lのレベルにあるとすれば、2端子回路網TCおよび抵
抗R4を通って電流が流れ、該ペース電荷を引抜く。
2端子回路網として第4図(a) 、 (b)のような
ダイオードを用いると、電流が流れるのは点P!の電位
が核ダイオードの順方向電圧vf(Qwが完全圧オフL
、ナイ時テ4、入力I N (F) L L’ ヘk 
−Vus + Vf )にまで低下する間であるが、ペ
ース電荷排出のための電流は一時的に流れる電流で充分
である。またダイオードは可成シの静電容量を持ってお
シ、入力!Nの立下り時にはこの容量の充電電流が流れ
るから、この電流でペース電荷排出は充分行なわれる。
このような理由から2端子回路網TCとしてはダイオー
ドなどの他に第4図(C)に示す如きキャパシタでも充
分であシ、第4図(1) 、 (b) K示すダイオー
ドの場合にも、その静電容量が過渡的に有効であるとい
える。従りて2端子回路網TCとしては容量性の素子が
有効的である。この意味で使用するダイオードは順方向
でも逆方向でもよい。
第4図(菊に示す単なる抵抗の場合には、過渡的な引き
抜きはなく、レベル差による引抜き電流が流れるが、定
常的に大きなレベル差で確実にペースチャージを引き抜
くことができる。よってダイオード又は容量と抵抗を並
列接続したものは、両方の効果を持ち、より有効である
(第4図(・)参照)。
第6図は本発明の他の実施例を示す。本例では第3図の
npn)ランジスタQsO代シにpup )ランジスタ
電を用い、該トランジスタQ・によυ22端子路網TC
と抵抗R4との接続点P1へ入力INと同相の電圧を与
えている。即ち入力INがHならQ。
オンN Qsオンで点P1はHレベル、逆に入力INが
LならQ1オフ、Q・オフで点P1はLレベル、つまシ
点P、は入力INと同相であシ、入力INがLからHへ
立上るときもTC,R4の経路で電流が流れてQlがオ
ン姉なろうとすればQ・もオンで点PKの電位は引上け
られ、該電流は止む。結局Q1オンは(hオンまでまつ
ととになり、第3図と同様な動作になる。
第7図は本発明の他の実施例を示す回路図で、菖8図は
その入出力特性を示す図である。第3図の実施例の論理
部がマルチエミッタトランジスターと抵抗4よシ構成さ
れているのに対し、本実施例ではP!IP )ランジス
タQ□t Q、と抵抗R・とで構成している。
すなわち、本実Q[よれば、第2図の従来例に示すよう
な81w8!の如1!特性がなく、第5図に示すように
鋭い立上シ立下如特性が得られる。従ってvovtがH
4L、L−+H&C遷移する入力vxwの閾値vthを
大きくすることができる。(第5図ではVth# 2 
Vmx )そこで本実施例では論理部をp!IP )ラ
ンジスタQ1□、91!で構成し、’rTL回路として
の入力vlIにをV!翼よシVmm (Qo* Qtx
のペース・エミッタ間)低いレベル処し、■/xwの閾
値V’INを低いレベル和している(°第5図参照)。
以上説明したように本発明によれば、プルダウン回路を
必要時のみ動作させることができ、インバータ入出力特
性を改善してノイズマージンを高めることができる。ま
た傾斜が抵抗晧とプルダウン回路の抵抗との比で決まる
というようなことはないから設計の自由度が大きい。ま
たR1を独立に大きくして立上多速度を上げることも可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図に従来例を示す回路図、第2図はその入出力特性
図、第3図は本発明の実施例を示す回路図、la4図は
2端子回路網の例を示す記号図、第5図は第3図の入出
力特性を示す図、第6.7図は本発明の他の実施例を示
す回路図、第8図は第7図の入出力特性を示す図である
。 図面でQsは位相反転用トランジスタ、Q鵞は出力段の
第1のトランジスタ、Q、、Q4は同第2のトランジス
タ、PDはプルダウン回路、TCは容量性の2端子回路
網、R4は抵抗、Qllは制御用トランジスタである。 出願人 富士通株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力信号を受ける位相反転用トランジスタと、オンとな
    るとき出力を低レベルにする第1のトランジスタおよび
    オンとなるとき出力を高レベルにする第2のトランジス
    タを有し、これら第1.第2のトランジスタは前記位相
    反転用トランジスタの出力を受けて一方がオン、他方が
    オフとなる出力段を備えるトランジスタ回路において、
    前記第1のトランジスタのベース電荷排出用のプルダウ
    ン回路が設けられ、該プルダウン回路が2端子回路網を
    有し、該2端子回路網の一端が該第1のトランジスタの
    ベースに接続され、他端が該入力信号と同相の信号を出
    力する制御回路の出力端に接続されてなることを特徴と
    するトランジスタ回路。
JP56128468A 1981-08-17 1981-08-17 トランジスタ回路 Pending JPS5830233A (ja)

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