JPS6028414B2 - 半導体論理回路 - Google Patents
半導体論理回路Info
- Publication number
- JPS6028414B2 JPS6028414B2 JP52107799A JP10779977A JPS6028414B2 JP S6028414 B2 JPS6028414 B2 JP S6028414B2 JP 52107799 A JP52107799 A JP 52107799A JP 10779977 A JP10779977 A JP 10779977A JP S6028414 B2 JPS6028414 B2 JP S6028414B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- transistor
- power supply
- circuit
- supply voltage
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/082—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
- H03K19/086—Emitter coupled logic
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体論理回路に関するものであって、特に
電子計算機用論理素子として大規模集積化に適するもの
である。
電子計算機用論理素子として大規模集積化に適するもの
である。
‐第1図に従来技術によるェミッタフオロワを有するC
ML回路を示す。
ML回路を示す。
この場合には、ゲートの出力はェミツタフオロワトラン
ジスタKを介して取り出されるので、出力レベルに温度
依存性が現われる。抵抗R,〜R4及びダイオードD,
,D2、及びトランジタT4,T5を用いてトランジス
タT2のベースに与えるリファレンス電圧(VB8)と
電流源トランジスタT3のベースに与えるカレントソー
ス電圧(Vcs)を発生させる。ダイオードD,,D2
はVBB及びVcsに出力高レベルに見合う温度補正を
与えている。通常のCML回路においては信号振中は約
0.8Vであり、出力高レベルVo「り母−0.9V出
力低レベルVoLを一1.7V、リフアレンス電圧VB
Bら−1.3Vに選ばれる。大規模集積化を行うには、
低電源電圧、低振中にすることが必要である。第1図の
回路で低電源電圧化を実施しようとするとV88=一1
.3V‘こ固定されてしまい、トランジスタT3の飽和
のためにVcsレベルを高くしてV88を小さくするに
は、問題である。振中を0.4Vに半減させて出力高レ
ベルVoHこ0.9N、出力低レベルV。L=−1.3
V、リファレンス電圧VBB=−1.1Vとしても、電
源電圧はVBBシフト分の高々40仇hVの低下となる
のみである。第1図の回路からェミッタフオロワトラン
ジスタT6を取り除いて、第2図の回路とすれば出力高
レベルVoHらOVとなり、トランジスタT,,Lの飽
和をさげるため、振中は0.4Vとし、出力低レベルV
oL=−0.4Vに設定可能である。よってリファレン
ス電圧V88=−0.2Vとなり、トランジスタT2の
ェミツ夕霞圧は、ベースェミツタ電圧VBEら0.7V
であるので一0.9Nとなる。VcsをトランジスタT
2のェミッタ電圧と同電圧に選べば、Vcs=−0.9
Vとなる。コレクタ抵抗Rcとェミッタ抵抗REとの抵
抗比をRc/R8=1とすればVE83−2.0Vと極
めて低電源電圧が可能となる。第2図の回路における出
力レベル及びリファレンス電圧の温度依存性を調べてみ
ると、△V。H/△Ti=0・・・……・・・・・・…
……・・・【1}△v。L/△Tiコ−叢(R式;・△
vD△Ti−△VB8 …■△Ti△vB
B/△Ti=‐登(させ・帯‐△vBE△Tj
”‐【31ダイオ
ード電圧降下とトランジスタベースェミッタ電圧降下の
温度依存性がほゞ等みし・とすれば【2ー及び糊式は次
の如くに書ける。
ジスタKを介して取り出されるので、出力レベルに温度
依存性が現われる。抵抗R,〜R4及びダイオードD,
,D2、及びトランジタT4,T5を用いてトランジス
タT2のベースに与えるリファレンス電圧(VB8)と
電流源トランジスタT3のベースに与えるカレントソー
ス電圧(Vcs)を発生させる。ダイオードD,,D2
はVBB及びVcsに出力高レベルに見合う温度補正を
与えている。通常のCML回路においては信号振中は約
0.8Vであり、出力高レベルVo「り母−0.9V出
力低レベルVoLを一1.7V、リフアレンス電圧VB
Bら−1.3Vに選ばれる。大規模集積化を行うには、
低電源電圧、低振中にすることが必要である。第1図の
回路で低電源電圧化を実施しようとするとV88=一1
.3V‘こ固定されてしまい、トランジスタT3の飽和
のためにVcsレベルを高くしてV88を小さくするに
は、問題である。振中を0.4Vに半減させて出力高レ
ベルVoHこ0.9N、出力低レベルV。L=−1.3
V、リファレンス電圧VBB=−1.1Vとしても、電
源電圧はVBBシフト分の高々40仇hVの低下となる
のみである。第1図の回路からェミッタフオロワトラン
ジスタT6を取り除いて、第2図の回路とすれば出力高
レベルVoHらOVとなり、トランジスタT,,Lの飽
和をさげるため、振中は0.4Vとし、出力低レベルV
oL=−0.4Vに設定可能である。よってリファレン
ス電圧V88=−0.2Vとなり、トランジスタT2の
ェミツ夕霞圧は、ベースェミツタ電圧VBEら0.7V
であるので一0.9Nとなる。VcsをトランジスタT
2のェミッタ電圧と同電圧に選べば、Vcs=−0.9
Vとなる。コレクタ抵抗Rcとェミッタ抵抗REとの抵
抗比をRc/R8=1とすればVE83−2.0Vと極
めて低電源電圧が可能となる。第2図の回路における出
力レベル及びリファレンス電圧の温度依存性を調べてみ
ると、△V。H/△Ti=0・・・……・・・・・・…
……・・・【1}△v。L/△Tiコ−叢(R式;・△
vD△Ti−△VB8 …■△Ti△vB
B/△Ti=‐登(させ・帯‐△vBE△Tj
”‐【31ダイオ
ード電圧降下とトランジスタベースェミッタ電圧降下の
温度依存性がほゞ等みし・とすれば【2ー及び糊式は次
の如くに書ける。
R2 △VBE
△v。
L/△Ti=篭・R席耳△Tj(2’′
R2 △VB8 ………
△v畑/△化登前耳 △Tj
‘31′
トランジスタT4のベースにはVcsを印加しているの
で、R4には0.4Vの電圧降下がある。
で、R4には0.4Vの電圧降下がある。
VBB=−0.2VであるからR3/R4は0。5とな
る。
る。
以上のことから第2図の回路の温度特性はおおむね適切
であると言える。しかしながら電源電圧依存性は次の様
になる。△V。
であると言える。しかしながら電源電圧依存性は次の様
になる。△V。
H/△V8E=0 ………【4)△v。L
/△vEE=亀。手玉 ・・・・・・・・・【5)R3
R2 ..…,..・{6}△VBB/△
VEE=耳・耳打電抵抗R,及びR2での電圧降下は−
VEE−VDであるので約1.3Vとなり又抵抗R2で
の電圧降下はo.4Vであるため、R2/R,十R2*
0.3となる。
/△vEE=亀。手玉 ・・・・・・・・・【5)R3
R2 ..…,..・{6}△VBB/△
VEE=耳・耳打電抵抗R,及びR2での電圧降下は−
VEE−VDであるので約1.3Vとなり又抵抗R2で
の電圧降下はo.4Vであるため、R2/R,十R2*
0.3となる。
よって■及び棚式より△VoL/△VBB*0.3△V
BB/△VEE母0.15となる。このように出力低レ
ベルのVEE依存性が30%、リファレンス鰭圧のVE
8依存性が15%と大きいために第2図を回路では振中
0.4V系での雑音配分が不可能となり、低電源電圧、
低娠中は実現出来ない。第3図の回路では第2図の回路
で問題となった電源依存性をなくす配慮として、ダィオ
−ドD,及びD2により電源電圧V88から2つのダイ
オード電圧降下(VDによりVcsを発生させている。
BB/△VEE母0.15となる。このように出力低レ
ベルのVEE依存性が30%、リファレンス鰭圧のVE
8依存性が15%と大きいために第2図を回路では振中
0.4V系での雑音配分が不可能となり、低電源電圧、
低娠中は実現出来ない。第3図の回路では第2図の回路
で問題となった電源依存性をなくす配慮として、ダィオ
−ドD,及びD2により電源電圧V88から2つのダイ
オード電圧降下(VDによりVcsを発生させている。
この場合には、VEEはVcs−2Voとなり第2図の
回路よりも大きく−2.3V位となる。第3図の回路の
電源電圧依存性を調べている。△V。
回路よりも大きく−2.3V位となる。第3図の回路の
電源電圧依存性を調べている。△V。
H/△VEEコ。 ………(10)△V。L/
△VEB=0 ………(11)△VBB/△V
EE=0 ・・・・・・・・・(12){7}
〜■式に示す如く第3図の回路では電源電圧依存性をな
くすことが出来る。しかしながら温度依存性については
次式の如くになる。△V。
△VEB=0 ………(11)△VBB/△V
EE=0 ・・・・・・・・・(12){7}
〜■式に示す如く第3図の回路では電源電圧依存性をな
くすことが出来る。しかしながら温度依存性については
次式の如くになる。△V。
H/△Ti=0 ……(10)△vOL
/△Ti=−憲(2誌△会合)・・・・・・(11)小
畑/△Tに費(2鈴常)肌 (12) ダイオード電圧降下とトランジスタベースェミツタ電圧
降下の温度依存性がほゞ等しいとすれば(11)及び(
12)式は次の如くに書ける。
/△Ti=−憲(2誌△会合)・・・・・・(11)小
畑/△Tに費(2鈴常)肌 (12) ダイオード電圧降下とトランジスタベースェミツタ電圧
降下の温度依存性がほゞ等しいとすれば(11)及び(
12)式は次の如くに書ける。
R。△VBE△V。
L/△Tj=−R8 △Tj(11)′
△vBB/△Ti=−基 三重…,.,,.…(,2)
′R4 △Ti第3図の回路では、上式から出力低レ
ベルは−会竿半・リファレンス電田川5・全署の温度依
存性があり、△Tjを小さくすることが困難な大規模集
積論理回路において、これもまた雑音配分が不可能でで
ある。
′R4 △Ti第3図の回路では、上式から出力低レ
ベルは−会竿半・リファレンス電田川5・全署の温度依
存性があり、△Tjを小さくすることが困難な大規模集
積論理回路において、これもまた雑音配分が不可能でで
ある。
以上第2図、第3図の回路形式では温度依存性と電源電
圧依存性の両特性を満足させることが出来ない。
圧依存性の両特性を満足させることが出来ない。
本発明の目的は低電源電圧及び低振中により高速低消費
電力の大規模集積論理回路を実現させることにある。
電力の大規模集積論理回路を実現させることにある。
本発明の要点は以下の如くである。
低電源電圧、低振中とするために、回路はェミッタフオ
ロワを取り除き単純化したコレクタドラィブ方式とし、
雑音マージン確保のために電源電圧補償及び温度補償を
行う。
ロワを取り除き単純化したコレクタドラィブ方式とし、
雑音マージン確保のために電源電圧補償及び温度補償を
行う。
このために電源回路部にショットキダイオードを使用す
る。ショットダィオーダは順方向電圧が4・さく又その
温度依存性も極めて小さいために温度及び電源変動に伴
う雑音発生を小さく押えることが可能となる。第4図に
本発明による一実施例を示す。第4図の回路において、
トランジスタT,及びT2にてカレントスイッチを構成
し各々のトランジスタのコレク外こコレクタ抵抗を接続
し、コレクタ抵抗にかかる電圧を出力電圧として取り出
す。カレントスイッチには定電流源トランジスタT3が
接続される。トランジスタT3のベースには力レソトソ
ース電圧Vcsが印加される。グラウンド電圧Vccと
電源電圧VEEとの間に抵抗R,とショットキダイオー
ドSD及びダイオードDを直列に接続し、ショットキダ
イオードSD及びダイオードDの電圧降下によりVcs
を発生させる。抵抗R4とトランジスタT4により定電
流回路を構成しトランジスタT4のベースには上記Vc
sを印加する。トランジスタT4に流れる定電流による
抵抗R3の電圧降下によりリファレンス電圧VBBを発
生させ、トランジスタちのベースに印加する。抵抗R,
をショットキダイオードSD及びダイオード○の直列回
路にはバイアス電流を流しておき、電源電圧V88との
間にショットダイオードSDの順方向電圧Vsoとダイ
オードDの日頃方向電圧VDとの和であるVsD+Vo
の定電圧降下を発生せしめVcsとする。
る。ショットダィオーダは順方向電圧が4・さく又その
温度依存性も極めて小さいために温度及び電源変動に伴
う雑音発生を小さく押えることが可能となる。第4図に
本発明による一実施例を示す。第4図の回路において、
トランジスタT,及びT2にてカレントスイッチを構成
し各々のトランジスタのコレク外こコレクタ抵抗を接続
し、コレクタ抵抗にかかる電圧を出力電圧として取り出
す。カレントスイッチには定電流源トランジスタT3が
接続される。トランジスタT3のベースには力レソトソ
ース電圧Vcsが印加される。グラウンド電圧Vccと
電源電圧VEEとの間に抵抗R,とショットキダイオー
ドSD及びダイオードDを直列に接続し、ショットキダ
イオードSD及びダイオードDの電圧降下によりVcs
を発生させる。抵抗R4とトランジスタT4により定電
流回路を構成しトランジスタT4のベースには上記Vc
sを印加する。トランジスタT4に流れる定電流による
抵抗R3の電圧降下によりリファレンス電圧VBBを発
生させ、トランジスタちのベースに印加する。抵抗R,
をショットキダイオードSD及びダイオード○の直列回
路にはバイアス電流を流しておき、電源電圧V88との
間にショットダイオードSDの順方向電圧Vsoとダイ
オードDの日頃方向電圧VDとの和であるVsD+Vo
の定電圧降下を発生せしめVcsとする。
この様にすれば、電源電圧VEEが変動するとそれに追
随してVcsも変化する。
随してVcsも変化する。
この時トランジスタL及びT4のェミッタ抵抗RE及び
R4に加わる電圧は一定となり電源電圧VEBの変動に
対してトランジスタT3及びT4のコレクタ電流も一定
となる。この様にして出力レベル及びリファレンス電圧
VBBは電源電圧補償される。ショットキダイオードの
順方向電圧は通常のダイオードに比べて小さく製造する
ことが可能であり、低論理振中0.4Vと同程度にすれ
ば、電源電圧VE8を−2VIこ設定出来る。
R4に加わる電圧は一定となり電源電圧VEBの変動に
対してトランジスタT3及びT4のコレクタ電流も一定
となる。この様にして出力レベル及びリファレンス電圧
VBBは電源電圧補償される。ショットキダイオードの
順方向電圧は通常のダイオードに比べて小さく製造する
ことが可能であり、低論理振中0.4Vと同程度にすれ
ば、電源電圧VE8を−2VIこ設定出来る。
この場合の温度依存性は下式になる。△V。
H/△Ti=0 ………(13)△v。L
ノ△Ti=−R92,竺塁 …,.,,.,(,4)
RE △Ti△v8B/△Ti=舎・会合 ・・‐・・
…・(・5)定電流源トランジスタt及びT4の温度依
存性はダイオードDにより補正されて、出力低レベル及
びリファレンス電圧の温度依存性は、ショットキダイオ
ードSDのみの特性によるものとなる。
ノ△Ti=−R92,竺塁 …,.,,.,(,4)
RE △Ti△v8B/△Ti=舎・会合 ・・‐・・
…・(・5)定電流源トランジスタt及びT4の温度依
存性はダイオードDにより補正されて、出力低レベル及
びリファレンス電圧の温度依存性は、ショットキダイオ
ードSDのみの特性によるものとなる。
ショットキダイオードの順方向電圧温度依存性は通常ダ
イオードのそれと比べて極めて小さし、もで協会苦くく
詩 ・・・・.・・.・(16)よって(14)及び
(15)式の温度依存性も小さく温度補償が実現出来る
。従来では達成されなかった電源電圧補償と温度補償と
の両立が可能となり信号振中0.4Vでの雑音配分が行
える。
イオードのそれと比べて極めて小さし、もで協会苦くく
詩 ・・・・.・・.・(16)よって(14)及び
(15)式の温度依存性も小さく温度補償が実現出来る
。従来では達成されなかった電源電圧補償と温度補償と
の両立が可能となり信号振中0.4Vでの雑音配分が行
える。
又ショットキダイオードの順方向電圧が小さいので低電
源電圧での動作も可能となる。以上により低振中、低電
源電圧による高速かつ低消費電力のCML回路が実現出
来る。
源電圧での動作も可能となる。以上により低振中、低電
源電圧による高速かつ低消費電力のCML回路が実現出
来る。
第1図…従来技術によるヱミツタフオロワ付CML回路
、第2図・・・従来技術による低振中、低電源電圧CM
L回路、第3図・・・同上、第4図…本発明による抵振
中、低電源電圧CML回路。 R:抵抗、D:ダイオード、SD:ショットキーダイオ
ード、T:トランジスタ。オ7図オ2図 オ3図 才4図
、第2図・・・従来技術による低振中、低電源電圧CM
L回路、第3図・・・同上、第4図…本発明による抵振
中、低電源電圧CML回路。 R:抵抗、D:ダイオード、SD:ショットキーダイオ
ード、T:トランジスタ。オ7図オ2図 オ3図 才4図
Claims (1)
- 1 そのベースに入力信号が供給されるトランジスタと
そのベースにある電圧が供給されている他のトランジス
タを含みそれぞれのエミツタが共通に接続されている複
数のトランジスタと、前記複数のトランジスタのエミツ
タ電流を調整する調整トランジスタと、前記調整トラン
ジスタのベースエミツタ間に配された接合ダイオードと
シヨツトキーダイオードの直列接続をもち、前記調整ト
ランジスタのベースエミツタ間に定められた電圧を与え
る手段とを有することを特徴とする半導体論理回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52107799A JPS6028414B2 (ja) | 1977-09-09 | 1977-09-09 | 半導体論理回路 |
US05/940,009 US4249091A (en) | 1977-09-09 | 1978-09-06 | Logic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52107799A JPS6028414B2 (ja) | 1977-09-09 | 1977-09-09 | 半導体論理回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5441657A JPS5441657A (en) | 1979-04-03 |
JPS6028414B2 true JPS6028414B2 (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=14468317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52107799A Expired JPS6028414B2 (ja) | 1977-09-09 | 1977-09-09 | 半導体論理回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4249091A (ja) |
JP (1) | JPS6028414B2 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4366397A (en) * | 1979-06-29 | 1982-12-28 | Hitachi, Ltd. | Level conversion circuit |
JPS57104325A (en) * | 1980-12-20 | 1982-06-29 | Fujitsu Ltd | Ecl circuit |
JPS58125915A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-27 | Fujitsu Ltd | バイアス回路 |
FR2519211A1 (fr) * | 1981-12-30 | 1983-07-01 | Radiotechnique Compelec | Etage de sortie pour circuit integre a reseau de portes de la technique ecl regule vis-a-vis des variations liees aux temperatures de fonctionnement |
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US4575647A (en) * | 1983-07-08 | 1986-03-11 | International Business Machines Corporation | Reference-regulated compensated current switch emitter-follower circuit |
US4651038A (en) * | 1983-08-01 | 1987-03-17 | Fairchild Camera & Instrument Corporation | Gate having temperature-stabilized delay |
US4542331A (en) * | 1983-08-01 | 1985-09-17 | Signetics Corporation | Low-impedance voltage reference |
JPS6065557A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-15 | Fujitsu Ltd | 集積回路装置 |
US4547881A (en) * | 1983-11-09 | 1985-10-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | ECL Logic circuit with a circuit for dynamically switchable low drop current source |
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US4737663A (en) * | 1984-03-01 | 1988-04-12 | Advanced Micro Devices, Inc. | Current source arrangement for three-level emitter-coupled logic and four-level current mode logic |
US4745304A (en) * | 1985-05-03 | 1988-05-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Temperature compensation for ECL circuits |
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JPH0213121A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Fujitsu Ltd | 集積回路 |
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DE4201947C2 (de) * | 1992-01-24 | 1993-10-28 | Texas Instruments Deutschland | Integrierte Transistorschaltung mit Reststromkompensation |
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JP2009048405A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-03-05 | Funai Electric Co Ltd | 通信装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5135825B1 (ja) * | 1967-12-06 | 1976-10-05 | ||
JPS4818671B1 (ja) * | 1969-06-06 | 1973-06-07 | ||
US3751680A (en) * | 1972-03-02 | 1973-08-07 | Signetics Corp | Double-clamped schottky transistor logic gate circuit |
-
1977
- 1977-09-09 JP JP52107799A patent/JPS6028414B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-09-06 US US05/940,009 patent/US4249091A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5441657A (en) | 1979-04-03 |
US4249091A (en) | 1981-02-03 |
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