KR920010212B1 - 바이씨모스 ttl레벨 출력구동회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로
제1도는 종래의 TTL 논리회로중 인버터의 회로도이고,
제2도는 이 발명에 따른 바이씨모스 TTL레벨 구동회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 과포화방지부 2 : 제1스위칭부
3 : 제어부 4 : 제2스위칭부
R1∼R5 : 저항 Q1∼Q8 : 트랜지스터
P1,P2 : PMOS트랜지스터 N1∼N3 : NMOS트랜지스터
D1∼D3 : 다이오드 I1 : 인버터
VIN : 입력단 VOUT : 출력단
이 발명은 바이폴라 트랜지스터 및 MOS트랜지스터를 이용한 논리회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TTL논리회로의 스위칭속도를 개선하고 전력소모를 줄이기 위하여 MOS트랜지스터를 부가한 바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 노리회로의 구성에는 TTL논리회로를 많이 사용하고 있으며 제1도는 종래의 TTL논리회로중 인버터회로를 나타내고 있는 것으로, 상기 인버터회로에 입력단(VIN)의 입력전압이 로우레벨상태로 인가되면 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 턴오프상태로 되고 이에 따라 스위칭용 트랜지스터(Q2)의 베이스전위는 상승하여 달링톤회로를 구성하는 트랜지스터(Q2)(Q3)는 턴온되고 상기 스위칭용 트랜지스터(Q1)와 연결된 스위칭용 트랜지스터(Q4)는 상기 트랜지스터(Q1)가 턴오프됨에 따라 턴오프상태가 되어 출력단(VOUT)은 하이레벨상태로 출력된다.
그리고 상기 인버터회로에 하이레벨의 전압이 입력되면 상기 트랜지스터(Q1)는 턴온되고, 이에 따라 스위칭용 트랜지스터(Q2)의 베이스전위는 하강되어 달링톤회로를 구성하는 트랜지스터(Q2)(Q3)는 턴오프상태로 되어 출력단(VOUT)은 로우레벨상태로 출력된다.
그러나, 이와 같은 종래의 TTL논리회로는 달링톤회로를 구성하는 트랜지스터(Q2)(Q3)와 연결된 출력단(VOUT)이 하이레벨상태에서 로우레벨상태로 빨리 전환되기 위하여서는 상기 트랜지스터(Q3)의 베이스단자에 축적되어 있던 전하를 빨리 방전하여야 하므로 상기 트랜지스터(Q3)의 베이스단자에 저항(R1)를 연결하여 접지시켜 사용하나 상기 트랜지스터(Q3)가 턴온상태일때 상기 저항(R1)에서 상기 트랜지스터(Q3)의 베이스전압을 상기 저항(R1)값으로 나눈 전류가 지속적으로 흐르게 되어 전력소모의 원인이 되었다. 또한 출력단(VOUT)이 로우레벨 상태를 유지하기 위하여는 상기 트랜지스터(Q1)(Q4)를 턴온시키기 위한 포화전압이 인가되므로 상기 출력단이 로우레벨 상태에서 하이레벨 상태로 변화하는 스위칭시간이 지연된다는 문제점이 있었다.
이 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이 발명의 목적은 TTL논리회로의 입력단에 CMOS트랜지스터로 되는 과포화방지부를 구성하고 상기 TTL논리회로의 출력단에 누설전류 방지용 트랜지스터를 설치함으로서 TTL논리회로에서 발생하는 전력소모를 방지하고 스위칭속도가 개선되는 바이씨모스 TTL레벨 구동회로를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 특징은 바이씨모스 공정을 이용하여 구성하는 TTL레벨 논리회로에 있어서, 입력단에 인가되는 입력신호에 따라 구동되어 누설전류 방지신호를 출력함으로써 후단의 과포화 상태를 억제시키는 과포화방지부와, 상기 과포화방지부에 연결되며, 상기 과포화방지부의 출력에 따라 구동되어 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 입력단과 출력단과 과포화방지부와 제어부에 각각 연결되고, 제1스위칭부 및 제2스위칭부가 서로 연결되어, 상기 입력단에 인가되는 신호에 따른 로직신호를 출력단으로 출력하는 스위칭회로와로 구성되는 바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로에 있다.
이하, 이 발명의 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다. 제2도는 이 발명에 따른 바이씨모스 TTL레벨 출력구동 회로도로서 과포화방지부(1)와, 제어부(3)와, 제1스위칭부(2) 및 제2스위칭부(4)로 구성되는 스위칭회로부를 구비하고 있다.
이를 더욱 구체적으로 설명하면, 입력단(VIN)의 후단에 연결되어 구성되는 제1스위칭부(2)에 누설전류 방지신호를 인가하고 후단에 구성되는 제어부(3) 및 제2스위칭부(4)의 과포화 상태를 방지하는 과포화방지부(1)는, 전원(Vcc)에 연결되는 바이어스용 다이오드(D1)(D2)를 입력단(VIN)에 연결하여 인버터(I1)로 동작하는 PMOS트랜지스터(P1) 및 NMOS트랜지스터(N1)중 PMOS트랜지스터(P1)의 소오스측 연결함으로써 이루어진다. 상기 입력단(VIN)과 상기 과포화방지부(1) 및 제어부(3)은 연결되어 스위칭작용을 하는 제1스위칭부(2)는 상기 입력단(VIN)의 입력신호를 반전하게 하는 인버터(I1)를 상기 인버터(I1)의 신호에 따라 구동되는 PMOS트랜지스터(P2)에 연결하고, 상기 PMOS트랜지스터(P2)는 달링톤회로를 구성하여 상기 PMOS트랜지스터(P2)가 턴온되고 후단 제어부(3)의 신호에 따라 구동되는 트랜지스터(Q5)(Q6)로 이루어진다.
그리고 상기 제1스위칭부(2)는 상기 트랜지스터(Q6)의 베이스측에 누설전류방지용 NMOS 트랜지스터(N2)를 구성하여 상기 트랜지스터(Q5)이 턴오프상태시 상기 트랜지스터(Q6)의 베이스측에 축적된 전하 및 상기 과포화방지부(1)의 신호에 의하여 일시적으로 턴온상태가 되도록 한다. 상기 입력단(VIN) 및 상기 과포화방지부(1)에 연결되어 스위칭 제어신호를 발생하는 제어부(3)는 상기 과포화방지부(1)의 PMOS트랜지스터(P1)가 구동됨에 따라 구동되는 스위칭용 트랜지스터(Q7)를 다이오드(D3)에 연결하여 상기 트랜지스터(Q7)의 턴온 가능한 바이어스 전압을 상승하게 한다. 그리고 상기 제2스위칭부(4)는, 상기 제어부(3)의 트랜지스터(Q7)의 에미터에 스위칭용 트랜지스터(Q8)를 연결하여 상기 트랜지스터(Q7)가 턴온됨에 따라 턴온되게 한다. 그리고 상기 트랜지스터(Q8)의 베이스측에 입력단(VIN)과 연결되는 NMOS트랜지스터(N3)를 구성하여 상기 트랜지스터(Q8)가 온상태에서 오프상태로 변할때 상기 트랜지스터(Q8)베이스에 축적된 전하 및 입력신호에 의하여 일시적으로 구동되도록 한다.
이와 같이 구성된 이 발명은 입력단(VIN)에 하이레벨의 신호가 인가되면 PMOS트랜지스터(P1)는 턴오프상태가 되고 이에 따라 트랜지스터(Q7)(Q8) 및 NMOS트랜지스터(N1) 역시 턴오프상태가 된다. 그리고 상기 하이레벨의 입력신호는 인버터(I1)에 의하여 반전된 로우레벨상태로 PMOS트랜지스터(P2)에 인가되고 상기 트랜지스터(Q7)가 오프상태임에 따라 트랜지스터(Q5)의 베이스전위는 하이레벨 상태가 되어 상기 PMOS트랜지스터(P2) 및 달링톤회로를 구성하는 트랜지스터(Q5)(Q6)는 턴온상태가 되어 출력된(VOUT)은 하이레벨 신호를 출력한다. 그러나 상기 트랜지스터(Q5)의 에미터측에 연결된 NMOS 트랜지스터(N2)는 상기 과포화방지부(1)의 PMOS트랜지스터(P1)가 턴오프상태임에 따라 턴오프상태가 되어 접지로 방전되는 전류는 차단되므로 종래 TTL로직회로에서 발생하였던 누설전류는 방지될 수 있다.
그리고 상기 입력단(VIN)의 입력신호가 하이레벨 상태에서 로우레벨 상태로 인가되면 상기 PMOS트랜지스터(P1)는 턴온상태가 되나 상기 NMOS트랜지스터(N1)는 턴오프상태로 되어 트랜지스터(Q7)의 베이스전위는 상승하여 과포화 상태인 턴온상태로 되나 상기 트랜지스터(Q7)는 과포화방지부(1)의 다이오드(D1)(D2)에 의하여 포화의 정도는 줄어들게 되고 또한 후단의 다이오드(D3)에 의하여 턴온되는 트랜지스터(Q7)의 베이스의 바이어스 전압은 상승하게 되어 스위칭속도가 향상된다.
상기 트랜지스터(Q7)가 턴온됨에 따라 트랜지스터(Q8)의 베이스전위가 상승하여 상기 트랜지스터(Q8)는 턴온되나 상기 트랜지스터(Q8)베이스에 연결되는 NMOS트랜지스터(N3)는 오프상태이므로 상기 트랜지스터(Q8)가 턴온시 접지로 흐르는 전류는 차단되어 종래 TTL로직회로에 발생하는 누설전류는 방지된다.
그리고 상기 로우레벨의 입력전압은 인버터(I1)에 의하여 하이레벨 상태로 변화되어 상기 PMOS트랜지스터(P2)는 턴오프상태로 되고 이에 따라 트랜지스터(Q5)(Q6) 역시 턴오프 상태로 되어 출력단은 로우레벨을 출력하게 된다.
이때 상기 트랜지스터(Q6)의 턴온시 베이스에 축적되었던 전하는 상기 과포화방지부(1)의 PMOS트랜지스터(P1)가 턴온상태임에 따라 상기 NMOS트랜지스터(N2)는 턴온상태가 되어 상기 전하는 접지로 방전하게 상기 트랜지스터(Q6)의 스위칭속도는 향상된다. 그리고 입력단(VIN)에 로우레벨이 입력시 제2스위칭부(4)의 트랜지스터(Q8)는 턴온상태가 되어 상기 트랜지스터(Q8)의 베이스에 전하가 축적되나 상기 입력단(VIN)에 하이레벨 인가시 상기 트랜지스터(Q8)는 턴오프상태가 되고 NMOS 트랜지스터(N3)가 턴온됨에 따라서 상기 전하는 접지로 방전되어 상기 트랜지스터(Q8)의 스위칭속도는 향상될 수 있다.
이와 같이 이 발명은 종래의 TTL논리회로에 CMOS트랜지스터로 되는 포화방지부 및 스위칭부에 누설전류를 방지하고 출력단측 트랜지스터의 베이스측에 축적되는 전하를 발리 방출할 수 있는 트랜지스터를 구성함으로써 전력소모의 원인을 제거함과 동시에 스위칭속도를 개선하는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 바이씨모스 공정을 이용하여 구성하는 TTL레벨 논리회로에 있어서, 입력단(VIN)에 인가되는 입력신호에 따라 구동되어 누설전류 방지신호를 출력함으로써 후단의 과포화 상태를 억제시키는 과포화방지부(1)와, 상기 과포화방지부(1)에 연결되며, 상기 과포화방지부(1)의 출력에 따라 구동되어 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부(3)와, 상기 입력단(VIN)과 출력단(VOUT)과 과포화방지부(1)와 제어부(3)에 각각 연결되고, 제1스위칭부(2) 및 제2스위칭부(4)가 서로 연결되어, 상기 입력단(VIN)에 인가되는 신호에 따른 로직신호를 출력단(VOUT)으로 출력하는 스위칭회로와로 구성되는 것을 특징으로 하는 바이씨모스 TTL레벨 출력 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 과포화방지부(1)는 전원(Vcc)에 연결된 다이오드(D1)(D2)와, 상기 다이오드(D2)에 연결되고 입력단(VIN)의 입력신호에 따라 구동되는 PMOS트랜지스터(P1)와, 상기 PMOS트랜지스터(P1)에 연결되고. 상기 입력단(VIN)에 게이트가 연결되는 NMOS트랜지스터(N1)와로 구성되는 바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로.
  3. 제1항에 있어서. 상기 제어부(3)는 상기 과포화방지부(1)의 PMOS트랜지스터(P1)가 턴온됨에 따라 턴온되는 트랜지스터(Q7)와, 상기 트랜지스터(Q7)의 에미터측과 연결되어 상기 트랜지스터(Q7)의 틴온가능한 바이어스전압을 상승하게 하는 다이오드(D3)와로 구성되는 바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1스위칭부(2)는 입력측(VIN)에 연결되는 인버터(I1)와, 상기 인버터(I1)에 연결되어 상기 인버터(I1)의 신호에 따라 구동되어 누설전류를 방지하는 PMOS트랜지스터(P2)와, 상기 PMOS 트랜지스터(P2)에 연결되어 상기 제어부(3)의 트랜지스터(Q7)가 턴오프됨에 따라 턴온상태가 되는 달링톤 트랜지스터(Q5)(Q6)와 상기 트랜지스터(Q6)의 베이스에 연결되어 상기 과포화방지부(1)의 신호에 따라 구동되는 누설전류방지용 NMOS 트랜지스터(N2)와로 구성되는 바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2스위칭부(4)는 상기 제어부(3)트랜지스터(Q7)가 턴온됨에 따라 턴온되는 트랜지스터(Q8)와, 상기 트랜지스터(Q8)의 베이스측 및 입력단(VIN)에 연결되어 입력신호에 따라 구동되는 NMOS 트랜지스터(N3)와로 구성된 바이씨모스 TTL레벨 출력구동회로.
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