JP2811658B2 - Logic circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、論理回路に関し、特にアクティブ・プル
・ダウン回路を備えたNTL(ノン・スレッショルド・ロ
ジック)又はECL(エミッタ・カップルド・ロジック)
回路に利用して有効な技術に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logic circuit, and more particularly to an NTL (non-threshold logic) or an ECL (emitter coupled logic) having an active pull-down circuit.
The present invention relates to technology that is effective when used in circuits.
従来の高速バイポーラ型論理LSIは、専らECL(エミッ
タ・カップルド・ロジック)を用いて構成されている。
ECL回路等のようにエミッタフォロワ出力トランジスタ
を有する論理回路では、エミッタフォロワ出力トランジ
スタの低出力インピーダンスにより良好な信号の立ち上
がり特性を得ることができる。しかし、信号の立ち下が
り特性は、負荷容量とエミッタフォロワ抵抗の時定数で
決まるため、高速・高集積を目指すゲートアレイ等のLS
Iでの消費電力が必然的に増大してしまう。このため、
エミッタフォロワ出力回路の出力信号の立ち下がり特性
を改善しつつ、定常状態での消費電力を抑えたアクティ
ブ・プル・ダウン回路が、例えば特開昭50−134356号公
報により提案れている。Conventional high-speed bipolar logic LSIs are configured exclusively using ECL (emitter-coupled logic).
In a logic circuit having an emitter follower output transistor such as an ECL circuit, a good signal rising characteristic can be obtained due to the low output impedance of the emitter follower output transistor. However, the fall characteristics of the signal are determined by the time constant of the load capacitance and the emitter follower resistance.
The power consumption in I will inevitably increase. For this reason,
An active pull-down circuit that suppresses power consumption in a steady state while improving the fall characteristic of an output signal of an emitter follower output circuit has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-134356.
また、上記ECL回路のようにスレッショルド電圧を参
照して、そのハイレベル/ロウレベルの識別を行うもの
と異なり、特定のロジックスレッショルドを持たないNT
L回路がある。NTL回路にあっては、信号が複数のゲート
回路を通して増幅されるものであり、複数のゲート回路
の入力出力伝達特性がほゞ中心電圧で交叉すれば、この
交叉点より高い入力レベルは、順次増幅されることによ
って、最終的にはハイレベル側のに収束する。論理ゲー
ト回路にあっては、複数の論理ゲートが多段構成にされ
るので、上記NTL回路の伝達特性にバラツキがあって
も、同様なバラツキを持つ他の論理ゲート回路を通すこ
とにより、そのレベル補正が行われるので、伝達特性の
バラツキは実際上はあまり問題にならない。このような
NTL回路については、例えば昭和51年3月20日ラジオ技
術社発行、馬場玄式著『最新・電子デバイス事典』頁72
がある。Also, unlike the above ECL circuit, which refers to a threshold voltage and distinguishes between a high level and a low level, NT which does not have a specific logic threshold is used.
There is an L circuit. In an NTL circuit, a signal is amplified through a plurality of gate circuits, and if the input / output transfer characteristics of the plurality of gate circuits cross at approximately the center voltage, the input level higher than this crossing point is sequentially increased. By being amplified, the light finally converges on the high level side. In a logic gate circuit, since a plurality of logic gates are formed in a multi-stage configuration, even if the transfer characteristics of the NTL circuit vary, the level can be increased by passing through another logic gate circuit having similar variation. Since the correction is performed, the dispersion of the transfer characteristics does not actually matter much. like this
For details on NTL circuits, see, for example, March 20, 1976, published by Radio Technology Co., Ltd.
There is.
第6図に、アクティブ・プル・ダウン回路を備えたEC
L回路の一例の回路図が示されている。エミッタフォロ
ワ出力トランジスタQ3のエミッタに設けられるトランジ
スタQ4は、定常状態では抵抗R4とトランジスタQ5からな
るバイアス回路によりそのベース,エミッタ電圧VBEに
バイアスされておりほとんど電流を流さない。そして、
トランジスタQ3がオン状態からオフ状態に切り替わると
いう信号の変化時にエミッタフォロワトランジスタQ9を
通して伝えられる逆位相の信号によりオン状態になり、
出力端子OUTを高速にディスチャージさせる。Figure 6 shows an EC with an active pull-down circuit.
A circuit diagram of an example of the L circuit is shown. In a steady state, the transistor Q4 provided at the emitter of the emitter follower output transistor Q3 is biased to its base and emitter voltage V BE by a bias circuit composed of the resistor R4 and the transistor Q5, so that almost no current flows. And
When the signal that the transistor Q3 switches from the on state to the off state changes, the transistor Q3 is turned on by the opposite phase signal transmitted through the emitter follower transistor Q9,
Discharge output terminal OUT at high speed.
しかしながら、上記キャパシタC1による放電時間内に
信号の切り換えが発生すると、十分な出力信号の立ち下
がり特性が得らない。また、十分な出力信号の立ち下が
り特性を得るためには、キャパシタC1の容量値を増加又
はアクティブ・プル・ダウントランジスタQ4の定常電流
を増加させる必要がある。しかし、このようにすると出
力信号の立ち下がり特性のバラツキ及び出力信号のアン
ダーシュートによる立ち上がり特性の劣化や消費電力の
増加といった問題が生じる。However, if signal switching occurs within the discharge time of the capacitor C1, sufficient fall characteristics of the output signal cannot be obtained. Further, in order to obtain a sufficient fall characteristic of the output signal, it is necessary to increase the capacitance value of the capacitor C1 or increase the steady-state current of the active pull-down transistor Q4. However, this causes problems such as variations in the fall characteristics of the output signal, deterioration of the rise characteristics due to undershoot of the output signal, and an increase in power consumption.
この発明の目的は、低消費電力化を維持つつ、出力信
号の高速化を実現した論理回路を提供することにるあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a logic circuit that realizes high-speed output signals while maintaining low power consumption.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるで
あろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、
論理部により形成された出力信号を受けるエミッタフォ
ロワ出力トランジスタに対して上記出力トランジスタの
ベースに供給される入力信号に対して位相反転された信
号が容量素子を介してベースに供給されるアクティブ・
プル・ダウントランジスタを直列接続するとともに、そ
のベースとエミッタ間に所定のバイアス電圧を受けるト
ランジスタとエミッタ抵抗からなるバイアス回路を用
い、出力信号を上記バイアス回路を構成するトランジス
タのエミッタに帰還させる容量素子を接続する。The outline of a typical invention disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is,
For an emitter follower output transistor that receives an output signal formed by a logic unit, an active / inactive signal that is supplied to the base via a capacitor through a phase-inverted signal with respect to an input signal supplied to the base of the output transistor.
A capacitive element that connects a pull-down transistor in series and uses a bias circuit consisting of a transistor receiving a predetermined bias voltage between its base and emitter and an emitter resistor, and feeds back an output signal to the emitter of the transistor constituting the bias circuit. Connect.
上記した手段よれば、帰還用の容量素子により出力信
号の立ち下がりときにバイアストランジスタの介してア
クティブ・プル・ダウントランジスタのベース電位を下
げ、その過剰動作を抑えることができるから出力アンダ
ーシュートの発生を防ぐことができる。According to the above-described means, the base potential of the active pull-down transistor can be lowered via the bias transistor when the output signal falls due to the feedback capacitive element, and excessive operation thereof can be suppressed. Can be prevented.
第1図には、この発明に係るアクティブ・プル・ダウ
ン回路をNTL回路に用いた場合の一実施例の回路図が示
されている。同図の各回路素子は、公知のバイポーラ型
集積回路の製造技術によって、単結晶シリコンのような
1個の半導体基板上において形成される。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment in which the active pull-down circuit according to the present invention is used in an NTL circuit. Each circuit element in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known bipolar integrated circuit manufacturing technique.
入力端子IN1とIN2の信号を受けるトランジスタQ1,Q2
と、これらのトランジスタQ1とQ2の共通化されたコレク
タに設けられた抵抗R1及び共通化されたエミッタに設け
られた抵抗R2かならる回路はNTL回路を構成する。すな
わち、入力担子IN1又はIN2の信号がハイレベルのとき、
これらのトランジスタQ1又はQ2がオン状態になり、抵抗
R1とR2の抵抗比により決まる約−0.5Vのようなロウレベ
ルの出力信号を形成し、上記入力端子IN1とIN2の信号が
共にロウレベルのとき、トランジスタQ1とQ2が共にオフ
状態になり、そのコレクタから0Vのようなハイレベルの
出力信号bを形成する。それ故、このNTL回路は、2入
力のノアゲート論理回路を構成する。Transistors Q1 and Q2 that receive signals from input terminals IN1 and IN2
The circuit consisting of the resistor R1 provided at the common collector of the transistors Q1 and Q2 and the resistor R2 provided at the common emitter constitutes an NTL circuit. That is, when the signal of the input carrier IN1 or IN2 is at a high level,
When these transistors Q1 or Q2 are turned on,
A low-level output signal such as about -0.5 V determined by the resistance ratio of R1 and R2 is formed, and when the signals at the input terminals IN1 and IN2 are both low, the transistors Q1 and Q2 are both turned off, and their collectors are turned off. To form a high-level output signal b such as 0V. Therefore, this NTL circuit constitutes a two-input NOR gate logic circuit.
上記トランジスタQ1,Q2のコレクタ出力信号bは、エ
ミッタフォロワ出力トランジスタQ3のベースに供給され
る。このトランジスタQ3のエミッタには、上記アクティ
ブ・プル・ダウントランジスタQ4が直列形態に接続され
る。このトランジスタQ4のベースには、上記トランジス
タQ1,Q2のエミッタから得られる位相反転の出力信号c
がキャパシタC1を介して供給される。このトランジスタ
Q4を定常状態のとき比較的小さなアイドリング電流を流
すようにするため、次のバイアス回路が設けられる。The collector output signal b of the transistors Q1 and Q2 is supplied to the base of the emitter follower output transistor Q3. The active pull-down transistor Q4 is connected in series to the emitter of the transistor Q3. The base of the transistor Q4 has a phase inverted output signal c obtained from the emitters of the transistors Q1 and Q2.
Is supplied via the capacitor C1. This transistor
To allow a relatively small idling current to flow when Q4 is in a steady state, the following bias circuit is provided.
トランジスタQ4のベースとエミッタとの間には、所定
のバイアス電圧VB2を受けるトランジスタQ6と、そのエ
ミッタ抵抗R4が設けられる。また、トランジスタQ4のベ
ースには、所定のバイアス電圧VB1を受けるトランジス
タQ5のエミッタが接続される。このトランジスタQ5のコ
レクタは接地電位点に接続される。A transistor Q6 receiving a predetermined bias voltage VB2 and an emitter resistor R4 are provided between the base and the emitter of the transistor Q4. The emitter of a transistor Q5 receiving a predetermined bias voltage VB1 is connected to the base of the transistor Q4. The collector of this transistor Q5 is connected to the ground potential point.
そして、出力信号のアンダーシュートの発生を防止す
るために、この実施例では出力信号を上記バイアストラ
ンジスタQ6のエミッタに帰還させるキャパシタC2が設け
られる。In order to prevent undershoot of the output signal, in this embodiment, a capacitor C2 for feeding the output signal back to the emitter of the bias transistor Q6 is provided.
例えば、入力端子IN1,IN2の信号が共にロウレベルで
トランジスタQ1とQ2がオフ状態のとき、そのコレクタ出
力が接地電位0Vのようなハイレベルになる。したがっ
て、出力端子OUTの電位は、上記のハイレベルがエミッ
タフォロワ出力トランジスタQ3のベース,エミッタを介
してレベルシフトされるため、約−0.8Vのようなハイレ
ベルになっいる。For example, when the signals at the input terminals IN1 and IN2 are both low and the transistors Q1 and Q2 are off, the collector output goes to a high level such as the ground potential 0V. Therefore, the potential of the output terminal OUT is at a high level such as about -0.8 V because the high level is level-shifted via the base and the emitter of the emitter follower output transistor Q3.
この状態から、入力端子IN1の信号aがロウレベルか
らハイレベルに変化すると、出力信号bがハイレベルか
らロウレベルに変化する。これに応じて出力トランジス
タQ3が実質的にオフ状態になり、トランジスタQ1のエミ
ッタから得られる反転の出力信号cは、ロウレベルから
ハイレベルに変化し、このハイレベルへの変化に応じて
キャパシタC1を介してトランジスタQ4のベース電位を一
時的にハイレベルにする。これにより、トランジスタQ4
がオン状態になって、出力端子OUTの出力信号dを高速
にハイレベルからロウレベルに変化する。このとき、キ
ャパシタC2を介してトランジスタQ6のエミッタ電位をロ
ウレベル側を交流的に低下させる。これにより、トラン
ジスタQ6のコレクタ電流が流れ、トランジスタQ4のベー
ス電位を低下させるように作用する。言い換えるなら
ば、信号cのハイレベルに変化に対応してキャパシタC1
からトランジスタQ4のベースに伝えられる電位が、上記
キャパシタC2を介して帰還されるロウレベルの信号によ
り抑制される。これにより、出力信号dにアンダーシュ
ートが発生することを防止できる。From this state, when the signal a of the input terminal IN1 changes from low level to high level, the output signal b changes from high level to low level. In response, the output transistor Q3 is substantially turned off, and the inverted output signal c obtained from the emitter of the transistor Q1 changes from the low level to the high level, and the capacitor C1 changes in response to the change to the high level. The base potential of the transistor Q4 is temporarily set to the high level via the transistor Q4. This allows the transistor Q4
Is turned on, and the output signal d of the output terminal OUT changes from the high level to the low level at high speed. At this time, the emitter potential of the transistor Q6 is AC-lowered on the low level side via the capacitor C2. As a result, the collector current of the transistor Q6 flows, and acts to lower the base potential of the transistor Q4. In other words, the capacitor C1 corresponds to the high-level change of the signal c.
From the transistor Q4 to the base of the transistor Q4 is suppressed by the low-level signal fed back via the capacitor C2. Thus, it is possible to prevent undershoot from occurring in the output signal d.
このように、出力信号dのアンダーシュートの発生が
防止できることから、出力信号dのロウレベルへの立ち
下がり特性の改善のためにキャパシタC1の容量値は比較
的大きく設定して、その立ち下がり特性を改善しつつ、
キャパシタC2による上記のようなフィードバックにより
出力信号dにアンダーシュートが生じるのを防ぐことが
できる。このことは、実質的にトランジスタQ4のベース
電位の立ち上がり特性が劣化してしまうことを防ぐこと
ができることを意味する。As described above, since the undershoot of the output signal d can be prevented, the capacitance value of the capacitor C1 is set to be relatively large in order to improve the fall characteristic of the output signal d to the low level, and the fall characteristic is set. While improving
It is possible to prevent the output signal d from undershooting due to the feedback as described above by the capacitor C2. This means that the rise characteristic of the base potential of the transistor Q4 can be substantially prevented from deteriorating.
キャパシタC1は、トランジスタQ2のベース取り出し電
極を利用することで実質的なレイアウト面積を増加させ
ることなく、比較的大きな容量値に設定することができ
る。なお、上記帰還用のキャパシタC2も、同様にトラン
ジスタQ6等のエミッタ取り出し電極を利用して構成する
ことにより、レイアウト面積の縮小が可能になるもので
ある。The capacitor C1 can be set to a relatively large capacitance value by using the base extraction electrode of the transistor Q2 without substantially increasing the layout area. Note that the feedback capacitor C2 is also configured using an emitter extraction electrode such as the transistor Q6, so that the layout area can be reduced.
なお、比較的大きな電流を流す出力回路の動作電圧
は、比較的動作電流が小さな入力論理部と分けて構成さ
れる。すなわち、入力論理部の電源線はVccと−VEEとさ
れ、出力部はVcc′と−VEE′のように分けられる。これ
により、出力回路の動作により電源線Vcc′や−VEE′に
生じるノイズが入力論理部に伝えられることによって信
号のレベルマージンが悪化してしまうことを防止してい
る。The operating voltage of the output circuit through which a relatively large current flows is configured separately from the input logic unit having a relatively small operating current. That is, the power supply lines of the input logic section are set to Vcc and -VEE, and the output section is divided to Vcc 'and -VEE'. This prevents the noise generated on the power supply lines Vcc 'and -VEE' from being transmitted to the input logic unit due to the operation of the output circuit, thereby preventing the signal level margin from deteriorating.
第2図には、この発明に係るアクティブ・プル・ダウ
ン回路をNTL回路に用いた場合の他の一実施例の回路図
が示されている。FIG. 2 is a circuit diagram of another embodiment in which the active pull-down circuit according to the present invention is used in an NTL circuit.
この実施例では、出力信号dがキャパシタC3を介して
トランジスタQ5のベースに帰還される。特に制限されな
いが、トランジスタQ6やQ5のベースに供給されるバイア
ス電圧は、ダイオードD1,D2と、抵抗R5からなる直列回
路により形成される。すなわち、トランジスタQ6のベー
スには、ダイオードD1による順方向電圧VFが供給され
る。そして、上記トランジスタQ5のベースには、ダイオ
ードD1とD2による順方向電圧2VFが供給される。抵抗R5
は、上記ダイオードD1,D2に流すバイアス定電流を形成
する。抵抗R5には、−(VEE−2VF)/R5の定電流が流
れ、この定電流に従った定電流がトランジスタQ5とQ6に
流れるものとなる。In this embodiment, the output signal d is fed back to the base of the transistor Q5 via the capacitor C3. Although not particularly limited, the bias voltage supplied to the bases of the transistors Q6 and Q5 is formed by a series circuit including diodes D1 and D2 and a resistor R5. That is, the base of the transistor Q6, the forward voltage V F by the diode D1 is supplied. The base of the transistor Q5 is supplied with a forward voltage 2V F by the diodes D1 and D2. Resistance R5
Forms a bias constant current flowing through the diodes D1 and D2. A constant current of − (VEE−2V F ) / R5 flows through the resistor R5, and a constant current according to this constant current flows through the transistors Q5 and Q6.
この構成では、バイアス電圧VB1やVB2を形成する回路
が抵抗R5とダイオードD1,D2のような簡単な回路から形
成できる。In this configuration, a circuit for forming the bias voltages VB1 and VB2 can be formed from a simple circuit such as the resistor R5 and the diodes D1 and D2.
上記帰還用のキャパシタC3は、出力信号dの立ち上が
り特性の改善する。すなわち、出力信号dがロウレベル
からハイレベルに変化するとき、キャパシタC3を介して
トランジスタQ5のベース電位を高くする。これにより、
反転入力信号cがハイレベルからロウレベルに変化する
ときキャパシタC1によるトランジスタQ4の電位低下を抑
える。すなわち、トランジスタQ4の電位が定常状態以下
に低下すると、それが回復してからトランジスタQ4がオ
ン状態になるため、入力信号に応じて信号cがロウレベ
ルからハイレベルに高速に切り換えられたときの応答特
性を悪くする。この実施例では、上記出力信号dがハイ
レベルに変化するときに、キャパシタC3からの帰還信号
によってキャパシタC1から伝えられるトランジスタQ4の
ベース電位をバイアス点以下にしてしまうのを防ぐもの
である。The feedback capacitor C3 improves the rising characteristic of the output signal d. That is, when the output signal d changes from the low level to the high level, the base potential of the transistor Q5 is increased via the capacitor C3. This allows
When the inverted input signal c changes from the high level to the low level, the decrease in the potential of the transistor Q4 due to the capacitor C1 is suppressed. In other words, when the potential of the transistor Q4 drops below the steady state, the transistor Q4 is turned on after the recovery, and the response when the signal c is rapidly switched from the low level to the high level according to the input signal. Poor characteristics. In this embodiment, when the output signal d changes to a high level, the base signal of the transistor Q4 transmitted from the capacitor C1 by the feedback signal from the capacitor C3 is prevented from becoming lower than the bias point.
これにより、この実施例では、帰還用のキャパシタC2
とC3とによって、入力切り換え応答特性を大幅に向上さ
せることができる。Thus, in this embodiment, the feedback capacitor C2
With C3, input switching response characteristics can be significantly improved.
第3図には、この発明に係るアクティブ・プル・ダウ
ン回路をNTL会に用いた場合の更に他の一実施例の回路
図が示されている。FIG. 3 is a circuit diagram of still another embodiment in which the active pull-down circuit according to the present invention is used in an NTL meeting.
アクティブ・プル・ダウン回路を用いる場合には、上
記のようにプル・ダウントランジスタQ4にアイドリング
電流が流れるようにするためのバイアス電圧VB1を発生
させる回路が必要になるものである。この実施例のバイ
アス回路は、前記実施例に用いたバイアス回路と同様に
直列ダイオードD1,D2と抵抗R5から構成される。When an active pull-down circuit is used, a circuit for generating a bias voltage VB1 for allowing an idling current to flow through the pull-down transistor Q4 as described above is required. The bias circuit of this embodiment includes series diodes D1 and D2 and a resistor R5, similarly to the bias circuit used in the above embodiment.
すなわち、ダイオードD1とD2により形成した順方向電
圧2VFがトランジスタQ5のベースに供給される。これに
より、トランジスタQ5とダイオードD1,D2が電流ミラー
形態にされ、トランジスタQ5とQ4には抵抗R5により形成
した定電流に従った定電流を流すようにすることができ
る。このような構成を採ることによって、アクティブ・
プル・ダウン回路を用いた場合のバイアス回路の簡素化
が可能になるものである。That is, the forward voltage 2V F formed by the diodes D1 and D2 is supplied to the base of the transistor Q5. As a result, the transistor Q5 and the diodes D1 and D2 are in a current mirror form, and a constant current according to the constant current formed by the resistor R5 can flow through the transistors Q5 and Q4. By adopting such a configuration, the active
This makes it possible to simplify the bias circuit when a pull-down circuit is used.
第4図には、この発明に係るアクティブ・プル・ダウ
ン回路をECL回路に用いた場合の一実施例の回路図が示
されている。FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment in which the active pull-down circuit according to the present invention is used in an ECL circuit.
ECL回路においては、差動トランジスタ回路から出力
信号と反転信号が得られる。それ故、アクティブ・プル
・ダウントランジスタQ4のベースに伝えられる反転信号
は、基準電圧VBBを受ける反転の出力トランジスタQ7の
コレクタ出力を受けるエミッタフォロワ出力トランジス
タQ9のエミッタから得る。In the ECL circuit, an output signal and an inverted signal are obtained from the differential transistor circuit. Therefore, the inverted signal transmitted to the base of the active pull-down transistor Q4 is obtained from the emitter of the emitter follower output transistor Q9 receiving the collector output of the inverted output transistor Q7 receiving the reference voltage VBB.
この場合、差動トランジスタ回路における負荷抵抗を
RC2とRC3ように分割し、キャパシタC1を介してアクティ
ブ・プル・ダウントランジスタQ4のベースに伝えれる信
号量を設定するものである。これにより、アクティブ・
プル・ダウントランジスタQ4のベースの応答特性を最適
設定することができる。すなわち、キャパシタC1を通し
て過剰な信号がトランジスタQ4のベースに伝えられるこ
とによって生じるアンダーシュートや、出力信号の立ち
上がりときにトランジスタQ4が過剰に逆バイアスされて
しまうのを防ぐことができる。In this case, the load resistance in the differential transistor circuit
It is divided into RC2 and RC3, and sets the amount of signal transmitted to the base of the active pull-down transistor Q4 via the capacitor C1. This allows the active
The base response characteristics of the pull-down transistor Q4 can be optimally set. That is, it is possible to prevent an undershoot caused by transmission of an excessive signal to the base of the transistor Q4 through the capacitor C1, and an excessive reverse bias of the transistor Q4 when the output signal rises.
なお、この実施例のバイアス回路は、前記実施例に用
いたバイアス回路と同様に直列ダイオードD1,D2と抵抗R
5から構成される。すなわち、ダイオードD1とD2とによ
り形成した順方向電圧2VFがトランジスタQ5のベースに
供給される。これにより、トランジスタQ5とダイオード
D1,D2が電流ミラー形態にされ、トランジスタQ5とQ4に
は抵抗R5により形成した定電流に従った定電流を流すよ
うにすることができる。このような構成を採ることによ
って、アクティブ・プル・ダウン回路を用いた場合のバ
イアス回路の簡素化が容易になるものである。この構成
に代え、バイアス回路は、トランジスタQ5のベースに所
定のバイアス電流VB1を供給するものであってもよい。Incidentally, the bias circuit of this embodiment has the series diodes D1 and D2 and the resistor R as in the bias circuit used in the above embodiment.
Consists of five. That is, the forward voltage 2V F formed by the diodes D1 and D2 is supplied to the base of the transistor Q5. This allows the transistor Q5 and the diode
D1 and D2 are in the form of a current mirror, and a constant current according to the constant current formed by the resistor R5 can flow through the transistors Q5 and Q4. By adopting such a configuration, the simplification of the bias circuit in the case of using the active pull-down circuit is facilitated. Instead of this configuration, the bias circuit may supply a predetermined bias current VB1 to the base of the transistor Q5.
第5図には、この発明に係るアクティブ・プル・ダウ
ン回路をNTL回路に用いた場合の更に他の一実施例の回
路図が示されている。FIG. 5 is a circuit diagram of still another embodiment in which the active pull-down circuit according to the present invention is used in an NTL circuit.
この実施例では、ダイオードD3を可変容量素子として
用い、出力信号をアクティブ・プル・ダウントランジス
タQ4のベースに帰還させるために用いる。この構成で
は、入力信号IN1がハイレベルに立ち上がるとき、ダイ
オードD1は逆バイアスされてその容量値が小さくなって
いる。このため、ダイオードD3を通して逃げてしまうパ
ルス電流は小さくできる。これに対して、入力IN1の立
ち下がりのとき、キャパシタC1を通してトランジスタQ4
のベース電位が下がるを、上記ダイオードD1を介して帰
還される出力端子OUTにおける出力信号の立ち上がりで
補償することができる。このときには、上記逆バイアス
電圧が小さくなっているから、それに比例して容量値が
大きくなり、上記出力信号の帰還量を大きくできる。す
なわち、このダイオードD3は、前記第2図のキャパシタ
C3と同じ作用を持つものである。第2図の回路では、キ
ャパシタC3とキャパシタC1とはトランジスタQ5により分
離されいるから問題ないが、この実施例のようにキャパ
シタC1と帰還用の容量素子が出力端子OUTに対して直列
形態にされると、上記のようにキャパシタC1を通してト
ランジスタQ4のベースに伝えられる信号が帰還用の容量
素子を介して出力端子側に抜けてしまうのが、上記のよ
うな可変容量素子としてのダイオードD1を用いることに
より防止できるものとなる。In this embodiment, the diode D3 is used as a variable capacitance element, and is used to feed back an output signal to the base of the active pull-down transistor Q4. In this configuration, when the input signal IN1 rises to a high level, the diode D1 is reverse-biased and has a small capacitance value. Therefore, the pulse current that escapes through the diode D3 can be reduced. On the other hand, when the input IN1 falls, the transistor Q4
Can be compensated for by the rise of the output signal at the output terminal OUT which is fed back via the diode D1. At this time, since the reverse bias voltage is low, the capacitance value increases in proportion to the reverse bias voltage, and the feedback amount of the output signal can be increased. That is, this diode D3 is the capacitor of FIG.
It has the same effect as C3. In the circuit of FIG. 2, there is no problem because the capacitor C3 and the capacitor C1 are separated by the transistor Q5. However, as in this embodiment, the capacitor C1 and the feedback capacitive element are connected in series with the output terminal OUT. Then, as described above, the signal transmitted to the base of the transistor Q4 through the capacitor C1 escapes to the output terminal side via the feedback capacitance element, but the diode D1 as a variable capacitance element as described above is used. This can be prevented.
バイアス電圧VB1を受けるトランジスタQ5は、トラン
ジスタQ4にバイアス電流を流すものであり、トランジス
タQ5′とそのエミッタに設けられた抵抗R4′は、ダイオ
ードD1と逆バイアスさせて容量素子として作用させるた
めのバイアス電圧を形成する。The transistor Q5 receiving the bias voltage VB1 supplies a bias current to the transistor Q4, and the transistor Q5 'and the resistor R4' provided at the emitter thereof are biased to reverse bias the diode D1 to act as a capacitive element. Form a voltage.
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りで
ある。すなわち、 (1)論理部により形成された出力信号を受けるエミッ
タフォロワ出力トランジスタに対して上記出力トランジ
スタのベースに供給される入力信号に対して位相反転さ
れた信号が容量素子を介してベースに供給されるアクテ
ィブ・プル・ダウントランジスタを直列接続するととも
に、そのベースとエミッタ間に所定のバイアス電圧を受
けるトランジスタとエミッタ抵抗からなるバイアス回路
を用い、出力信号を上記バイアス回路を構成するトラン
ジスタのエミッタに帰還させる容量素子を接続する。こ
の構成においては、帰還用の容量素子により出力信号の
立ち下がりときにバイアストランジスタの介してアクテ
ィブ・プル・ダウントランジスタのベース電位を下げ、
その過剰動作を抑えることができるから出力信号の立ち
下がり特性を改善しつつ、出力アンダーシュートの発生
を防ぐことができるという効果が得られる。The operational effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) For an emitter follower output transistor receiving an output signal formed by a logic unit, a signal whose phase is inverted with respect to an input signal supplied to the base of the output transistor is supplied to the base via a capacitive element. The active pull-down transistor is connected in series, and a bias circuit consisting of a transistor receiving a predetermined bias voltage between its base and emitter and an emitter resistor is used to output an output signal to the emitter of the transistor constituting the bias circuit. Connect the capacitive element to be fed back. In this configuration, the base potential of the active pull-down transistor is lowered via the bias transistor when the output signal falls due to the feedback capacitive element,
Since the excessive operation can be suppressed, the effect of improving the fall characteristic of the output signal and preventing the occurrence of output undershoot can be obtained.
(2)論理部により形成された出力信号を受けるエミッ
タフォロワ出力トランジスタに対して上記出力トランジ
スタのベースに供給される入力信号に対して位相反転さ
れた信号が容量素子を介してベースに供給されるアクテ
ィブ・プル・ダウントランジスタを直列接続するととも
に、このアクティブ・プル・ダウントランジスタのベー
スに設けられるバイアス回路として、アクティブ・プル
・ダウントランジスタのベースにエミッタが結合された
バイアス電流供給トランジスタと、このトランジスタの
ベースとアクティブ・プル・ダウントランジスタのエミ
ッタとの間に設けられた2個からなるバイアス電流を流
す抵抗素子を用いることにより回路の簡素化を図ること
ができるという効果が得られる。(2) With respect to the emitter follower output transistor receiving the output signal formed by the logic unit, a signal whose phase is inverted with respect to the input signal supplied to the base of the output transistor is supplied to the base via the capacitive element. An active pull-down transistor is connected in series, and a bias current supply transistor having an emitter coupled to the base of the active pull-down transistor as a bias circuit provided at the base of the active pull-down transistor; The use of two resistive elements, which are provided between the base and the emitter of the active pull-down transistor and allow two bias currents to flow, has the effect of simplifying the circuit.
(3)論理部をELC回路により構成したとき、差動トラ
ンジスタ回路の反転出力信号を形成する負荷抵抗を分割
して、アクティブ・プル・ダウントランジスタのベース
に供給する信号量を調整することより、簡単な構成によ
りアクティブ・プル・ダウントランジスタの動作を最適
設定することができるという効果が得られる。(3) When the logic section is configured by an ELC circuit, by dividing the load resistance forming the inverted output signal of the differential transistor circuit and adjusting the signal amount supplied to the base of the active pull-down transistor, The effect that the operation of the active pull-down transistor can be optimally set by a simple configuration is obtained.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、第1図及び
第2図の実施例回路において、入力論理部ECL回路に置
き換えるものであってもよい。各実施例回路における出
力端子OUTに設けられる負荷抵抗RLは、負荷を一般的に
表したものであり、そのような抵抗素子が接続されると
いう意味ではない。論理部と出力部の電源線及び動作電
圧は必要に応じて分割すればよい。入力端子数は、必要
に応じて増加あるいは減少させてもよい。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor. For example, the circuit of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 may be replaced with an input logic unit ECL circuit. The load resistance RL provided at the output terminal OUT in each embodiment circuit generally represents a load, and does not mean that such a resistance element is connected. The power supply line and the operating voltage of the logic unit and the output unit may be divided as necessary. The number of input terminals may be increased or decreased as needed.
この発明は、NTLやECLのような高速論理部と、アクテ
ィブ・プル・ダウン回路とからなる論理回路に広く利用
することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for a logic circuit including a high-speed logic unit such as NTL or ECL and an active pull-down circuit.
本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。すなわち、論理部により形成された出力信号を受け
るエミッタフォロワ出力トランジスタに対して上記出力
トランジスタのベースに供給される入力信号に対して位
相反転された信号が容量素子を介してベースに供給され
るアクティブ・プル・ダウントランジスタを直列接続す
るとともに、そのベースとエミッタ間に所定のバイアス
電圧を受けるトランジスタとエミッタ抵抗からなるバイ
アス回路を用い、出力信号を上記バイアス回路を構成す
るトランジスタのエミッタに帰還させる容量素子を接続
する。この構成においては、帰還用の容量素子により出
力信号の立ち下がりときにバイアストランジスタの介し
てアクティブ・プル・ダウントランジスタのベース電位
を下げ、その過剰動作を抑えることができるから出力信
号の立ち下がり特性を改善しつつ、出力アンダーシュー
トの発生を防ぐことができる。The effects obtained by the representative inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, an active follower in which a signal whose phase is inverted with respect to an input signal supplied to the base of the output transistor is supplied to the base via the capacitor with respect to the emitter follower output transistor receiving the output signal formed by the logic unit. A capacitor for connecting a pull-down transistor in series and using a bias circuit consisting of a transistor receiving a predetermined bias voltage between its base and emitter and an emitter resistor to feed an output signal back to the emitter of the transistor constituting the bias circuit; Connect the elements. With this configuration, the base potential of the active pull-down transistor can be reduced via the bias transistor when the output signal falls due to the feedback capacitive element, and the excess operation can be suppressed. And the occurrence of output undershoot can be prevented.
第1図は、この発明に係るアクティブ・プル・ダウン回
路をNTL回路に用いた場合の一実施例を示す回路図、 第2図は、この発明に係るアクティブ・プル・ダウン回
路をNTL回路に用いた場合の他の一実施例を示す回路
図、 第3図は、この発明に係るアクティブ・プル・ダウン回
路をNTL回路に用いた場合の更に他の一実施例を示す回
路図、 第4図は、この発明に係るアクティブ・プル・ダウン回
路をECL回路に用いた場合の一実施例を示す回路図、 第5図は、この発明に係るアクティブ・プル・ダウン回
路をNTL回路に用いた場合の更に他の一実施例を示す回
路図、 第6図は、従来のアクティブ・プル・ダウン回路の一例
を示す回路図である。 Q1〜Q9……トランジスタ、R1〜R9,RC1〜RC3……抵抗、D
1〜D1……ダイオード、D3……ダイオード(可変容量素
子)、C1〜C3……キャパシタ、IN1,IN2……入力端子、O
UT……出力端子FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment in which an active pull-down circuit according to the present invention is used in an NTL circuit, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an active pull-down circuit according to the present invention in an NTL circuit. FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment in which the active pull-down circuit according to the present invention is used in an NTL circuit, and FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment in which an active pull-down circuit according to the present invention is used in an ECL circuit. FIG. 5 is a diagram showing an active pull-down circuit according to the present invention used in an NTL circuit. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional active pull-down circuit. Q1-Q9: Transistor, R1-R9, RC1-RC3: Resistance, D
1 to D1 ... diode, D3 ... diode (variable capacitance element), C1 to C3 ... capacitor, IN1, IN2 ... input terminals, O
UT …… Output terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和善 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日 立製作所デバイス開発センタ内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03K 19/086,19/088────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuyoshi Sato 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H03K 19/086 , 19/088
Claims (5)
フォロワ出力トランジスタと、 上記エミッタフォロワ出力トランジスタのエミッタにコ
レクタが接続され、上記エミッタフォロワ出力トランジ
スタのベースに上記論理部から供給される上記出力信号
に対して位相反転された信号が上記論理部から第1の容
量素子を介してベースに供給され、ベースとエミッタと
の間に所定のバイアス電圧を受けるトランジスタとエミ
ッタ抵抗からなるバイアス回路が設けられてなるアクテ
ィブ・プル・ダウントランジスタと、 上記エミッタフォロワ出力トランジスタのエミッタと上
記アクティブ・プル・ダウントランジスタのコレクタと
の接続点の出力信号を上記バイアス回路の上記トランジ
スタのエミッタに帰還させる第2の容量素子とを含むこ
とを特徴とする論理回路。A logic unit; an emitter follower output transistor for receiving an output signal formed by the logic unit; a collector connected to an emitter of the emitter follower output transistor; and a logic unit connected to a base of the emitter follower output transistor. A signal whose phase is inverted with respect to the output signal supplied from the logic unit is supplied from the logic unit to the base via the first capacitive element, and a transistor receiving a predetermined bias voltage between the base and the emitter, and an emitter resistor An active pull-down transistor provided with a bias circuit comprising: an emitter-follower output transistor; and an output signal at a connection point between the emitter of the active pull-down transistor and the collector of the active pull-down transistor. The second to return to Logic circuit which comprises a capacitive element.
フォロワ出力トランジスタと、 上記エミッタフォロワ出力トランジスタのエミッタにコ
レクタが接続され、上記エミッタフォロワ出力トランジ
スタのベースに上記論理部から供給される上記出力信号
に対して位相反転された信号が上記論理部から第1の容
量素子を介してベースに供給され、ベースとエミッタと
の間に抵抗が設けられてなるアクティブ・プル・ダウン
トランジスタと、 上記アクティブ・プル・ダウントランジスタのベースに
エミッタが結合されたバイアス電流供給トランジスタ
と、 上記バイアス電流供給トランジスタのベースと上記アク
ティブ・プル・ダウントランジスタのエミッタとの間に
設けられた2個からなる順方向ダイオードと、 上記順方向ダイオードにバイアス電流を流す抵抗とを含
むことを特徴とする論理回路。2. A logic section, an emitter follower output transistor receiving an output signal formed by the logic section, a collector connected to the emitter of the emitter follower output transistor, and a logic section connected to a base of the emitter follower output transistor. A signal whose phase is inverted with respect to the output signal supplied from the logic unit is supplied to the base from the logic unit via the first capacitor, and an active pull-up circuit having a resistor provided between the base and the emitter is provided. A down-transistor; a bias current supply transistor having an emitter coupled to the base of the active pull-down transistor; and 2 provided between the base of the bias current supply transistor and the emitter of the active pull-down transistor. And a forward diode consisting of Logic circuit which comprises a resistor for flowing a bias current in the forward direction diode.
構成されたものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項又は第2項に記載の論理回路。3. The logic circuit according to claim 1, wherein said logic unit is constituted by an NTL circuit or an ECL circuit.
フォロワ出力トランジスタと、 上記エミッタフォロワ出力トランジスタのエミッタにコ
レクタが接続され、上記エミッタフォロワ出力トランジ
スタのベースに上記論理部から供給される上記出力信号
に対して位相反転された信号が上記論理部から第1の容
量素子を介してベースに供給され、ベースとエミッタと
の間に抵抗が設けられてなるアクティブ・プル・ダウン
トランジスタと、 上記アクティブ・プル・ダウントランジスタのベースに
エミッタが結合されたバイアス電流供給トランジスタ
と、 上記バイアス電流供給トランジスタのベースと上記アク
ティブ・プル・ダウントランジスタのエミッタとの間に
設けられた抵抗と、 上記エミッタフォロワ出力トランジスタのエミッタと上
記アクティブ・プル・ダウントランジスタのコレクタと
の接続点の出力信号を上記アクティブ・プル・ダウント
ランジスタのベースに帰還させる第2の容量素子として
の可変容量素子とを含むことを特徴とする論理回路。4. A logic unit, an emitter follower output transistor receiving an output signal formed by the logic unit, a collector connected to an emitter of the emitter follower output transistor, and a logic unit connected to a base of the emitter follower output transistor. A signal whose phase is inverted with respect to the output signal supplied from the logic unit is supplied to the base from the logic unit via the first capacitor, and an active pull-up circuit having a resistor provided between the base and the emitter is provided. A down transistor; a bias current supply transistor having an emitter coupled to the base of the active pull down transistor; and a resistor provided between the base of the bias current supply transistor and the emitter of the active pull down transistor. And the emitter follower output A variable capacitance element as a second capacitance element for feeding back an output signal of a connection point between the emitter of the transistor and the collector of the active pull-down transistor to the base of the active pull-down transistor. Logic circuit.
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記
載の論理回路。5. The logic circuit according to claim 4, wherein said logic section is constituted by an ECL circuit.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19200589A JP2811658B2 (en) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Logic circuit |
| US07/557,109 US5283480A (en) | 1988-04-02 | 1990-07-25 | Semiconductor integrated circuit device with a plurality of logic circuits having active pull-down functions |
| US08/056,798 US5298802A (en) | 1988-04-02 | 1993-05-03 | Semiconductor integrated circuit device with a plurality of logic circuits having active pull-down functions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19200589A JP2811658B2 (en) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Logic circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355915A JPH0355915A (en) | 1991-03-11 |
| JP2811658B2 true JP2811658B2 (en) | 1998-10-15 |
Family
ID=16284020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19200589A Expired - Lifetime JP2811658B2 (en) | 1988-04-02 | 1989-07-25 | Logic circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811658B2 (en) |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP19200589A patent/JP2811658B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355915A (en) | 1991-03-11 |
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