JPH01161920A - Ttl回路 - Google Patents
Ttl回路Info
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- JPH01161920A JPH01161920A JP31894387A JP31894387A JPH01161920A JP H01161920 A JPH01161920 A JP H01161920A JP 31894387 A JP31894387 A JP 31894387A JP 31894387 A JP31894387 A JP 31894387A JP H01161920 A JPH01161920 A JP H01161920A
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- transistor
- output transistor
- semiconductor chip
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
TTL回路、特に、出力トランジスタの出力特性の改善
を図るTTL回路の構成に関し、出力波形においてアン
ダーシュート、リンギングあるいはノイズが生じるのを
防止し、高性能かつ高信頬度の動作を得ることを目的と
し、■エミッタが低電位の第1の電源ラインに接続され
、コレクタより出力信号が得られる出力トランジスタ、
または■複数のエミッタを有し、該複数のエミッタのう
ち少なくとも1つの特定のエミッタが低電位の第2の電
源ラインに接続され且つ残りのエミッタが該第1の電源
ラインに接続され、コレクタより出力信号が得られる出
力トランジスタと、高電位の電源ラインからの電圧供給
を受け、入力信号に応答して前記出力トランジスタのベ
ースに対し該電圧に基づく電流の供給または遮断を行う
ベース駆動回路とを具備し、■の場合には出力トランジ
スタのベースと第2の電源ラインとの間に電荷バイパス
手段を設け、■の場合には出力トランジスタの前記特定
のエミッタを利用し、それによって、出力トランジスタ
のオン・オフ時にそのベースに過渡的に現れる電荷を第
2の電源ラインにバイパスさせるように構成する。
を図るTTL回路の構成に関し、出力波形においてアン
ダーシュート、リンギングあるいはノイズが生じるのを
防止し、高性能かつ高信頬度の動作を得ることを目的と
し、■エミッタが低電位の第1の電源ラインに接続され
、コレクタより出力信号が得られる出力トランジスタ、
または■複数のエミッタを有し、該複数のエミッタのう
ち少なくとも1つの特定のエミッタが低電位の第2の電
源ラインに接続され且つ残りのエミッタが該第1の電源
ラインに接続され、コレクタより出力信号が得られる出
力トランジスタと、高電位の電源ラインからの電圧供給
を受け、入力信号に応答して前記出力トランジスタのベ
ースに対し該電圧に基づく電流の供給または遮断を行う
ベース駆動回路とを具備し、■の場合には出力トランジ
スタのベースと第2の電源ラインとの間に電荷バイパス
手段を設け、■の場合には出力トランジスタの前記特定
のエミッタを利用し、それによって、出力トランジスタ
のオン・オフ時にそのベースに過渡的に現れる電荷を第
2の電源ラインにバイパスさせるように構成する。
本発明は、トランジスタ・トランジスタ論理回路(Tr
ansistor Transistor Logic
circuit;以下、TTL回路と称する)に関し
、特に、出力トランジスタの出力特性の改善を図るTT
L回路の構成に関する。
ansistor Transistor Logic
circuit;以下、TTL回路と称する)に関し
、特に、出力トランジスタの出力特性の改善を図るTT
L回路の構成に関する。
第6図には、従来知られている典型的なTTL回路の一
構成例が示される。このTTL回路は、主な回路素子と
して、出力トランジスタTIと、エミッタが該トランジ
スタのベースに接続され且つコレクタが抵抗器R3を介
して電源ラインVccに接続されたフェーズスプリンタ
トランジスタT2と、入力信号Viの変化をダイオード
Dを介して該フェーズスプリッタトランジスタのベース
に伝達する入力トランジスタT3とを含んでいる。また
、トランジスタT4 、 T5および抵抗器R5,R6
はオフバッフ1回路を構成し、該回路は、出力Voが“
し”レベルから“H”レベルに変化する時にその立上が
りを早める機能を有している。なお、出力トランジスタ
T1のコレクタ、すなわち出力端子OUTには被駆動回
路(図示せず)が接続される。従って、この被駆動回路
は出力トランジスタTIのオン・オフ動作によって駆動
されることになる。
構成例が示される。このTTL回路は、主な回路素子と
して、出力トランジスタTIと、エミッタが該トランジ
スタのベースに接続され且つコレクタが抵抗器R3を介
して電源ラインVccに接続されたフェーズスプリンタ
トランジスタT2と、入力信号Viの変化をダイオード
Dを介して該フェーズスプリッタトランジスタのベース
に伝達する入力トランジスタT3とを含んでいる。また
、トランジスタT4 、 T5および抵抗器R5,R6
はオフバッフ1回路を構成し、該回路は、出力Voが“
し”レベルから“H”レベルに変化する時にその立上が
りを早める機能を有している。なお、出力トランジスタ
T1のコレクタ、すなわち出力端子OUTには被駆動回
路(図示せず)が接続される。従って、この被駆動回路
は出力トランジスタTIのオン・オフ動作によって駆動
されることになる。
なお、Goは、本TTL回路が形成される半導体チップ
を収容するパッケージの外部接地(グランド)用ピンを
示し、破線で示されるLは、チップ上のグランドライン
GNDを外部ピンGoと接続するボンディングワイヤ等
の等価インダクタンスを表わしている。
を収容するパッケージの外部接地(グランド)用ピンを
示し、破線で示されるLは、チップ上のグランドライン
GNDを外部ピンGoと接続するボンディングワイヤ等
の等価インダクタンスを表わしている。
第6図に示される回路構成例では、
■入力信号Viが“し”レベルにある時は、入力トラン
ジスタT3はオン状態、トランジスタT2はオフ状態、
従って、出力トランジスタT1もオフ状態にあるので、
出力Voは“11”レベルにある。逆に、■入力信号V
iが“H”レベルにある時は、入力トランジスタT3は
オフ状態、トランジスタT2は、電源Vccから抵抗器
R4およびダイオードDを介してベース電流の供給を受
けるのでオン状態、従って、出力トランジスタT1は、
電源Vccから抵抗器R3およびトランジスタT2を介
してベース電流I、の供給を受け、オン状態にあるので
、出力vOは“し”レベルにある。
ジスタT3はオン状態、トランジスタT2はオフ状態、
従って、出力トランジスタT1もオフ状態にあるので、
出力Voは“11”レベルにある。逆に、■入力信号V
iが“H”レベルにある時は、入力トランジスタT3は
オフ状態、トランジスタT2は、電源Vccから抵抗器
R4およびダイオードDを介してベース電流の供給を受
けるのでオン状態、従って、出力トランジスタT1は、
電源Vccから抵抗器R3およびトランジスタT2を介
してベース電流I、の供給を受け、オン状態にあるので
、出力vOは“し”レベルにある。
従って、第6図のTTL回路は全体としてインバータの
機能を果たす。この場合、入力信号Viが“L″レベル
ら“■”レベルに変化した時点で出力トランジスタT1
はターンオンするが、このターンオンはベース電流■、
の供給によって行われる。
機能を果たす。この場合、入力信号Viが“L″レベル
ら“■”レベルに変化した時点で出力トランジスタT1
はターンオンするが、このターンオンはベース電流■、
の供給によって行われる。
しかも、駆動されるべき負荷が大きくなるとそれに応じ
て出力トランジスタT1の駆動能力を高める必要があり
、これに対処するためにはベース電流1+tを増大させ
る必要がある。
て出力トランジスタT1の駆動能力を高める必要があり
、これに対処するためにはベース電流1+tを増大させ
る必要がある。
上述した従来形のTTL回路においては、特に出力が“
H”レベルから“L”レベルに変化した時に問題が生じ
る。この時点における出力特性の波形が第7図に示され
る。
H”レベルから“L”レベルに変化した時に問題が生じ
る。この時点における出力特性の波形が第7図に示され
る。
出力がH”レベルから“し”レベルに変化する時点、す
なわち出力トランジスタTIがオフ状態からオン状態に
遷移する時は、出力トランジスタT1の応答時間の間、
過渡的に大きなベース電流が流れ、そのhfta倍に増
幅されたかなり大きなコレクタ電流が、出力端子からト
ランジスタT1およびグランドラインGNDを介して外
部グランドGoに向かって急激に流れる。この時、GN
DとGoの間の等価インダクタンスの誘導作用により、
同図に破線で示されるようにグランドラインの電位レベ
ルが過渡的に変動し、この影響で出力トランジスタT1
のベース電位v3も過渡的に変動する。
なわち出力トランジスタTIがオフ状態からオン状態に
遷移する時は、出力トランジスタT1の応答時間の間、
過渡的に大きなベース電流が流れ、そのhfta倍に増
幅されたかなり大きなコレクタ電流が、出力端子からト
ランジスタT1およびグランドラインGNDを介して外
部グランドGoに向かって急激に流れる。この時、GN
DとGoの間の等価インダクタンスの誘導作用により、
同図に破線で示されるようにグランドラインの電位レベ
ルが過渡的に変動し、この影響で出力トランジスタT1
のベース電位v3も過渡的に変動する。
これによって、出力Voの波形が外部グランドG。
のレベル以下のレベルに過渡的にアンダーシュートした
り、あるいは、ベース電流が比較的大きい場合には該出
力Voの波形にリンギングが生じ、その結果、次段回路
つまり被駆動回路の誤動作を招くという問題が生じる。
り、あるいは、ベース電流が比較的大きい場合には該出
力Voの波形にリンギングが生じ、その結果、次段回路
つまり被駆動回路の誤動作を招くという問題が生じる。
この場合、GNDの電位レベルも過渡的に変動するので
、グランドラインGNDに接続される他の回路も誤動作
するという可能性がある。また、急激な電流変化により
、電磁波が発生してノイズをひき起こすという問題も生
じる。これは、ベース電流の値が大きくなればなるほど
、より一層顕著に現れ、TTL回路としての性能、ひい
ては動作信頼度が低下することを意味するので、好まし
いことではない。
、グランドラインGNDに接続される他の回路も誤動作
するという可能性がある。また、急激な電流変化により
、電磁波が発生してノイズをひき起こすという問題も生
じる。これは、ベース電流の値が大きくなればなるほど
、より一層顕著に現れ、TTL回路としての性能、ひい
ては動作信頼度が低下することを意味するので、好まし
いことではない。
本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑み創作
されたもので、出力波形においてアンダーシュート、リ
ンギングあるいはノイズが生じるのを防止し、高性能か
つ高信頼度の動作を得ることができるTTL回路を提供
することを目的としている。
されたもので、出力波形においてアンダーシュート、リ
ンギングあるいはノイズが生じるのを防止し、高性能か
つ高信頼度の動作を得ることができるTTL回路を提供
することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段、および作用〕上述した
従来技術における問題点は、特に出力トランジスタのベ
ース電位が上昇する時に、該トランジスタがオンするに
充分な電位を越えて該ベース電位が過渡的に上昇するの
を抑制するような手段を設けることにより、解決される
。
従来技術における問題点は、特に出力トランジスタのベ
ース電位が上昇する時に、該トランジスタがオンするに
充分な電位を越えて該ベース電位が過渡的に上昇するの
を抑制するような手段を設けることにより、解決される
。
従って、本発明の1つの形態によれば、半導体チップ上
に形成されたTTL回路であって、エミッタが低電位の
第1の電源ラインに接続され、コレクタより出力信号が
得られる出力トランジスタと、高電位の電源ラインから
の電圧供給を受け、入力信号に応答して前記出力トラン
ジスタのベースに対し該電圧に基づく電流の供給または
遮断を行うベース駆動回路と、前記出力トランジスタの
ベースと低電位の第2の電源ラインとの間に接続された
電荷バイパス手段とを具備し、該電荷バイパス手段は、
前記ベース駆動回路が前記出力トランジスタのベースに
電流の供給を行う時に該ベースに過渡的に現れる余分の
電荷を前記低電位の第2の電源ラインにバイパスさせる
ようになっているTTL回路が提供される。
に形成されたTTL回路であって、エミッタが低電位の
第1の電源ラインに接続され、コレクタより出力信号が
得られる出力トランジスタと、高電位の電源ラインから
の電圧供給を受け、入力信号に応答して前記出力トラン
ジスタのベースに対し該電圧に基づく電流の供給または
遮断を行うベース駆動回路と、前記出力トランジスタの
ベースと低電位の第2の電源ラインとの間に接続された
電荷バイパス手段とを具備し、該電荷バイパス手段は、
前記ベース駆動回路が前記出力トランジスタのベースに
電流の供給を行う時に該ベースに過渡的に現れる余分の
電荷を前記低電位の第2の電源ラインにバイパスさせる
ようになっているTTL回路が提供される。
また、本発明の他の形態によれば、半導体装置プ上に形
成されたTTL回路であって、複数のエミッタを有し、
該複数のエミッタのうち少なくとも1つの特定のエミッ
タが低電位の第1の電源ラインに接続され且つ残りのエ
ミッタが低電位の第2の電源ラインに接続され、コレク
タより出力信号が得られる出力トランジスタと、高電位
の電源ラインからの電圧供給を受け、入力信号に応答し
て前記出力トランジスタのベースに対し該電圧に基づく
電流の供給または遮断を行うベース駆動回路とを具備し
、該出力トランジスタは、該ベース駆動回路が該出力ト
ランジスタのベースに電流の供給を行う時に該ベースに
過渡的に現れる余分の電荷を前記特定のエミッタを介し
て前記低電位の第1の電源ラインにバイパスさせるよう
になっているTTL回路が提供される。
成されたTTL回路であって、複数のエミッタを有し、
該複数のエミッタのうち少なくとも1つの特定のエミッ
タが低電位の第1の電源ラインに接続され且つ残りのエ
ミッタが低電位の第2の電源ラインに接続され、コレク
タより出力信号が得られる出力トランジスタと、高電位
の電源ラインからの電圧供給を受け、入力信号に応答し
て前記出力トランジスタのベースに対し該電圧に基づく
電流の供給または遮断を行うベース駆動回路とを具備し
、該出力トランジスタは、該ベース駆動回路が該出力ト
ランジスタのベースに電流の供給を行う時に該ベースに
過渡的に現れる余分の電荷を前記特定のエミッタを介し
て前記低電位の第1の電源ラインにバイパスさせるよう
になっているTTL回路が提供される。
なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細につ
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。
第1図には本発明の一実施例としてのTTL回路の回路
構成が示される。このTTL回路の特徴は、出力トラン
ジスタT1のベースとグランド(接地)ラインGND2
(OV)との間に順方向にダイオードDIを接続した
ことにある。このダイオードの具体的な作用については
、後で詳述する。
構成が示される。このTTL回路の特徴は、出力トラン
ジスタT1のベースとグランド(接地)ラインGND2
(OV)との間に順方向にダイオードDIを接続した
ことにある。このダイオードの具体的な作用については
、後で詳述する。
第1図において、出力トランジスタT1はショットキー
ダイオードクランプ形のNPNトランジスタからなり、
そのエミッタはグランドラインGNDI(Ov)に接地
され、コレクタは出力端子OUTに接続されている。こ
のグランドラインGNDIは、本実施例の回路が形成さ
れる半導体チップ上で前述のグランドラインGND2か
ら分離して形成されており、また、後で説明するように
等価インダクタンスLを介してチップ外部の接地用ピン
(グランドビン)Goに接続されている。出力トランジ
スタT1のベースは、ショットキーダイオードクランプ
形のNPNトランジスタT2のエミッタに接続され、ま
た、前述のダイオードD1を順方向に介してグランドラ
インGND2に接地されると共に、抵抗器R1を介して
グランドラインGND2に接地されている。ここで、ダ
イオードD1は、該ダイオードの順方向電圧降下■、が
出力トランジスタT1のベース・エミッタ間電圧■、よ
りも大きくなるように選定される (■。
ダイオードクランプ形のNPNトランジスタからなり、
そのエミッタはグランドラインGNDI(Ov)に接地
され、コレクタは出力端子OUTに接続されている。こ
のグランドラインGNDIは、本実施例の回路が形成さ
れる半導体チップ上で前述のグランドラインGND2か
ら分離して形成されており、また、後で説明するように
等価インダクタンスLを介してチップ外部の接地用ピン
(グランドビン)Goに接続されている。出力トランジ
スタT1のベースは、ショットキーダイオードクランプ
形のNPNトランジスタT2のエミッタに接続され、ま
た、前述のダイオードD1を順方向に介してグランドラ
インGND2に接地されると共に、抵抗器R1を介して
グランドラインGND2に接地されている。ここで、ダ
イオードD1は、該ダイオードの順方向電圧降下■、が
出力トランジスタT1のベース・エミッタ間電圧■、よ
りも大きくなるように選定される (■。
>Vmり。これは、例えば該ダイオードのサイズを出力
トランジスタTIのサイズより小さく設計することで容
易に得られる。
トランジスタTIのサイズより小さく設計することで容
易に得られる。
トランジスタT2はフェーズスプリッタトランジスタと
して機能し、そのベースは、抵抗器R2を介してグラン
ドラインGND2に接地されると共に、ショットキーバ
リヤダイオードDのカソードに接続されている。トラン
ジスタT2のコレクタは抵抗器R3を介して電源ライン
Vcc (5V)に接続されている。
して機能し、そのベースは、抵抗器R2を介してグラン
ドラインGND2に接地されると共に、ショットキーバ
リヤダイオードDのカソードに接続されている。トラン
ジスタT2のコレクタは抵抗器R3を介して電源ライン
Vcc (5V)に接続されている。
T3は入力端子INに印加された人力信号Viに応答す
る入力トランジスタであって、該トランジスタT3はシ
ョットキーダイオードクランプ形のPNPトランジスタ
の形態を有している。この入力トランジスタT3のコレ
クタはグランドラインGND2に接地され、エミッタは
、抵抗器R4を介して電源ラインVccに接続されると
共に、ショットキーバリヤダイオードDのアノードに接
続されている。
る入力トランジスタであって、該トランジスタT3はシ
ョットキーダイオードクランプ形のPNPトランジスタ
の形態を有している。この入力トランジスタT3のコレ
クタはグランドラインGND2に接地され、エミッタは
、抵抗器R4を介して電源ラインVccに接続されると
共に、ショットキーバリヤダイオードDのアノードに接
続されている。
トランジスタT2、T3、抵抗器R1−R4、およびダ
イオードDによりベース駆動回路BDが構成され、この
ベース駆動回路BDは全体として、入力信号Viに応答
して出力トランジスタT1のベースに対し電源電圧Vc
cに基づく電流の供給または遮断を行う機能を有してい
る。
イオードDによりベース駆動回路BDが構成され、この
ベース駆動回路BDは全体として、入力信号Viに応答
して出力トランジスタT1のベースに対し電源電圧Vc
cに基づく電流の供給または遮断を行う機能を有してい
る。
また、出力端子OUTと電源ラインVccとの間にはオ
フバッファ回路OBが接続され、このオフバッファ回路
は、ダーリントン接続されたショットキーダイオードク
ランプ形のNPNトランジスタT4およびNPN トラ
ンジスタT5と、抵抗器R5およびR6とにより構成さ
れている。オフバッファ回路OBは、出力Voが“L”
レベルから“11”レベルに変化する時にその立上がり
を早める機能を有している。
フバッファ回路OBが接続され、このオフバッファ回路
は、ダーリントン接続されたショットキーダイオードク
ランプ形のNPNトランジスタT4およびNPN トラ
ンジスタT5と、抵抗器R5およびR6とにより構成さ
れている。オフバッファ回路OBは、出力Voが“L”
レベルから“11”レベルに変化する時にその立上がり
を早める機能を有している。
第2図には第1図のTTL回路が形成された半導体チッ
プを収容するパッケージの構造が模式断面的に示される
。
プを収容するパッケージの構造が模式断面的に示される
。
第2図において、20はTTL回路が形成された半導体
チップを示し、該チップ20はパッケージ21内でステ
ージ22上に搭載されている。半導体チップ20上にお
いて各電源ライン(グランドラインを含む)はそれぞれ
対応のポンディングパッド(図示せず)に集約され、さ
らに各ポンディングパッドは、周知の方法によりそれぞ
れボンディング用ワイヤ23を介して、パッケージ21
の対応の外部ピンに接続されている。これらの外部ピン
のうち、図中Goで示される外部ピンは前述の接地用ピ
ンに対応する。また、破線で示されるLは、ボンディン
グ用ワイヤ23のインダクタンス、外部ピンGoのリー
ドインダクタンス等を等価的に表わしたものであり、第
1図に破線で示される等価インダクタンスしに対応して
いる。
チップを示し、該チップ20はパッケージ21内でステ
ージ22上に搭載されている。半導体チップ20上にお
いて各電源ライン(グランドラインを含む)はそれぞれ
対応のポンディングパッド(図示せず)に集約され、さ
らに各ポンディングパッドは、周知の方法によりそれぞ
れボンディング用ワイヤ23を介して、パッケージ21
の対応の外部ピンに接続されている。これらの外部ピン
のうち、図中Goで示される外部ピンは前述の接地用ピ
ンに対応する。また、破線で示されるLは、ボンディン
グ用ワイヤ23のインダクタンス、外部ピンGoのリー
ドインダクタンス等を等価的に表わしたものであり、第
1図に破線で示される等価インダクタンスしに対応して
いる。
次に、第1図のTTL回路の動作について説明する。
■入力信号Viが“II“レベルから“L″レベル変化
した時 まず、入力信号Viが″H’レベルの時は、入力トラン
ジスタT3はオフ状態、トランジスタT2はオン状態、
従って、出力トランジスタT1は、電源ラインVccか
ら抵抗器R3およびトランジスタT2を介してベース電
流!Bの供給を受け、オン状態にあるので、出力Voは
1L”レベルにある。
した時 まず、入力信号Viが″H’レベルの時は、入力トラン
ジスタT3はオフ状態、トランジスタT2はオン状態、
従って、出力トランジスタT1は、電源ラインVccか
ら抵抗器R3およびトランジスタT2を介してベース電
流!Bの供給を受け、オン状態にあるので、出力Voは
1L”レベルにある。
この状態で、入力信号vi、I!l(“L”レベルに変
化すると、トランジスタT3はオンし、トランジスタT
2はオフし、トランジスタT1は、ベース電荷が抵抗器
R1を介してグランドラインGND2に放電されるため
、オフに転する。
化すると、トランジスタT3はオンし、トランジスタT
2はオフし、トランジスタT1は、ベース電荷が抵抗器
R1を介してグランドラインGND2に放電されるため
、オフに転する。
一方、フェーズスプリッタトランジスタT2がオフする
と、オフバッファ回路08内のトランジスタT4のベー
ス電位が上昇するので、該トランジスタT4はオン状態
となり、これを受けてトランジスタT5もオン状態とな
り、出力トランジスタT1のコレクタ電位をひき上げる
。
と、オフバッファ回路08内のトランジスタT4のベー
ス電位が上昇するので、該トランジスタT4はオン状態
となり、これを受けてトランジスタT5もオン状態とな
り、出力トランジスタT1のコレクタ電位をひき上げる
。
従って、このオフバッファ回路OBの作用と上述の出力
トランジスタT1のオフ動作との相乗作用により、出力
Voは瞬時にH”レベルに変化する。
トランジスタT1のオフ動作との相乗作用により、出力
Voは瞬時にH”レベルに変化する。
■入力信号Viが“L”レベルから“11″レベルニ変
化した時(第3図の波形図参照;但し第3図の例示は5
0pF/lkΩの負荷に対して5PICEシミユレーシ
ヨン法を適用した場合) 入力信号Viが“L″レベル時は、入力トランジスタT
3はオン状態、トランジスタT2はオフ状態、従って、
出力トランジスタT1はオフ状態にあるので、該出力ト
ランジスタTlのベース電位V、はほぼグランドレベル
にあり、そのコレクタ電位すなわち出力Voは“II”
レベルにある。
化した時(第3図の波形図参照;但し第3図の例示は5
0pF/lkΩの負荷に対して5PICEシミユレーシ
ヨン法を適用した場合) 入力信号Viが“L″レベル時は、入力トランジスタT
3はオン状態、トランジスタT2はオフ状態、従って、
出力トランジスタT1はオフ状態にあるので、該出力ト
ランジスタTlのベース電位V、はほぼグランドレベル
にあり、そのコレクタ電位すなわち出力Voは“II”
レベルにある。
この状態で、入力信号Viが“11”レベルに変化する
と、トランジスタT3はオフし、トランジスタT2はオ
ンする。この時、出力トランジスタT1のベースには、
主として抵抗器R3の抵抗値によって決まる電流が電源
ラインVccから該抵抗器R3およびトランジスタT2
を介して一気に流れ込もうとする。
と、トランジスタT3はオフし、トランジスタT2はオ
ンする。この時、出力トランジスタT1のベースには、
主として抵抗器R3の抵抗値によって決まる電流が電源
ラインVccから該抵抗器R3およびトランジスタT2
を介して一気に流れ込もうとする。
従って、出力トランジスタT1のベース電位vllが急
激に上昇しようとする。
激に上昇しようとする。
ところが本実施例では、出力トランジスタT1のエミツ
タが接続されているグランドラインGNDIとは回路的
に切り離されている別のグランドラインGND2と該出
力トランジスタT1のベースとの間にダイオードD1が
接続されており、しかもこのダイオードD1の順方向電
圧降下■、は出力トランジスタTIのベース・エミッタ
間電圧V、よりも大きくなるように(VF >Vat)
選定されているので、該ベース上に過渡的に現れる余分
の電荷、すなわち(VF−Vat)に相当する電荷はダ
イオードD1を介してグランドラインGND2に瞬時に
放電される。
タが接続されているグランドラインGNDIとは回路的
に切り離されている別のグランドラインGND2と該出
力トランジスタT1のベースとの間にダイオードD1が
接続されており、しかもこのダイオードD1の順方向電
圧降下■、は出力トランジスタTIのベース・エミッタ
間電圧V、よりも大きくなるように(VF >Vat)
選定されているので、該ベース上に過渡的に現れる余分
の電荷、すなわち(VF−Vat)に相当する電荷はダ
イオードD1を介してグランドラインGND2に瞬時に
放電される。
従って、出力トランジスタTl側は、過渡的にコレクタ
電流を導通してグランドラインGNDIの電位レベルを
もち上げそうになった瞬間に、ダイオードD1によって
ベース電流がグランドラインGND2にバイパスされる
ようになっており、それによって、それ以上過大にコレ
クタ電流が流れなくなるようになっている。この結果、
グランドラインGNDIの電位はレベル変動せず、安定
し、出力トランジスタTIのベース電位V、もリンギン
グを伴うことなく安定して所定レベル(約0.8V)に
立ち上がる。
電流を導通してグランドラインGNDIの電位レベルを
もち上げそうになった瞬間に、ダイオードD1によって
ベース電流がグランドラインGND2にバイパスされる
ようになっており、それによって、それ以上過大にコレ
クタ電流が流れなくなるようになっている。この結果、
グランドラインGNDIの電位はレベル変動せず、安定
し、出力トランジスタTIのベース電位V、もリンギン
グを伴うことなく安定して所定レベル(約0.8V)に
立ち上がる。
同時に、出力Voもアンダーシュート、リンギング等を
伴うことなく、安定に1L″レベル(約0.2V)に変
化する。
伴うことなく、安定に1L″レベル(約0.2V)に変
化する。
このように、出力トランジスタT1のベースには該トラ
ンジスタがオンするに充分な最少限の電流のみが流入す
るように構成されているので、従来形(第7図参照)に
見られるように等価インダクタンスLの誘導作用に起因
してグランドレベルが過渡的に変動するといった不都合
な状況を回避することが可能となる。これによって、グ
ランドラインに接続される他の回路が誤動作するという
可能性を除去することができる。また、アンダーシュー
ト、リンギング等の発生が抑制されるので、次段の回路
が誤動作するといった不都合は解消され得る。これは、
TTL回路全体としての動作信頼度を高めるのに寄与す
るものである。
ンジスタがオンするに充分な最少限の電流のみが流入す
るように構成されているので、従来形(第7図参照)に
見られるように等価インダクタンスLの誘導作用に起因
してグランドレベルが過渡的に変動するといった不都合
な状況を回避することが可能となる。これによって、グ
ランドラインに接続される他の回路が誤動作するという
可能性を除去することができる。また、アンダーシュー
ト、リンギング等の発生が抑制されるので、次段の回路
が誤動作するといった不都合は解消され得る。これは、
TTL回路全体としての動作信頼度を高めるのに寄与す
るものである。
第4図には本発明の他の実施例としてのTTL回路の構
成が一部プロック的に示される。
成が一部プロック的に示される。
第4図のTTL回路が第1図のTTL回路と構成上界な
る点は、出力トランジスタとしてマルチエミッタ(本実
施例では2個のエミッタ)型トランジスタ肘を用いたこ
と、そして該トランジスタの特定のエミッタE2がグラ
ンドラインGND2に接続され、他方のエミッタElが
グランドラインGNDIに接続されていることである。
る点は、出力トランジスタとしてマルチエミッタ(本実
施例では2個のエミッタ)型トランジスタ肘を用いたこ
と、そして該トランジスタの特定のエミッタE2がグラ
ンドラインGND2に接続され、他方のエミッタElが
グランドラインGNDIに接続されていることである。
第4図のTTL回路の作用上の特徴は、該特定のエミッ
タE2に、第1図実施例におけるダイオードD1と等価
的な役割を負わせたことにある。
タE2に、第1図実施例におけるダイオードD1と等価
的な役割を負わせたことにある。
第5図(a)〜(c)には、第4図におけるマルチエミ
ッタ型出力トランジスタの半導体チップ上での配置形態
の一例が示され、(a)は平面図、(b)はB−B線断
面図、(c)はC−C線断面図を示す。
ッタ型出力トランジスタの半導体チップ上での配置形態
の一例が示され、(a)は平面図、(b)はB−B線断
面図、(c)はC−C線断面図を示す。
第5図において、51はp型の半導体基板、52はn°
型の埋込み層、53は素子分離領域を形成するためのp
型のエピタキシャル層、54はトランジスタ素子を形成
するためのn型のエピタキシャル層、55はコレクタ領
域を形成するためのn゛型の拡散層、56はベース領域
を形成するためのp゛型の拡散層であって、n型のエピ
タキシャル層54内に形成されている。57および58
はそれぞれ「特定の」エミッタ(E2)領域、「残りの
」エミッタ(E1)領域を形成するためのn゛型の拡散
層である。また、59は絶縁層、60はコレクタ電極、
6エはベース電極、62は「特定の」エミッタ電極、6
3は「残りの」エミッタ電極を示す。
型の埋込み層、53は素子分離領域を形成するためのp
型のエピタキシャル層、54はトランジスタ素子を形成
するためのn型のエピタキシャル層、55はコレクタ領
域を形成するためのn゛型の拡散層、56はベース領域
を形成するためのp゛型の拡散層であって、n型のエピ
タキシャル層54内に形成されている。57および58
はそれぞれ「特定の」エミッタ(E2)領域、「残りの
」エミッタ(E1)領域を形成するためのn゛型の拡散
層である。また、59は絶縁層、60はコレクタ電極、
6エはベース電極、62は「特定の」エミッタ電極、6
3は「残りの」エミッタ電極を示す。
なお、上述した各実施例においてはオフバッファ回路O
Bを用いた場合について説明したが、これは必ずしも必
要ではなく、オープンコレクタ形式としてもよい。この
場合には、次段回路(被駆動回路)によって出力Voの
レベルが″Hルベルに立上げられる。
Bを用いた場合について説明したが、これは必ずしも必
要ではなく、オープンコレクタ形式としてもよい。この
場合には、次段回路(被駆動回路)によって出力Voの
レベルが″Hルベルに立上げられる。
また、上述した各実施例では入力信号が1つの場合のT
TL回路(インバータ回路)について説明したが、それ
に限らず、例えば2つの入力信号を組み合わせてTTL
回路をノアゲートとして機能させることも可能である。
TL回路(インバータ回路)について説明したが、それ
に限らず、例えば2つの入力信号を組み合わせてTTL
回路をノアゲートとして機能させることも可能である。
他に種々の変形が本発明の要旨から逸脱することなく容
易になされ得ることは、当業者にとって明らかであろう
。
易になされ得ることは、当業者にとって明らかであろう
。
以上説明したように本発明のTTL回路によれば、出力
波形においてアンダーシュート、リンギング等が生じる
のを防止することができ、TTL回路全体として高性能
かつ高信顛度の動作を実現することができる。
波形においてアンダーシュート、リンギング等が生じる
のを防止することができ、TTL回路全体として高性能
かつ高信顛度の動作を実現することができる。
第1図は本発明の一実施例としてのTTL回路の構成を
示す回路図、 第2図は第1図のTTL回路が形成された半導体チップ
を収容するパッケージの構造を模式的に示す断面図、 第3図は第1図における出力トランジスタのスイッチン
グ時のコレクタ電極およびベース電位の変化を示す波形
図、 第4図は本発明の他の実施例としてのTTL回路の構成
を一部ブロック的に示す回路図、第5図(a)〜(c)
は第4図におけるマルチエミッタ型出力トランジスタの
半導体チップ上での配置形態の一例を示し、(a)は平
面図、(b)はB−B線断面図、(c)はC−C線断面
図、第6図は従来形の一例としてのTTL回路の構成を
示す回路図、 第7図は第6図における出力トランジスタのスイツチン
グ時のコレクタ電位およびベース電位の変化を示す波形
図、 である。 (符号の説明) T1・・・出力トランジスタ、BD・・・ベース駆動回
路、Dl・・・電荷バイパス手段、 MT・・・マルチエミッタ型出力トランジスタ、El、
E2・・・トランジスタMTのエミッタ、GNDI 、
GND2・・・低電位の電源ライン、Vcc・・・高
電位の電源ライン、 Vi・・・入力信号、 Vo・・・出力信号、G
o・・・外部接地用ビン、 20・・・半導体チップ、
21・・・パフケージ、 23・・・ボンディング用導体。 コ・r、L 司 第1図 第2図 ??4図 ■ (: L O/lし 、ノ 従来形の一例としてのTTL回路の構成を示す回路図第
6図 一時間(nS) 第1図における出力トランジスタのスイッチング時のコ
レクタ電位およびベース電位の変化を示す波形図−一時
間(nS)
示す回路図、 第2図は第1図のTTL回路が形成された半導体チップ
を収容するパッケージの構造を模式的に示す断面図、 第3図は第1図における出力トランジスタのスイッチン
グ時のコレクタ電極およびベース電位の変化を示す波形
図、 第4図は本発明の他の実施例としてのTTL回路の構成
を一部ブロック的に示す回路図、第5図(a)〜(c)
は第4図におけるマルチエミッタ型出力トランジスタの
半導体チップ上での配置形態の一例を示し、(a)は平
面図、(b)はB−B線断面図、(c)はC−C線断面
図、第6図は従来形の一例としてのTTL回路の構成を
示す回路図、 第7図は第6図における出力トランジスタのスイツチン
グ時のコレクタ電位およびベース電位の変化を示す波形
図、 である。 (符号の説明) T1・・・出力トランジスタ、BD・・・ベース駆動回
路、Dl・・・電荷バイパス手段、 MT・・・マルチエミッタ型出力トランジスタ、El、
E2・・・トランジスタMTのエミッタ、GNDI 、
GND2・・・低電位の電源ライン、Vcc・・・高
電位の電源ライン、 Vi・・・入力信号、 Vo・・・出力信号、G
o・・・外部接地用ビン、 20・・・半導体チップ、
21・・・パフケージ、 23・・・ボンディング用導体。 コ・r、L 司 第1図 第2図 ??4図 ■ (: L O/lし 、ノ 従来形の一例としてのTTL回路の構成を示す回路図第
6図 一時間(nS) 第1図における出力トランジスタのスイッチング時のコ
レクタ電位およびベース電位の変化を示す波形図−一時
間(nS)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体チップ(20)上に形成されたTTL回路で
あって、 エミッタが低電位の第1の電源ライン(GND1)に接
続され、コレクタより出力信号(Vo)が得られる出力
トランジスタ(T1)と、 高電位の電源ライン(Vcc)からの電圧供給を受け、
入力信号(Vi)に応答して前記出力トランジスタのベ
ースに対し該電圧に基づく電流の供給または遮断を行う
ベース駆動回路(BD)と、 前記出力トランジスタのベースと低電位の第2の電源ラ
イン(GND2)との間に接続された電荷バイパス手段
(D1)とを具備し、 該電荷バイパス手段は、前記ベース駆動回路が前記出力
トランジスタのベースに電流の供給を行う時に該ベース
に過渡的に現れる余分の電荷を前記低電位の第2の電源
ラインにバイパスさせるようになっているTTL回路。 2、前記電荷バイパス手段はダイオード(D1)を含む
、特許請求の範囲第1項記載のTTL回路。 3、前記低電位の第1の電源ライン(GND1)および
第2の電源ライン(GND2)は、それぞれグランドレ
ベルに設定され、前記半導体チップ(20)上で互いに
分離して形成されている、特許請求の範囲第2項記載の
TTL回路。 4、前記半導体チップ(20)上に形成された低電位の
第1の電源ライン(GND1)は、該半導体チップを収
容するパッケージ(21)の外部接地用ピン(Go)に
ボンディング用導体(23)を介して接続されている、
特許請求の範囲第3項記載のTTL回路。 5、半導体チップ(20)上に形成されたTTL回路で
あって、 複数のエミッタを有し、該複数のエミッタのうち少なく
とも1つの特定のエミッタ(E2)が低電位の第1の電
源ライン(GND2)に接続され且つ残りのエミッタ(
E1)が低電位の第2の電源ライン(GND1)に接続
され、コレクタより出力信号(Vo)が得られる出力ト
ランジスタ(MT)と、 高電位の電源ライン(Vcc)からの電圧供給を受け、
入力信号(Vi)に応答して前記出力トランジスタのベ
ースに対し該電圧に基づく電流の供給または遮断を行う
ベース駆動回路(BD)とを具備し、該出力トランジス
タは、該ベース駆動回路が該出力トランジスタのベース
に電流の供給を行う時に該ベースに過渡的に現れる余分
の電荷を前記特定のエミッタを介して前記低電位の第1
の電源ラインにバイパスさせるようになっているTTL
回路。 6、前記低電位の第1の電源ライン(GND2)および
第2の電源ライン(GND1)は、それぞれグランドレ
ベルに設定され、前記半導体チップ(20)上で互いに
分離して形成されている、特許請求の範囲第5項記載の
TTL回路。 7、前記半導体チップ(20)上に形成された低電位の
第2の電源ライン(GND1)は、該半導体チップを収
容するパッケージ(21)の外部接地用ピン(Go)に
ボンディング用導体(23)を介して接続されている、
特許請求の範囲第6項記載のTTL回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31894387A JPH01161920A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Ttl回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31894387A JPH01161920A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Ttl回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01161920A true JPH01161920A (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=18104722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31894387A Pending JPH01161920A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Ttl回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01161920A (ja) |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP31894387A patent/JPH01161920A/ja active Pending
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