JPH02299319A - Ｅｃｌ型論理回路 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体集積回路内に構成されるＥＣＬ型論理
回路に関し、特に、温度変化に対し出力レベルが補償さ
れているＥＣＬ型論理回路に関する。

［従来の技術］ ＥＣＬ型論理回路の入出力レベルについては、何種類か
の規定が存在するがここではｒＥＣＬｌｏｏＫＪを例に
あげると、その出力レベル特性は、第５図に示すように
、ハイレベルが−１０２５〜−８８０ｍ　Ｖ、ローレベ
ルが一１８１０〜＝１６２０ｍＶと規定されている。し
たがって、ハイレベル側、ローレベル側の各マージンは
１４５ｍＶ、１９０ｍＶと非常に狭く、かつ、広い温度
範囲に対してこのレベル範囲を保証しなければならない
ので、通常、何らかの温度補償回路を設ける必要が生じ
る。第４図は、従来から用いられているｒｌｏＯＫイン
ターフェース、ＥＣＬ型論理回路の回路図である。この
回路は、トランジスタＱ３と抵抗Ｒ９で構成される定電
流回路と、トランジスタＱＬ　、Ｑ２　、抵抗Ｒ，、Ｒ
，からなるカレントスイッチ回路と、該カレントスイッ
チ回路の両コレクタ間に接続された、抵抗Ｒ４１と互い
に逆方向に動作するコレクタ・ベースを短絡した２つの
トランジスタのＱ４、Ｑ５とからなるバイパス回路と、
ベースがトランジスタＱ２のコレクタに、エミッタが抵
抗ＲＴを介して電源Ｖ　ＥＥＳに接続された出力トラン
ジスタＱｏｕｔとによって構成されている。

この回路は次のように動作する。出力トランジスタＱＯ
ＵＴのエミッタにはカレントスイッチ回路のベース入力
信号■、下に応じてハイレベル（■ｏｎ）あるいはロー
レベル（Ｖｏｔ）の出力信号り。υ↑が出力される。Ｖ
６Ｈは、出力トランジスタの順方向電圧ＶＢ！、と抵抗
Ｒ２に流れる出力トランジスタのベース電流Ｉｓおよび
バイパス電流で決まる電圧降下の和で決定される。ｖＯ
Ｌは、出力トランジスタの順方向電圧ＶＩＥと抵抗Ｒ２
を流れる出力トランジスタのベース電流Ｉｎおよび定電
流Ｉｔからバイパス電流を引いた電流で決まる電圧降下
の和で決定される。ここで、出力トランジスタＱＯＵＴ
の順方向電圧■ＢＥは、約−２ｍ　Ｖ　／　”Ｃの温度
依存性があるので、ＶＯＨは温度上昇につれて上昇する
傾向にある。しかし、バイパス回路のトランジスタＱ４
の順方向電圧ＶＰも同様の温度依存性を有するので、バ
イパス回路の電流が温度上昇とともに増大して、ＶＯＲ
の上昇を抑制する。一方、ローレベル出力ＶＯｔは、温
度上昇につれて定電流１、が増大し、この電流変化によ
る抵抗Ｒ２に′おける電圧降下の変化がトランジスタＱ
ｏυＴのＶＢＥの変化以上であるので、温度上昇ととも
に低下する傾向にある。しかし、バイパス回路の電流値
が温度上昇につれて増加するので、抵抗Ｒ２の電圧降下
の増大が補償される。

なお、現実には、ポリシリコン抵抗であるＲ１−Ｒ１，
Ｒ４１の抵抗値変化の影響もあるが、説明を簡単にする
ため上記説明ではその影響を無視した。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来の回路では、ハイレベル側およびローレベ
ル側の温度補償を、ともに抵抗Ｒ４，に流れるバイパス
電流によって行っている。而して、一般にトランジスタ
の電流増幅率は温度に対して正の係数をもっているので
、出力トランジスタＱＯＵＴのベース電流ＩＢは温度上
昇とともに減少する傾向を示す。ところが、この電流減
少による影響は一様ではなく、抵抗Ｒ２に流れる電流中
ＩＢの占める割合の大きいハイレベル側でより強く現れ
る。そのなめ、例えば、第５図のりで示すように、ロー
レベル側で完全に温度補償がなされたとしても、ハイレ
ベル側では、第５図のＣで示すようにハイレベル出力Ｖ
ＯＲが温度とともに上昇してしまう。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のＥＣＬ論理回路は、カレントスイッチを構成す
る２つのトランジスタＱｌ、Ｑ２のコレクタ間にバイパ
ス回路を設け、トランジスタＱ２のコレクタにエミッタ
ホロワトランジスタを接続したものであって、前記バイ
パス回路のインピーダンスは、トランジスタＱ１のコレ
クタからトランジスタＱ２へ向かう電流に対するインピ
ーダンスの方が逆方向の電流に対するインピーダンスよ
り大になされている。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図である。この
回路では、バイパス回路部分を除いて第４図の従来例部
分と同様であるので、共通部分についての説明は省略す
る。この実施例では、バイパス回路の抵抗がＲ１，とＲ
１２との２つの抵抗に分割されており、トランジスタＱ
４のベースが抵抗の接続点に接続されている。トランジ
スタＱ５は従来例と同様にコレクタベース間が短絡され
ている。

ここで、従来例の第４図の回路で、ローレベル出力ＶＯ
Ｌの温度による変動が完全に補償されているものとすれ
ば、Ｒｌｌ＋　Ｒ１２＝Ｒ４１とすることにより、第１
図の回路でローレベル出力■。Ｌの温度補償を達成する
ことができる。また、ハイレベル出力ｖｏＨ側では、ト
ランジスタＱ４に流れる電流は、ベースが抵抗Ｒ１，、
Ｒ１２の接続点に接続されているので、第４図の場合よ
り増加し、バイパス回路による温度補償の効果も強化さ
れる。ここで、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２どの分割比を適
当に選択するならば、ハイレベル出力■。Ｈの温度特性
をローレベル出力■ｏＬとともに第２図のＡ、Ｂに示す
ようにフラットにすることができる。

第３図は、本発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の回路では、バイパス回路を別個の２つの回路によって
構成している点が先の実施例と異なるがそれ以外の点は
先の実施例と同様である。

この回路でトランジスタＱ５に接続されている抵抗Ｒ３
□を第４図における抵抗Ｒ４，と同じ抵抗値にし、トラ
ンジスタＱ４に接続される抵抗Ｒｇｌの抵抗値をＲ３２
のそれより小さい適当な値に選択することによりハイレ
ベル側、ローレベル側両方の温度依存性を良好に補償す
ることができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は、差動増幅回路の両コレク
タ間に異なるインピーダンスをもち、各々逆方向に動作
のバイパス回路を設けたものであるので、本発明によれ
ば、ハイレベル側およびローレベル側の両方の出力レベ
ルの温度依存性を適切に補償することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は、それぞれ、本発明の実施例を示す回
路図、第４図は、従来例を示す回路図、第２図は、ＥＣ
Ｌ回路の出力論理レベルと第１図の回路の出力特性を示
す図、第５図は、ＥＣＬ回路の出力論理レベルと第４図
の回路の出力特性を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エミッタが共通に定電流源に接続されそれぞれのコレク
   タが負荷抵抗を介して電源電位に接続された第１、第２
   のトランジスタから構成されるカレントスイッチ回路と
   、第１のトランジスタのコレクタと第２のトランジスタ
   のコレクタとの間に接続され双方向に電流を流すことの
   できるバイパス回路と、ベースが前記第２のトランジス
   タのコレクタに接続されコレクタが前記電源電位に接続
   された第３のトランジスタとを具備するＥＣＬ型論理回
   路において、前記バイパス回路は前記第１のトランジス
   タのコレクタから第２のトランジスタのコレクタへ向か
   う方向の電流に対するインピーダンスの方が逆方向の電
   流に対するインピーダンスより大きく構成されたもので
   あることを特徴とするＥＣＬ型論理回路。