JPH0230216A - Ttl回路 - Google Patents

Ttl回路

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JPH0230216A
JPH0230216A JP63180579A JP18057988A JPH0230216A JP H0230216 A JPH0230216 A JP H0230216A JP 63180579 A JP63180579 A JP 63180579A JP 18057988 A JP18057988 A JP 18057988A JP H0230216 A JPH0230216 A JP H0230216A
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JP
Japan
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transistor
base
output
auxiliary
emitter
Prior art date
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Pending
Application number
JP63180579A
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English (en)
Inventor
Taichi Saito
斎藤 太一
Akio Kiso
木曽 昭男
Mamoru Kitasuji
北筋 守
Minoru Takagi
稔 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 TTL回路、特にバイポーラトランジスタを組み合わせ
た論理回路(Trans is tor −Trans
 is tor −Logic)の動作機能の向上に関
し、出力レベルのr HJから「L」への変化時に、オ
フバッファトランジスタのベース容量に依存される電荷
を積極的に抜いて、出力トランジスタの出力波形の改善
をすること、及びその処理動作を高速にすることを目的
とし、 ダーリントン接続される一対のオフバッファトランジス
タと、出力トランジスタと、フェイズスプリッタトラン
ジスタと、レベルシフトダイオードと、動作抵抗系とを
具備するTTL回路において、 前記オフバッファトランジスタのトランジスタ動作を補
助する補助トランジスタを設けていることを含み構成す
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、TTL回路に関するものであり、更に詳しく
言えば、バイポーラトランジスタを組み合わせた論理回
路(Transistor−Transistor −
Logic)の動作機能の向上に関するものである。
近年、ゲートアレイやI10インターフェイス。
レベル変換回路等において、電流増幅率が高いバイポー
ラトランジスタにより構成されるTTL回路(論理回路
)の要求がある。
しかし、出力レベルがrH,→「L」に変化するとき、
特に出力波形の立ち下りが鈍り、高速な論理(動作)が
できないという問題がある。
そこで、TTL回路の出力波形の改善と、その高速化の
要求がある。
〔従来の技術〕
第7〜8図は従来例に係る説明図であり、第7図は、従
来例に係るTTL回路を説明する図を示している。
図において、Q11Q、はダーリントン接続される一対
のオフバッファトランジスタ、Q、は出力トランジスタ
、Q4はフェイズスプリッタトランジスタ%DI はス
ピードアップダイオード(ショットキーダイオード)D
□はプルダウンダイオード(ショットキーダイオード)
、R+、Ra。
R言、Raは動作抵抗系、V eeは電源、GNDは接
地線、INは入力、OUTは出力である。なお、トラン
ジスタQ11Q11Q、はショットキー機能付のバイポ
ーラトランジスタである。
これ等によりTTL回路を構成し、その機能は、入力I
Nの「L」→rH,の変化を増幅して出力OUTにrH
,→[LJの変化を伝達するものである。
第8図は、従来例のTTL回路に係る課題を説明する図
である。
図において、縦軸は出力レベルであり、出力0UTV、
(v)を示している。横軸は時間L(s)である。
なお、Aは波形なまり部分であり、出力レベルが「H」
→「L」に変化する時に生ずるものである。これは第1
の原因としてオフバッファトランジスタQ、が他のトラ
ンジスタQ、と共にダーリントン接続され、大電流動作
するため、許容電流等の関係からトランジスタ面積が大
きく形成され、これによるベース容量ccbが大きくな
り、該トランジスタQ、のOFF動作をさせるとき、ベ
ース容量に蓄積される電荷の放電(抜き)に時間を要し
、過渡的に波形が鈍るものである。
また、第2の原因として、オフバッファトランジスタQ
1のベース電位■Ilが出力トランジスタQ3のベース
電位■□コと、フェイズスプリッタトランジスタQ4の
コレクタの飽和電位v ctsと、スピードアップダイ
オードD、のシッットキー電位VFとの加算電位よりも
下る(例えば、Vcc=5(v)としてV□、 −0,
8(V)、Vcts 冨0.4  (V) 、VF−0
,4(v)とすると、V□+ =Vsts +Vcts
 +VF=1.6  (v)以下)と、スピードアップ
ダイオードDIの等価抵抗r6にフェイズスプリッタト
ランジスタQ4の等価抵抗r4を加え等価抵抗(r4+
r、)が大きくなり、これによるオフバッファトランジ
スタQ1の等価放電抵抗が増加し、ベース容量CCbと
該等価放電抵抗(ra+rn)に制限される時定数が大
きくなって、オフバッファトランジスタQ1のOFFが
遅くなり、出力レベル上、波形なまり部分Aを生ずるも
のである。
本発明は、かかる従来例の課題に鑑み創作されたもので
あり、出力レベルのrH,から「L」への変化時に、オ
フバッファトランジスタのベース容量に依存される電荷
を積橿的に抜いて、出力波形の改善をすること、及びそ
の処理動作を高速にすることを可能とするTTL回路の
提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のTTL回路は、その原理図を第1図に、その一
実施例を第2〜6図に示すように、その原理構成をダー
リントン接続される一対のオフバッファトランジスタQ
 t r * Q Itと、出力トランジスタQ13と
、フェイズスプリッタトランジスタQ14と、スピード
アップダイオードD、と、プルダウンダイオードI)l
zと、動作抵抗系Rtl+  R11+R1!、R14
とを具備するTTL回路において、前記オフバッファト
ランジスタQ、のトランジスタ動作を補助する補助トラ
ンジスタQISを設けていることを特徴とし、 第1の回路を補助トランジスタQISのベースがフェイ
ズスプリッタトランジスタQ、4のエミッタに接続され
、 前記補助トランジスタQ + sのコレクタカターリン
トン接続される一対のオフバッファトランジスタQ11
、Q目のベース・エミッタの接合点に接続され、 前記補助トランジスタQlsのエミッタが接地線GND
に接続され、 前記出力トランジスタQ + sと分担して、該オフバ
ッファトランジスタQ + +の電荷を抜くことを特徴
とし、 第2の回路を補助トランジスタQ + sのベースがフ
ェイズスプリッタトランジスタQ + aのベースに接
続され、 前記補助トランジスタQ15のコレクタがダーリントン
接続される一対のオフバッファトランジスタQ + +
 +  Q lzのベース・エミッタの接合点に接続さ
れ、 前記補助トランジスタQ + sのエミッタがエミッタ
抵抗RI5を介して接地線GNDに接続され、前記フェ
イズスプリッタトランジスタQ I 4と分担して、該
オフバッファトランジスタQ + +の電荷を抜くこと
を特徴とし、 第3の回路が補助トランジスタQ + sのベースがフ
ェイズスプリッタトランジスタQ + aのベースに接
続され、 前記補助トランジスタQ + sのコレクタがダーリン
トン接続される一対のオフバッファトランジスタQ +
 + + Q l !のベース・エミッタの接合点に接
続され、 前記補助トランジスタQ r sのエミッタが出力トラ
ンジスタQ + sのベースに接続され、前記フェイズ
スプリットトランジスタQ、と分担して、該オフバッフ
ァトランジスタQ + +の電荷を抜くことを特徴とし
、上記目的を達成する。
〔作用〕
本発明によれば、オフバッファトランジスタQ + +
のトランジスタ動作を補助する補助トランジスタQCs
を具備している。
このため、オフバッファトランジスタQ、のべ−大容量
に依存される電荷をフェイズスプリッタトランジスタQ
、や出力トランジスタQ r sに同相に動作して高速
に抜くことができる。
これにより、特に出力レベル「H」→’LJ 変化時の
出力波形を高速に立ち下げ、従来の出力波形なまり部分
の発生をなくして出力波形を改善することが可能となる
また、第1の回路によれば、補助トランジスタQISが
スピードアップダイオードD I 1及びフェイズスプ
リッタトランジスタQ + aの直列回路と並列に接続
され、特にDI+の等価抵抗にQl4の内部抵抗を加え
た等価放電抵抗とオフバッファトランジスタのベース容
量とにより形成される時定数について、QISのクラン
プ電位に至るまで出力トランジスタQ + sと同相に
電荷を抜くことができる。
これにより、従来のような出力波形に波形なまり部分を
発生することなく、「L」レベルに鋭く立ち下げること
が可能となる。
さらに、第2の回路によれば、補助トランジスタQ r
 sがフェイズスプリッタトランジスタQ t aと並
列に接続される。
このた゛め、Ql4とQ + sとが同相で動作され、
出力レベルrHJ→「L」変化時に、Ql、の動作閾値
電圧vllと、Q r sのクランプ電位v cis 
とを加算した電位までQ、のベース容量に蓄積される電
荷を抜くことができる。
これにより、第2の実施例では第1の実施例に比べて、
Q 15の動作開始と共にQ、の電荷抜き動作を開始す
ることができるので、Q + aの動作時間分だけ波形
の立ち下りを高速にすることが可能となる。
第3の回路によれば、補助トランジスタQ、sのエミッ
タがQl3のベースに接続されている。
このため、Q + sとQ、とは直列に動作し、Q +
 3のベース電流がQ、の抜き始めた電荷と、負荷抵抗
RI!に表れる電荷により合算されたものになり、これ
によりQ + sを高速に動作させることが可能となる
〔実施例〕
次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。
第2〜6図は本発明の実施例に係るTTL回路を説明す
る図であり、第2図は本発明の第1の実施例に係るTT
L回路を説明する図を示している。
図において、Q、は例えばnpn型のバイポーラトラン
ジスタから成るオフバッファトランジスタであり、その
コレクタが電源線Vcc(=5(v))に負荷抵抗(コ
レクタ抵抗)R61を介し接続され、エミッタが出力O
UTに接続されている。
また、Q + tはショットキー機能付のバイポーラト
ランジスタであり、Q l 1とダーリントン接続され
、一対のオフバッファトランジスタを構成するものであ
る。なお、ダーリントン接続とは、Q1!のコレクタと
Q、のコレクタとが接続され、かつQI!のエミッタが
Q、のベースに接続され、Q + +の電流増幅率をh
rt++Q+*の電流増幅率をh Fitとすると両者
の積で表される接続方法である。
また、Q + sは出力トランジスタであり、npn型
のショットキー機能付のバイポーラトランジスタである
。なお、コレクタが出力OUTに接続され、ベースがQ
 + <のエミッタに接続され、エミッタが接地線GN
Dに接続される。
なお、Q + aはフェイズスプリッタトランジスタで
あり、コレクタが電源線VCCと負荷抵抗R1□を介し
て接続され、ベースが入力INに接続され、エミッタが
I)ttと抵抗RI4とを介して接地線GNDに接続さ
れている。
また、D、はスピードアップダイオード(ショットキー
ダイオード)、D+zはプルダウンダイオード(ショッ
トキーダイオード)であり、Q、のベース電荷やQ +
 3のベース電荷を抜くダイオードである。
Q + sはオフバッファトランジスタQ + +のト
ランジスタ動作を補助する補助トランジスタである。
なお、本発明の実施例ではnpn型のショットキー機能
付のバイポーラトランジスタを用いている。
また、その接続方法はQ + sのコレクタと、ダーリ
ントン接続されるオフバッファトランジスタQl。
Qllのエミッタ・ベースの交点とを接続し、負荷抵抗
R13をコレクタ抵抗として機能させ、Q + sのベ
ースをフェイズスプリッタトランジスタQ + 4のエ
ミッタに接続し、Q Iaのエミッタを接地線GNDに
接続するものである。
なお、ショットキー機能付バイポーラトランジスタQ 
+ t −Q + sは、トランジスタが飽和状態にな
らないように、例えばベース電位V、−1vに対して0
.4vクランプし、コレクタ電位Vc−0,6Vにする
機能を存している。
次に、この回路動作を補助トランジスタQ + sの動
作機能を含めて説明する。
まず入力INがrl(Jのとき、フェイズスプリッタト
ランジスタQ4が「ON」し、負荷抵抗R目に電流が流
れ、電圧降下を生じ、オフバッファトランジスタQl!
のベース電位V□1が動作閾値電圧(直流0.8v)以
下になり、Q +tはrOFF、+ L11Q、も同様
にrOFF、L、補助トランジスタQ + sと出力ト
ランジスタQ1.とがrL」を出力OUTする。
また、入力!Nが「L」のとき、負荷抵抗R1!には電
圧降下が発生しないので、オフバッファトランジスタが
共にrON、L、rH,を出力OUTする。
なお、出力レベルが「H」→「L」に変化する場合、補
助トランジスタQ 15がスピードアップダイオードD
I+及びフェイズスプリッタトランジスタQ + aの
直列回路と並列に接続されているので、特にQ10がr
H」−「L」に変化して、Dl15Q14.貼!+R1
4によりQ、のベース容量に依存する電荷の吸収動作を
殆ど終了した後も、D、の等価抵抗にQ I 4の等価
抵抗を加えた等価放電抵抗と、オフバッファトランジス
タQ I+のベース容量とにより形成される時定数につ
いて、Q + sのクランプ電位(0,4v)に至るま
で出力トランジスタQ + sと同相に電荷を抜くこと
ができる。
これにより、従来のような出力波形に波形なまり部分を
発生することなく、「L」レベルに鋭く立ち下げること
が可能となる。
第3図は本発明の第2の実施例に係るTTL回路を説明
する図である。
図において、第1の実施例と同じ符号のものは同じ機能
を有するので説明を省略する。なお、補助トランジスタ
Q + sのコレクタの接続は第1の実施例と同様であ
るが、ベースとエミッタについて接続方法を異にしてい
る。
すなわち、補助トランジスタQ r sのベースはフェ
イズスプリッタトランジスタQ + 4のベースに接続
され、QISのエミッタは負荷抵抗IR15を介して接
地!IGNDに接続される。
このため、Q、とQ + sとが並列に接続され、同相
で動作をされ、出力レベルrH,→「L」変化時に、出
力トランジスタQ13の動作闇値電圧v、!(’;0.
8v)と、Q + sのクランプ電位Vcts  (=
0,4v)とを加算した電位(!=i1.2v)までオ
フバッファトランジスタのベース容量に蓄積された電荷
を抜くことができる。
これにより、Q Iaの動作後にこれを補う形でQ +
 sの動作が始まり、QIlをrOFFJにする動作時
間を要する第1の実施例に比べて、第2の実施例では、
Q + a + Q + sの動作開始と共にQ、のト
ランジスタの電荷抜きが開始されるので、第1の実施例
に係るQ r aの動作時間分だけ波形の立ち下がりを
高速化することが可能となる。
第4図は、第3の実施例に係るTTL回路を説明する図
である。
図において、第1の実施例と同じ符号のものは同じ機能
を有するので説明を省略する。なお、補助トランジスタ
QCsのコレクタ及びベースの接続は第2の実施例と同
様であるが、エミッタの接続方法が異っている。
すなわち、補助トランジスタQ + sのエミッタが出
力トランジスタQl!のベースに接続されている。
このため、Q + sとQ + iとは直列に動作をし
、かつフェイズスプリッタトランジスタQ、4と同相に
動作をする。従って、出力トランジスタQ l 3はQ
 r +の電荷と、負荷抵抗R1に表れる電荷とをベー
ス電流としてQ13を高速に動作させることができる。
これにより、Q + +の電荷を急速に抜くことができ
、出力波形を鋭く立ち下げる二とが可能となる。
第5図は本発明、の各実施例に係る出力波形を説明する
図である。
図において、縦軸は出力レベルであり、出力OUTの電
位を表している。横軸は時間もである。なお、出力波形
は補助トランジスタQ lsを接続したことにより、出
力レベルrH,→「LJ変化時に鋭く立ち下っている。
第6図は本発明の各実施例に係る出力波形と従来例とを
比較する図である。
図において、実線部分のAは本発明に係る出力波形であ
り、−点鎖線部分Bは従来例に係る出力波形を示してい
る。
従って補助トランジスタQ r sを接続することによ
り、出力波形の改善をすることができる。
このようにして、オフバッファトランジスタQIIの動
作機能を補助する補助トランジスタQIsを具備してい
る。
このため、QIlのベース容量に依存させる電荷をQ 
+ 4や出力トランジスタQ r sに同相に動作して
、高速に抜くことができる。
これにより、特に出力レベルrH,→「L」変化時の出
力波形を高速に立ち下げ、従来のような波形なまり部分
の発生を無くして、出力波形を改善することが可能とな
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、TTL回路の補
助トランジスタを接続することにより、オフバッファト
ランジスタの電荷を積極的に抜くことが可能となる。
このため、出力波形の改善をすること、及びトランジス
タ動作を高速にすることができ、これによりTTL回路
の動作機能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の各実施例に係るTTL回路の原理構
成図、 第2図は、本発明の第1の実施例に係るTTL回路を説
明する図、 第3図は、本発明の第2の実施例に係るTTL回路を説
明する図、 第4図は、本発明の第3の実施例に係るTTL回路を説
明する図、 第5図は、本発明の各実施例に係る出力波形を説明する
図、 第6図は、本発明の各実施例に係る出力波形と従来例と
を比較する図、 第7図は、従来例に係るTTL回路を説明する図、 第8図は、従来の例のTTL回路に係る課題を説明する
図である。 (符号の説明) Q I+ Qz+ (L++  (Lx・・・オフバッ
ファトランジスタ、 Q11Q、ff・・・出力トランジスタ、Q11Q11
・・・フェイズスプリッタトランジスタ、D+、D、・
・・スピードアップダイオード、Dz、D、t・・・プ
ルダウンダイオード、R6〜R11R11〜RI5・・
・負荷抵抗(動作抵抗系)、 Q + s・・・補助トランジスタ、 A・・・波形なまり部分、 VCC・・・電源線、 GND・・・接地線、 IN・・・入力、 OUT・・・出力 Q11Q11・・・npn型バイポーラトランジスタ、
Q2〜Q11Q11〜Q 1 s・・・ショットキー機
能付npn型バイポーラトランジスタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ダーリントン接続される一対のオフバッファトラ
    ンジスタ(Q_1_1、Q_1_2)と、出力トランジ
    スタ(Q_1_3)と、フェイズスプリッタトランジス
    タ(Q_1_4)と、スピードアップダイオード(D_
    1_1)と、プルダウンダイオード(D_1_2)と、
    動作抵抗系(R_1_1、R_1_2、R_1_3、R
    _1_4)とを具備するTTL回路において、 前記オフバッファトランジスタ(Q_1_1)のトラン
    ジスタ動作を補助する補助トランジスタ(Q_1_5)
    を設けていることを特徴とするTTL回路。
  2. (2)補助トランジスタ(Q_1_5)のベースがフェ
    イズスプリッタトランジスタ(Q_1_4)のエミッタ
    に接続され、 前記補助トランジスタ(Q_1_5)のコレクタがダー
    リントン接続される一対のオフバッファトランジスタ(
    Q_1_1、Q_1_2)のベース・エミッタの接合点
    に接続され、 前記補助トランジスタ(Q_1_5)のエミッタが接地
    線(GND)に接続され、 前記出力トランジスタ(Q_1_3)と分担して、該オ
    フバッファトランジスタ(Q_1_1)の電荷を抜くこ
    とを特徴とする請求項1記載のTTL回路。
  3. (3)補助トランジスタ(Q_1_5)のベースがフェ
    イズスプリッタトランジスタ(Q_1_4)のベースに
    接続され、 前記補助トランジスタ(Q_1_5)のコレクタがダー
    リントン接続される一対のオフバッファトランジスタ(
    Q_1_1、Q_1_2)のベース・エミッタの接合点
    に接続され、 前記補助トランジスタ(Q_1_5)のエミッタが動作
    抵抗系(R_1_5)を介して接地線(GND)に接続
    され、 前記フェイズスプリッタトランジスタ(Q_1_4)と
    分担して、該オフバッファトランジスタ(Q_1_1)
    の電荷を抜くことを特徴とする請求項1記載のTTL回
    路。
  4. (4)補助トランジスタ(Q_1_5)のベースがフェ
    イズスプリッタトランジスタ(Q_1_4)のベースに
    接続され、 前記補助トランジスタ(Q_1_5)のコレクタがダー
    リントン接続される一対のオフバッファトランジスタ(
    Q_1_1、Q_1_2)のベース・エミッタの接合点
    に接続され、 前記補助トランジスタ(Q_1_5)のエミッタが出力
    トランジスタ(Q_1_3)のベースに接続され、前記
    フェイズスプリッタトランジスタ(Q_1_4)と分担
    して、該オフバッファトランジスタ(Q_1_1)の電
    荷を抜くことを特徴とする請求項1記載のTTL回路。
JP63180579A 1988-07-20 1988-07-20 Ttl回路 Pending JPH0230216A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0537348A (ja) * 1991-08-02 1993-02-12 Sharp Corp 出力回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0537348A (ja) * 1991-08-02 1993-02-12 Sharp Corp 出力回路

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