JPH02303216A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH02303216A
JPH02303216A JP1123414A JP12341489A JPH02303216A JP H02303216 A JPH02303216 A JP H02303216A JP 1123414 A JP1123414 A JP 1123414A JP 12341489 A JP12341489 A JP 12341489A JP H02303216 A JPH02303216 A JP H02303216A
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JP
Japan
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transistor
circuit
level
gate
transistors
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JP1123414A
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Michiyuki Hirata
枚田 道行
Chikau Ono
大野 誓
Setsu Nomura
野村 摂
Rei Fukui
玲 福井
Susumu Terawaki
寺脇 進
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
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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] Bi CMOSメモリ等で使用される論理回路に関し、 ECLレベルの信号をTTLレベルに変換する変換回路
において、集積度を低下させることなく動作速度を向上
させることを目的とし、ECLゲート回路の相補関係に
ある第一及び第二の出力信号をTTLレベルに変換する
レベル変換回路であって、該レベル変換回路はゲートに
前記第二の出力信号を受ける第一のPチャネルトランジ
スタと、ゲートに前記第一の出力信号を受ける第二のP
チャネルトランジスタを直列に接続してその接続点から
出力を得るレベル変換部と、ゲートに前記第一の出力信
号を受ける第三のPチャネルトランジスタと、ゲートに
前記レベル変換部の出力を受けるNチャネルトランジス
タと、前記第三のPチャネルトランジスタ及びNチャネ
ルトランジスタの出力を受ける第一及び第二のバイポー
ラトランジスタを有するバッファゲート部とから構成す
る。
[産業上の利用分野] この発明はB1CMOSメモリ等で使用される論理回路
に関するものである。
ECLレベルで入出力が行なわれるB1CMOSメモリ
ではECLゲート回路にECLレベルで入力される入力
信号をレベル変換回路で内部論理回路を動作させるため
のTTLレベルに変換して内部論理回路に出力している
。このようなりiCMOSメモリの動作速度を向上させ
るためにはこのレベル変換回路の動作をより高速化する
必要がある。
[従来の技術] 従来のBi CMOSメモリの入力ゲート部を第5図に
従って説明すると、BCLゲート回路1は5個のバイポ
ーラトランジスタTrl〜Tr5で構成され、入力信号
はトランジスタTr1によりレベルシフトされる。トラ
ンジスタTr2. Tr3は差動スイッチ回路を構成し
、トランジスタTr3のベースには基準電圧VRが常時
入力されている。そして、入力端子AにLレベルの信号
が入力されている時にはトランジスタTr3がオンされ
、入力端子AにHレベルの信号が入力されるとトランジ
スタTr2がオンされるとともにトランジスタTr3が
オフされる。
従って、入力端子AにHレベルの信号が入力されるとト
ランジスタTr4はLレベルの信号を出力し、トランジ
スタT「5はHレベルの信号を出力する。また、入力端
子AにLレベルの信号が入力されるとこの出力信号が反
転される。
ECLゲート回路1の出力信号はPチャネル間O8)−
ランジスタTr6. Tr8. TrlO、Tr12と
NチャネルMOSトランジスタTr7. Tr9. T
ril 、 Tr13で構成されるレベル変換回路2に
入力される。そして、例えばECLゲート回路1のトラ
ンジスタTr4がLレベル、トランジスタTr5がHレ
ベルの信号を出力すると、トランジスタTr8、T r
loがオンされ、トランジスタTr6. Tr12がオ
フされる。
すると、トランジスタTr6のオフにともなってトラン
ジスタTr7.Tr9もオフされるためB1CMOSイ
ンバータで構成されるバッファゲート3aにはHレベル
の信号が出力され、この信号に基いてバッフアゲ−)3
aの出力信号QはLレベルとなる。
また、トランジスタT rlGのオンに基いてトランジ
スタTr11 、 Tr13がオンされるため同じくB
i CMOSインバータで構成されるバッファゲート3
bにはLレベルの信号が出力され、この信号に基いてバ
ッファゲート3bの出力信号QはHレベルとなる。従っ
て、バッファゲート3aの出力信号Qは入力信号Aに対
し反転し、バッファゲート3bの出力信号Qは入力信号
Aと同−論理値となる。
上記のような構成のレベル変換回路2ではPチャネル及
びNチャネルMOSトランジスタの特性上の相違により
ECLゲート回路1の出力信号ではNチャネルMO3)
ランジスタを充分駆動できないため、BCLゲート回路
1の出力信号はすべてPチャネルトランジスタTr6.
 Tr8. Trlo 。
T「12に入力される。そして、バッファゲート3a、
3bを駆動するPチャネルMOSトランジスタTr8.
 Tr12にはECLゲート回路1の出力信号が直接入
力されているが、バッファゲート3a。
3bを駆動するNチャネルMOSトランジスタTr9.
 Tr13はトランジスタTr6. Tr7あるいはト
ランジスタTrio 、 Trllを介して駆動される
バッファゲート3a、3bはレベル変換回路2では負荷
駆動能力が低く多数の内部回路を直接駆動することがで
きないためその負荷駆動能力を確保するためにレベル変
換回路2と内部回路との間に介在される。その回路構成
は例えば第6図に示すように入力段がMOSトランジス
タT「14〜T「17で構成され、出力段がバイポーラ
トランジスタT「18〜T「21で構成されている。な
お、負荷素子ZはMOSトランジスタあるいは抵抗等で
構成される。
[発明が解決しようとする課題] 上記のような論理回路ではECLゲート回路1の出力信
号itレベル変換回路2及びバヅファゲー)3a、3b
を介して内部回路に出力されるため、レベル変換に要す
る時間が長くなり動作速度が低下する。すなわち、バッ
ファゲート3a、3bがHレベルを出力する場合には、
例えばバッファゲート3aであればトランジスタTr6
にLレベルの信号が入力されるとトランジスタTr7.
7r9がオンされた後にバッファゲート3aにLレベル
の信号が入力されるため、トランジスタ3段分の動作時
間が必要となり、さらに内部回路に信号を伝達、するた
めには同バヴファゲー)3aの動作時間が必要となる。
一方、レベル変換回路2の負荷駆動能力を向上させてバ
ッファゲート3a、3bを省略することにより動作速度
の向上を図ろうとすると、レベル変換回路2を構成する
各トランジスタのディメンジョンを大きくする必要があ
るため、高集積化の妨げとなるという問題点がある。
この発明の目的は、ECLレベルの信号をTTLレベル
に変換する変換回路において、集積度を低下させること
なく動作速度を向上させることにある。
[課題を解決するための手段1 第1図は本発明の原理説明図である。すなわち、レベル
変換回路3.4はECLゲート回路1から出力される相
補間係にある第一及び第二の出力信号を内部回路に適合
させるためTTLレベルに変換するものであり、そのレ
ベル変換回路3.4はレベル変換部4とバッファゲート
部3a、3bとから構成される。
レベル変換部4はゲートに前記第二の出力信号を受ける
第一のPチャネルトランジスタと、ゲートに前記第一の
出力信号を受ける第二のPチャネルトランジスタを第一
及び第二の電源電圧間に直列に接続して前記2つのトラ
ンジスタの接続点から出力を得る構成とし、バッファゲ
ート部3a。
3bは一端が前記第一の電源電圧に接続され、ゲートに
前記第一の出力信号を受ける第三のPチャネルトランジ
スタと、一端が前記第二の電源電圧に接続され、ゲート
に前記レベル変換部4の出力を受けるNチャネルトラン
ジスタと、前記第三のPチャネルトランジスタ及びNチ
ャネルトランジスタの出力をそれぞれ受けて内部回路を
駆動する第一及び第二のバイポーラトランジスタとから
構成される。
[作用] バッファゲート3a、3bの入力段のPチャネルMOS
トランジスタはECLゲート回路1の出力信号で直接駆
動され、バッファゲート3a、3bのNチャネルMOS
トランジスタはECLゲート回路1からレベル変換部4
の1段のPチャネルMOSトランジスタを介して駆動さ
れる。
[実施例] 以下、この発明を具体化した第一の実施例を第2図に従
って説明する。この実施例は前記ECLゲート回路1の
記載を省略しており、レベル変換回路4の入力端子B、
Bには同E、CLゲート回路1の出力信号が入力される
。そして、レベル変換回路4は2個のPチャネルMOS
トランジスタTr22 、 Tr23と、同じく2個の
PチャネルMOSトランジスタTr24 、 Tr25
が第一の電源電圧としてのグランドと第二の電源電圧V
EEとの間でそれぞれ直列に接続されて構成され、入力
端子BはトランジスタT r23及びトランジスタT「
24に接続され、入力端子BはトランジスタT「22及
びトランジスタT「25に接続されている。また、入力
端子Bはバッファゲート3aのトランジスタTri4に
接続され、入力端子Bはバッファゲート3bのトランジ
スタT「16に接続される。
バッファゲート3aのトランジスタTr14 、 T「
15には前記負荷素子ZとしてNチャネルMOSトラン
ジスタTr26 、 Tr27が接続されている。
そして、バッファゲート3aのトランジスタTr26 
、 Tr15のゲートがレベル変換回路4のトランジス
タTr22 、 Tr23間に接続され、トランジスタ
T「27のゲートは出力端子Qに接続されている。
トランジスタT「18のベース・エミッタ間にはダイオ
ードD1がベース側をカソードとして並列に接続されて
いる。
また、バッフアゲ−)3bもバッファゲート3aと同様
に構成されている。
次に、このように構成されたレベル変換回路4及びバッ
ファゲート3a、3bの動作を説明する。
さて、入力端子BにHレベル、入力端子BにLレベルの
信号がECLゲート回路1から入力されると、トランジ
スタTr14 、 Tr23 、 Tr24はオフされ
、トランジスタTr22 、 Tr16 、 Tr25
がオンされる。すると、トランジスタT「22のオンに
基いてトランジスタTr26 、 Tr15がオンされ
、これに基いてトランジスタT「18がオフされるとと
もにトランジスタT「19がオンされるので、出力端子
QにLレベルの信号が出力される。また、トランジスタ
Tr18 、 Tr25のオンに基いてトランジスタT
r28 、 Tr17はオフされ、トランジスタT r
20がオンされるとともにトランジスタTr21がオフ
されて出力端子QにHレベルの信号が出力される。
一方、入力端子B、Bの入力信号が反転されると上記動
作はすべて反転して出力端子QからHレベルの信号が出
力され、出力端子QからLレベルの信号が出力される。
このような動作中において、トランジスタTr27 、
 Tr29はトランジスタTri9 、 Tr21がオ
ン状態からオフされる場合にオンされ、トランジスタT
r19 、 Tr21のオフ動作を高速化して各出力端
子Q、QのLレベルからHレベルへの反転を高速化する
作用をなす、また、ダイオードD1はトランジスタTr
18 、 Tr20のオフ動作時にベース・エミッタ間
に発生する逆バイアスを吸収して同トランジスタTr1
8 、 Tr20を保護する作用をなす。
以上のように構成された論理回路では、バッファゲート
3a、3bの入力段のPチャネルMOSトランジスタT
r14 、 Tr1θはECLゲート回路1の出力信号
で直接駆動され、NチャネルMOSトランジスタTr2
6 、 Tr15及び同Tr28. Tr17は2個ず
つのPチャネルMOSトランジスタTr22 、 Tr
23及び同Tr24 、 Tr25から構成されるレベ
ル変換回路4を介して駆動される。従って、バッファゲ
ート3a、3bの入力段はECLゲート回路1で直接駆
動されるか、あるいは一段のPチャネルMOSトランジ
スタを介して駆動されるので、動作速度が向上するとと
もに、レベル変換回路4の素子数が前記従来例に比較し
て減少するので集積度も向上する。
次に、この発明の第二の実施例を第3図に従って説明す
る。
この実施例は各パブファゲート3a、3bのトランジス
タTr27 、 Tr29のゲートが互いに他のバッフ
アゲ−)3a、3bの入力端子に接続されている点を除
いて前記実施例と同一である。
このような構成によりトランジスタTr27 、 Tr
29の立上がりが前記第一の実施例に比べて速くなるた
め、出力信号Q、Qの立上がりが速くなり、これ以外の
点では前記第一の実施例と同様に動作する。
次に、この発明の第三の実施例を第4図に従って説明す
る。
この実施例は前記実施例のレベル変換回路4のトランジ
スタT r22をバッファゲート3aのトランジスタT
「14と共通化し、同じくトランジスタT r24をバ
ッファゲート3bのトランジスタTri6と共通化し、
各バッファゲート3a、3bのトランジスタTr26 
、 Tr15及び同Tr28 、 Tr17のゲートは
互いに他のバッファゲート3a、3bのトランジスタT
r1g 、 Tr20のベースにそれぞれ接続されてい
る。また、バッファゲート3aのトランジスタT「27
のゲートはトランジスタTr18のベースに接続され、
バッファゲート3bのトランジスタT r29のゲート
はトランジスタT r20のベースに接続されている。
このような構成により、前記実施例より素子数が減少し
て集積度がさらに向上する。そして、トランジスタTr
27 、 Tr29の立上がりが前記第一の実施例に比
べて速くなるため、出力信号Q、Qの立上がりが速くな
り、これ以外の点では前記第一の実施例と同機に動作す
る。
[発明の効果] 以上詳述したように、この発明はECLレベルの信号を
TTLレベルに変換する変換回路において、集積度を低
下させることなく動作速度を向上させることができる優
れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の第一の実施例を示す回路図、第3図は
本発明の第二の実施例を示す回路図、第4図は本発明の
第三の実施例を示す回路図、第5図は従来例を示す回路
図、 第6図は従来のバッファゲートを示す回路図である。 図中、 1はECLゲート回路図、 3a、3bはバッファゲート、 4はレベル変換回路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ECLゲート回路(1)から出力される相補関係に
    ある第一及び第二の出力信号を内部回路に適合させるた
    めTTLレベルに変換するレベル変換回路(3、4)で
    あって、 該レベル変換回路(3、4)はゲートに前記第二の出力
    信号を受ける第一のPチャネルトランジスタと、ゲート
    に前記第一の出力信号を受ける第二のPチャネルトラン
    ジスタを第一及び第二の電源電圧間に直列に接続して前
    記2つのトランジスタの接続点から出力を得るレベル変
    換部(4)と、一端が前記第一の電源電圧に接続され、
    ゲートに前記第一の出力信号を受ける第三のPチャネル
    トランジスタと、一端が前記第二の電源電圧に接続され
    、ゲートに前記レベル変換部(4)の出力を受けるNチ
    ャネルトランジスタと、前記第三のPチャネルトランジ
    スタ及びNチャネルトランジスタの出力をそれぞれ受け
    て内部回路を駆動する第一及び第二のバイポーラトラン
    ジスタを有するバッファゲート部(3a、3b)と、 を有することを特徴とする半導体集積回路。
JP1123414A 1989-05-17 1989-05-17 半導体集積回路 Pending JPH02303216A (ja)

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EP19900401311 EP0398808A3 (en) 1989-05-17 1990-05-16 Level conversion circuit for converting elc-level signal into ttl-level signal
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EP0398808A3 (en) 1991-07-03
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