JPH04103219A - Ecl type logic circuit - Google Patents

Ecl type logic circuit

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JPH04103219A
JPH04103219A JP22192390A JP22192390A JPH04103219A JP H04103219 A JPH04103219 A JP H04103219A JP 22192390 A JP22192390 A JP 22192390A JP 22192390 A JP22192390 A JP 22192390A JP H04103219 A JPH04103219 A JP H04103219A
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JP
Japan
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potential
load
transistor
resistor
waveform
Prior art date
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Pending
Application number
JP22192390A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Okawa
眞一 大川
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH04103219A publication Critical patent/JPH04103219A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the increase in a delay time due to a load capacitor by providing a load capacitor connected in parallel with a load resistor of a 1st transistor(TR) and a coupling resistor between collectors of 1st and 2nd TRs. CONSTITUTION:A load capacitor C1 connected in parallel with a load resistor R1 of a TR Q1 and a coupling resistor R3 connected between collectors of TRs Q1, Q2 are provided to the circuit. When the resistance of the coupling resistor R3 is selected infinite, a potential V1 shows an exponential attenuation waveform with a time constant comprising the load resistor R1 and the load capacitor C1, and a potential V2 shows a step response waveform by a load resistor R2 in the potentials V1, V2 of the collectors of the TRs Q1, Q2. When the resistance of the coupling resistor R3 is selected to be a definite value, a potential V2 shows an intermediate waveform between the waveforms of the said potentials V1, V2. Thus, a waveform having overshoot is obtained as an output potential VOUT of the logic circuit. Thus, the delay time of the logic circuit is improved.

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
回路に利用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is applied to an ECL type logic circuit configured within a semiconductor integrated circuit.

〔概要〕〔overview〕

本発明は、カレントスイッチ回路と、その出力をとり出
すエミッタホロワ回路とから構成されるECL型論理回
路において、 カレントスイッチ回路の負荷回路に、抵抗および容量か
らなる出力波形補正回路を設けることにより、 負荷が重くなったときの論理回路の遅延時間の増大を改
善したものである。
The present invention provides an ECL type logic circuit consisting of a current switch circuit and an emitter follower circuit that takes out the output of the current switch circuit. This is an improvement over the increase in delay time of the logic circuit when it becomes heavy.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のECL型論理回路は、第7図に示すように、エミ
ッタが共通に定電流源工、に接続され、それぞれのコレ
クタが負荷抵抗をR1およびR2を介して電源電位(接
地電位)に接続されたトランジスタQI およびQ2か
ら構成されたカレントスイッチ回路と、ベースがトラン
ジスタQ2のコレクタに接続され、コレクタが電源電位
に接続されたトランジスタQ3 とを備えている。トラ
ンジスタQ3のエミッタは通常負荷抵抗RLを介して定
電位V、に接続される。CLはこの回路の負荷容量を表
している。
In the conventional ECL type logic circuit, as shown in Fig. 7, the emitters are commonly connected to a constant current source, and the respective collectors are connected to a power supply potential (ground potential) through load resistors R1 and R2. The transistor Q3 has a base connected to the collector of the transistor Q2 and a collector connected to a power supply potential. The emitter of transistor Q3 is normally connected to a constant potential V through a load resistor RL. CL represents the load capacity of this circuit.

次に、本従来例の動作について説明する。トランジスタ
Q2のベースに印加される基準電位v3に対して、トラ
ンジスタQ1 のベースに印加される入力電位vlが高
電位である場合、トランジスタQ、が「オン」、Q2が
「オフ」となり、コレクタC2は高電位となり、トラン
ジスタQ3のエミッタに電位VHがaカされる。基準電
位vRに対して入力電位v1が低電位である場合、トラ
ンジスタQ1が「オフ」、Q2が「オン」となり、トラ
ンジスタQ2のコレクタは低電位となり、エミッタに電
位VLが出力される。
Next, the operation of this conventional example will be explained. When the input potential vl applied to the base of the transistor Q1 is high with respect to the reference potential v3 applied to the base of the transistor Q2, the transistor Q is turned on and Q2 is turned off, and the collector C2 becomes a high potential, and the potential VH is applied to the emitter of the transistor Q3. When the input potential v1 is a low potential with respect to the reference potential vR, the transistor Q1 is "off" and the transistor Q2 is "on", the collector of the transistor Q2 has a low potential, and the potential VL is output to the emitter.

過渡的に、ViくVRからVt >v、に変化した場合
、第8図に実線で示すように、トランジスタQ3のエミ
ッタの電位すなわち出力電位V。U。
When there is a transient change from Vi to VR to Vt>v, the emitter potential of transistor Q3, that is, the output potential V, as shown by the solid line in FIG. U.

は遅延時間tPd経過後にVLからV、に変化する。changes from VL to V after the delay time tPd has elapsed.

Vi >v、からVt <Va l:変化する場合、第
8図に点線で示すように、出力電位V。、TはtPd経
過後にvHからVLに変化する。
Vi>v, to Vt<Val: When changing, the output potential V, as shown by the dotted line in FIG. , T changes from vH to VL after tPd elapses.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この従来のECL型論理回路では、負荷容量CLが大き
くなると、出力電位V。UTの波形が鈍り遅延時間が大
となり、次段の論理回路の応答が遅れる欠点があった。
In this conventional ECL type logic circuit, when the load capacitance CL increases, the output potential V. This has the disadvantage that the waveform of the UT becomes dull and the delay time increases, causing a delay in the response of the next stage logic circuit.

本発明の目的は、負荷容量による遅延時間の増大を改善
したECL型論理回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ECL type logic circuit in which increase in delay time due to load capacitance is improved.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、エミッタが共通に定電流回路に接続され、コ
レクタがそれぞれ負荷抵抗を介して電源電位に接続され
た第一および第二のトランジスタから構成されたカレン
トスイッチ回路と、ベースが前記第二のトランジスタの
コレクタに接続されコレクタが電源電位に接続された第
三のトランジスタとを備えたECL型論理回路において
、前記第一のトランジスタの負荷抵抗に並列に接続され
た負荷容量と、前記第一および第二のトランジスタのコ
レクタ間に接続された結合抵抗とを備えたことを特徴と
する。
The present invention provides a current switch circuit composed of first and second transistors whose emitters are commonly connected to a constant current circuit and whose collectors are respectively connected to a power supply potential via a load resistor; a third transistor connected to the collector of the transistor whose collector is connected to a power supply potential; a load capacitor connected in parallel to the load resistor of the first transistor; and a coupling resistor connected between the collectors of the second transistor.

また、本発明は、前記第一および第二のトランジスタの
負荷抵抗と前記結合抵抗とで構成される回路網をこれと
等価なインピーダンス網に代えたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the circuit network constituted by the load resistors of the first and second transistors and the coupling resistor is replaced with an equivalent impedance network.

〔作用〕[Effect]

結合抵抗が無限大すなわち結合抵抗が挿入されない場合
、第一のトランジスタのコレクタ電位の動作波形は、そ
の負荷抵抗と挿入された負荷容量とで定まる時定数を持
つ指数関数的な波形となり、一方、第二のトランジスタ
のコレクタ電位の動作波形は、その負荷抵抗に従ったス
テップ応答波形になり、その変化方向は第一のトランジ
スタのコレクタ電位と反対方向になる。そして、結合抵
抗が有限の場合には、カレントスイッチ回路の出力端で
ある第二のトランジスタのコレクタ電位の動作波形は、
そのステップ応答波形に前記指数関数的波形を重畳した
ものとなり、オーバーシュートを持ったものになる。
When the coupling resistance is infinite, that is, when no coupling resistance is inserted, the operating waveform of the collector potential of the first transistor becomes an exponential waveform with a time constant determined by the load resistance and the inserted load capacitance. The operating waveform of the collector potential of the second transistor becomes a step response waveform according to its load resistance, and the direction of change thereof is opposite to that of the collector potential of the first transistor. When the coupling resistance is finite, the operating waveform of the collector potential of the second transistor, which is the output terminal of the current switch circuit, is
The step response waveform is superimposed on the exponential waveform, and has an overshoot.

そこで、このオーバーシュート電圧を論理レベル以上と
なるように定数を設定することにより、論理レベルに達
する時間が早くなり、遅延時間を短縮することが可能と
なる。
Therefore, by setting a constant so that this overshoot voltage is equal to or higher than the logic level, the time to reach the logic level becomes faster, and the delay time can be shortened.

なお、二つの負荷抵抗と結合抵抗とで構成される抵抗回
路網を、例えば、Δ−Y変換することにより他の抵抗回
路網などのインピーダンス網に代えてもよい。
Note that the resistor network composed of two load resistors and a coupling resistor may be replaced with an impedance network such as another resistor network by performing Δ-Y conversion, for example.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

本第−実施例は、エミッタが共通に定電流源11を介し
て負電源v■に接続され、コレクタがそれぞれ負荷抵抗
R1およびR2を介して電源電位(ここでは接地電位)
に接続され、ベースにはそれぞれ入力電位v1および基
準電位vRが印加されたNPN型のバイポーラトランジ
スタからなる第一および第二のトランジスタQl およ
びQ2から構成されたカレントスイッチ回路と、ベース
がトランジスタQ2のコレクタに接続され、コレクタが
電源電位(接地電位)に接続され、エミッタが負荷抵抗
RLを介して定電位V、および負荷容量CL介して電源
電位(接地電位)に接続され、エミッタから出力電位V
。U、を取り出すNPN型のバイポーラトランジスタか
らなる第三のトランジスタQ3とを備えたECL型論理
回路において、本発明の特徴とするところの、 トランジスタQ1の負荷抵抗R1に並列に接続された負
荷容量C1と、トランジスタQ、およびQ2のコレクタ
間に接続された接合抵抗R3とを備えている。
In the present embodiment, the emitters are commonly connected to the negative power supply v■ through the constant current source 11, and the collectors are connected to the power supply potential (here, the ground potential) through the load resistors R1 and R2, respectively.
A current switch circuit is constructed of first and second transistors Ql and Q2, which are NPN bipolar transistors connected to the base of the transistor Q2 and whose bases are respectively applied with an input potential v1 and a reference potential vR; The collector is connected to a power supply potential (ground potential), the emitter is connected to a constant potential V via a load resistor RL, and the power supply potential (ground potential) via a load capacitor CL, and the emitter is connected to an output potential V
. In an ECL type logic circuit equipped with a third transistor Q3 made of an NPN type bipolar transistor for taking out U, a load capacitor C1 connected in parallel to the load resistor R1 of the transistor Q1 is characterized by the present invention. and a junction resistor R3 connected between the collectors of the transistor Q and Q2.

次に、本第−実施例の動作について説明する。Next, the operation of the present embodiment will be explained.

トランジスタQ2の負荷抵抗R2は通常の出力波形を発
生し、トランジスタQ+ の負荷抵抗R1および負荷容
量CIは補正波形を発生する。出力波形と補正波形とは
結合抵抗R3によって結合される。
Load resistor R2 of transistor Q2 generates a normal output waveform, and load resistor R1 and load capacitor CI of transistor Q+ generate a correction waveform. The output waveform and the correction waveform are coupled by a coupling resistor R3.

次に、入力電位v1がV、<V、からVi >VRに変
化した場合を例にとり、動作波形を参照して動作を説明
する。
Next, the operation will be described with reference to operation waveforms, taking as an example the case where the input potential v1 changes from V, <V, to Vi >VR.

結合抵抗R3が無限大の場合、トランジスタQ。When the coupling resistance R3 is infinite, the transistor Q.

およびQ2のコレクタの電位V1およびVlは、第2図
(a)に示すように、Vlは負荷抵抗R1と負荷容量C
1とによって形成される時定数により指数関数的な減衰
波形に、Vlは負荷抵抗R2によってステップ応答波形
になる。結合抵抗R5が有限の場合、■2は第2図(b
)に示すように、第2図(a)の場合のVt とv2と
の中間的な波形が得られる。結合抵抗R3が有限で、入
力viがVt >V、1から変化した場合、v2は第3
図に示したようになる。出力電位V。U、はトランジス
タQ3 と負荷抵抗R2とによって構成されるエミッタ
ホロワにより、v2よりさらにトランジスタQ3のエミ
ッタ・ベース間電位VBE分だけ低い、 Vovr=Va  VBE が出力される。
The collector potentials V1 and Vl of Q2 are as shown in FIG. 2(a), where Vl is the load resistance R1 and the load capacitance C
1, and Vl becomes an exponentially decaying waveform due to the time constant formed by V1, and Vl becomes a step response waveform due to the load resistance R2. When the coupling resistance R5 is finite, ■2 is shown in Figure 2 (b
), a waveform intermediate between Vt and v2 in the case of FIG. 2(a) is obtained. If the coupling resistance R3 is finite and the input vi changes from Vt > V, 1, then v2
The result will be as shown in the figure. Output potential V. U, is an emitter follower constituted by the transistor Q3 and the load resistor R2, and outputs Vovr=Va VBE which is lower than v2 by the emitter-base potential VBE of the transistor Q3.

従って、本第−実施例のECL型論理回路の出力電位V
。U、は第4図に示すようなオーバーシュートを持った
波形が得られる。論理回路の負荷が重くなった場合、第
7図に示す従来の回路では、第5図に点線で示すように
出力電位V。U、の波形が鈍るのに対し、本第−実施例
では、実線で示すように出力の立ち上り、立ち下りの波
形を改善することができる。
Therefore, the output potential V of the ECL type logic circuit of this embodiment
. As for U, a waveform with an overshoot as shown in FIG. 4 is obtained. When the load on the logic circuit becomes heavy, in the conventional circuit shown in FIG. 7, the output potential V decreases as shown by the dotted line in FIG. Whereas the waveform of U becomes dull, in this embodiment, the rising and falling waveforms of the output can be improved as shown by the solid line.

第6図は本発明の第二実施例を示す回路図である。この
第二実施例では第一実施例の抵抗R1、R2およびR3
をΔ−Y変換して変形したもので、回路としては全く等
価である。抵抗rl 、r2およびr3は以下に示す式
で与えられる。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. In this second embodiment, the resistors R1, R2 and R3 of the first embodiment are
The circuit is completely equivalent as a circuit. The resistances rl, r2, and r3 are given by the formulas shown below.

rl=R2R3/(R1+R2+R3)r2=RaR+
/(R+ +R2+R3)rs=RIR2/(R1+R
2+R3)R+ =Ra =R3=Rの場合、r、 =
r、 =r3=R/3となることから類推して、本第二
実施例では使用する抵抗を低い値に設定することができ
る利点がある。
rl=R2R3/(R1+R2+R3)r2=RaR+
/(R+ +R2+R3)rs=RIR2/(R1+R
2+R3) If R+ =Ra =R3=R, then r, =
By analogy with the fact that r, = r3 = R/3, the second embodiment has the advantage that the resistor used can be set to a low value.

第一実施例および第二実施例の内、レイアウト上有利な
方を使用することにより、回路面積を小さくすることが
可能である。
By using whichever of the first and second embodiments is more advantageous in terms of layout, it is possible to reduce the circuit area.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は、ECL型論理回路の相
補出力間に、抵抗および容量によって構成される出力波
形補正回路を持つことにより、出力の負荷が重くなった
ときの出力波形の鈍りを補正して、論理回路の遅延時間
を改善できる効果がある。
As explained above, the present invention provides an output waveform correction circuit composed of a resistor and a capacitor between the complementary outputs of an ECL type logic circuit, thereby reducing the dullness of the output waveform when the output load becomes heavy. This correction has the effect of improving the delay time of the logic circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第一実施例を示す回路図。 第2図(a) 右よび(b)はその相補トランジスタの
コレクタ電位波形を示す特性図。 第3図はその相補トランジスタのコレクタ電位波形を示
す特性図。 第4図はその出力電位波形を示す特性図。 第5図はその出力電位波形を従来例と比較して示した特
性図。 第6図は本発明の第二実施例を示す回路図。 第7図は従来例を示す回路図。 第8図はその出力電位波形を示す特性図。 C1、CL・・・負荷容量、11・・・定電流源、Ql
、Q2 、Q3・・・トランジスタ、R1、R2、RL
・・・負荷抵抗、R8・・・結合抵抗、rt 、r= 
、r、、・・・抵抗、Vl、V2・・・コレクタ電位、
■、・・・負電源、Vi・・・入力電位、VOI・・・
出力電位、VII・・・基準電位、Vt・・・定電位。 特許畠願入 日本電気株式会社、 代理人  弁理士 井 出 直 孝 戸−実3旨E!イ3Σり 兇 3 図 笑−実施例 兇 4 図 藁−実施例・従来ダリ 、¥15図 第二賎例 島6図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. FIGS. 2(a) and 2(b) are characteristic diagrams showing collector potential waveforms of the complementary transistors. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the collector potential waveform of the complementary transistor. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the output potential waveform. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the output potential waveform in comparison with a conventional example. FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional example. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the output potential waveform. C1, CL...Load capacity, 11... Constant current source, Ql
, Q2, Q3...transistor, R1, R2, RL
...Load resistance, R8...Coupling resistance, rt, r=
, r,...resistance, Vl, V2... collector potential,
■,... Negative power supply, Vi... Input potential, VOI...
Output potential, VII... reference potential, Vt... constant potential. Patent application submitted by NEC Corporation, agent: Nao Ide, Takato - Real 3rd Purpose E! 3 Σ Ri兇 3 Figures - Examples 4 Figures - Examples/Conventional Dali, ¥15 Figure 2 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、エミッタが共通に定電流回路に接続され、コレクタ
がそれぞれ負荷抵抗を介して電源電位に接続された第一
および第二のトランジスタから構成されたカレントスイ
ッチ回路と、ベースが前記第二のトランジスタのコレク
タに接続されコレクタが電源電位に接続された第三のト
ランジスタとを備えたECL型論理回路において、 前記第一のトランジスタの負荷抵抗に並列に接続された
負荷容量と、前記第一および第二のトランジスタのコレ
クタ間に接続された結合抵抗とを備えた ことを特徴とするECL型論理回路。 2、前記請求項1記載のECL型論理回路において、前
記第一および第二のトランジスタの負荷抵抗と前記結合
抵抗とで構成される回路網をこれと等価なインピーダン
ス網に代えた ことを特徴とするECL型論理回路。
[Claims] 1. A current switch circuit composed of first and second transistors whose emitters are commonly connected to a constant current circuit and whose collectors are respectively connected to a power supply potential via a load resistor, and a base. a third transistor whose collector is connected to the collector of the second transistor and whose collector is connected to a power supply potential; a load capacitor connected in parallel to the load resistor of the first transistor; , and a coupling resistor connected between the collectors of the first and second transistors. 2. In the ECL type logic circuit according to claim 1, the circuit network constituted by the load resistors of the first and second transistors and the coupling resistor is replaced with an equivalent impedance network. ECL type logic circuit.
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