JPH04351016A - 故障検出回路および故障検出方法 - Google Patents

故障検出回路および故障検出方法

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JPH04351016A
JPH04351016A JP3278954A JP27895491A JPH04351016A JP H04351016 A JPH04351016 A JP H04351016A JP 3278954 A JP3278954 A JP 3278954A JP 27895491 A JP27895491 A JP 27895491A JP H04351016 A JPH04351016 A JP H04351016A
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JP
Japan
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output
transistor
circuit
coupled
emitter
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Application number
JP3278954A
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English (en)
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Roger L Hollstein
ロジャー・エル・ホルスタイン
Steven M Domer
スティーブン・エム・ドメ−ル
Frederic B Shapiro
フレデリック・ビー・シャピロ
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Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/007Fail-safe circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • 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
    • H03K19/082Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
    • H03K19/086Emitter coupled logic

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  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は検出回路に関するもので
あり、特に、故障が発生したとき、ECL 論理回路か
らのプルダウン電流を読み取ることにより、ECL 論
理回路の出力を既知の論理状態にする検出回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】大部
分のECL 回路は、出力において適切な論理高電圧レ
ベルと論理低電圧レベルを提供するためにプルダウン回
路を利用する。さらに、ECL 回路は、故障カバレッ
ジ試験における従来の検索方法の下では検索されないの
が一般的なACに関連するタイプの故障を起こしやすい
。ACの故障は、任意の処理上の欠陥がECL回路内の
プルダウン回路を開かせる原因となるときに発生するこ
とがある。そのような欠陥は、隔離されている接点、通
路、金属の相互接続、抵抗器とトランジスタの構造に関
連することがある。現在の技術水準にあるVL5I E
CL回路の場合、このタイプのAC欠陥が発生する確率
が10,000 ppmに達することがある。したがっ
て、検出されないでいる場合、そのような欠陥が、EC
L 回路を内蔵する集積回路の動作に深刻な問題を課す
ことがある。しかし、そのような欠陥のいずれか1つが
発生する度に、ECL 回路の出力を強制して既知の論
理状態にすると、ECL 回路の試験性と信頼性は大幅
に増大されるはずである。
【0003】したがって、論理回路中にAC故障が発生
したときを検出することにより、論理回路の出力を強制
して既知の論理状態にする回路が必要である。
【0004】本発明の目的は、改良された論理回路を提
供することである。
【0005】本発明の他の目的は、故障が発生したとき
を検出するための改良型論理回路を提供することである
【0006】本発明の他の目的は、故障に応答し、論理
回路の出力を強制して既知の論理状態にするための改良
型論理回路を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の前記およびその
他の目的の達成において、入力と出力を有しており、回
路の出力において出力信号を提供するため回路の入力に
供給される論理信号に応答する入力段、回路の出力にお
いて出力論理信号を提供するため入力段階の出力論理信
号に応答する出力段階;および、回路の出力を強制して
出力段階において発生した故障状態に応答する所定の論
理状態にするため、入力段階と出力段階の両方に結合さ
れた検出回路から成る回路が提供される。
【0008】
【実施例】図1は、動作電位VCC が与えられる第1
電圧供給端末に抵抗器14を介して結合されたコレクタ
を有するトランジスタ12から成るAC故障検出回路を
内蔵したECL論理回路を示す、詳細な概略図である。 トランジスタ12のベースは、電圧電位VIN が与え
られる端末16に結合され、トランジスタ12のエミッ
タはトランジスタ18のエミッタに結合される。さらに
、トランジスタ12, 18のエミッタは、電流源20
により、動作電位VEE が与えられる第2電圧供給端
末に結合される。トランジスタ18のベースは電圧電位
VBB が与えられる端末22に結合され、トランジス
タ18のコレクタは、抵抗器24により、動作電位VC
C に結合される。トランジスタ26のコレクタは動作
電位VCC に結合され、ベースはトランジスタ18の
コレクタに結合され、エミッタは、電圧電位Voutを
提供するため、出力端末28に結合される。トランジス
タ26のエミッタは、さらに、トランジスタ30のコレ
クタに結合される。トランジスタ30のエミッタは、抵
抗器32によって動作電位VEE に結合される。図1
の故障検出回路は、トランジスタ34と抵抗器36で構
成される。抵抗器36は、トランジスタ30のベースと
、電圧電位VCS が与えられる端末38との間に結合
される。トランジスタ34のコレクタはトランジスタ1
8のコレクタに結合され、トランジスタ34のベースは
、電圧電位V2が与えられる端末40に結合される。最
後に、トランジスタ34のエミッタは、トランジスタ3
0のエミッタに結合される。
【0009】動作時、トランジスタ12,18、抵抗器
14, 24と電流源20から成る入力段は、端末16
に表れる電圧レベルの関数である電圧をトランジスタ1
8のコレクタにおいて提供するため、周知の方法で機能
する。トランジスタ18のコレクタにおける電圧は、そ
の後、出力トランジスタ26を介して、出力端末28に
出力電圧Voutを提供する。さらに明瞭に示すため、
電圧VIN が電圧VBBより高くなると仮定すると、
電流源20が提供する電流の事実上全部がトランジスタ
12と抵抗器14を通して流れ、トランジスタ18と抵
抗器24を通して流れる電流はゼロになる。 それ故、出力トランジスタ26のベースにおける電圧は
、事実上動作電位VCC に等しくなり、それに応じて
、電圧Voutは、事実上、VCC −Vbe(tra
n.26)に等しくなる。さらに簡潔に説明すると、ト
ランジスタ12のベースに論理高電圧レベルが与えられ
ると、トランジスタ26のエミッタと出力端末28にお
いて論理高電圧レベルが提供される。
【0010】他方、電圧VBB が電圧VIN より高
くなると仮定すると、電流源20が提供する電流の事実
上全部がトランジスタ18と抵抗器24を通して流れ、
トランジスタ12と抵抗器14を通して流れる電流はゼ
ロになる。それ故、出力トランジスタ26のベースにお
ける電圧は、事実上、VCC −(I20 x R24
)に等しくなる。さらに、電圧Voutは方程式(1)
 で計算することができる:
【0011】
【数1】 方程式(1) において、Voutは出力端末28にお
ける電圧値である。
【0012】I20 は電流源20が提供する電流値で
ある。
【0013】R24 は抵抗器24の抵抗値である。
【0014】Vbe(tran.26)はトランジスタ
26のベース−エミッタ電圧である。
【0015】さらに簡潔に説明すると、トランジスタ1
2のベースに論理低電圧レベルが与えられると、トラン
ジスタ26のエミッタと出力端末28において論理低電
圧レベルが提供される。所定の電流I2によってトラン
ジスタ26にバイアスを与えるため、および、出力末2
8における出力論理電圧レベルを適切にするためには、
トランジスタ30と抵抗器32から成る能動プルダウン
回路が必要である。
【0016】通常の動作時、トランジスタ34と抵抗器
36から成る故障検出回路は、ECL 論理回路に対し
て透明であり、出力を事実上増加させず、サイズと性能
に及ぼす影響は無視することができる。その理由は、電
圧V1が、通常の動作の間トランジスタ34を非動作状
態にするために十分なだけ大きくなるからである。さら
に、適切な動作時におけるトランジスタ30のベース電
流は例によって小さいので、抵抗器36上の電圧降下は
無視することができる。
【0017】しかし、トランジスタ30と抵抗器32か
ら成る能動プルダウン回路の動作を異常にさせる故障状
態が発生すると、トランジスタ34は動作状態になり、
トランジスタ34を通して電流I1が流れ、出力電圧V
outは強制されて既知の論理状態にされることになる
。このような故障状態は、以下に説明する少なくとも2
つのタイプの欠陥の結果として発生することがある。最
初に、ベース開放、エミッタを開放あるいはベースーエ
ミッタ間の短絡状態となる第一のタイプの欠陥を設定す
ると、IB(tran.30) またはIE(tran
.30)は事実上ゼロに等しくなる。この欠陥が存在す
ると、トランジスタ30が本質的に非動作状態になるの
で、トランジスタ34は動作状態になり、電圧V2は電
圧V1より大きくなる。その後、トランジスタ34は動
作電位VCC から所定の電流(I1)を引き出す役を
果たすことにより、抵抗器24上の電圧降下を介して、
トランジスタ26のベースを所定の電圧にするので、出
力端末28に既知の論理状態、例えば論理低状態が提供
される。
【0018】次に、IC(tran.30) が事実上
ゼロであり、したがって、IB(tran.30) =
IE(tran.30)であるトランジスタ30のコレ
クタを開放状態となる第2のタイプの欠陥が存在すると
仮定しよう。この状態は、トランジスタ26のエミッタ
をトランジスタ30のコレクタに接続する金属接点中の
破損からもたらされることがある。この状態の場合、典
型的には、トランジスタ30のベース電流は、通常の動
作状態の場合のトランジスタ30のベース電流のβ倍で
ある。したがって、抵抗器36の値は、トランジスタ3
0、34のエミッタにおける電圧(V1)がトランジス
タ34を順バイアスさせるために十分であるだけ負とな
るように選定しなければならない。第1のタイプの欠陥
の場合と同様に、トランジスタ34は、動作電位VCC
 から所定の電流を引き出す役を果たすことにより、抵
抗器24上の電圧降下を介してトランジスタ26のベー
スを所定の電圧にし、その結果、出力端末28において
既知の論理状態、例えば論理低状態が提供されることに
なる。抵抗器36の値は、通常の動作状態において、I
B(tran.30) が抵抗器36上の電圧降下を無
視することができるようにするように選定されることに
注目しなければならない。しかし、IB(tran.3
0) =IE(tran.30) である第2のタイプ
の欠陥の場合、IB(tran.30)が増大すると、
抵抗器36上の電圧降下はトランジスタ30のエミッタ
に電圧(V1)を作るために十分なだけ大きくなり、そ
の結果、差動電圧(V2 −V1) は、トランジスタ
34を動作状態にするためのトランジスタ34のベース
−エミッタ・ターンオン電圧より大きくなる。
【0019】図2は、故障検出回路の別の実施例を内蔵
したECL 論理回路を示す詳細な概略図である。図1
の部品と類似した部品は同じ参照番号で示されている。 図2の回路は、さらに、トランジスタ26,34のエミ
ッタと動作電位VEE との間に結合された抵抗器44
から成る受動プルダウン回路から成っている。また、図
2の故障検出回路はトランジスタ34から成っており、
図1の故障検出回路はトランジスタ34と抵抗器36と
から成っている。
【0020】動作時、電圧V2は、通常の動作の間トラ
ンジスタ34が非動作状態になることを保証するように
選定される。したがって、トランジスタ36と抵抗器4
4と通して流れる電流は抵抗器44上に十分な電圧降下
を提供するので、差動電圧(V2 −V1) は、トラ
ンジスタ34を非動作状態にするためのトランジスタ3
4のベース−エミッタ・ターンオン電圧より大きくなる
。しかし、電圧V2は、また、トランジスタ26のエミ
ッタと抵抗器44との間に回路状態が存在すると、トラ
ンジスタ34を動作状態にさせることができるように選
定される。したがって、差動電圧(V2 −V1) は
、トランジスタ34を動作状態にするための、トランジ
スタ34のベース−エミッタ・ターンオン電圧より大き
くなる。さらに、上述の通り、トランジスタ34は、動
作電位VCC から所定の電流(I1)を引き出すこと
により、抵抗器24上の電圧降下を介してトランジスタ
26のベースを所定の電圧にし、その結果、出力端末2
8に既知の論理状態、例えば論理低が提供される様にす
る役を果たすことになる。
【0021】これをもって、前記の考察から、故障状態
が発生した時、論理回路の出力を強制して既知の論理状
態にするための新規な故障検出回路が提供されたことは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った故障検出回路を内蔵するECL
 論理回路を示す詳細な概略図である。
【図2】本発明に従った故障検出回路の別の実施例を内
蔵するECL 論理回路を示す詳細な概略図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力と出力を有する回路であって、回
    路の出力において出力論理信号を提供するため、回路の
    入力に供給される論理信号に応答する入力段階;回路の
    出力において出力論理信号を提供するため、前記入力段
    階の前記出力論理信号に応答する出力段階;および前記
    出力段階において発生する故障状態に応答し、回路の出
    力を強制して所定の論理状態にするため、前記入力段階
    と前記出力段階の両方に結合された検出手段;から構成
    されることを特徴とする回路。
  2. 【請求項2】  前記検出手段は、コレクタ,ベースと
    エミッタを有し、前記コレクタは前記入力段階の前記出
    力に結合されており、前記ベースは第1基準電位が与え
    られる第1端末に結合されており、前記エミッタは第1
    電圧供給端末に結合されているトランジスタ(34);
    および前記出力段階と、第2基準電圧が与えられる第2
    端末との間に結合された抵抗器(36);を含むことを
    特徴とする請求項1記載の回路。
  3. 【請求項3】  前記出力段階は、コレクタ,ベースと
    エミッタを有しており、  前記コレクタは第2電圧供
    給端末に結合されており、前記ベースは前記第1入力段
    階の前記出力に結合されており、前記エミッタは回路の
    出力に結合されている第1トランジスタ(26);コレ
    クタ,ベースとエミッタを有しており、前記コレクタは
    前記出力段階の前記第1トランジスタの前記エミッタに
    結合されており、前記ベースは前記検出手段の前記抵抗
    器によって前記第2端末に結合されており、前記エミッ
    タは前記第1電圧供給端末および前記検出手段の前記ト
    ランジスタの前記エミッタに結合されている第2トラン
    ジスタ(30);および前記出力段階の前記第2トラン
    ジスタの前記エミッタと前記第1電圧供給端末との間に
    結合されている抵抗器(32);を含むことを特徴とす
    る請求項2記載回路。
  4. 【請求項4】  前記検出手段は、コレクタ,ベースと
    エミッタを有しており、  前記コレクタは前記入力段
    階の前記出力に結合されており、前記ベースは第1基準
    電位が与えられる第1端末に結合されており、前記エミ
    ッタは第1電圧供給端末に結合されているトランジスタ
    (34)を含むことを特徴とする請求項1記載の回路。
  5. 【請求項5】  前記出力段階は、コレクタ,ベースと
    エミッタを有し、前記コレクタは第2電圧供給端末に結
    合されており、前記ベースは前記入力段階の前記出力に
    結合されており、前記エミッタは回路の出力、および、
    前記検出手段の前記トランジスタの前記エミッタにに結
    合されているトランジスタ(26);および前記出力段
    階の前記トランジスタの前記エミッタと前記第1電圧供
    給端末との間に結合されている抵抗器(44);を含む
    ことを特徴とする請求項4記載の回路。
  6. 【請求項6】  回路の出力段に故障が発生したことを
    検出する方法であって、  回路の結合点における電圧
    を読み取る段階;回路の前記結合点における前記電圧が
    所定のしきい値に到達したとき、第1トランジスタを順
    バイアスする段階;および回路の出力を強制して、発生
    中の故障状態を示す所定の論理状態にする段階;から構
    成されることを特徴とする方法。
JP3278954A 1990-10-01 1991-10-01 故障検出回路および故障検出方法 Pending JPH04351016A (ja)

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US590997 1990-10-01
US07/590,997 US5291075A (en) 1990-10-01 1990-10-01 Fault detection circuit

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JPH04351016A true JPH04351016A (ja) 1992-12-04

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ID=24364609

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EP (1) EP0479515B1 (ja)
JP (1) JPH04351016A (ja)
DE (1) DE69128513T2 (ja)

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