JPH0444420A - Logic circuit - Google Patents

Logic circuit

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Publication number
JPH0444420A
JPH0444420A JP2153407A JP15340790A JPH0444420A JP H0444420 A JPH0444420 A JP H0444420A JP 2153407 A JP2153407 A JP 2153407A JP 15340790 A JP15340790 A JP 15340790A JP H0444420 A JPH0444420 A JP H0444420A
Authority
JP
Japan
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circuit
transistor
output
spl
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP2153407A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromasa Kato
加藤 博正
Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2153407A priority Critical patent/JPH0444420A/en
Publication of JPH0444420A publication Critical patent/JPH0444420A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、論理回路に関し、例えば、高速コンピュー
タ等の高速論理集積回路装置に搭載されるSPL (S
uper  Pu5h−pull  Logic)回路
に利用して特に有効な技術に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to logic circuits, for example, SPL (SPL) installed in high-speed logic integrated circuit devices such as high-speed computers.
The present invention relates to a technique that is particularly effective for use in upper Pu5h-pull Logic) circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

入力信号を受ける位相分割回路と、位相分割回路の反転
出力信号を伝達する出カニミッタフォロア回路とを含む
NTL (Non  Threshold  Logi
c)回路がある。また、NTL回路の出力部をアクティ
ブプルダウン回路に置き換えたいわゆるSPL回路があ
る。
An NTL (Non Threshold Logic
c) There is a circuit. There is also a so-called SPL circuit in which the output section of the NTL circuit is replaced with an active pull-down circuit.

SPL回路は、第7図に例示されるように、入力信号3
1を受ける入力トランジスタT1と、回路の接地電位と
上記入力トランジスタTlのコレクタとの間ならびに入
力トランジスタTlのエミッタと回路の電源電圧との間
にそれぞれ設けられる抵抗R5及びR1とからなる位相
分割回路を備える。この位相分割回路の反転出力信号す
なわち入力トランジスタTIのコレクタ電位は、出力ト
ランジスタT3のベースに供給され、位相分割回路の非
反転出力信号すなわち入力トランジスタTIのエミッタ
電位は、キャパシタCI及び抵抗R4からなる微分回路
を介して、出力トランジスタT4のベースに供給される
。この出力トランジスタT4のベースには、トランジス
タT2を基本構成とするバイアス回路によって、これが
オン状態の直前の状態となる所定のバイアス電圧が与え
られる。これにより、出力トランジスタT4は、出力ト
ランジスタT3に対するアクティブ負荷として作用し、
またアクティブプルダウン回路を構成する。その結果、
SPL回路の感度が高められ、その動作が高速化される
The SPL circuit receives an input signal 3 as illustrated in FIG.
1; and resistors R5 and R1 provided between the ground potential of the circuit and the collector of the input transistor Tl and between the emitter of the input transistor Tl and the power supply voltage of the circuit, respectively. Equipped with The inverted output signal of this phase division circuit, that is, the collector potential of the input transistor TI, is supplied to the base of the output transistor T3, and the non-inverted output signal of the phase division circuit, that is, the emitter potential of the input transistor TI, is supplied to the base of the output transistor T3. It is supplied to the base of the output transistor T4 via a differentiating circuit. A predetermined bias voltage is applied to the base of the output transistor T4 by a bias circuit whose basic configuration is the transistor T2, so that the output transistor T4 becomes in a state immediately before being turned on. This causes output transistor T4 to act as an active load for output transistor T3,
It also constitutes an active pull-down circuit. the result,
The sensitivity of the SPL circuit is increased and its operation becomes faster.

SPL回路については、例えば、特開平1−26102
4号公報等に記載されている。
Regarding SPL circuits, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-26102
It is described in Publication No. 4, etc.

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

本願発明者等は、この発明に先立って、上記第7図のS
PL回路にいくつかの改良を加えた第5図のような5P
LWA路を開発した。すなわち、第5図において、SP
L回路は、位相分割回路の反転出力信号すなわち入力ト
ランジスタT1のコレクタ電位の立ち上がりを高速化す
るためのPチャンネルMO5FETQIと、出力信号S
Oをクランプしてそのアンダーシュートを抑制するため
のダイオードI)1を含む、さらに、SPL回路は、抵
抗R2ならびにダイオードD2及びD3からなりバイア
ス用トランジスタT2に所定のバイアス電圧VBを与え
るバイアス電圧発生回路と、出力信号SOを帰還させる
ことで回路のインパルス応答性を高めるためのキャパシ
タC2を含む、これらの結果、SPL回路は、その動作
がさらに高速化され、安定化されるものとなる。
Prior to this invention, the inventors of the present application had developed the S shown in FIG. 7 above.
A 5P circuit as shown in Figure 5 with some improvements made to the PL circuit.
Developed the LWA road. That is, in FIG. 5, SP
The L circuit includes a P-channel MO5FETQI for speeding up the rise of the inverted output signal of the phase division circuit, that is, the collector potential of the input transistor T1, and an output signal S.
The SPL circuit includes a diode I)1 for clamping O and suppressing its undershoot.The SPL circuit also includes a resistor R2 and diodes D2 and D3, and a bias voltage generator that applies a predetermined bias voltage VB to the bias transistor T2. circuit and a capacitor C2 for increasing the impulse response of the circuit by feeding back the output signal SO.As a result, the SPL circuit operates even faster and more stably.

ところが、本願発明者等は、上記第5図のspL回路の
低消費電力化を図ろうと試み、次のような問題点に直面
した。すなわち、上記SPL回路の消費電力を削減する
ためには、位相分割回路を構成する抵抗R1の抵抗値を
大きくし、その動作電流を小さくすることが必要となる
。しかし、抵抗R1は、入力信号Slがロウレベルに変
化され入力トランジスタTIがオフ状態とされるとき、
微分回路を構成するキャパシタCtの放電経路を構成す
る。このため、抵抗R1の抵抗値を大きくするとキャパ
シタC1の放電時間が長くなり、特に第6図に例示され
るように、入力信号S1がネガティブパルスとされロウ
レベルとされる期間が短い場合において、微分回路の効
果が損なわれ、出力信号SOの立ち下がり変化が遅くな
る。その結果、5PLlil路のインパルス応答性及び
ステップ応答性が悪化するとともに、相応してSPL回
路の低消費電力化が制限される。
However, the inventors of the present application attempted to reduce the power consumption of the spL circuit shown in FIG. 5, and encountered the following problems. That is, in order to reduce the power consumption of the SPL circuit, it is necessary to increase the resistance value of the resistor R1 constituting the phase division circuit and to decrease its operating current. However, when the input signal Sl is changed to low level and the input transistor TI is turned off, the resistor R1
This configures a discharge path for a capacitor Ct that constitutes a differential circuit. Therefore, when the resistance value of the resistor R1 is increased, the discharge time of the capacitor C1 becomes longer.Especially, as illustrated in FIG. The effectiveness of the circuit is impaired and the fall of the output signal SO becomes slow. As a result, the impulse response and step response of the 5PLlil path deteriorate, and the reduction in power consumption of the SPL circuit is correspondingly restricted.

この発明の目的は、インパルス応答性及びステップ応答
性を高めつつ低消費電力化を図ったSPL回路を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide an SPL circuit that achieves low power consumption while improving impulse response and step response.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

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

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
をll5IILに説明すれば、下記の通りである。
A summary of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、SPL回路の位相分割回路を構成する入力ト
ランジスタのエミッタ抵抗の抵抗値を大きくし、このエ
ミッタ抵抗と並列形態に、そのゲートに回路の出力信号
を受けるNチャンネル型のディスチャージMO5FET
を設ける。
That is, the resistance value of the emitter resistor of the input transistor that constitutes the phase division circuit of the SPL circuit is increased, and an N-channel discharge MO5FET that receives the output signal of the circuit at its gate is connected in parallel with this emitter resistor.
will be established.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、位相分割回路の動作電流を一1
減できるとともに、微分回路を構成するキャパシタの放
電時間を縮小できる。その結果、SPL回路のインパル
ス応答性及びステップ応答性を高めつつ、その低消費電
力化を推進できる。
According to the above-mentioned means, the operating current of the phase division circuit is reduced to 11
At the same time, the discharge time of the capacitor constituting the differential circuit can be reduced. As a result, it is possible to improve the impulse response and step response of the SPL circuit while reducing its power consumption.

(実施例〕 第1図には、この発明が適用されたSPL回路の一実施
例の回路図が示され、第2図には、その信号波形図の一
例が示されている。これらの図をもとに、この実施例の
5PLl路の構成と動作の概要ならびにその特徴につい
て説明する。
(Embodiment) Fig. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of an SPL circuit to which the present invention is applied, and Fig. 2 shows an example of its signal waveform diagram. Based on this, an overview of the configuration and operation of the 5PLl path of this embodiment as well as its characteristics will be explained.

なお、この実施例のSPL回路は、特に制限されないが
、同様な多数のSPL回路とともに、高速コンピュータ
等の高速論理集積回路装置に搭載される。第1図の各回
路素子は、特にIIJ限されないが、高速論理集積回路
装置を構成する他の回路素子とともに、単結晶シリコン
のような1個の半導体基板上において形成される。以下
の回路図において、そのチャンネル(バックゲート)部
に矢印が付されるMOSFET (金属酸化物半導体型
電界効果トランジスタ、この明細書では、MOSFET
をして絶縁ゲート型電界効果トランジスタの総称とする
)はPチャンネル型であって、矢印の付されないNチャ
ンネルMOSFETと区別して示される0図示されるト
ランジスタ(この明細書では、バイポーラトランジスタ
を単にトランジスタと略称する)は、特に制限されない
が、すべてNPN型トランジスタである。
Note that the SPL circuit of this embodiment is installed in a high-speed logic integrated circuit device such as a high-speed computer together with a large number of similar SPL circuits, although this is not particularly limited. Each of the circuit elements shown in FIG. 1 is formed on a single semiconductor substrate such as single-crystal silicon along with other circuit elements constituting a high-speed logic integrated circuit device, although not limited to IIJ. In the circuit diagrams below, the MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor, herein referred to as MOSFET) whose channel (back gate) is marked with an arrow
(hereinafter referred to as a general term for insulated gate field effect transistors) are P-channel type transistors, which are shown to distinguish them from N-channel MOSFETs (not shown with arrows) (in this specification, bipolar transistors are simply referred to as transistors). ) are all NPN type transistors, although they are not particularly limited.

第り図において、この実施例のSPL回路は、特に制限
されないが、そのベースに所定の入力信号S1を受ける
入力トランジスタTIを含む、この入力トランジスタT
lのコレクタは、特に制限されないが、PチャンネルM
O5FETQIを介して回路の接地電位(第1の電源電
圧)に結合され、そのエミッタは、二定フタ抵抗R1(
第1の抵抗手段)を介して回路の電源電圧(第2の電源
電圧)に結合される。これらの入力トランジスタTI及
びMOSFETQIならびに抵抗R1は、5PLi!路
の位相分割回路つまり入力反転部を構成する。ここで、
回路の電源電圧は、特に制限されないが、例えば−2,
OVのような負の電源電圧とされる。また、入力信号5
1は、特に**されないが、例えばそのハイレヘルを一
〇、8Vとしそのロウレベルを−1,4Vとする比較的
小振幅のディジタル信号とされる。なお、この実施例に
おいて、上記エミッタ抵抗R1は比較的大きな抵抗値を
持つように設計され、これによって位相分割回路の動作
電流が削減され、SPL回路の低消費電力化が図られる
In FIG. 3, the SPL circuit of this embodiment includes, but is not limited to, an input transistor TI that receives a predetermined input signal S1 at its base.
Although the collector of l is not particularly limited, the collector of P channel M
It is coupled to the ground potential (first power supply voltage) of the circuit via O5FETQI, and its emitter is connected to the two constant lid resistor R1 (
It is coupled to the power supply voltage (second power supply voltage) of the circuit via the first resistor means (first resistor means). These input transistors TI and MOSFET QI and resistor R1 are 5PLi! It constitutes a phase dividing circuit for the circuit, that is, an input inverting section. here,
The power supply voltage of the circuit is not particularly limited, but for example -2,
It is assumed to be a negative power supply voltage such as OV. In addition, input signal 5
1 is a relatively small amplitude digital signal with a high level of 10.8V and a low level of -1.4V, although it is not particularly specified. In this embodiment, the emitter resistor R1 is designed to have a relatively large resistance value, thereby reducing the operating current of the phase division circuit and reducing the power consumption of the SPL circuit.

位相分割回路を構成するMO5FETQIのゲートには
、特にIJ限されないが、上記入力信号S1が供給され
る。また、このMO5FETQIには、特に制限されな
いが、所定の順方向電圧を有するダイオードDiが並列
形態に設けられる。これにより、MO5FETQIは、
人力信号5ll)<ロウレベルとされ入力トランジスタ
TIがオフ状態とされるとき、選択的にオン状態となり
、λカトランジスタTIのコレクタノードに結合される
寄生容量を急速にチャージして、回路の出方信号SOの
立ち上がり変化を高速化する。また、ダイオードDIは
、入力信号SIがハイレベルとされ回路の出力信号SO
がロウレベルとされるとき、クランプ回路として作用し
、出力信号’SOのロウレベルを、はぼ−2XV、Hの
レベルでクランプする(ここで、VIEは、ダイオード
D1等の順方向電圧ならびに出力トランジスタT3等の
ベース・エミッタ電圧を示す、以下、同様)。
Although not limited to IJ, the input signal S1 is supplied to the gate of the MO5FETQI constituting the phase division circuit. In addition, this MO5FET QI is provided with a diode Di having a predetermined forward voltage in parallel, although this is not particularly limited. As a result, MO5FETQI becomes
When the input transistor TI is turned off with the human input signal 5ll)<low level, it is selectively turned on, rapidly charging the parasitic capacitance coupled to the collector node of the λ transistor TI, and changing the output of the circuit. To speed up the rise change of the signal SO. Furthermore, when the input signal SI is at a high level, the diode DI is connected to the output signal SO of the circuit.
When set to a low level, it acts as a clamp circuit and clamps the low level of the output signal 'SO to a level of about -2XV,H (here, VIE is the forward voltage of the diode D1 etc. and the output transistor T3). (the same applies hereafter).

この実施例のSPL回路は、さらに、回路の接地電位及
び電源電圧間にトーテムポール形態に設けられる一対の
出力トランジスタT3 (第1の出力トランジスタ)及
びT4(第2の出方トランジスタ)を含む、このうち、
出方トランジスタT3のベースは、上記位相分割回路の
反転出力ノードすなわち入力トランジスタTlのコレク
タに結合され・出力トランジスタT4のベースは、キャ
パシタC1(容量手段)を介して位相分割回路の非反転
出力ノードすなわち入力トランジスタTlのエミッタに
結合される。出力トランジスタT4のベースと回路の電
源電圧との間には、上記キャパシタC1とともに微分回
路を構成する抵抗R4(第2の抵抗手段)が設けられる
。また、出カドランシスl T 3 及ヒT 4の大通
結合されたエミッタ及びコレクタは、SPL回路の出方
端子soに結合される。これにより、出カトランジスタ
T3及びT4は、いわゆるプッシュプル出力回路をJl
l成し、出力トランジスタT4ならびにキャパシタC1
及び抵抗R4からなる微分回路は、他方の出力トランジ
スタT3に対するアクティブプルダウン回路として作用
する。
The SPL circuit of this example further includes a pair of output transistors T3 (first output transistor) and T4 (second output transistor) provided in a totem pole configuration between the ground potential and the power supply voltage of the circuit. this house,
The base of the output transistor T3 is coupled to the inverting output node of the phase dividing circuit, that is, the collector of the input transistor Tl, and the base of the output transistor T4 is coupled to the non-inverting output node of the phase dividing circuit via a capacitor C1 (capacitive means). That is, it is coupled to the emitter of the input transistor Tl. A resistor R4 (second resistor means), which together with the capacitor C1 constitutes a differential circuit, is provided between the base of the output transistor T4 and the power supply voltage of the circuit. Further, the emitters and collectors of the output transistors l T 3 and H T 4 are coupled to the output terminal so of the SPL circuit. As a result, output transistors T3 and T4 operate a so-called push-pull output circuit at Jl.
output transistor T4 and capacitor C1.
and resistor R4 acts as an active pull-down circuit for the other output transistor T3.

回路の接地電位と出力トランジスタT4のベースとの間
には、特にIIJv/!、されないが、バイアス用トラ
ンジスタT2が設けられる。このトランジスタT2のベ
ースには、抵抗R2とダイオードD2及びD3からなる
電圧発生回路からベース抵抗R3を介して、回路の電源
電圧より2XVBEだけ高い所定のバイアス電圧が与え
られる。このため、出力トランジスタT4には、回路の
電源電圧よりVHEだけ高いバイアス電圧が与えられる
。これにより、出力トランジスタT4は、これがオン状
態となる直前の状態にバイアスされる。
In particular, IIJv/! between the circuit ground potential and the base of the output transistor T4. Although not included, a biasing transistor T2 is provided. A predetermined bias voltage higher than the power supply voltage of the circuit by 2XVBE is applied to the base of the transistor T2 from a voltage generating circuit consisting of a resistor R2 and diodes D2 and D3 via a base resistor R3. Therefore, a bias voltage higher than the power supply voltage of the circuit by VHE is applied to the output transistor T4. As a result, the output transistor T4 is biased to the state immediately before it is turned on.

一方、上記バイアス用トランジスタT2のベースは、特
に制限されないが、キャパシタC2を介して5PLI回
路の出力端子SOに結合される。このキャパシタC2は
、出力信号SOのレベル変化を出力トランジスタT4の
ベースに伝達する帰還回路を構成し、これによって出力
信号SOの立ち下がり変化が高速化される。
On the other hand, the base of the bias transistor T2 is coupled to the output terminal SO of the 5PLI circuit via a capacitor C2, although this is not particularly limited. This capacitor C2 constitutes a feedback circuit that transmits the level change of the output signal SO to the base of the output transistor T4, thereby speeding up the falling change of the output signal SO.

この実施例において、SPL回路は、特に制限されない
が、位相分割回路を構成する入力トランジスタTIのエ
ミッタ抵抗R1と並列形態に設けられるNチャンネル型
のディスチャージMO5FET(スイッチ手段)Qll
を含む、このMO5FETQIIは、比較的大きなコン
ダクタンスを持つように設計され、そのゲートは、特に
制限されないが、回路の出力端子SOに結合される。こ
れにより、MOSFETQI 1は、回路の出力信号S
Oがハイレベルとされるとき、言い換えるならば入力信
号Slがロウレベルとされ入力トランジスタTlがオフ
状態とされるとき、選択的にオン状態となり、エミッタ
抵抗R1を短絡して、微分回路を構成するキャパシタC
Iのディスチャージ動作を高速化する。その結果、この
実施例の5PLI回路では、低消費電力化を図るために
エミッタ抵抗R1の抵抗値が大きくされるにもかかわら
ず、SPL回路のインパルス応答性及びステップ応答性
が高められるものとなる。
In this embodiment, the SPL circuit includes, but is not particularly limited to, an N-channel discharge MO5FET (switch means) Qll provided in parallel with the emitter resistor R1 of the input transistor TI constituting the phase division circuit.
This MO5FET QII is designed to have a relatively large conductance, and its gate is coupled to, but not limited to, the output terminal SO of the circuit. This causes MOSFET QI 1 to output the circuit's output signal S
When O is set to a high level, in other words, when the input signal Sl is set to a low level and the input transistor Tl is turned off, it is selectively turned on, short-circuiting the emitter resistor R1, and forming a differentiating circuit. Capacitor C
Speed up the I discharge operation. As a result, in the 5PLI circuit of this embodiment, although the resistance value of the emitter resistor R1 is increased in order to reduce power consumption, the impulse response and step response of the SPL circuit are improved. .

入力信号Slがハイレベルとされるとき、位相分割回路
では、入力トランジスタTIがオン状態となり、MOS
FETQIがオフ状態となる。このため、位相分割回路
の反転出力信号すなわち入力トランジスタTlのコレク
タ電位は所定のロウレベルとなり、その非反転出力信号
すなわち入力トランジスタTIのエミンタ電位が所定の
ハイレベルとなる。
When the input signal Sl is set to high level, the input transistor TI is turned on in the phase division circuit, and the MOS
FETQI is turned off. Therefore, the inverted output signal of the phase division circuit, that is, the collector potential of the input transistor Tl, becomes a predetermined low level, and the non-inverted output signal, that is, the emitter potential of the input transistor TI, becomes a predetermined high level.

位相分割回路の反転出力信号のロウレベルは、出力トラ
ンジスタT3のベースにそのまま伝達され、非反転出力
信号の立ち上がり変化は、キャパシタCI及び抵抗R4
からなる微分回路を介して出力トランジスタT4のベー
スに伝達される。したがって、出力トランジスタT3が
オフ状態となり、出力トランジスタT4が一時的にオン
状態となる。その結果、SPL回路の出力信qsoは、
急速に回路の電源電圧のようなロウレベルになろうとす
る。ところが、回路の接地電位と入力トランジスタT1
のコレクタとの間には、前述のように、ダイオードDI
からなるクランプ回路が設けられる。このため、SPL
回路の出力信号SOのロウレベルは、ttぼ一2XVl
lEのレベルでクランプされ、これによって出力信号S
Oのアンダーンユートが抑制される。
The low level of the inverted output signal of the phase division circuit is transmitted as is to the base of the output transistor T3, and the rising edge of the non-inverted output signal is transmitted to the capacitor CI and the resistor R4.
The signal is transmitted to the base of the output transistor T4 via a differentiating circuit consisting of the following. Therefore, the output transistor T3 is turned off, and the output transistor T4 is temporarily turned on. As a result, the output signal qso of the SPL circuit is
It rapidly tries to become a low level like the power supply voltage of a circuit. However, the ground potential of the circuit and the input transistor T1
As mentioned above, there is a diode DI between the collector of
A clamp circuit consisting of the following is provided. For this reason, SPL
The low level of the output signal SO of the circuit is tt approximately 2XVl
is clamped at the level of lE, thereby causing the output signal S
O's undercut is suppressed.

なお、このとき、ディスチャージMOSFETQllは
、出力信号SOがロウレベルとされることでオフ状態と
なり、なんら作用しない。
Note that at this time, the discharge MOSFET Qll is turned off due to the output signal SO being set to a low level, and does not have any effect.

一方、入力信号Slがロウレベルとされると、位相分i
#1回路では、λカトランジスタTIがオフ状態となり
、代わってMOSFETQIがオン状態となる。このた
め、位相分割回路の反転出力信号は回路の接地電位のよ
うなハイレベルとなり、その非反転出力信号がロウレベ
ルとなる0位相分割回路の反転出力信号のハイレベルは
、同様に、そのまま出力トランジスタT3のベースに伝
達され、非反転出力信号の立ち下がり変化は、上記微分
回路を介して出力トランジスタT4のベースに伝達され
る。これにより、出力トランジスタT4がオフ状態とな
り、代わって出力トランジスタT3がオン状態となる。
On the other hand, when the input signal Sl is set to low level, the phase component i
In the #1 circuit, the λ transistor TI is turned off, and the MOSFET QI is turned on instead. Therefore, the inverted output signal of the phase division circuit becomes a high level like the ground potential of the circuit, and the high level of the inverted output signal of the 0 phase division circuit, whose non-inverted output signal becomes a low level, similarly remains unchanged at the output transistor. The falling transition of the non-inverted output signal is transmitted to the base of output transistor T3 via the differentiating circuit. As a result, the output transistor T4 is turned off, and the output transistor T3 is turned on instead.

その結果、SPL回路の出力信号SOは、はぼ−VBE
のようなハイレベルとされる。つまり、第1図のSPL
回路は、入力信号Siの論理レベルを反転して出力端子
SOに伝達するインバータ回路として機能する。
As a result, the output signal SO of the SPL circuit becomes -VBE
It is considered to be a high level such as. In other words, the SPL in Figure 1
The circuit functions as an inverter circuit that inverts the logic level of the input signal Si and transmits it to the output terminal SO.

ところで、入力信号S1がロウレベルとされ入力トラン
ジスタTlがオフ状態とされるとき、ディスチャージM
OSFETQI lは、SPL回路の出力信号SOがハ
イレベルとされることでオン状態となる。このとき、微
分回路を構成するキャパシタC1に蓄積された電荷は、
このMO5FETQIIを介して、言い換えるならば比
較的大きな抵抗値とされるエミッタ抵抗R1を介するこ
とな(放電され、これによってそのディスチャージ時間
が大幅に縮小される。このため、入力信号S■が、第2
図に例示されるように、比較的小さなパルス幅telの
ネガティブパルスとさ九る場合でも、微分回路の効果が
損なわれず、対応して小さなパルス幅twoを有する出
力信号SOが得られる。その結果、5PLE回路の低消
費電力化を図りつつ、そのインパルス応答性及びステッ
プ応答性を高めることができる。
By the way, when the input signal S1 is set to low level and the input transistor Tl is turned off, the discharge M
The OSFET QI1 is turned on when the output signal SO of the SPL circuit is set to a high level. At this time, the charge accumulated in the capacitor C1 that constitutes the differentiating circuit is
Through this MO5FET QII, in other words, the input signal S 2
As illustrated in the figure, even when a negative pulse with a relatively small pulse width tel is used, the effect of the differentiating circuit is not impaired, and an output signal SO having a correspondingly small pulse width two can be obtained. As a result, it is possible to reduce power consumption of the 5PLE circuit and improve its impulse response and step response.

以上のように、この実施例のSPL回路では、位相分割
回路を構成する入力トランジスタTIのエミッタ抵抗R
1が比較的大きな抵抗値を持つものとされ、これによっ
て位相分割回路の動作電流が削減される。また、この実
施例の5PLIi路では、上記エミッタ抵抗R1と並列
形態に、回路の出力信号SOを受けるNチャンネル型の
ディスチャージMO5FETQI 1が設けられる。こ
のMO5FETQI lは、回路の入力信号S1がロウ
レベルとされ入力トランジスタTIがオフ状態とされる
とき、選択的にオン状態となり、微分回路のキャパシタ
CIに蓄積された電荷を、エミッタ抵抗R1を介するこ
となく高速にディスチャージする。その結果、SPL回
路の低消費電力化を図りつつ、そのインパルス応答性及
びステップ応答性が高められるものである。
As described above, in the SPL circuit of this embodiment, the emitter resistance R of the input transistor TI constituting the phase division circuit is
1 is assumed to have a relatively large resistance value, which reduces the operating current of the phase divider circuit. Further, in the 5PLIi path of this embodiment, an N-channel discharge MO5FET QI1 that receives the output signal SO of the circuit is provided in parallel with the emitter resistor R1. When the input signal S1 of the circuit is at a low level and the input transistor TI is turned off, this MO5FET QI1 is selectively turned on, and the charge accumulated in the capacitor CI of the differentiating circuit is passed through the emitter resistor R1. Discharges quickly without any problems. As a result, the impulse response and step response of the SPL circuit can be improved while reducing the power consumption of the SPL circuit.

以上の本実施例に示されるように、この発明を高速コン
ピュータ等の高速論理集積回路装置に搭載されるSPL
回路に通用することで、次のような作用効果が得られる
。すなわち、 (11S P L回路の位相分割回路を構成する入力ト
ランジスタのエミッタ抵抗の抵抗値を大きくすることで
、位相分割回路の動作電流を削減できるという効果が得
られる。
As shown in the above embodiment, the present invention can be applied to an SPL installed in a high-speed logic integrated circuit device such as a high-speed computer.
By applying it to the circuit, the following effects can be obtained. That is, (by increasing the resistance value of the emitter resistor of the input transistor constituting the phase division circuit of the 11S P L circuit, it is possible to reduce the operating current of the phase division circuit.

(2)上記(11項において、エミッタ抵抗と並列形態
に1路の出力信号を受けるNチャンネル型のディスチャ
ージMO5FETを設けることで、入力信号がロウレベ
ルとされ入力トランジスタがオフ状態とされるとき、微
分回路のキャパシタに蓄積された電荷を高速にディスチ
ャージし、その放電時間を短縮できるという効果が得ら
れる。
(2) In the above (Section 11), by providing an N-channel discharge MO5FET that receives one output signal in parallel with the emitter resistor, when the input signal is set to low level and the input transistor is turned off, the differential The effect of rapidly discharging the charges accumulated in the capacitor of the circuit and shortening the discharge time can be obtained.

り3)上記(11項及び(2)項により、SPL回路の
低消費電力化を図りつつ、そのインパルス応答性及びス
テップ応答性を高めることができるという効果が得られ
る。
3) According to the above (11) and (2), it is possible to reduce the power consumption of the SPL circuit while improving its impulse response and step response.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を通説しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、第1図におい
て、SPL回路は、位相分割回路を構成する入力トラン
ジスタの数や接続形態を変えることで、任意の入力数や
論理機能を持つことができる。また、エミッタ抵抗R1
の抵抗値を極めて大きくできる場合、このエミッタ瓜抗
RIJt−省略して、MO5FETQI 1のオフ抵抗
で兼用することも可能である。SPL回路は、MOSF
ETQI及びダイオードDIと並列形態に、抵抗R5に
相当するコレクタ抵抗を含むものであってもよい、さら
に、SPL回路は、第3図に例示されるように、第7図
の原型にMOSFETQ1及びQllを追加しただけの
ものであってもよい、また、第4図に例示されるように
、回路の接地電位と出力端子SOとの間にクランプ用の
ダイオードD4及びD5を設けたものであってもよいし
、出力端子SOと回路の電源電圧との間にレベル保持用
の抵抗R6を設けたものであってもよい、キャパシタC
1をディスチャージするためのスイッチ手段は、特にN
チャンネルMO5FETで売ることを必要条件としない
、さらに、SPL回路の具体的回路構成や電am圧の極
性及び絶対値ならびにトランジスタの導電型等は、種々
の実施形態を採りうる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without getting the gist of the invention. For example, in FIG. 1, the SPL circuit can have any number of inputs and any logical function by changing the number and connection form of the input transistors that make up the phase division circuit. Also, emitter resistance R1
If the resistance value of the emitter resistor RIJt can be made extremely large, it is also possible to omit this emitter resistor RIJt and use the off-resistance of MO5FETQI1. The SPL circuit is a MOSF
A collector resistor corresponding to resistor R5 may be included in parallel form with ETQI and diode DI.Furthermore, the SPL circuit may include MOSFETs Q1 and Qll in the prototype of FIG. 7, as illustrated in FIG. Alternatively, as illustrated in FIG. 4, clamping diodes D4 and D5 may be provided between the ground potential of the circuit and the output terminal SO. A capacitor C may be used, or a level holding resistor R6 may be provided between the output terminal SO and the circuit power supply voltage.
The switch means for discharging N1 is particularly suitable for discharging N1.
It is not a prerequisite that the SPL circuit be sold as a channel MO5FET, and various embodiments can be adopted for the specific circuit configuration of the SPL circuit, the polarity and absolute value of the am voltage, the conductivity type of the transistor, etc.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である高速論理集積回路装
置等に搭載されるSPL回路に通用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、例えば、ゲ
ートアレイ集積回路や各種の専用論理集積回路装置等に
搭載される5PLIi路や同様な論理回路にも通用でき
る0本発明は、少なくとも位相分割回路とアクティブプ
ルダウン回路及びアクティブプルダウン回路に位相分割
回路の弊反転出力信号を伝達する微分回路とを含む論理
回路あるいはこのような論理回路を含む半導体集積回路
装置に広く適用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly explained in the case where it was applied to an SPL circuit installed in a high-speed logic integrated circuit device, which is the field of application that formed the background of the invention, but it is not limited to this. For example, the present invention can be applied to 5PLI circuits and similar logic circuits installed in gate array integrated circuits and various dedicated logic integrated circuit devices. The present invention can be widely applied to a logic circuit including a differential circuit that transmits an inverted output signal of a dividing circuit, or to a semiconductor integrated circuit device including such a logic circuit.

〔発明の効果3 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。すなわち、SPL回路の位相分割回路を構成する入
力トランジスタのエミッタ抵抗の抵抗値を比較的大きく
し、このエミッタ抵抗と並列形態に、回路の出力信号を
受けるNチャンネル型のディスチャージMOS F E
Tを設けることで、位相分割回路の動作電流を削減でき
るとともに、微分回路を構成するキャパシタの放電時間
を縮小できる。その結果、SPL回路の低消費電力化を
図りつつ、そのインパルス応答性及びステップ応答性を
高めることができる。
[Effect of the Invention 3 The effects obtained by the typical inventions disclosed in this application are briefly explained below. That is, the resistance value of the emitter resistor of the input transistor that constitutes the phase division circuit of the SPL circuit is made relatively large, and in parallel with this emitter resistor, an N-channel discharge MOS F E that receives the output signal of the circuit is installed.
By providing T, the operating current of the phase division circuit can be reduced, and the discharge time of the capacitor constituting the differentiating circuit can be reduced. As a result, it is possible to reduce power consumption of the SPL circuit and improve its impulse response and step response.

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

第1図は、この発明が適用されたSPL@路の第1の実
施例を示す回路図、 第2図は、第1図のSPL回路の一例を示す信号波形図
、 第3図は、この発明が適用されたSPL回路の第2の実
施例を示す回路図、 第4図は、この発明が適用されたSPL回路の第3の実
施例を示す回路図、 第58!i7は、この発明に先立って本願発明者等が開
発したSPL回路の回路図、 第6図は、第5図のSPL回路の一例を示す信号波形図
、 第7図は、従来のSPL回路の一例を示す基本回路図で
ある。 T」〜T4・・・NPN型バイポーラトランジスタ、Q
l・・・PチャンネルMO5FET、Qll・・・Nチ
ャンネルMOSFET、DI−D5・・・ダイオード、
C1−C2・・・キャパシタ、R1−R6・・・抵抗。 第1図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the SPL circuit to which the present invention is applied. FIG. 2 is a signal waveform diagram showing an example of the SPL circuit shown in FIG. 1. FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the SPL circuit to which the invention is applied; FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the SPL circuit to which the invention is applied; 58th! i7 is a circuit diagram of an SPL circuit developed by the inventors of the present invention prior to this invention, FIG. 6 is a signal waveform diagram showing an example of the SPL circuit of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram of a conventional SPL circuit. FIG. 2 is a basic circuit diagram showing an example. T''~T4...NPN type bipolar transistor, Q
l...P channel MO5FET, Qll...N channel MOSFET, DI-D5...diode,
C1-C2... Capacitor, R1-R6... Resistor. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、そのベースに入力信号を受ける入力トランジスタな
らびに上記入力トランジスタのエミッタと第2の電源電
圧との間に設けられる第1の抵抗手段を含む位相分割回
路と、第1の電源電圧と回路の出力端子との間に設けら
れそのベースに上記位相分割回路の反転出力信号を受け
る第1の出力トランジスタと、上記回路の出力端子と第
2の電源電圧との間に設けられる第2の出力トランジス
タと、上記入力トランジスタのエミッタと上記第2の出
力トランジスタのベースとの間に設けられる容量手段な
らびに上記第2の出力トランジスタのベースと第2の電
源電圧との間に設けられる第2の抵抗手段からなる微分
回路と、上記第1の抵抗手段と実質的に並列形態に設け
られ回路の入力信号又は出力信号に従って選択的にオン
状態とされるスイッチ手段とを含むことを特徴とする論
理回路。 2、上記スイッチ手段は、そのゲートに回路の出力信号
を受けるNチャンネルMOSFETであって、上記第1
の抵抗手段は、その抵抗値が比較的大きくされるもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の論理
回路。 3、上記論理回路は、高速コンピュータ等の高速論理集
積回路装置に搭載されるSPL回路であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の論理回路。
[Claims] 1. A phase dividing circuit including an input transistor receiving an input signal at its base and a first resistance means provided between the emitter of the input transistor and a second power supply voltage; a first output transistor provided between the power supply voltage and the output terminal of the circuit and receiving the inverted output signal of the phase dividing circuit at its base; and a first output transistor provided between the output terminal of the circuit and the second power supply voltage. a second output transistor; a capacitive means provided between the emitter of the input transistor and the base of the second output transistor; and a capacitor provided between the base of the second output transistor and a second power supply voltage. It is characterized by comprising a differentiating circuit comprising a second resistance means, and a switch means provided substantially in parallel with the first resistance means and selectively turned on according to an input signal or an output signal of the circuit. A logic circuit that 2. The switch means is an N-channel MOSFET that receives the output signal of the circuit at its gate, and
2. The logic circuit according to claim 1, wherein the resistance means has a relatively large resistance value. 3. The logic circuit according to claim 1 or 2, wherein the logic circuit is an SPL circuit installed in a high-speed logic integrated circuit device such as a high-speed computer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7244284B2 (en) 2002-02-26 2007-07-17 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb filter
US8142747B2 (en) 1998-02-06 2012-03-27 Anders Andreasson Catalytic reduction of NOx

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8142747B2 (en) 1998-02-06 2012-03-27 Anders Andreasson Catalytic reduction of NOx
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