JPH0448822A - logic circuit - Google Patents

logic circuit

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Publication number
JPH0448822A
JPH0448822A JP2157508A JP15750890A JPH0448822A JP H0448822 A JPH0448822 A JP H0448822A JP 2157508 A JP2157508 A JP 2157508A JP 15750890 A JP15750890 A JP 15750890A JP H0448822 A JPH0448822 A JP H0448822A
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JP
Japan
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circuit
transistor
base
power supply
bias
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Pending
Application number
JP2157508A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromasa Kato
加藤 博正
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
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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。
(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S P L 
(S uper  P ush−pull  L og
ic)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, SPLs installed in high-speed logic integrated circuit devices such as high-speed computers.
(Super Push-Pull Log
ic) relates to a particularly effective technique for use in circuits.

C従来の技術〕 入力信号を受ける位相分割回路と、この位相分割回路の
反転出力信号を伝達する出力エミッタフォロア回路とを
含むNTL (Non  Thresholdl、 o
gic)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。
C. Prior Art] A non-threshold (NTL, o
gic) 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、上記に記載され
るような従来のSPL回路にいくつかの改良を加えた第
4WJのようなSPL回路を開発した。すなわち、gJ
4図において、SPL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Tl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MO3FET
Qlと、出力信号SOをクランプしてアンダーシュート
ノイズを抑制するためのダイオードD1とを含む、また
、SPL回路は、抵抗R5とダイオードD3及びD4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C2G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。
Prior to the present invention, the inventors of the present application developed an SPL circuit such as the fourth WJ, which was made by adding several improvements to the conventional SPL circuit as described above. That is, gJ
In Figure 4, the SPL circuit is a P-channel MO3FET for speeding up the rise of the inverted output signal of the phase division circuit, that is, the collector potential of the input transistor Tl.
The SPL circuit includes a resistor R5 and diodes D3 and D4, and applies a predetermined bias voltage to the bias transistor T2. As a result, the SPL circuit includes a bias voltage generation circuit and a capacitor C2G for increasing the impulse response of the circuit by feeding back the output signal SO.
Its operation becomes faster and more stable.

ところが、上記第4図のSPL回路には、次のような問
題点が残されていることが、本願発明者等によって明ら
かとなった。すなわち、上記第4図のSPL回路では、
トランジスタT2を中心とするバイアス電圧発生回路と
プルダウン用の出力トランジスタT4が、いわゆるカレ
ントミラー回路をa成する。そして、このカレントミラ
ー回路の電源電圧VEE側からみたインピーダンスZE
は、後述するように、バイアス電圧発生回路を構成する
抵抗R5の抵抗値R5に対して、ZE’IR5/3 のような値となる。
However, the inventors of the present application have found that the SPL circuit shown in FIG. 4 still has the following problems. That is, in the SPL circuit shown in FIG. 4 above,
A bias voltage generation circuit centered around the transistor T2 and a pull-down output transistor T4 form a so-called current mirror circuit. Then, the impedance ZE of this current mirror circuit as seen from the power supply voltage VEE side is
As will be described later, with respect to the resistance value R5 of the resistor R5 constituting the bias voltage generation circuit, ZE'IR5/3 is a value.

第4図のSPL回路において、上記抵抗R5の抵抗値は
、例えば16.8 KΩ(キロオーム)程度を必要とし
、上記インピーダンスZEは、例えば5.6にΩのよう
な比較的大きな値となる。このため、プルダウン用出力
トランジスタT4がオン状態とされこれを介して回路の
出力端子SOに結合される置注容量のディスチャージ電
流が流されるとき、言い換えるならば回路の出力信号s
oがハイレベルからロウレベルに変化されるとき、第2
図に点線で示されるように、電源電圧VERに比較的大
きな電源ノイズが発注し、これによってSPL回路の動
作が不安定なものとなる。
In the SPL circuit of FIG. 4, the resistance value of the resistor R5 needs to be, for example, about 16.8 KΩ (kilohms), and the impedance ZE has a relatively large value, for example, 5.6Ω. Therefore, when the pull-down output transistor T4 is turned on and the discharge current of the fixed capacitance coupled to the output terminal SO of the circuit flows through it, in other words, the output signal s of the circuit
When o is changed from high level to low level, the second
As shown by the dotted line in the figure, a relatively large power supply noise is introduced to the power supply voltage VER, which makes the operation of the SPL circuit unstable.

この発明の目的は、SPL回路等の電源電圧側からみた
インピーダンスを削減することにある。
An object of the present invention is to reduce the impedance of an SPL circuit or the like as viewed from the power supply voltage side.

この発明の他の目的は、SPL回路等の電源ノイズを抑
制し、その動作を安定化することにある。
Another object of the present invention is to suppress power supply noise of an SPL circuit, etc., and stabilize its operation.

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.

(ml!iを解決するための手段) 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
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(Means for solving ml!i) A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、SPL回路のプルダウン用出力トランジスタ
に所定のバイアス電圧を与えるバイアス回路を、第1の
電源電圧と上記出力トランジスタのベースとの間に設け
られるバイアス用トランジスタと、実質的にj81の電
源電圧と上記バイアス用トランジスタのベースとの間に
直列形態に設けられるダイオード及び抵抗手段と、実質
的に上記バイアス用トランジスタのベースと第2の電源
電圧との間に直列形態に設けられる2個のダイオードと
により構成する。
In other words, a bias circuit that applies a predetermined bias voltage to the pull-down output transistor of the SPL circuit is connected to a bias transistor provided between the first power supply voltage and the base of the output transistor, and substantially the j81 power supply voltage. a diode and a resistance means provided in series between the base of the biasing transistor; and two diodes provided in series substantially between the base of the biasing transistor and a second power supply voltage. Consisting of:

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、第1の電源電圧とバイアス用ト
ランジスタのベースとの間に結合される抵抗値を削減で
きるため、バイアス回路とプルダウン用出力トランジス
タからなるカレントミラー回路の電渾電圧側からみたイ
ンピーダンスを削減し、プルダウン用出力トランジスタ
の電流引き込みにともなう電源変動を抑制することがで
きる。
According to the above means, it is possible to reduce the resistance value coupled between the first power supply voltage and the base of the bias transistor, so that from the voltage side of the current mirror circuit consisting of the bias circuit and the pull-down output transistor It is possible to reduce the visible impedance and suppress power fluctuations caused by the current drawn by the pull-down output transistor.

その結果、SPL回路の電源ノイズを抑制し、その動作
を安定化することができる。
As a result, power supply noise of the SPL circuit can be suppressed and its operation can be stabilized.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明が通用されたSPL回路の一実施
例の回路図が示されている。また、第2図には、第1図
のSPL回路の信号波形図の一例が示され、第3図には
、その部分的なAC(交流)等価回路図が示されている
。これらの図をもとに、この実施例のSPL回路の構成
と動作の概要ならびにその特徴について説明する。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of an SPL circuit to which the present invention is applied. Further, FIG. 2 shows an example of a signal waveform diagram of the SPL circuit of FIG. 1, and FIG. 3 shows a partial AC (alternating current) equivalent circuit diagram thereof. Based on these figures, an overview of the configuration and operation of the SPL circuit 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、特に制限されないが、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、図示される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、MO
S F ET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、特に制限されないが、すべてPチャ
ンネルMO3FETであり、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. Although not particularly limited, each circuit element 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. In the following circuit diagrams, the illustrated MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor, herein referred to as MOSFET)
S FET is a general term for insulated gate field effect transistors), although there are no particular restrictions on them, all of them are P-channel MO3FETs, and the transistors shown in the figure (
In this specification, all bipolar transistors (hereinafter simply referred to as transistors) are NPN type transistors.

第1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Slを受ける
入力トランジスタTlを含む、入力トランジスタT1の
コレクタは、特に制限されないが、PチャンネルMO3
FETQI (jJlの負荷手段)を介して回路の接地
電位(GND :第1の電源電圧)に結合され、そのエ
ミッタは、工文フタ抵抗R1(@2の負荷手段)を介し
て回路の電源電圧(VEE: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Tl及びMO3FET
QIならびに抵抗R1は、SPL回路の位相分割回路す
なわち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1!1源電圧とされる。また、入力信号Slは、例え
ばそのハイレベルを一〇、8■としそのロウレベルを−
1,4Vとする小振幅のディジタル信号とされる。
In FIG. 1, the SPL circuit of this embodiment includes an input transistor Tl that receives a predetermined input signal Sl at its base, although the collector of the input transistor T1 is not limited to a P-channel MO3.
It is coupled to the ground potential (GND: first power supply voltage) of the circuit through the FET QI (load means of jJl), and its emitter connects to the power supply voltage of the circuit through the resistor R1 (load means of @2). (VEE: second power supply voltage). These input transistors Tl and MO3FET
QI and resistor R1 constitute a phase division circuit or input inversion section of the SPL circuit. Here, the power supply voltage of the circuit is not particularly limited, but is set to be a negative 1!1 power supply voltage such as -2.0V, for example. Further, the input signal Sl has a high level of 10, 8■ and a low level of -, for example.
It is a small amplitude digital signal of 1.4V.

上記位相分割回路を構成するMO3FETQIのゲート
には、特に制限されないが、入力信号SIが供給される
。これにより、MO5FETQIは、入力信号31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、入力トランジスタT
l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、回路の出力信号SOの立ち上がり変化を高速
化する作用を持つ。
Although not particularly limited, an input signal SI is supplied to the gate of MO3FETQI constituting the phase division circuit. As a result, when the input signal 31 is at a low level and the input transistor TI is turned off, the MO5FETQI is selectively turned on, and the input transistor T
It has the effect of rapidly charging the parasitic capacitance coupled to the collector node of the circuit, thereby speeding up the rise and change of the output signal SO of the circuit.

回路の接地電位と上記入力トランジスタT1のコレクタ
との間には、特に制限されないが、MO3F ETQ 
1と並列形態に、ダイオードDIが設けられる。このダ
イオードD1は、NPN型バイポーラトランジスタのベ
ース・エミ79 [圧V BHに相当する順方向電圧を
有するものとされ、後述するように、SPL回路の出力
信号SOOロウレベルをほぼ一2XVsEのレベルでク
ランプするクランプ回路として作用する。
Although not particularly limited, between the ground potential of the circuit and the collector of the input transistor T1, MO3F ETQ
In parallel form with 1, a diode DI is provided. This diode D1 has a forward voltage corresponding to the base-emitter voltage VBH of an NPN bipolar transistor, and as described later, clamps the output signal SOO low level of the SPL circuit at a level of approximately -2XVsE. It acts as a clamp circuit.

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(!J!1の出力トランジスタ)及びT4(第2
の出力トランジスタ)を含む。
The SPL circuit further includes a pair of output transistors T3 (output transistor of !J!1) and T4 (second
output transistor).

このうち、出力トランジスタ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T
l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T1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が設けられる。また、出力トランジ
スタT3及びT4の共通結合されたエミッタ及びコレク
タは、SPL回路の出力端子SOに結合される。これに
より、出力トランジスタT3及びT4は、いわゆるプッ
シュプル出力回路を構成し、出力トランジスタT3はい
わゆるプルアップ用山カトランジスタとして、また出力
トランジスタT4はいわゆるプルダウン用出力トランジ
スタとしてそれぞれ作用する。言うまでもなく、出力ト
ランジスタT4ならびにキャパシタCI及び抵抗R4か
らなる微分回路は、いわゆるアクティブプルダウン回路
として作用する。
Among these, the base of the output transistor T3 is connected to the inverted output node of the phase division circuit, that is, the input transistor T3.
The base of the output transistor T4 is coupled to the non-inverting output node of the phase divider circuit, ie the emitter of the input transistor T1, through a capacitor C1. A resistor R4, 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. Also, the commonly coupled emitters and collectors of output transistors T3 and T4 are coupled to the output terminal SO of the SPL circuit. As a result, the output transistors T3 and T4 constitute a so-called push-pull output circuit, with the output transistor T3 functioning as a so-called pull-up peak transistor, and the output transistor T4 functioning as a so-called pull-down output transistor. Needless to say, the differentiating circuit consisting of the output transistor T4, the capacitor CI and the resistor R4 acts as a so-called active pull-down circuit.

この実施例において、SPL回路は、さらに、回路の接
地電位と上記出力トランジスタT4のベースとの間に設
けられるバイアス用トランジスタT2を含む、また、実
質的に回路の接地電位と上記バイアス用トランジスタT
2のベースとの間に直列形態に設けられるダイオードD
2(第1のダイオード)及び抵抗R2(抵抗手段)と、
実質的に上記バイアス用トランジスタT2のベースと回
路の電源電圧との間に直列形態に設けられる211のダ
イオードD3(第2のダイオード)及びD4(第3のダ
イオード)とからなるバイアス電圧発生回路を含む、こ
こで、ダイオードD2ないしD4は、特に制限されない
が、バイアス用トランジスタT2のベース電圧が回路の
電源電圧よりほぼ2XVBEだけ高くなるべく所定の順
方向電圧を持つように設計される。また、抵抗R2は、
例えばIKΩ程度の比較的小さな抵抗値を持つように設
計され、上記トランジスタT2のベース電圧を微調整し
あわせてバイアス電圧発生回路の動作電流を制限する作
用を持つ。
In this embodiment, the SPL circuit further includes a biasing transistor T2 provided between the ground potential of the circuit and the base of the output transistor T4;
Diode D provided in series between the base of 2 and the base of
2 (first diode) and resistor R2 (resistance means),
A bias voltage generation circuit consisting of 211 diodes D3 (second diode) and D4 (third diode) provided in series substantially between the base of the bias transistor T2 and the power supply voltage of the circuit. Here, the diodes D2 to D4 are designed to have a predetermined forward voltage so that the base voltage of the biasing transistor T2 is higher than the power supply voltage of the circuit by approximately 2XVBE, although this is not particularly limited. Moreover, the resistance R2 is
It is designed to have a relatively small resistance value, for example, about IKΩ, and has the function of finely adjusting the base voltage of the transistor T2 and limiting the operating current of the bias voltage generation circuit.

これらのことから、バイアス用トランジスタT2のベー
スには、回路の電源電圧より2XVBEだけ高いバイア
ス電圧がベース抵抗R3を介して与えられ、プルダウン
用出力トランジスタT4のベースには、回路の電源電圧
よりVIEだけ高いバイアス電圧が与えられる。その結
果、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、これによってSPL回路の感
度が高められる。
For these reasons, a bias voltage higher than the circuit power supply voltage by 2XVBE is applied to the base of the bias transistor T2 via the base resistor R3, and a bias voltage higher than the circuit power supply voltage by VIE is applied to the base of the pull-down output transistor T4. A higher bias voltage is applied. As a result, output transistor T4 is biased to the state just before it turns on, thereby increasing the sensitivity of the SPL circuit.

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SPL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。
The base of the bias transistor T2 is coupled to the output terminal SO of the SPL 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
The falling change of is accelerated.

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Tlがオン状態となり、MOS
 F ETQ 1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T1のエミッタ電位が
所定のハイレベルとなる。
When the input signal Sl is at a high level, the input transistor Tl is turned on in the phase division circuit, and the MOS
F ETQ 1 is turned off. Therefore, the inverted output signal of the phase division circuit, ie, the collector potential of the input transistor Tl, becomes a predetermined low level, and the non-inverted output signal, ie, the emitter potential of the input transistor T1, 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。これにより、出力トランジスタT3は
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回路の出力信号So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、まず位
相分割回路の反転出力信号のロウレベルがほぼ−VBE
のレベルでクランプされ、さらに、出力信号SOOロウ
レベルが、第2図に例示されるように、はぼ−2XVB
Hのレベルでクランプされる。
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. As a result, the output transistor T3 is turned off, and the output transistor T4 is temporarily turned on. As a result, the output signal So 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. Therefore, first, the low level of the inverted output signal of the phase dividing circuit is approximately -VBE.
Furthermore, the output signal SOO low level is clamped at the level of -2XVB as illustrated in FIG.
It is clamped at the H level.

一方、入力信号Slがロウレベルとされると、位相分割
回路では、入力トランジスタTlがオフ状態となり、代
わってMO3FETQI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。
On the other hand, when the input signal Sl is set to a low level, in the phase division circuit, the input transistor Tl is turned off, and the MO3FET QI is turned on instead. For this reason,
The inverted output signal of the phase dividing circuit becomes a high level like the ground potential of the circuit, and its non-inverted output signal becomes a low level.Similarly, the high level of the inverted output signal of the 0 phase dividing circuit goes directly to the base of the output transistor T3. The falling change of the non-inverted output signal is transmitted to the base of the output transistor T4 via the differentiating circuit.

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。その
結果、SPL回路の出力信号SOは、第2図に例示され
るように、はぼ−VBHのようなハイレベルとされる。
As a result, the output transistor T4 is turned off, and
Instead, the output transistor T3 is turned on. As a result, the output signal SO of the SPL circuit is set to a high level such as -VBH, as illustrated in FIG.

ところで、この実施例のSPL回路において、バイアス
用トランジスタT2を中心とするバイアス回路とプルダ
ウン用出力トランジスタT4は、いわゆるカレントミラ
ー回路を構成し、第3図に示されるようなAC(交流)
等価回路図によって表現される。すなわち、第1図のダ
イオードD2〜D4は、それぞれの順方向電圧に相当す
る定電圧allEd2〜Ed4と、それぞれの内部抵抗
に相当する抵抗rd2〜rd4とによって表され、トラ
ンジスタT2及びT4は、それぞれのベース・エミッタ
電圧に相当する定電圧源Et2及びR14と、それぞれ
のベース・エミッタ抵抗に相当する抵抗re2及びre
4ならびに定電流源S2及びS4とによって表される。
By the way, in the SPL circuit of this embodiment, the bias circuit centered around the bias transistor T2 and the pull-down output transistor T4 constitute a so-called current mirror circuit, and the AC (alternating current) circuit as shown in FIG.
Represented by an equivalent circuit diagram. That is, the diodes D2 to D4 in FIG. 1 are represented by constant voltages allEd2 to Ed4 corresponding to their respective forward voltages and resistances rd2 to rd4 corresponding to their respective internal resistances, and the transistors T2 and T4 are constant voltage sources Et2 and R14 corresponding to the base-emitter voltage of , and resistors re2 and re corresponding to the respective base-emitter resistances.
4 and constant current sources S2 and S4.

以下、第3図のAC等価回路図に従って、上記カレント
ミラー回路のtl電圧VER側からみたインピーダンス
ZEを求めてみよう。
Hereinafter, let us find the impedance ZE of the current mirror circuit as seen from the tl voltage VER side according to the AC equivalent circuit diagram in FIG.

第3図において、プルダウン用出力トランジスタT4の
電流引き込み等にともなう電源電圧VEEの変動値をΔ
Veとすると、バイアス用トランジスタT2のベース1
圧の変動値ΔVXは、となり、出力トランジスタT4の
ベース1圧の変動値ΔV7は、 となる。
In Fig. 3, the fluctuation value of the power supply voltage VEE due to the current drawing of the pull-down output transistor T4 is expressed as Δ
If Ve, the base 1 of the bias transistor T2
The pressure fluctuation value ΔVX is as follows, and the base 1 pressure fluctuation value ΔV7 of the output transistor T4 is as follows.

一方、バイアス電圧発注回路に流される電流の変動値を
Δilとし、トランジスタT2及びT4のコレクタ電流
の変動値をそれぞれΔ12及びΔi3とすると、 とするとき、上記(4)式は、 re2+R4 e4 rs4 (reZ+R4) であり、カレントミラー回路の電源電圧VEE側からみ
たインピーダンスZEは、 である、したがって、 rd2−rd3 rd4 駄re2 眞re4 とし、 R2>r (R2+3r)  (R4+r) (R4+r)+2 (R4+r) (R2+3r) ’−R2/3 となる。
On the other hand, if the fluctuation value of the current flowing through the bias voltage ordering circuit is Δil, and the fluctuation values of the collector currents of transistors T2 and T4 are Δ12 and Δi3, respectively, then the above equation (4) becomes re2+R4 e4 rs4 ( reZ+R4), and the impedance ZE of the current mirror circuit as seen from the power supply voltage VEE side is rd2-rd3 rd4 re2 truere4, and R2>r (R2+3r) (R4+r) (R4+r)+2 (R4+r) (R2+3r) '-R2/3.

この実施例において、バイアス電圧発生回路により形成
されるバイアス電圧の値は、前述のように、ダイオード
D2〜D4の順方向電圧の比率によってほぼ設定され、
抵抗R2は、例えばIKΩ程度の比較的小さな抵抗値を
持つように設計される。このため、上記カレントミラー
回路の電源電圧VEE側からみたインピーダンスZEは
、約330Ω程度となり、第4図に示される従来のSP
L回路に比較して充分小さなものとなる。その結果、プ
ルダウン用出力トランジスタT4の電流引き込みによる
電?IM電圧VEHの変動は、第2図に実線で例示され
るように、著しく抑制され、これによってSPL回路の
動作が安定化される。
In this embodiment, the value of the bias voltage generated by the bias voltage generation circuit is approximately set by the ratio of the forward voltages of the diodes D2 to D4, as described above.
The resistor R2 is designed to have a relatively small resistance value, for example, about IKΩ. Therefore, the impedance ZE of the current mirror circuit viewed from the power supply voltage VEE side is approximately 330Ω, which is compared to the conventional SP shown in FIG.
It is sufficiently small compared to the L circuit. As a result, the current is drawn by the pull-down output transistor T4. Fluctuations in the IM voltage VEH are significantly suppressed, as illustrated by the solid line in FIG. 2, thereby stabilizing the operation of the SPL circuit.

以上のように、この実施例のSPL回路では、プルダウ
ン用出力トランジスタT4に所定のバイアス電圧を与え
るバイアス回路が、回路の接地電位と出力トランジスタ
T4のベースとの間に設けられるバイアス用トランジス
タT2と、実質的に回路の接地電位と上記トランジスタ
T2のベースとの間に直列形態に設けられるダイオード
D2及び抵抗R2と、実質的に上記トランジスタT2の
ベースと回路の電源電圧との間に直列形態に設けられる
2個のダイオードD3及びD4とによって構成される。
As described above, in the SPL circuit of this embodiment, the bias circuit that applies a predetermined bias voltage to the pull-down output transistor T4 is connected to the bias transistor T2 provided between the ground potential of the circuit and the base of the output transistor T4. , a diode D2 and a resistor R2 arranged in series substantially between the ground potential of the circuit and the base of the transistor T2; and a diode D2 and a resistor R2 arranged in series substantially between the base of the transistor T2 and the power supply voltage of the circuit. It is constituted by two diodes D3 and D4 provided.

そして、バイアス用トランジスタT2つまりは出力トラ
ンジスタT4に与えられるバイアス電圧の値は、上記ダ
イオードD2〜D4の順方向電圧の比率によってほぼ設
定され、抵抗R2は、これを補いまたバイアス電圧発生
回路の動作電流を制限しうる程度の比較的小さな抵抗値
を持つように段重される。このため、トランジスタT2
を中心とするバイアス回路と出力トランジスタT4から
なるカレントミラー回路の電源電圧側からみたインピー
ダンスは、充分に小さくされ、これによって出力トラン
ジスタT4の電流引き込みにともなう電源変動が抑制さ
れる。その結果、SPL回路の電源ノイズが抑制され、
その動作が安定化されるものとなる。
The value of the bias voltage applied to the bias transistor T2, that is, the output transistor T4, is approximately set by the ratio of the forward voltages of the diodes D2 to D4, and the resistor R2 compensates for this and also operates the bias voltage generating circuit. They are stacked to have a relatively small resistance value that can limit the current. Therefore, transistor T2
The impedance of the current mirror circuit consisting of the bias circuit centered around , and the output transistor T4, as viewed from the power supply voltage side, is made sufficiently small, thereby suppressing power fluctuations caused by the current drawn by the output transistor T4. As a result, the power supply noise of the SPL circuit is suppressed,
The operation will be stabilized.

以上の本実施例に示されるように、この発明を高速コン
ビエ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、 (1) S P L回路のプルダウン用出力トランジス
タに所定のバイアス電圧を与えるバイアス回路を、第1
の電源電圧と上記出力トランジスタのベースとの間に設
けられるバイアス用トランジスタと、実質的に第1の電
源電圧と上記バイアス用トランジスタのベースとの間に
直列形態に設けられるダイオード及び抵抗手段と、実質
的に上記バイアス用トランジスタのベースと第2の電源
電圧との間に直列形態に設けられる2個のダイオードと
により構成することで、@lの電源電圧とバイアス用ト
ランジスタのベースとの間に結合される抵抗値を削減で
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 combinator.
By applying it to the circuit, the following effects can be obtained. That is, (1) a bias circuit that applies a predetermined bias voltage to the pull-down output transistor of the SPL circuit is connected to the first
a biasing transistor provided between a first power supply voltage and the base of the output transistor, and a diode and resistance means provided in series substantially between the first power supply voltage and the base of the biasing transistor; By comprising two diodes arranged in series substantially between the base of the bias transistor and the second power supply voltage, there is a voltage between the power supply voltage @l and the base of the bias transistor. The effect is that the resistance value to be coupled can be reduced.

(2)上記+11項により、バイアス回路とプルダウン
用出力トランジスタからなるカレントミラー回路の電源
電圧側からみたインピーダンスを削減できるという効果
が得られる。
(2) The above +11 term provides the effect of reducing the impedance of the current mirror circuit consisting of the bias circuit and the pull-down output transistor as viewed from the power supply voltage side.

(3)上記(11項及び(2)項により、プルダウン用
出力トランジスタの電流引き込みにともなうt源変動を
抑制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 suppress fluctuations in the t source due to current drawing of the pull-down output transistor.

(匂上記(1,1項〜(31項により、SPL回路の電
源ノイズを抑制し、その動作を安定化できるという効果
が得られる。
(Section 1, 1 to 31 above) have the effect of suppressing the power supply noise of the SPL circuit and stabilizing its operation.

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(、その要旨を逸脱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、入力トランジスタ
Tlのコレクタ側に設けられる負荷手段は抵抗であって
もよいし、ダイオードDlからなるクランプ回路は、回
路の接地電位と回路の出力端子SOとの間に直列形態に
設けられる2個のダイオードに置き換えることもできる
。SPL回路は、ベース抵抗R3や帰還用のキャパシタ
C2を含む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源電圧の極性及び絶対値ならび
にトランジスタ及びMOSFET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 based on Examples above, this invention is not limited to the above Examples (although it is possible to make various changes without departing from 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. The load means provided on the collector side of Tl may be a resistor, and the clamp circuit consisting of a diode Dl may include two diodes provided in series between the ground potential of the circuit and the output terminal SO of the circuit. It can also be replaced.The SPL circuit is not required to include the base resistor R3 and the feedback capacitor C2.Furthermore, the specific circuit configuration of the SPL circuit, the polarity and absolute value of the power supply voltage, and the conductivity of the transistor and MOSFET The mold etc. can take various embodiments.

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SPL回路や同様な論理回路にも通用できる
0本発明は、少なくともプルダウン用出力トランジスタ
とこの出力トランジスタに所定のバイアス電圧を与える
バイアス回路とを含む論理回路ならびにこのような論理
回路を搭載する半導体集積回路装置に広く通用できる。
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 SPL circuits and similar logic circuits installed in gate array integrated circuits and various dedicated logic integrated circuit devices. The present invention can be widely used in logic circuits including bias circuits that provide a bias circuit and semiconductor integrated circuit devices equipped with such logic circuits.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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回路のプルダウン用出力トランジ
スタに所定のバイアス電圧を与えるバイアス回路を、第
1の電源電圧と上記出力トランジスタのベースとの間に
設けられるバイアス用トランジスタと、実質的に第1の
電源電圧と上記バイアス用トランジスタのベースとの間
に直列形態に設けられるダイオード及び抵抗手段と、実
質的に上記バイアス用トランジスタのベースと第2の電
源電圧との間に直列形態に設けられる2個のダイオード
とにより構成することで、第1の電源重圧とバイアス用
トランジスタのベースとの間に結合される抵抗値を削減
し、バイアス回路とプルダウン用出力トランジスタから
なるカレントミラー回路の電源電圧側からみたインピー
ダンスを削減することができるため、プルダウン用出力
トランジスタの電流引き込みにともなう電源変動を抑制
することができる。その結果、SPL回路の電源ノイズ
を抑制し、その動作を安定化することができるものであ
る。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. That is, a bias circuit that applies a predetermined bias voltage to the pull-down output transistor of the SPL circuit is connected to a bias transistor provided between the first power supply voltage and the base of the output transistor, and substantially to the first power supply voltage. a diode and a resistance means provided in series between the base of the biasing transistor and the base of the biasing transistor; and two diodes provided in series substantially between the base of the biasing transistor and a second power supply voltage. By configuring this, the resistance value coupled between the first power supply load and the base of the bias transistor is reduced, and the impedance of the current mirror circuit consisting of the bias circuit and the pull-down output transistor as seen from the power supply voltage side is reduced. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the power supply due to the current drawn by the pull-down output transistor. As a result, power supply noise of the SPL circuit can be suppressed and its operation can be stabilized.

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

第1図は、この発明が通用されたSPL回路の一実施例
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、第1図のSPL回路の部分的なAC等価回路
図、 第4図は、この発明に先立って本願発明者等が開発した
SPL回路の回路図である。 Tl−74・・・NPN型バイポーラトランジスタ、Q
l・・・PチャンネルMO3FET、Dl−D4・・・
ダイオード、C1−C2・・・キャパシタ、R1−R5
・・・抵抗、S2,54・・・定電流源、Ed2〜Ed
4.Et2.Et4・・・定電圧源、rd2〜rd4.
re2.re・・・内部抵抗。 第 1 図 EE 第2図 EE
Fig. 1 is a circuit diagram showing an example 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 of Fig. 1; Fig. 3 is a circuit diagram showing an example of the SPL circuit of Fig. 1; Partial AC equivalent circuit diagram of SPL circuit FIG. 4 is a circuit diagram of an SPL circuit developed by the inventors of the present invention prior to this invention. Tl-74...NPN type bipolar transistor, Q
l...P channel MO3FET, Dl-D4...
Diode, C1-C2...Capacitor, R1-R5
...Resistance, S2, 54... Constant current source, Ed2~Ed
4. Et2. Et4... Constant voltage source, rd2 to rd4.
re2. re...internal resistance. Figure 1 EE Figure 2 EE

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1の電源電圧と回路の出力端子との間に設けられ
第1の内部信号に従って選択的にオン状態とされる第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第2の内部信号に従って選択的
にオン状態とされる第2の出力トランジスタと、第1の
電源電圧と上記第2の出力トランジスタのベースとの間
に設けられるバイアス用トランジスタと、実質的に第1
の電源電圧と上記バイアス用トランジスタのベースとの
間に設けられる第1のダイオードと、実質的に上記バイ
アス用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及び第3のダイオードとを含むことを特
徴とする論理回路。 2、上記論理回路は、上記第1のダイオードと直列形態
に設けられる抵抗手段を含む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、上記第1ないし第3のダイオードは、上記バイアス
用トランジスタのベースに所定のバイアス電圧を与える
べく所定の順方向電圧を持つようにそれぞれ設計され、
上記抵抗手段は、上記バイアス電圧を微調整しかつ動作
電流を制限しうるべく比較的小さな抵抗値を持つように
設計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項又は第2項記載の論理回路。 4、上記論理回路は、そのベースに所定の入力信号を受
ける入力トランジスタと、上記入力トランジスタのコレ
クタ及びエミッタ側にそれぞれ設けられる第1及び第2
の負荷手段とを含む位相分割回路を含むものであって、
上記第1の内部信号は、上記位相分割回路の反転出力信
号であり、上記第2の内部信号は、上記位相分割回路の
非反転出力信号の微分信号であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の論理回路。 5、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、第2項、第3項又は第4項
記載の論理回路。
[Claims] 1. A first circuit provided between a first power supply voltage and an output terminal of the circuit and selectively turned on according to a first internal signal.
a second output transistor provided between the output terminal of the circuit and the second power supply voltage and selectively turned on according to a second internal signal; a biasing transistor provided between the base of the second output transistor;
a first diode provided between the power supply voltage of the bias transistor and the base of the bias transistor, and second and third diodes provided substantially between the base of the bias transistor and the second power supply voltage. A logic circuit characterized by comprising: 2. The logic circuit according to claim 1, wherein the logic circuit includes resistance means provided in series with the first diode. 3. The first to third diodes are each designed to have a predetermined forward voltage in order to apply a predetermined bias voltage to the base of the bias transistor,
Claim 1 or 2, wherein the resistance means is designed to have a relatively small resistance value so as to finely adjust the bias voltage and limit the operating current. Logic circuit described in section. 4. The logic circuit has an input transistor that receives a predetermined input signal at its base, and first and second transistors provided on the collector and emitter sides of the input transistor, respectively.
a phase dividing circuit comprising a load means of;
Claims characterized in that the first internal signal is an inverted output signal of the phase division circuit, and the second internal signal is a differential signal of the non-inverted output signal of the phase division circuit. Logic circuit according to item 1, item 2, or item 3. 5. The logic circuit according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the logic circuit is an SPL circuit installed in a high-speed logic integrated circuit device such as a high-speed computer. logic circuit.
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