JPH05129901A - 信号レベル変換器 - Google Patents

信号レベル変換器

Info

Publication number
JPH05129901A
JPH05129901A JP4114264A JP11426492A JPH05129901A JP H05129901 A JPH05129901 A JP H05129901A JP 4114264 A JP4114264 A JP 4114264A JP 11426492 A JP11426492 A JP 11426492A JP H05129901 A JPH05129901 A JP H05129901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
collector
signal level
emitter
resistor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4114264A
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Barre
バレ クラウデ
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.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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 Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPH05129901A publication Critical patent/JPH05129901A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00369Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
    • H03K19/00376Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0016Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509Interface arrangements
    • H03K19/017518Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET]
    • H03K19/017527Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET] with at least one differential stage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CMOS入力信号レベルをECL出力信号レ
ベルに変換するための信号レベル変換器の損失電力を低
減させる。 【構成】 2つのエミッタ結合されたトランジスタ1、
2の第1のトランジスタ1のコレクタは直接に、第2の
トランジスタ2のコレクタは制御可能な抵抗15を介し
て第1の供給電位VCCに接続し、両トランジスタ1、
2のエミッタは第3のトランジスタ3を介して第2の供
給電位VEEに接続し、第3のトランジスタ3のコレク
タ‐エミッタを流れる電流が第2のトランジスタ2のコ
レクタ‐エミッタを流れるときには制御可能な抵抗15
の抵抗値が高く、第1のトランジスタ1のコレクタ‐エ
ミッタを流れるときは抵抗15の抵抗値が低いように制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CMOS入力信号レベ
ルをECL出力信号レベルに変換するための信号レベル
変換器であって、2つのエミッタ結合されたトランジス
タのうち第1のトランジスタのコレクタは直接に、また
第2のトランジスタのコレクタは抵抗を介して第1の供
給電位に接続されており、前記両トランジスタのエミッ
タは、エミッタ側の抵抗を介して第2の供給電位に接続
されている第3のトランジスタのコレクタと接続されて
おり、第2および第3のトランジスタのベース端子は基
準電位、制御電位と接続されており、第4のトランジス
タがそのベースで第2のトランジスタのコレクタに、ま
たそのコレクタで第1の供給電位に接続されており、入
力信号端子が第1のトランジスタのベースと、出力信号
端子が第4のトランジスタのエミッタと接続されている
信号レベル変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル電子システムを実際に構成す
る際には、通常、高速の論理回路段は損失電力の大きい
パイポーラ電流スイッチ回路技術(ECL)で、またそ
れほど高速でない論理回路段は損失電力の小さい相補性
MOS回路技術(CMOS)で実現される。両回路技術
は論理信号LおよびHに対して相異なる電圧レベルを使
用するので、CMOSスイッチ段からECLスイッチ段
への移行の際に信号レベル変換器が使用されなければな
らない。通常、CMOSおよびECLスイッチ段は、プ
リント板上に配置され導体路を介して互いに接続されて
いるそれぞれ異なるIC上に実現される。
【0003】信号レベルスパンが比較的小さいので、ま
た信号レベル変換器の出力を導体路の波動抵抗に適合さ
せることが可能なので、ECL信号レベルがCMOS信
号レベルよりもプリント板上での信号伝送のためによく
適している。すなわち、CMOS回路段を含んでいるI
C上に信号レベル変換器を配置することが推奨される。
【0004】公知の信号レベル変換器が図4に示されて
いる。それは、MOSトランジスタおよびバイポーラト
ランジスタがIC上に配置され得るBiCMOS技術に
より実現されている。2つのエミッタ結合されたトラン
ジスタ1、2のエミッタは、トランジスタ3および抵抗
4から成る電流源を介して供給電位VEEに接続されて
いる。電流源は電流I1を与える。トランジスタ1のコ
レクタは直接に、またトランジスタ2のコレクタは抵抗
5を介して別の供給電位VCCに接続されている。トラ
ンジスタ2のベースは、電位VCC、VEEの中央に位
置する参照電位V1と接続される。レベル変換器の入力
信号端子6はトランジスタ1のベースと接続されてい
る。入力信号の信号レベルはHおよびLに対して電位V
CCまたはVEEの値(たとえば0Vおよび−5V)に
位置する。エミッタフォロワとして動作する別のトラン
ジスタ7のベースがトランジスタ2のコレクタと接続さ
れている。トランジスタ7のエミッタは出力信号端子8
を形成する。出力信号に対するECL信号レベルはたと
えばHに対しては−0.9Vに、またLに対しては−
1.7Vに位置する。
【0005】入力信号端子6におけるH信号の際には電
流I1はトランジスタ1を通って、またL信号の際には
トランジスタ2を通って流れる。入力信号がH電位に位
置すると、下記のことが生ずる。一方ではトランジスタ
7のベース電流は、出力端子8における電流の強さが2
0mAないし25mAであるように選ばれていなければ
ならない。これは50Ωの波動抵抗を有するプリント板
に対する通常の値である。他方において、トランジスタ
7のベース電流により生ずる抵抗5における電圧降下お
よびトランジスタ7のベース‐エミッタ間経路における
電圧降下は−0.9Vの値を生じなければならない。そ
れにより抵抗5に対してたとえば200Ωの最大値が決
定される。
【0006】入力信号がL電位に位置すると、付加的に
電流I1が抵抗5を通って流れる。電流I1は、−0.
9Vから−1.7Vへのレベルスパンがトランジスタ2
のコレクタに生ずるように選ばれなければならない。抵
抗5は最大値(たとえば200Ω)を超過してはならな
いので、電流I1はたとえば4mAの最小値よりも下に
は位置し得ない。信号レベル変換器の最小損失電力は本
質的に電流I2により決定され、また比較的高い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は冒頭に
記載した信号レベル変換器を、損失電力が低減されるよ
うに改良することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題は、第2のトラ
ンジスタのコレクタ側の抵抗が第1の制御可能な抵抗と
して構成されており、第3のトランジスタのコレクタ‐
エミッタ間経路を通って流れる電流が第2のトランジス
タのコレクタ‐エミッタ間経路を通って流れるときには
その抵抗が高く、この電流が第1のトランジスタのコレ
クタ‐エミッタ間経路を通って流れるときにはその抵抗
が低いように制御されることにより解決される。
【0009】
【実施例】以下、図面により本発明のいくつかの実施例
を説明する。
【0010】図1には、CMOS入力信号レベルをEC
L出力信号レベルに変換するためのわずかな損失電力を
有する信号レベル変換器が示されている。トランジスタ
2のコレクタ回路に制御可能な抵抗15が存在してい
る。それはオーム性抵抗10とPMOSトランジスタ1
2のドレイン‐ソース間経路との並列回路から成ってい
る。トランジスタ12のゲート電極はインバータ13を
介して入力信号端子6と接続されている。
【0011】入力信号端子6におけるL電位の際にはP
MOSトランジスタ12は遮断されている。制御可能な
抵抗15の抵抗値はいま抵抗10の値に等しい。たとえ
ば−0.9Vから−1.7Vへの出力信号端子8におけ
るLレベルに対するレベルスパンは、電流I2が惹起す
る抵抗10における電圧降下により生ぜしめられる。抵
抗10の値は、図1の抵抗5の値よりも高く選ばれる。
従って、電流I2は図1の電流I1よりも小さく選ばれ
得る。それによって損失電力が低減される。
【0012】信号入力端子6におけるH電位の際にはP
MOSトランジスタ12は導通している。それは、制御
可能な抵抗15の抵抗値に対してたとえば200Ωが生
ずるように設計される。この値は、図4に関連して記載
したように、導体路の波動抵抗への出力信号端子8のマ
ッチングのために必要である。
【0013】トランジスタ7のベース‐エミッタ間経路
における電圧降下は温度の上昇と共に低下する。こうし
て出力信号端子8におけるHレベルまたはLレベルは相
応に上昇する。図2では温度補償のために電流源がエミ
ッタホロワートランジスタ7のベースと電位VEEとの
間に配置される。それはトランジスタ20およびエミッ
タ側に配置された制御可能な抵抗24から成っている。
トランジスタのベースは制御電位V3に接続されてい
る。制御可能な抵抗はオーム性抵抗21およびNMOS
トランジスタ23から成っており、そのゲート電極は入
力信号端子6と接続されている。
【0014】制御電位V3とトランジスタ20のベース
‐エミッタ間経路における電圧降下との温度依存性は、
既に知られている仕方で、電流I3が温度の上昇と共に
上昇するように設定されている。それは制御可能な抵抗
15に、温度に起因する出力信号端子8におけるレベル
の上昇を補償する付加的の電圧降下を生じさせる。付加
の電圧降下はHレベルおよびLレベルに対して等大であ
るべきである。こうして電流I3は、制御される抵抗1
5の低い抵抗値の際には高くなければならず、また高い
抵抗値の際には低くなければならない。このことは、2
つの制御される抵抗15および24の抵抗値の比がHレ
ベルまたはLレベルに対してほぼ等しい比にとどまるこ
とにより達成される。その役割をNMOSトランジスタ
23がしている。入力信号端子6におけるLレベルの際
にはトランジスタ23は遮断されており、Hレベルの際
にはトランジスタ23は導通し、並列接続の抵抗24の
全抵抗値を低下させる。
【0015】ICの製造の際には構成要素パラメータの
許容差の問題が生ずる。たとえば抵抗10および12の
ように同一形式で同一設計の構成要素では、電気的パラ
メータの近似的に等しい比が守られ得る。たとえばNM
OSトランジスタ23およびPMOSトランジスタ12
のように相異なる極性のMOSトランジスタでは、この
ことは一般にもはや当てはまらない。
【0016】相異なる極性のこれら両MOSトランジス
タの製造上のパラメータばらつきを同じく補償するため
に、図3の回路装置が用いられる。供給電圧電位VC
C、VEEの間にそれぞれPMOSトランジスタ25お
よびNMOSトランジスタ26から成る直列回路が配置
される。トランジスタ25のゲート電極は反転された入
力信号端子6と接続されている。トランジスタ26は、
そのゲート電極およびドレイン電極が接続されているこ
とによって、抵抗として接続されている。トランジスタ
23のゲート端子は同じくトランジスタ26のドレイン
電極に接続されている。
【0017】製造条件に起因して、たとえばPMOSト
ランジスタ12のドレイン‐ソース間経路の抵抗は予定
された抵抗よりも高くなり、またNMOSトランジスタ
23のドレイン‐ソース間経路の抵抗は予定された抵抗
よりも低くなる。同様のことがトランジスタ25または
26のドレイン‐ソース間経路に対しても生ずる。入力
信号端子6におけるHレベルに対しては、したがってト
ランジスタ12、23、25が導通しているときには次
のことが生ずる。トランジスタ25および26のドレイ
ン‐ソース間経路を通る電流の流れはトランジスタ26
に電圧降下を生ずる。トランジスタ26のドレイン‐ソ
ース間経路のより低い抵抗値に基づいて、電圧降下は予
定された値よりも低くなる。トランジスタ23のより低
いゲート電位により、そのドレイン‐ソース間経路の抵
抗は高められる。こうして、トランジスタ12、23の
ドレイン‐ソース間経路の抵抗の比が再び補償される。
同様のことがトランジスタ12、25または23、26
のドレイン‐ソース間経路の抵抗の逆の関係の場合にも
生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の接続図である。
【図2】本発明の別の実施例の接続図である。
【図3】本発明のさらに別の一実施例の接続図である。
【図4】従来の信号レベル変換器の接続図である。
【符号の説明】
1、2、3、7 トランジスタ 6 入力信号端子 8 出力信号端子 15、24 制御可能な抵抗

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つのエミッタ結合されたトランジスタ
    (1、2)のうち第1のトランジスタのコレクタは直接
    に、第2のトランジスタのコレクタは抵抗を介して第1
    の供給電位(VCC)に接続されており、 前記両トランジスタ(1、2)のエミッタは、エミッタ
    側の抵抗(4)を介して第2の供給電位(VEE)に接
    続されている第3のトランジスタ(3)のコレクタと接
    続されており、 第2および第3のトランジスタ(2、3)のベース端子
    は基準電位、制御電位(V1、V2)と接続されてお
    り、 第4のトランジスタ(7)がそのベースで第2のトラン
    ジスタ(2)のコレクタに、そのコレクタで第1の供給
    電位(VCC)に接続されており、 入力信号端子(6)が第1のトランジスタ(1)のベー
    スと、出力信号端子(8)が第4のトランジスタ(7)
    のエミッタと接続されているCMOS入力信号レベルを
    ECL出力信号レベルに変換するための信号レベル変換
    器において、 第2のトランジスタ(2)のコレクタ側の抵抗が第1の
    制御可能な抵抗(15)として構成されており、第3の
    トランジスタ(3)のコレクタ‐エミッタ間経路を通っ
    て流れる電流が第2のトランジスタ(2)のコレクタ‐
    エミッタ間経路を通って流れるときにはその抵抗が高
    く、この電流が第1のトランジスタ(1)のコレクタ‐
    エミッタ間経路を通って流れるときにはその抵抗が低い
    ように制御されることを特徴とする信号レベル変換器。
  2. 【請求項2】 第1の制御可能な抵抗(15)が第1の
    オーム性抵抗(10)および第1のMOSトランジスタ
    (12)のドレイン‐ソース間経路から成る並列回路と
    して構成されており、そのゲート電極がインバータ(1
    3)を介して入力信号端子(6)と接続されていること
    を特徴とする請求項1記載の信号レベル変換器。
  3. 【請求項3】 第5のトランジスタ(20)がそのコレ
    クタで第4のトランジスタ(7)のベースに、そのエミ
    ッタで第2の制御可能な抵抗(24)を介して第2の供
    給電位(VEE)に、そのベースで別の制御電位(V
    3)に接続されており、 第2の制御可能な抵抗(24)が第1の制御可能な抵抗
    (15)に対して同向きに制御されることを特徴とする
    請求項1記載の信号レベル変換器。
  4. 【請求項4】 第2の制御可能な抵抗(24)が第2の
    オーム性抵抗(21)および第2のMOSトランジスタ
    (23)のドレイン‐ソース間経路から成る並列回路と
    して構成されており、第2のMOSトランジスタ(2
    3)のゲート電極が入力信号端子(6)と接続されてい
    ることを特徴とする請求項3記載の信号レベル変換器。
  5. 【請求項5】 第2の制御可能な抵抗(24)が第2の
    オーム性抵抗(21)および第2のMOSトランジスタ
    (23)のドレイン‐ソース間経路から成る並列回路と
    して構成されており、 第3および第4のMOSトランジスタ(25、26)の
    ドレイン‐ソース間経路から成る直列回路が存在してお
    り、 第3のMOSトランジスタ(25)のソース端子が第1
    の供給電位(VCC)と、第4のMOSトランジスタ
    (26)のソース端子が第2の供給電位(VEE)と接
    続されており、 第1のMOSトランジスタ(12)のゲート電極が第3
    のMOSトランジスタ(25)のゲート電極と接続され
    ており、 第2のMOSトランジスタ(23)のゲート電極が第3
    および第4のMOSトランジスタ(25、26)の間の
    接続点と接続されており、 第4のMOSトランジスタ(26)のゲート電極および
    ドレイン電極が互いに接続されていることを特徴とする
    請求項3記載の信号レベル変換器。
  6. 【請求項6】 第1および第2のMOSトランジスタ
    (12、23)が逆の極性を有し、 第3および第4のMOSトランジスタ(25、26)が
    第1または第2のトランジスタ(12、23)と等しい
    極性を有することを特徴とする請求項1ないし5の1つ
    に記載の信号レベル変換器。
JP4114264A 1991-04-15 1992-04-08 信号レベル変換器 Withdrawn JPH05129901A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4112310A DE4112310A1 (de) 1991-04-15 1991-04-15 Signalpegelwandler
DE4112310.7 1991-04-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05129901A true JPH05129901A (ja) 1993-05-25

Family

ID=6429649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4114264A Withdrawn JPH05129901A (ja) 1991-04-15 1992-04-08 信号レベル変換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5331229A (ja)
EP (1) EP0509349B1 (ja)
JP (1) JPH05129901A (ja)
DE (2) DE4112310A1 (ja)
IE (1) IE76472B1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297703A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Mitsubishi Electric Corp 出力バッファ回路
US6175249B1 (en) 1999-01-29 2001-01-16 Fairchild Semiconductor Corp. High speed low skew CMOS to ECL converter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2519211A1 (fr) * 1981-12-30 1983-07-01 Radiotechnique Compelec Etage de sortie pour circuit integre a reseau de portes de la technique ecl regule vis-a-vis des variations liees aux temperatures de fonctionnement
US4450371A (en) * 1982-03-18 1984-05-22 Rca Corporation Speed up circuit
US4745304A (en) * 1985-05-03 1988-05-17 Advanced Micro Devices, Inc. Temperature compensation for ECL circuits
JPS62159916A (ja) * 1986-01-09 1987-07-15 Toshiba Corp レベル変換回路
US4713560A (en) * 1986-06-05 1987-12-15 Fairchild Semiconductor Corporation Switched impedance emitter coupled logic gate
US4999519A (en) * 1987-12-04 1991-03-12 Hitachi Vlsi Engineering Corporation Semiconductor circuit with low power consumption having emitter-coupled logic or differential amplifier
US4939478A (en) * 1988-02-05 1990-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Asymmetrical differential amplifier as level converter
JPH0294811A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 Nec Corp レベル可変回路
DE3929351C1 (ja) * 1989-09-04 1990-10-11 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DE4007212A1 (de) * 1990-03-07 1991-09-12 Siemens Ag Integrierbare transistorschaltung zur abgabe logischer pegel
EP0464245B1 (de) * 1990-07-04 1995-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung für einen Pegelwandler zum Umwandeln von TTL-Eingangssignalen in ECL-Ausgangssignale
US5023479A (en) * 1990-07-31 1991-06-11 Motorola, Inc. Low power output gate

Also Published As

Publication number Publication date
DE4112310A1 (de) 1992-10-22
EP0509349A2 (de) 1992-10-21
EP0509349A3 (en) 1992-11-25
EP0509349B1 (de) 1996-06-26
DE4112310C2 (ja) 1993-06-09
US5331229A (en) 1994-07-19
DE59206636D1 (de) 1996-08-01
IE76472B1 (en) 1997-10-22
IE921196A1 (en) 1992-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0140677B1 (en) Differential amplifier using a constant-current source circuit
KR100290725B1 (ko) 에미터 결합 로직-바이폴라 상보형 금속 산화물 반도체/상보형 금속 산화물 반도체 트랜슬레이터
EP0232969B1 (en) Level conversion circuit
EP0231062A1 (en) Level conversion circuit
US4902914A (en) Logic circuit used in standard IC or CMOS logic level
US4717847A (en) TTL compatible CMOS input buffer
US4804868A (en) BiMOS logical circuit
JPS62194729A (ja) デジタル・スイツチ回路
US4868421A (en) Bimos circuit that provides low power dissipation and high transient drive capability
US5656952A (en) All-MOS differential high speed output driver for providing positive-ECL levels into a variable load impedance
US5075579A (en) Level shift circuit for achieving a high-speed processing and an improved output current capability
JP3414802B2 (ja) ディジタル電流スイッチ
JP2743401B2 (ja) Ecl回路
JP3499157B2 (ja) クランプ回路及びそれを用いたインターフェース回路
US6255857B1 (en) Signal level shifting circuits
US5023479A (en) Low power output gate
JPH05129901A (ja) 信号レベル変換器
US5028820A (en) Series terminated ECL buffer circuit and method with an optimized temperature compensated output voltage swing
US6380794B1 (en) Hybrid circuit having current source controlled by a comparator
US10644699B2 (en) Lower voltage switching of current mode logic circuits
US20050231258A1 (en) Static flip-flop circuit
JP2564433B2 (ja) プッシュプル・オフチップ・ドライバ
US5434517A (en) ECL output buffer with a MOS transistor used for tristate enable
JP2636558B2 (ja) 論理判定回路
JP2754673B2 (ja) Ecl―ttlレベル変換回路

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608