JPH05291936A - BiMOS半導体集積回路 - Google Patents

BiMOS半導体集積回路

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JPH05291936A
JPH05291936A JP4120146A JP12014692A JPH05291936A JP H05291936 A JPH05291936 A JP H05291936A JP 4120146 A JP4120146 A JP 4120146A JP 12014692 A JP12014692 A JP 12014692A JP H05291936 A JPH05291936 A JP H05291936A
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JP
Japan
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output
voltage
semiconductor integrated
integrated circuit
transistor
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Pending
Application number
JP4120146A
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English (en)
Inventor
Hideki Usuki
秀樹 臼木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイポーラトランジスタQ1を出力トランジ
スタとして用いたBiMOS半導体集積回路において、
バイポーラトランジスタQ1からなる出力回路の出力信
号Voutのダイナミックレンジを、該出力回路を制御
するMOS回路の電源電圧を低くすることなく狭くす
る。 【構成】 バイポーラトランジスタからなる出力トラン
ジスタQ1のベースを駆動する信号のレベルを低くする
手段Q3aを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、BiMOS半導体集積
回路、特にバイポーラトランジスタを出力トランジスタ
として用いたBiMOS半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4はBiCMOSICの基本インバー
タの従来例を示す回路図である。Q1はプルアップ用出
力トランジスタ、Q2はプルダウン用の出力トランジス
タで、共にnpnバイポーラトランジスタからなり、直
列に接続されており、その直列回路が電源端子(Vc
c)とアース(Vss)との間に接続されている。そし
て、そのトランジスタQ1とQとの2の接続点が出力点
となる。Q3、Q4はプルアップ用出力トランジスタを
駆動するCMOSインバータを成すMOSトランジスタ
で、Q3はpチャンネルMOSトランジスタからなり、
Q4はnチャンネルMOSトランジスタからなり、共に
ゲートに入力信号Vinを受ける。
【0003】Q5、Q6はプルダウン用出力トランジス
タ駆動MOSインバータを成すMOSトランジスタで、
共にnチャンネルMOSトランジスタからなり、Q5は
ゲートに入力信号Vinを受け、Q6はゲートにその反
転信号、具体的にはQ3、Q4からなるCMOSインバ
ータの出力信号を受ける。このQ5、Q6からなるMO
Sインバータは、Q3、Q4からなるCMOSインバー
タとは異なり、バイポーラトランジスタQ1とQ2との
接続点と、アースとの間の電位差を電源電圧として受け
るようになっている。DCパスを避けるためである。
【0004】このように、出力トランジスタQ1、Q2
をバイポーラトランジスタにより構成するのは、それが
高い電流駆動能力を有するからであり、例えば発光ダイ
オード等比較的大きな電流が流れる負荷の駆動に好適で
ある。尚、このバイポーラトランジスタからなる出力部
の出力信号の最大値VoutMAX 電源電圧Vcc(例え
ば5V)−バイポーラトランジスタの順方向電圧降下V
be(例えば0.7V)となり、具体的には4.3Vと
なる。即ち、VoutMAX =Vcc−Vbeとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電源電圧V
ccを例えば5Vとした場合、バイポーラトランジスタ
からなる出力信号Voutの最大値は4.3Vと高く、
ロウのときの値を仮に0.3V(QQ2の飽和電圧)と
した場合、ダイナミックレンジは4.0Vにもなる。こ
のように出力信号Voutのダイナミックレンジが広い
と出力側で消費する電力が大きくなり、スピードも遅く
なるし、また、ノイズも大きくなるという問題があっ
た。
【0006】尤も、電源電圧Vccを低く(例えば3V
に)すれば、出力信号Voutのダイナミックレンジを
狭くすることができ、延いては消費電力を小さくし、ス
ピードアップを図り、低ノイズ化を図ることができると
いえる。しかし、そのようにすると、バイポーラトラン
ジスタからなる出力トランジスタQ1、Q2よりも前段
のCMOS回路の動作スピードが徒らに遅くなり、Bi
CMOSIC全体としての性能が低くなる。従って、出
力トランジスタ側の都合のみで電源電圧を低くすること
は許されない。
【0007】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、バイポーラトランジスタからなる出
力回路のダイナミックレンジを、該出力回路を制御する
MOS回路の電源電圧を低くすることなく狭くすること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明BiMOS半導体
集積回路は、バイポーラトランジスタを出力トランジス
タとして用いたBiMOS半導体集積回路において、上
記バイポーラトランジスタからなる出力トランジスタの
ベースを駆動する信号のレベルを低くする手段を有する
ことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明BiMOS半導体集積回路によれば、出
力トランジスタのベースを駆動する信号のレベルが低く
されるので、電源電圧が同じでもそのレベルが低くされ
る分だけ出力電圧のダイナミックレンジが狭くなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明BiMOS半導体集積回路を図
示実施例に従って詳細に説明する。図1は本発明BiM
OS半導体集積回路の一つの実施例の要部を示す回路図
である。本BiMOS半導体集積回路は、図1に示した
BiMOS半導体集積回路とはプルアップ用出力トラン
ジスタQ1を駆動する回路が異なり、その回路に出力ト
ランジスタQ1のベースを駆動する電圧のレベルを低下
させる機能を有するという特徴を有するが、それ以外の
点では共通し、共通する点については既に説明済みなの
で、重複する説明は省き、相違する点についてのみ説明
する。
【0011】Q3a、及びQ4は互いに直列に接続され
たnチャンネルMOSトランジスタで、この直列回路が
電源端子(Vcc)とアースとの間に接続され、該nチ
ャンネルMOSトランジスタQ3aとQ4との接続点が
出力トランジスタQ1のベース及びMOSトランジスタ
Q6のゲートに接続されている。そして、MOSトラン
ジスタQ4のゲートには入力信号Vinが、MOSトラ
ンジスタQ3aのゲートにはその入力信号Vinを反転
した信号が入力されるようになっている。尚、入力信号
Vinを反転する回路の図示は省略した。
【0012】本BiMOS半導体集積回路は、要する
に、図4に示す従来のBiMOS半導体集積回路のQ
3、Q4からなるCMOSインバータのpチャンネルM
OSトランジスタQ3を、nチャンネルMOSトランジ
スタQ3aに代えると共に、該MOSトランジスタQ3
aのゲートには入力信号Vinをそのままではなく反転
して入力するようにしたものである。
【0013】本BiMOS半導体集積回路によれば、出
力トランジスタQ1、Q2からなる出力回路の出力電圧
Voutの「ハイ」のときの電圧、謂わば出力電圧の最
大値VoutMAX は、図2に示すように、電源電圧Vc
c−Q3aのしきい値電圧Vth(基板バイアス効果分
を含む)−Q1のベース・エミッタ間順方向電圧Vbe
となる。即ち、VoutMAX =Vcc−VthQ3a −V
beとなり、従来よりもVthQ3a 分だけ低くなる。こ
のVthQ3a は約1.5V程度になるので、出力電圧V
outの最大値は2.8V程度に低くなる。
【0014】従って、出力電圧Voutのダイナミック
レンジがそのVth分狭くなり、延いては、出力側の消
費電力を小さくし、スピードアップを図り、低ノイズ化
を図ることができる。本BiMOS半導体集積回路にお
いては、Q3aが出力トランジスタQ1のベース駆動電
圧のレベルを低くする働きがあるが、出力トランジスタ
Q1を駆動する働きもする。
【0015】図3は本発明BiMOS半導体集積回路の
他の実施例を示す回路図である。本実施例は、図4に示
す従来のBiMOS半導体集積回路とはQ3とQ4から
なるCMOSインバータのpチャンネルMOSトランジ
スタQ3と電源端子(Vcc)との間に、ゲートを電源
端子Vccに接続したpチャンネルMOSトランジスタ
Q7を介挿した点で異なっているがそれ以外の点では共
通している。
【0016】MOSトランジスタQ7を設けたのは、Q
3とQ4からなるCMOSインバータに電源電圧として
加える電圧をVccよりもMOSトランジスタQ7のし
きい値電圧Vth(基板バイアス効果分も含む)分低く
するためである。これにより、出力トランジスタQ1の
ベースに印加する駆動電圧のレベルを従来よりもMOS
トランジスタQ7のVth(例えば1.5V程度)低く
することができ、電源電圧が同じでもそのレベルが低く
される分出力電圧のダイナミックレンジが狭くなる。即
ち、図1のBiMOS半導体集積回路と同じ効果を奏す
る。
【0017】また、MOSトランジスタQ7が特別に必
要となるが、しかし、CMOSインバータQ3、Q4の
ゲートには従来の場合と同様に入力電圧Vinをそのま
ま印加することができ、入力電圧Vinを反転した信号
をつくる必要がないので、その反転した信号をつくるイ
ンバータ(図1には図示せず)は必要ではない。従っ
て、図1のBiMOS半導体集積回路よりもMOSトラ
ンジスタの数が多くなることはなく、逆に1個少なくで
きるといえる。尚、ゲートを電源端子(Vcc)に接続
したnチャンネルMOSトランジスタQ7に代えてゲー
トをpチャンネルMOSトランジスタQ3のソース側に
接続したpチャンネルMOSトランジスタを用いても良
い。
【0018】
【発明の効果】本発明BiMOS半導体集積回路は、バ
イポーラトランジスタを出力トランジスタとして用いた
BiMOS半導体集積回路において、上記バイポーラト
ランジスタからなる出力トランジスタのベースを駆動す
る信号のレベルを低くする手段を有することを特徴とす
るものである。従って、本発明BiMOS半導体集積回
路によれば、出力トランジスタのベースを駆動する信号
のレベルが低くされるので、電源電圧が同じでもそのレ
ベルが低くされる分出力電圧のダイナミックレンジが狭
くなる。依って、出力側の消費電力を小さくし、スピー
ドアップを図り、低ノイズ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明BiMOS半導体集積回路の一つの実施
例を示す回路図である。
【図2】図1のBiMOS半導体集積回路の原理を説明
する回路図である。
【図3】本発明BiMOS半導体集積回路の他の実施例
を示す回路図である。
【図4】BiMOS半導体集積回路の従来例を示す回路
図である。
【符号の説明】
Q1 バイポーラトランジスタからなる出力トランジス
タ Q3a ベースを駆動する信号のレベルを低くする手段 Q7 ベースを駆動する信号のレベルを低くする手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バイポーラトランジスタを出力トランジ
    スタとして用いたBiMOS半導体集積回路において、 上記バイポーラトランジスタからなる出力トランジスタ
    のベースを駆動する信号のレベルを低くする手段を有す
    ることを特徴とするBiMOS半導体集積回路
JP4120146A 1992-04-13 1992-04-13 BiMOS半導体集積回路 Pending JPH05291936A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4120146A JPH05291936A (ja) 1992-04-13 1992-04-13 BiMOS半導体集積回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4120146A JPH05291936A (ja) 1992-04-13 1992-04-13 BiMOS半導体集積回路

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JPH05291936A true JPH05291936A (ja) 1993-11-05

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ID=14779107

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4120146A Pending JPH05291936A (ja) 1992-04-13 1992-04-13 BiMOS半導体集積回路

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JP (1) JPH05291936A (ja)

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