JPH0532928B2 - - Google Patents
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- JPH0532928B2 JPH0532928B2 JP59198606A JP19860684A JPH0532928B2 JP H0532928 B2 JPH0532928 B2 JP H0532928B2 JP 59198606 A JP59198606 A JP 59198606A JP 19860684 A JP19860684 A JP 19860684A JP H0532928 B2 JPH0532928 B2 JP H0532928B2
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- circuit
- output
- power supply
- transistors
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/01—Modifications for accelerating switching
- H03K19/013—Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits
- H03K19/0136—Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits by means of a pull-up or down element
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
- H03K19/001—Arrangements for reducing power consumption in bipolar transistor circuits
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/082—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
- H03K19/086—Emitter coupled logic
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は半導体装置に関し、特にゲート当たり
の消費電力が少なく、かつ負荷容量及びフアンア
ウト数が増大した場合にも伝播遅延時間が大きく
ならないようにした半導体装置に関する。
の消費電力が少なく、かつ負荷容量及びフアンア
ウト数が増大した場合にも伝播遅延時間が大きく
ならないようにした半導体装置に関する。
(従来の技術)
第9図は第1種類の基本セルとしてのECL回
路の一例を示す。本図の回路は、エミツタが共通
接続されたトランジスタT1,T2,T3、これらの
トランジスタの共通エミツタと電源Vee間に直列
挿入されたトランジスタT4及びエミツタ抵抗Re、
トランジスタT1,T2の共通接続されたコレクタ
と電源Vcc間に、かつトランジスタT3のコレス
タと電源Vcc間にそれぞれ接続されたコレクタ抵
抗Rc、トランジスタT5と抵抗Rpからなるエミツ
タホロワ回路、及びトランジスタT6と抵抗Rpか
らなるエミツタホロワ回路を具備する。
路の一例を示す。本図の回路は、エミツタが共通
接続されたトランジスタT1,T2,T3、これらの
トランジスタの共通エミツタと電源Vee間に直列
挿入されたトランジスタT4及びエミツタ抵抗Re、
トランジスタT1,T2の共通接続されたコレクタ
と電源Vcc間に、かつトランジスタT3のコレス
タと電源Vcc間にそれぞれ接続されたコレクタ抵
抗Rc、トランジスタT5と抵抗Rpからなるエミツ
タホロワ回路、及びトランジスタT6と抵抗Rpか
らなるエミツタホロワ回路を具備する。
第9図の回路においては、入力IN1またはIN2
の内の少なくとも1つが高レベルであれば、トラ
ンジスタT1又はT2がオンとなり、トランジスタ
T3がオフとなる。従つて、トランジスタT5のエ
ミツタ、即ち出力OUT1が低レベルとなり、逆に
トランジスタT6のエミツタ即ち、出力OUT2が高
レベルとなる。また、入力IN1及びIN2が共に低
レベルであれば、トランジスタT1及びT2が共に
オフとなり、トランジスタT3がオンとなる。従
つて、出力OUT1が高レベル、出力OUT2が低レ
ベルとなる。即ち、第1種類のECL回路は2入
力NOR及びOR回路として動作する。
の内の少なくとも1つが高レベルであれば、トラ
ンジスタT1又はT2がオンとなり、トランジスタ
T3がオフとなる。従つて、トランジスタT5のエ
ミツタ、即ち出力OUT1が低レベルとなり、逆に
トランジスタT6のエミツタ即ち、出力OUT2が高
レベルとなる。また、入力IN1及びIN2が共に低
レベルであれば、トランジスタT1及びT2が共に
オフとなり、トランジスタT3がオンとなる。従
つて、出力OUT1が高レベル、出力OUT2が低レ
ベルとなる。即ち、第1種類のECL回路は2入
力NOR及びOR回路として動作する。
第9図の第1種類のECL回路では、各トラン
ジスタが非飽和領域で動作するため、及び他の論
理回路に比べて小振動作が可能なため極めて高速
にスイツチング動作が行われる。
ジスタが非飽和領域で動作するため、及び他の論
理回路に比べて小振動作が可能なため極めて高速
にスイツチング動作が行われる。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、最近、LSI装置の集積度を益々増大
させることが要望されているが、集積度を増大さ
せるためにはゲート当たりの消費電力を少なくす
るか、或いはチツプ当たりの冷却能力を向上させ
る必要がある。チツプ当たりの冷却能力を向上さ
せることは冷却システムのコストの増大を来すた
めに限界があり、ゲート当たりの消費電力を少な
くして蒸発量を少なくすることが望ましい。
させることが要望されているが、集積度を増大さ
せるためにはゲート当たりの消費電力を少なくす
るか、或いはチツプ当たりの冷却能力を向上させ
る必要がある。チツプ当たりの冷却能力を向上さ
せることは冷却システムのコストの増大を来すた
めに限界があり、ゲート当たりの消費電力を少な
くして蒸発量を少なくすることが望ましい。
ところが、ゲート当たりの消費電力を少なくす
ると、信号線の寄生容量等による負荷容量及びフ
アンアウト数の増大に応じて、各ゲートの伝播遅
延時間が大きくなる高速動作が不可能になる、と
いう不都合があつた。
ると、信号線の寄生容量等による負荷容量及びフ
アンアウト数の増大に応じて、各ゲートの伝播遅
延時間が大きくなる高速動作が不可能になる、と
いう不都合があつた。
即ち、第10図に示すように、負荷容量CLの
増加に応じて伝播遅延時間が増大するが、特にゲ
ート当たりの消費電力を減少させた場合、ゲート
の出力信号が低レベルから高レベルに変化する際
の伝播遅延時間t(PLH)もりも、ゲートの出力
信号が高レベルから低レベルに変化する際の伝播
遅延時間t(PHL)が極めて大きくなる。
増加に応じて伝播遅延時間が増大するが、特にゲ
ート当たりの消費電力を減少させた場合、ゲート
の出力信号が低レベルから高レベルに変化する際
の伝播遅延時間t(PLH)もりも、ゲートの出力
信号が高レベルから低レベルに変化する際の伝播
遅延時間t(PHL)が極めて大きくなる。
これは出力信号が低レベルから高レベルに変化
する場合には、ゲートの出力エミツタホロワトラ
ンジスタによる低インピーダンス駆動による信号
線の寄生容量等の負荷容量に充電されている電荷
を放電するため容量依存性が少ないが、出力信号
が高レベルか低レベルに変化する場合は出力エミ
ツタホロワトランジスタがカツトオフし、負荷容
量CLを比較的インピーダンスの抵抗Rbを介して
充電するため容量依存性が大きくなるものであ
る。
する場合には、ゲートの出力エミツタホロワトラ
ンジスタによる低インピーダンス駆動による信号
線の寄生容量等の負荷容量に充電されている電荷
を放電するため容量依存性が少ないが、出力信号
が高レベルか低レベルに変化する場合は出力エミ
ツタホロワトランジスタがカツトオフし、負荷容
量CLを比較的インピーダンスの抵抗Rbを介して
充電するため容量依存性が大きくなるものであ
る。
第11図に示すように、第1種類のECL回路
では、負荷容量CLが小さい場合には出力電圧の
立上がり及び立下がりは共に急速に行われるが、
負荷容量CLが大きい場合には、特に出力電圧の
立下がりが遅くなるという不都合があつた。
では、負荷容量CLが小さい場合には出力電圧の
立上がり及び立下がりは共に急速に行われるが、
負荷容量CLが大きい場合には、特に出力電圧の
立下がりが遅くなるという不都合があつた。
本発明の目的は、半導体装置、特にECL回路
を構成するLSI装置において、ゲート当たりの消
費電力を少なくした場合にも負荷容量及びフアン
アウト数の増大によつて伝播遅延時間が大きくな
ることを防止し、高集積度かつ高速度のLSI装置
を実現することにある。
を構成するLSI装置において、ゲート当たりの消
費電力を少なくした場合にも負荷容量及びフアン
アウト数の増大によつて伝播遅延時間が大きくな
ることを防止し、高集積度かつ高速度のLSI装置
を実現することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明によれば、第1の入力端子IN及び第1
の出力端子OUTと、第1の電源Vcc及び第2の
電源Veeと、エミツタが共通接続された少なくと
も一対の第1のトランジスタからなる第1のカレ
ントスイツチ回路と、該第1の電源Vcc側に接続
され、ベースに該一対の第1のトランジスタの出
力信号が入力され、エミツタに該第1の出力端子
が接続される第1のエミツタホロワトランジスタ
T5,T6とを有するECL回路を含んだ第1種類の
基本セル6と、 第2の入力端子IN及び第2の出力端子OUT
と、第1の電源Vcc及び第2の伝源Veeと、エミ
ツタが共通接続された少なくとも一対の第2のト
ランジスタからなる第2のカレントスイツチ回路
と、該第1の電源Vcc側に接続され、ベースに該
一対の第2のトランジスタの出力信号が入力さ
れ、エミツタに該第2の出力端子が接続される第
2のエミツタホロワトランジスタT5,T6と、該
第2の電源Veeと該第2のメミツタホロワトラン
ジスタT5,T6の間に接続された制御用トランジ
スタT8と、該第2のエミツタホロワトランジス
タT5,T6のベース電位と逆相のコレクタ電位を
検出する検出手段T7を有し、該検出手段T7によ
り該第2のエミツタホロワトランジスタT5,T6
のコレクタ電位を検出して、該制御用トランジス
タT8に流れる電流の制御を行うECL回路を含ん
だ第2種類の基本セル7とを備え、 前記第1種類の基本セルの周辺に、前記第2種
類の基本セルを配置して複数のセルアレイブロツ
ク5−1,5−2,5−3,5−4を構成し、前
記セルアレイブロツク相互間の結線及びセルアレ
イブロツクと入出力バツフア回路セル4との間の
結線を、前記第2種類の基本セルを用いて行うこ
とを特徴とする。
の出力端子OUTと、第1の電源Vcc及び第2の
電源Veeと、エミツタが共通接続された少なくと
も一対の第1のトランジスタからなる第1のカレ
ントスイツチ回路と、該第1の電源Vcc側に接続
され、ベースに該一対の第1のトランジスタの出
力信号が入力され、エミツタに該第1の出力端子
が接続される第1のエミツタホロワトランジスタ
T5,T6とを有するECL回路を含んだ第1種類の
基本セル6と、 第2の入力端子IN及び第2の出力端子OUT
と、第1の電源Vcc及び第2の伝源Veeと、エミ
ツタが共通接続された少なくとも一対の第2のト
ランジスタからなる第2のカレントスイツチ回路
と、該第1の電源Vcc側に接続され、ベースに該
一対の第2のトランジスタの出力信号が入力さ
れ、エミツタに該第2の出力端子が接続される第
2のエミツタホロワトランジスタT5,T6と、該
第2の電源Veeと該第2のメミツタホロワトラン
ジスタT5,T6の間に接続された制御用トランジ
スタT8と、該第2のエミツタホロワトランジス
タT5,T6のベース電位と逆相のコレクタ電位を
検出する検出手段T7を有し、該検出手段T7によ
り該第2のエミツタホロワトランジスタT5,T6
のコレクタ電位を検出して、該制御用トランジス
タT8に流れる電流の制御を行うECL回路を含ん
だ第2種類の基本セル7とを備え、 前記第1種類の基本セルの周辺に、前記第2種
類の基本セルを配置して複数のセルアレイブロツ
ク5−1,5−2,5−3,5−4を構成し、前
記セルアレイブロツク相互間の結線及びセルアレ
イブロツクと入出力バツフア回路セル4との間の
結線を、前記第2種類の基本セルを用いて行うこ
とを特徴とする。
(作用)
上述のような半導体装置を用いることにより、
例えば、ECL回路を構成するLSI装置の出力信号
により、出力エミツタホロワがカツトオフする方
向に変化する場合、該エミツタホロワトランジス
タのエミツタに挿入された制御用トランジスタが
オンとなつて負荷回路を低インピーダンス駆動す
る。これにより、ゲート当たりの消費電力を少な
くした場合にも伝播遅延時間の増大が防止され、
高集積度かつ高速度の半導体装置を提供すること
ができる。
例えば、ECL回路を構成するLSI装置の出力信号
により、出力エミツタホロワがカツトオフする方
向に変化する場合、該エミツタホロワトランジス
タのエミツタに挿入された制御用トランジスタが
オンとなつて負荷回路を低インピーダンス駆動す
る。これにより、ゲート当たりの消費電力を少な
くした場合にも伝播遅延時間の増大が防止され、
高集積度かつ高速度の半導体装置を提供すること
ができる。
(実施例)
第1図は本発明による半導体装置の一実施例
LSI装置の各回路セルの配置を示す。図中、1は
半導体チツプ、4は周辺部に配置された入出力バ
ツフア回路セル、5−1〜5−4は4つのセルア
レイブロツク、6は第1種類の基本セル、7は第
2種類の基本セルである。
LSI装置の各回路セルの配置を示す。図中、1は
半導体チツプ、4は周辺部に配置された入出力バ
ツフア回路セル、5−1〜5−4は4つのセルア
レイブロツク、6は第1種類の基本セル、7は第
2種類の基本セルである。
図示のように、入出力バツフア回路セル4は周
辺部に配置されており、その内部には点線で結ん
で示すように、4つのセルアレイブロツク5−1
〜5−4が配置されている。各セルアレイブロツ
クは、マトリクス状に配置された第1種類の基本
セル(白抜きのセル)6と、この第1種類の基本
セルの周辺に配置された第2種類の基本セル(斜
線のセル)7で構成されている。
辺部に配置されており、その内部には点線で結ん
で示すように、4つのセルアレイブロツク5−1
〜5−4が配置されている。各セルアレイブロツ
クは、マトリクス状に配置された第1種類の基本
セル(白抜きのセル)6と、この第1種類の基本
セルの周辺に配置された第2種類の基本セル(斜
線のセル)7で構成されている。
第1種類の基本セル6の例は、前述の第9図に
示すECL回路であり、第2種類の基本セル7の
例は、後述する第2図に示すECL回路であり第
1種類のECL回路より駆動能力の大きな回路で
ある。
示すECL回路であり、第2種類の基本セル7の
例は、後述する第2図に示すECL回路であり第
1種類のECL回路より駆動能力の大きな回路で
ある。
そして、図示のように、各セルアレイブロツク
5−1〜5−4相互間の結線、及びこれらの各セ
ルアレイブロツクと周辺の入出力バツフア回路セ
ル4との間の結線は、各セルアレイブロツクの第
2種類の基本セル7を用いて行うことにより、例
え、信号配線が長くなり負荷容量が増大した場合
にも各基本セルの消費電力を増加することなく高
速度の動作を行わせることができる。
5−1〜5−4相互間の結線、及びこれらの各セ
ルアレイブロツクと周辺の入出力バツフア回路セ
ル4との間の結線は、各セルアレイブロツクの第
2種類の基本セル7を用いて行うことにより、例
え、信号配線が長くなり負荷容量が増大した場合
にも各基本セルの消費電力を増加することなく高
速度の動作を行わせることができる。
従つて、第1図の構成によれば、ゲートアレイ
LSI装置全体のハードウエア量を、さほど増加す
ることなく低消費電力で高速度の半導体装置を提
供することができる。
LSI装置全体のハードウエア量を、さほど増加す
ることなく低消費電力で高速度の半導体装置を提
供することができる。
第2図は第2種類の基本セルとしてのECL回
路の例である。第2種類のECL回路は前述の第
1種類のECL回路の各出力回路を1点鎖線で囲
まれた出力回路OB1,OB2に置き換えたものであ
る。
路の例である。第2種類のECL回路は前述の第
1種類のECL回路の各出力回路を1点鎖線で囲
まれた出力回路OB1,OB2に置き換えたものであ
る。
トランジスタT3のコレクタに接続された出力
回路OB1は、エミツタホロワトランジスタT6、
該トランジスタT6のコレクタにベースが接続さ
れたトランジスタT7、トランジスタT7のエミツ
タにダイオードD1を介してベースが接続された
制御用トランジスタT8、該トランジスタT8のエ
ミツタと電源Vee間に並列接続された抵抗R2及び
コンデンサC1、該トランジスタT8のベースとベ
ースと電源Vee間に接続された抵抗R3、そしてエ
ミツタホロワトランジスタT6のコレクタと電源
Vcc間に接続された抵抗R1を具備する。
回路OB1は、エミツタホロワトランジスタT6、
該トランジスタT6のコレクタにベースが接続さ
れたトランジスタT7、トランジスタT7のエミツ
タにダイオードD1を介してベースが接続された
制御用トランジスタT8、該トランジスタT8のエ
ミツタと電源Vee間に並列接続された抵抗R2及び
コンデンサC1、該トランジスタT8のベースとベ
ースと電源Vee間に接続された抵抗R3、そしてエ
ミツタホロワトランジスタT6のコレクタと電源
Vcc間に接続された抵抗R1を具備する。
トランジスタT1及びT2のコレクタに接続され
た出力回路OB2もOB1と同様の構成を有し、トラ
ンジスタT5,T9,T10、ダイオードD2、抵抗R4,
R5,R6及びコンデンサC2を具備する。
た出力回路OB2もOB1と同様の構成を有し、トラ
ンジスタT5,T9,T10、ダイオードD2、抵抗R4,
R5,R6及びコンデンサC2を具備する。
第3図を参照して第2種類のECL回路の出力
回路OB1の動作を説明する。例えば、トランジス
タT3のコレクタ電位、即ち、トランジスタT6の
ベース電位が高レベルから低ベレルに変化したも
のとする。この時、トランジスタT6のエミツタ、
即ち、出力端子OUT2の電位は負荷容量CLのた
め急速に応答できない。このためトランジスタ
T6がカツトオフし、該トランジスタT6のコレク
タ電位が上昇する。
回路OB1の動作を説明する。例えば、トランジス
タT3のコレクタ電位、即ち、トランジスタT6の
ベース電位が高レベルから低ベレルに変化したも
のとする。この時、トランジスタT6のエミツタ、
即ち、出力端子OUT2の電位は負荷容量CLのた
め急速に応答できない。このためトランジスタ
T6がカツトオフし、該トランジスタT6のコレク
タ電位が上昇する。
この電位上昇はトランジスタT7及びダイオー
ドD1を介してトランジスタT8のベース電位を上
昇させる。トランジスタT8のエミツタは抵抗R2
と容量C1を介して電源Veeに接続されており、容
量C1のため交流的なインピーダンスが低く設定
されている。このため、該トランジスタT8のベ
ース電位が上昇すると該トランジスタT8のコレ
クタ電流が増大し、負荷容量CLを急速に充電す
る。これにより、出力信号が高レベルから低ベレ
ルに変化する場合の負荷容量CLによる出力波形
なまりが抑制され、立下がりt(PHL)を短縮す
ることが可能である。
ドD1を介してトランジスタT8のベース電位を上
昇させる。トランジスタT8のエミツタは抵抗R2
と容量C1を介して電源Veeに接続されており、容
量C1のため交流的なインピーダンスが低く設定
されている。このため、該トランジスタT8のベ
ース電位が上昇すると該トランジスタT8のコレ
クタ電流が増大し、負荷容量CLを急速に充電す
る。これにより、出力信号が高レベルから低ベレ
ルに変化する場合の負荷容量CLによる出力波形
なまりが抑制され、立下がりt(PHL)を短縮す
ることが可能である。
トランジスタT3のコレツタ電位が低レベルか
ら高レベルに変化した場合には、トランジスタ
T6によるエミツタホロワ回路によつて負荷容量
CLが急速に放電され出力信号OUT2が急速に立
ち上がる。この場合、第1種類のECL回路の出
力回路では、出力を低レベルから高レベルに上昇
させる際に、出力エミツタホロワによつて負荷容
量に充電されていた電荷を放電させると共に、エ
ミツタ抵抗Rpに流れる電流を供給してやる必要
があつた。これに対して、第2種類のECL回路
の出力回路では、出力OUT2が低ベレルから高レ
ベルに上昇する際には、エミツタホロワトランジ
スタT6のコレクタ電位が低下しトランジスタT8
のベース電位を低下させる。これにより、トラン
ジスタT8がカツトオフし、エミツタホロワトラ
ンジスタT6は負荷容量CLを充電する電流だけ供
給すればよく、従つて、エミツタホロワトランジ
スタT6も負荷が軽くなり、第1種類のECL回路
に比べてより高速度の立上がり動作を行うことが
できる。
ら高レベルに変化した場合には、トランジスタ
T6によるエミツタホロワ回路によつて負荷容量
CLが急速に放電され出力信号OUT2が急速に立
ち上がる。この場合、第1種類のECL回路の出
力回路では、出力を低レベルから高レベルに上昇
させる際に、出力エミツタホロワによつて負荷容
量に充電されていた電荷を放電させると共に、エ
ミツタ抵抗Rpに流れる電流を供給してやる必要
があつた。これに対して、第2種類のECL回路
の出力回路では、出力OUT2が低ベレルから高レ
ベルに上昇する際には、エミツタホロワトランジ
スタT6のコレクタ電位が低下しトランジスタT8
のベース電位を低下させる。これにより、トラン
ジスタT8がカツトオフし、エミツタホロワトラ
ンジスタT6は負荷容量CLを充電する電流だけ供
給すればよく、従つて、エミツタホロワトランジ
スタT6も負荷が軽くなり、第1種類のECL回路
に比べてより高速度の立上がり動作を行うことが
できる。
第4図は第2種類のECL回路の出力信号の波
形を示す。図から明らかなように、負荷容量の影
響によつて出力信号の立上がり及び立下がり共に
悪影響を受けることが少なくなつている。
形を示す。図から明らかなように、負荷容量の影
響によつて出力信号の立上がり及び立下がり共に
悪影響を受けることが少なくなつている。
第5〜第8図は、第2種類のECL回路の出力
回路OB1、OB2の他の例である。第5図の回路
は、第2図の出力回路のトランジスタT7のエミ
ツタの信号を抵抗R7,R8及びトランジスタT11か
らなる回路を介してトランジスタT8のベースに
印加するものである。この場合、トランジスタ
T11とトランジスタT8とはカレントミラー回路を
構成している。従つて、トランジスタT6のベー
ス電位が高レベルから低レベルに変化し、コレク
タ電位が低レベルから高レベルに上昇した際に、
トランジスタT7のエミツタ電位が上昇し、その
エミツタ電流が増加すると、トランジスタT8の
コレクタ電流も増加して負荷容量を急速に放電す
る。また、トランジスタT6のベース電位が低レ
ベルから高レベルに上昇した場合には、トランジ
スタT8のコレクタ電流が減少し、エミツタホロ
ワトランジスタT6の負荷を軽くして出力信号の
立上がりを容易にする。
回路OB1、OB2の他の例である。第5図の回路
は、第2図の出力回路のトランジスタT7のエミ
ツタの信号を抵抗R7,R8及びトランジスタT11か
らなる回路を介してトランジスタT8のベースに
印加するものである。この場合、トランジスタ
T11とトランジスタT8とはカレントミラー回路を
構成している。従つて、トランジスタT6のベー
ス電位が高レベルから低レベルに変化し、コレク
タ電位が低レベルから高レベルに上昇した際に、
トランジスタT7のエミツタ電位が上昇し、その
エミツタ電流が増加すると、トランジスタT8の
コレクタ電流も増加して負荷容量を急速に放電す
る。また、トランジスタT6のベース電位が低レ
ベルから高レベルに上昇した場合には、トランジ
スタT8のコレクタ電流が減少し、エミツタホロ
ワトランジスタT6の負荷を軽くして出力信号の
立上がりを容易にする。
第6図の回路は、第2図の出力回路のトランジ
スタT7をダーリントン接続した2個のトランジ
スタT12及びT13と抵抗R9とに置き変え、かつレ
ベルシフト用ダイオードR9とに置き換え、かつ
レベルシフト用ダイオードD1を省略したもので
ある。本回路では、エミツタホロワトランジスタ
T6のコレクタ負荷がさらに軽くなり、従つてエ
ミツタホロワ回路の電流を軽減してさらに低消費
電力化を図つている。
スタT7をダーリントン接続した2個のトランジ
スタT12及びT13と抵抗R9とに置き変え、かつレ
ベルシフト用ダイオードR9とに置き換え、かつ
レベルシフト用ダイオードD1を省略したもので
ある。本回路では、エミツタホロワトランジスタ
T6のコレクタ負荷がさらに軽くなり、従つてエ
ミツタホロワ回路の電流を軽減してさらに低消費
電力化を図つている。
第7図の回路は、第2図の出力回路のトランジ
スタT6のコレクタ抵抗R1と並列にシヨツトキー
クランプダイオードD3を接続し、エミツタホロ
ワトランジスタT6の飽和を防止しして高速動作
を図つたものである。
スタT6のコレクタ抵抗R1と並列にシヨツトキー
クランプダイオードD3を接続し、エミツタホロ
ワトランジスタT6の飽和を防止しして高速動作
を図つたものである。
第8図の回路は、エミツタホロワトランジスタ
T6の他に、2個のPNP型トランジスタT14及び
T15、シヨツトキークランプダイオードD4、及び
抵抗R1,R10を具備する。本回路ではトランジス
タT6のベース電位が高レベルから低レベルに変
化した時、トランジスタT14のベース電位が低レ
ベルから高レベルに変化して該トランジスタT14
がカツトオフする。これにより、トランジスタ
T15のベース電位が抵抗R10によつて引き下げら
れ、該トランジスタT15がオンとなつて負荷容量
CLを急速に充電する。これに対して、トランジ
スタT6のベース電位が低レベルから高レベルに
変化した場合には、トランジスタT14がオンとな
り、トランジスタT15のベース電位を引き上げる
ことにより、該トランジスタT15をカツトオフ
し、或いは該トランジスタT15の電流を減少させ
る。従つて、出力信号OUT2が低ベレルから高レ
ベルに立ち上がる場合におけるエミツタホロワト
ランジスタT6の負荷が軽くなり出力信号の立上
がりが急速に行われる。なおシヨツトキークラン
プダイオードD4はトランジスタT14の飽和を防止
するためのものである。
T6の他に、2個のPNP型トランジスタT14及び
T15、シヨツトキークランプダイオードD4、及び
抵抗R1,R10を具備する。本回路ではトランジス
タT6のベース電位が高レベルから低レベルに変
化した時、トランジスタT14のベース電位が低レ
ベルから高レベルに変化して該トランジスタT14
がカツトオフする。これにより、トランジスタ
T15のベース電位が抵抗R10によつて引き下げら
れ、該トランジスタT15がオンとなつて負荷容量
CLを急速に充電する。これに対して、トランジ
スタT6のベース電位が低レベルから高レベルに
変化した場合には、トランジスタT14がオンとな
り、トランジスタT15のベース電位を引き上げる
ことにより、該トランジスタT15をカツトオフ
し、或いは該トランジスタT15の電流を減少させ
る。従つて、出力信号OUT2が低ベレルから高レ
ベルに立ち上がる場合におけるエミツタホロワト
ランジスタT6の負荷が軽くなり出力信号の立上
がりが急速に行われる。なおシヨツトキークラン
プダイオードD4はトランジスタT14の飽和を防止
するためのものである。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の半導体装置、例
えば、ECL回路を構成するLSI装置では、ECL回
路の出力エミツタホロワ電流を増加することなく
高速動作を行うことが可能となり、従つて、ゲー
ト当たりの消費電力を増大することなく伝播遅延
時間の負荷容量依存性及びフアンアウト数依存性
を大幅に改善することができる。その結果、低消
費電力、高集積度及び高速度のLSI装置を実現す
ることができる。
えば、ECL回路を構成するLSI装置では、ECL回
路の出力エミツタホロワ電流を増加することなく
高速動作を行うことが可能となり、従つて、ゲー
ト当たりの消費電力を増大することなく伝播遅延
時間の負荷容量依存性及びフアンアウト数依存性
を大幅に改善することができる。その結果、低消
費電力、高集積度及び高速度のLSI装置を実現す
ることができる。
第1図は本発明の半導体装置の一実施例ゲート
アレイLSI装置の配置構成図であり、第2図は第
1図のLSI装置における第2種類の基本セルとし
てのECL回路の例であり、第3図は第2図回路
の信号タイミングチヤートであり、第4図は第2
図回路の出力波形図であり、第5図〜第8図は、
第2種類のECL回路の他の例であり、第9図は
第1種類の基本セルとしてのECL回路の一例で
あり、第10図は第9図回路の特性グラフであ
り、第11図は第9図回路の出力波形図である。 (符号の説明)、T1,T2……T15……トランジ
スタ、Rp,Rc,Re,R1,R2,R10……抵抗、
D1,D2,D3,D4……ダイオード、C1,C2……コ
ンデンサ、1……半導体チツプ、4……入出力バ
ツフア回路セル、5−1〜5−4……セルアレイ
ブロツク、6……第1種類の基本セル、7……第
2種類の基本セル。
アレイLSI装置の配置構成図であり、第2図は第
1図のLSI装置における第2種類の基本セルとし
てのECL回路の例であり、第3図は第2図回路
の信号タイミングチヤートであり、第4図は第2
図回路の出力波形図であり、第5図〜第8図は、
第2種類のECL回路の他の例であり、第9図は
第1種類の基本セルとしてのECL回路の一例で
あり、第10図は第9図回路の特性グラフであ
り、第11図は第9図回路の出力波形図である。 (符号の説明)、T1,T2……T15……トランジ
スタ、Rp,Rc,Re,R1,R2,R10……抵抗、
D1,D2,D3,D4……ダイオード、C1,C2……コ
ンデンサ、1……半導体チツプ、4……入出力バ
ツフア回路セル、5−1〜5−4……セルアレイ
ブロツク、6……第1種類の基本セル、7……第
2種類の基本セル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1の入力端子(IN)及び第1の出力端子
(OUT)と、第1の電源(Vcc)及び第2の電源
(Vee)と、エミツタが共通接続された少なくと
も一対の第1のトランジスタからなる第1のカレ
ントスイツチ回路と、該第1の電源(Vcc)側に
接続され、ベースに該一対の第1のトランジスタ
の出力信号が入力され、エミツタに該第1の出力
端子が接続される第1のエミツタホロワトランジ
スタT5,T6とを有するECL回路を含んだ第1種
類の基本セル6と、 第2の入力端子(IN)及び第2の出力端子
(OUT)と、第1の電源(Vcc)及び第2の電源
(Vee)と、エミツタが共通接続された少なくと
も一対の第2のトランジスタからなる第2のカレ
ントスイツチ回路と、該第1の電源(Vee)側に
接続され、ベースに該一対の第2のトランジスタ
の出力信号が入力され、エミツタに該第2の出力
端子が接続される第2のエミツタホロワトランジ
スタT5,T6と、該第2の電源(Vee)と該第2
のエミツタホロワトランジスタT5,T6の間に接
続された制御用トランジスタT8と、該第2のエ
ミツタホロワトランジスタT5,T6のベース電位
と逆相のコレクタ電位を検出する検出手段T7を
有し、該検出手段T7により該第2のエミツタホ
ロワトランジスタT5,T6をコレクタ電位を検出
して、該制御用トランジスタT8を流れる電流の
制御を行うECL回路を含んだ第2種類の基本セ
ル7とを備え、 前記第1種類の基本セルの周辺に、前記第2種
類の基本セルを配置して複数のセルアレイブロツ
ク5−1,5−2,5−3,5−4を構成し、前
記セルアレイブロツク相互間の結線及びセルアレ
イブロツクと入出力バツフア回路セル4との間の
結線を、前記第2種類の基本セルを用いて行うこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198606A JPS6177424A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | Ecl回路 |
| EP85111239A EP0176799B1 (en) | 1984-09-25 | 1985-09-05 | Emitter coupled logic circuit |
| DE8585111239T DE3567341D1 (en) | 1984-09-25 | 1985-09-05 | Emitter coupled logic circuit |
| KR1019850006523A KR900000106B1 (ko) | 1984-09-25 | 1985-09-06 | 에미터 결합논리(ecl)회로 |
| US06/779,356 US4678942A (en) | 1984-09-25 | 1985-09-23 | Emitter coupled logic circuit with high drivability for capacitive load |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198606A JPS6177424A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | Ecl回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177424A JPS6177424A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0532928B2 true JPH0532928B2 (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=16393988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198606A Granted JPS6177424A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | Ecl回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4678942A (ja) |
| EP (1) | EP0176799B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6177424A (ja) |
| KR (1) | KR900000106B1 (ja) |
| DE (1) | DE3567341D1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63302621A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路 |
| JPH01135811U (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-18 | ||
| US5004938A (en) * | 1989-03-03 | 1991-04-02 | Acer Incorporated | MOS analog NOR amplifier and current source therefor |
| GB8912461D0 (en) * | 1989-05-31 | 1989-07-19 | Lucas Ind Plc | Line driver |
| JPH0332224A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 論理出力回路 |
| DE68926045T2 (de) * | 1989-07-26 | 1996-10-02 | Ibm | Familie logischer Schaltkreise, bestehend aus einem kaskodierten Differentialstromschalter mit Eingangsdioden |
| USRE34771E (en) * | 1989-09-11 | 1994-11-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage follower circuit having improved dynamic range |
| US5068552A (en) * | 1990-09-10 | 1991-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage follower circuit having improved dynamic range |
| KR930009491B1 (ko) * | 1989-09-18 | 1993-10-04 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | Ecl회로 |
| JP2518068B2 (ja) * | 1989-11-17 | 1996-07-24 | 日本電気株式会社 | 電流切換回路 |
| JP2546004B2 (ja) * | 1989-12-28 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | レベル変換回路 |
| US5087837A (en) * | 1990-08-06 | 1992-02-11 | North American Philips Corp., Signetics Div. | Electronic circuit with capacitively enhanced switching |
| EP0476341B1 (en) * | 1990-08-29 | 1997-01-15 | Motorola, Inc. | A BICMOS logic circuit with a CML output |
| US5101124A (en) * | 1991-01-10 | 1992-03-31 | National Semiconductor Corporation | ECL to TTL translator circuit with improved slew rate |
| US5258667A (en) * | 1991-02-08 | 1993-11-02 | Nec Corporation | Logic circuit for controlling a supply on drive pulses to regulate an output level |
| US5091659A (en) * | 1991-04-16 | 1992-02-25 | International Business Machines Corporation | Composite logic gate circuit with means to reduce voltage required by logic transistors from external source |
| JP2800522B2 (ja) * | 1992-02-03 | 1998-09-21 | 日本電気株式会社 | 電流切換回路 |
| US5343092A (en) * | 1992-04-27 | 1994-08-30 | International Business Machines Corporation | Self-biased feedback-controlled active pull-down signal switching |
| DE4236430C1 (de) * | 1992-10-28 | 1994-02-17 | Siemens Ag | Schaltstufe in Stromschaltertechnik |
| EP0606160A1 (en) * | 1993-01-08 | 1994-07-13 | National Semiconductor Corporation | Protection circuit used for deactivating a transistor during a short circuit having an inductive component |
| US6552577B1 (en) * | 2000-02-16 | 2003-04-22 | Analog Devices, Inc. | Differential emitter-coupled logic buffer having reduced power dissipation |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB907662A (en) * | 1958-11-20 | 1962-10-10 | British Telecomm Res Ltd | Improvements in electrical signalling systems |
| US3448396A (en) * | 1966-12-21 | 1969-06-03 | Collins Radio Co | Electronic circuit-direct coupled totem pole emitter follower |
| US3978347A (en) * | 1974-10-02 | 1976-08-31 | Motorola, Inc. | High band width emitter coupled logic gate |
| DE2751881A1 (de) * | 1977-11-21 | 1979-05-23 | Siemens Ag | Monolithische digitale halbleiterschaltung mit mehreren bipolartransistoren |
| US4289978A (en) * | 1979-10-05 | 1981-09-15 | International Business Machines Corp. | Complementary transistor inverting emitter follower circuit |
| US4287435A (en) * | 1979-10-05 | 1981-09-01 | International Business Machines Corp. | Complementary transistor inverting emitter follower circuit |
| US4347446A (en) * | 1979-12-10 | 1982-08-31 | Amdahl Corporation | Emitter coupled logic circuit with active pull-down |
| DE3135952C2 (de) * | 1981-09-10 | 1983-11-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gegentakt-Ausgangsschaltung für ein Verknüpfungsglied in Stromschaltertechnik. |
| JPS58107725A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Nec Corp | 電流切換型論理回路 |
| JPS594222A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-11 | Fujitsu Ltd | レベル変換回路 |
| US4490630A (en) * | 1982-06-30 | 1984-12-25 | International Business Machines Corporation | Current switch emitter follower with current mirror coupled push-pull output stage |
| US4527078A (en) * | 1982-08-23 | 1985-07-02 | Signetics Corporation | Signal translator with supply voltage compensation particularly for use as interface between current tree logic and transistor-transistor logic |
| US4531067A (en) * | 1983-06-29 | 1985-07-23 | International Business Machines Corporation | Push-pull Darlington current sink (PPDCS) logic circuit |
| US4539493A (en) * | 1983-11-09 | 1985-09-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Dynamic ECL circuit adapted to drive loads having significant capacitance |
| US4551638A (en) * | 1983-12-19 | 1985-11-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | ECL Gate with switched load current source |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59198606A patent/JPS6177424A/ja active Granted
-
1985
- 1985-09-05 DE DE8585111239T patent/DE3567341D1/de not_active Expired
- 1985-09-05 EP EP85111239A patent/EP0176799B1/en not_active Expired
- 1985-09-06 KR KR1019850006523A patent/KR900000106B1/ko not_active Expired
- 1985-09-23 US US06/779,356 patent/US4678942A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900000106B1 (ko) | 1990-01-19 |
| US4678942A (en) | 1987-07-07 |
| EP0176799B1 (en) | 1989-01-04 |
| DE3567341D1 (en) | 1989-02-09 |
| JPS6177424A (ja) | 1986-04-21 |
| EP0176799A1 (en) | 1986-04-09 |
| KR860002904A (ko) | 1986-04-30 |
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