JPS583323A - Ttl回路 - Google Patents

Ttl回路

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JPS583323A
JPS583323A JP56100528A JP10052881A JPS583323A JP S583323 A JPS583323 A JP S583323A JP 56100528 A JP56100528 A JP 56100528A JP 10052881 A JP10052881 A JP 10052881A JP S583323 A JPS583323 A JP S583323A
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transistor
input
circuit
voltage
emitter
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JP56100528A
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Toshitaka Fukushima
福島 敏高
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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
    • H03K19/088—Transistor-transistor logic

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はTTL()ランジスタ・トランジスタ・四ノッ
ク)回jIK係)、特に、入力段にnP )ランノスタ
を用いえ!〒L回路の入力しきい値電圧を、高速動作を
犠牲にすることなく補正したTTL回路に関する。
TTLI回路はパイーー2集積回路(IC)による論3
1@路の一種としてよく知られている。近年、110高
密寂化、高集積化に伴ない、エピタキシャル成長層は益
々薄くなって来てお)、あるいはリソグラフィー技術の
進歩によりて、電極用の窓は益々小さくなって来ている
。こO良め、電気的衡機に対するICの耐圧は低くなっ
て来ている。
従来、TTL回路の入力段における耐圧を高めるために
、入力段素子として通常用いられるNPN )ランジス
タに代えて耐圧の高いショットキーダイオードが用いら
れたり、ベース・コレクタ間の耐圧の高いPNP )ラ
ンノスタをコレクタ接地して用いられたシしている。
しかしながら、ショットキーダイオードの順方向電圧降
下およびPNP )ランジヌタのエミッタ・ペース間順
方向電圧降下は、NPN トランジスタのベース・エミ
ッタ間順方向電圧降下よル低%/%ので、TTL回路の
入力段にショットキーダイオードやPNP )ランジス
タを用い良場合の入力しきい値電圧は、NPN)ランジ
スタを用いた場合のそれと異な夛、入力しきい値電圧の
規格に対して余裕(マージン)が少なくなり′fic〕
、規格からはずれ良夛するようになる。
入力しきい値電圧の規格値からの変動を補正し7j ’
r’rt、回路として、VTL(バリアプル・スレン。
ルド・ロゾ、り)と称する回路が知られている。
このVTLK&いては、例えは、入力段のショットキー
ダイオードの7ノードと次段トランジスタのペースとの
間に、あるいは電源との間に、入力しきい値電圧全補正
するための抵抗が接続されており、このしきい値電圧補
正用の抵抗に不随する寄生容量によシ、TTL回路のス
イッチング速度が遅くなるという欠点を有する。
本発明の目的は、上述の従来のT’TL回路の持つ欠点
にかんがみ、入力段PNP )ランジスタのエミ、夕と
エミッタ抵抗との間に、入力しきい値電圧補正用の抵抗
を挿入するという構想に基づき、入力段KPNPトラン
ジスタを用いたTTL回路において、耐圧およびスイッ
チング速1!t−損なうことなく入力しきい値電圧を補
正することにある。
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例を従来例と
対比しながら説明する。
第1図は周知の基本TTL @路の1例t7rす((J
(略図である。第1図において、Tl * Tl 、T
1けtシphトランゾヌタである。入力電圧VINが口
〜V′tル(Lレベル)の時は、トランジスタTlはオ
/、トランジスタT2はオフ、トランジスタT1呪オン
でア夛、出力電圧voty丁はノ・イレペル(Hし′!
ル〕である。入力電圧VINがHレベルの時は、Tユに
オフ、T雪はオン、T3もオンで、voatにLノー2
−1である。トランジスタTstオンにするための入力
しきい値電圧■テ■は、 VTa−Vrc(Tl)+Vy+c(Tl)+Vyg(
Ts)  Vpm(Tt)である。ここで、Vrc(T
s)はTIのペース・コレクタ間順方向電圧、VFtC
Tz)はT2の7ベーヌ・エミッタ間順方向電圧・vF
l(Ts)はT、のペース・エミ、り間順方向電圧、V
FI(TI)はT1のペース・エミ、り間電圧であり、
各々が約0.8vなので、Vr1は約1.6vとなる。
第1図の回路では入力段にNPN トランジスタ管用い
ているが、そのペース・エミッタ間の耐圧はトランジス
タ構造におけるペース拡散領域とエミッタ拡散領域の不
純物濃置差が少ないので、約7vと極めて低く、入力電
圧VIN−7)E電気的衡機によ〕高電圧になると容易
に破壊されてしまうという欠点を持っている。
第2図は、入力段にショットキーダイオードD會用いた
周知のDTL回路01fllt示す回路図である。ショ
ットキーダイオードの耐圧は20V以上あるので、第2
図のTTL回路は電気的衡機に対して第1図の回路より
強い、1Ii2WJにおいて、トランノスタTz’tオ
ンにするえめの入力しきい値電圧V!厘ヒナ・ Vyl=Vym(Tt)+Vyl(Tl)    Vr
(D)である、ここで”” (TI ) * Vym(
Tl )は第1図の場合と同様でそれぞれ約0.8vで
あるが、シ、、トキーダイオードDo舅方向電圧降下V
F(D)は約0、4 V ”t’ h ;6 *従−)
 テVtmは約1.2Vとな〕、規格値から大きくずれ
てしまい、その結果、スイッチングのタイミングがずれ
たル、入力電圧の振幅に対するマージンが減小してしま
う。この九め、入力段にショットキーダイオード管用い
えTTL回路では入力しきい値電圧を規格値の1.6V
に補正する必要がある。
第3図は第2図の回路に入力しきい値電圧補正手段を付
加した従来のTTL回路の1例を示す回路図である。第
3図においては、第2図の回路の入カ段シ、ットキーダ
イオードDのアノードと次段NPN )ランノスタTI
のペースの間に、LIい値電圧補正用の抵抗Rが接続さ
れていることである。
抵抗Rの抵抗値は、トランジスタT!にペース電流が流
れたときに8の両端に生ずる電圧降下V(R)が約0.
4vとなるように設定されている。入力しきい値電圧V
詣は VTI −Vrg(Tt )+Vr+c(丁型)   
My(D)+V(R)であり、約1.6Vとなって規格
値にはぼ一致す&第3図の回路はVTLとして知られて
いる。
しかしながら、第3図の従来回路によれば、抵抗8形成
時に不可避的に形成される寄生容量Cのために、スイッ
チング速度が遅くなるという欠点を持っている。
第4図は、入力段にPNP )ランジスタを用いえ従来
のTTL回路の1例を示す回路図である。第4図におい
て、入力段トランジスタQ+のペースは入力端子lN4
C接続されてお夛、コレクタは接地されており、工t、
夕はエミッタ抵抗Rt を介して電源1IvccK接続
されているとともに、NP!lランノスタQ鵞のペース
に接続されている。トランジスタQmのコレクタは負荷
抵抗R3を介して電源III Vcc K接続されてお
ル、エミッタは次段のNPNトランジスタQs のペー
スに接続されている。
トランジスタQsのペースと入力端子INの間には、ペ
ース電荷放出用のショットキーパリアダイオードDIが
そのアノードをペース側にして接続されている。トラン
ジスタQ3のコレクタは負荷抵抗R1を介して電源@ 
Vcc K接続されておル、エミ、り祉エミ、り抵抗R
4を介して接地されていルウトランジスタQsのコレク
タはまた、第1の出力端子OUT、にも接続されてお)
、エミ、りはNPN トランジスタQ4のペースにも接
続されている。トランジスタQ4のエミ、りは接地され
ておシ、コレクタは第2の出力端子ou’rsに接続さ
れている。トランジスタ(hのコレクタはまえ、NFN
 )ランゾスタQ50ペースに接続されてお〉、トラン
ジスタQsのコレクタは電源II Vcc K接続され
ておル、エミ、りはダイオードD、のアノードに接続さ
れている°。ダイオードDIのカソードはトランジスタ
Q4のコレクタに接続されている。
入力段にPNP トランジスタを採用したことによシ、
第1に、入力に低レベル電圧(例えば0.4V)を印加
した時に入力端子よシ流れ出る電流IILは抵抗Rに流
れる電流IR,の(1−α)倍(ここでαは電流増幅率
を宍わす)の電流で済み、入力特性が着しく改善される
こと、第2にsetのペース・コレクタおよびペース・
エミ、り関の耐圧はやはり20V以上あるので入力耐圧
が高くなること、という利点がある。
しかしながら、第4図の回路においても、纂2図の回路
と同様に、入力しきい値電圧が規格値からずれていると
いう欠、a1有する。すなわち、トランジスタQ4をオ
ンにする入力しきい値電圧V!菖は・ V−In = Vyi(Q4)+VFl(Ql)+ V
yz(Ql)−Vym(Qt )である。ここで、Vy
m(Qa) * VFI(Ql) 、Vrm(Qz)t
iそれぞれ、トランジスタQ4 、Qs−Qsのペース
・エミッタ間順方向電圧で各々約0.8vであル、Vr
m(Qa )はPNP )ランジスタのエミ、り・ペー
ス間順方向電圧で約0.6Vである。PNPトランジス
タのニオ、タペース間順方向電圧Vrz(Ql ) h
。
NPN )ランジスタのペース・エミッタ間電圧よシ約
0.2Vだけ低いので、VFI1は1,8vと規格値の
1.6Vよ)高くなる。このため、第4図の従来回路に
よれば、第2図の従来回路と同様の理由により、スイッ
チングのタイミングがずれたシ、入力電圧の振幅に対す
るマージンが縮小してしまうという欠点かめる。
第5図は#I4図の持つ欠点を解決した本発明の実施例
を示す回路図である。第5図において、第4図と異なる
ところは、PNP トランジスタQ1のエミッタとその
エミ、り抵抗R1の間に入力しきい値電圧補正用の抵抗
ROが挿入されていることでTo夛、他は第4図と同様
なので同じ符号を付してあゐ、抵抗R,の値は、R@を
電流が流れ九ときに−の両端に生じる電圧降下が約0.
2vとなるように設定しである。これによJ)、DC的
には第3図と同様に入力しきい値電圧は規格値である1
、6Vに#1ぼ一致する。抵抗R,にも寄生容量C。
が付随するが、第5図の回路構成によれば、寄生容量C
oの影響でスイッチング速縦が遅くなることはない。以
下この理由金第5図の回路の動作説明をしながら述べる
。
入力端子INがLレベル(例えば0.4V)の時は、p
NP )ランヅスタQ1はオン、NPN トランジスタ
Q茸のペース電位は低いのでオフ、従ってQs 4hオ
フ、Q4もオフであり、Qlはペース電位が高いのでオ
ンであシ、出力端子OUT+ 、 OUT意共にHレベ
ルである。入力端子INがHレベル(例えば2.4V)
O時は、Qlはオフ、従り’cQ*はオン、Qsはオン
、Q4はオン、Qmはオフで、0UT1. OUT!は
共にLレベルである。入力端子INの電圧がLレベル(
例えば0.4V)からHレベル(例えば2.4V)に遷
移するとき、入力しきい値電圧(例えば1.6V)以上
になると直ちにQtはオフになシ、同時に93のペース
電位がVCCレベルに向って上昇するのでQsは容量C
,の影響を受けないで直ちにオンになる。従って、出力
端子OUT 1又は0υT1にお妙る立下シ伝搬時間t
 PmLは容量C・の影響を全く受けない。一方、入力
端子INの電圧がHレベル(例えば2.4V)からLレ
ベル(例えば0.4V)に遷移するとき、しきい値電圧
(例えば1.6V)以下になるとトランゾスタQsFi
オフになル、シ1.トキーダイオードD凰はトランジス
タQ1のペースに蓄積されていた電荷を入力端子INの
側に放出畜せるの寸、Qsは寄生容量Coo影響を殆ん
ど受けずに直ちにオフとな〕、従ってQ4もオフとなる
ので、出力端子OUT、又はOUT !の立上り伝搬時
間tPLIは寄生容量COの影響を殆んど受けない。
以上の説明から明らかなように、木兄t!sによ担入力
段にPNP )ランゾスタを用いて入力特性および耐圧
特性を改善したTTL回路において、耐圧およびスイッ
チング速fを損なう仁となく安価に入力しきい値電圧が
規格値に補正されるので”rTL @路の動作の信頼性
が向上する。
なお、本発明は#!5図に示した実施例に限定されるも
のではなく、入力段にPNP )ランノスタを用いたす
べてのTTL回路に適用され得る0例えば第5図におい
て、トランジスタQsと工ばツタ抵抗R1の間にさらに
しきい値電圧補正用の抵抗を挿入してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は周知の基本TTL回路の1例を示す回路図、第
2図は入力段にシ、、、トキーダイオードDを用いた周
知のDTL回路の11FIlt示す回路図、第3図は第
2図の回路に入力しきい値電圧補正手段管付加した従来
のTTL回路の1例を示す回路図、第4図は入力段K 
PNP )ランジスタ【用いた従来のTTI、回路01
倒を示す回路図、菖5WAは第4図の持つ欠点を解決し
九本発明の実施例を示す回路図である・  ゛ Ql・・・入力[PNP)ランジスタ% D、・・・ペ
ース電荷数出用ショットキーダイオード、R・・・・入
力しきい値電圧補正用抵抗、R,・・・エンツタ抵抗。 特許出原人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木    朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 f!IJ1蘭 第2回 第31!7 !41!を 第5箇

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 コレクタが接地されてお)、エミッタがエミッタ
    抵抗を介して電源に接続されてぃ石入カ段PNP )ラ
    ンゾスタと、次段のトランジスタのベース電荷放出層シ
    1.トキーダイオードと1−真値するTTL回路におい
    て、鉄工i、夕と該エミッタ抵抗との閤に、腋入力段P
    NP )ランノスタの入力しきい値電圧會補正すゐため
    0抵抗を接続しぇことを特徴とするTTL回路。
JP56100528A 1981-06-30 1981-06-30 Ttl回路 Granted JPS583323A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56100528A JPS583323A (ja) 1981-06-30 1981-06-30 Ttl回路

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JP56100528A JPS583323A (ja) 1981-06-30 1981-06-30 Ttl回路

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JPS583323A true JPS583323A (ja) 1983-01-10
JPH0410249B2 JPH0410249B2 (ja) 1992-02-24

Family

ID=14276458

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JP56100528A Granted JPS583323A (ja) 1981-06-30 1981-06-30 Ttl回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868424A (en) * 1987-11-24 1989-09-19 Fairchild Semiconductor Corp. TTL circuit with increased transient drive

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5548732A (en) * 1978-10-05 1980-04-08 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JPS55110431A (en) * 1979-02-19 1980-08-25 Fujitsu Ltd Logic circuit

Patent Citations (2)

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JPH0410249B2 (ja) 1992-02-24

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