JPS5844821A - Logical gate circuit - Google Patents

Logical gate circuit

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Publication number
JPS5844821A
JPS5844821A JP14324381A JP14324381A JPS5844821A JP S5844821 A JPS5844821 A JP S5844821A JP 14324381 A JP14324381 A JP 14324381A JP 14324381 A JP14324381 A JP 14324381A JP S5844821 A JPS5844821 A JP S5844821A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
output
phase
base
gate circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP14324381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terumasa Fukuda
福田 照正
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS5844821A publication Critical patent/JPS5844821A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/013Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits
    • H03K19/0136Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits by means of a pull-up or down element

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

Abstract

PURPOSE:To quicken the operating speed without increasing power consumption, by providing a means for discharging a base storage charge of an output transistor (TR). CONSTITUTION:When a high level is applied to an input terminal 11, a current flowing to a resistor 1 flows to a base of a phase inverting TR22, a collector potential is decreased and a discharge TR29 is transferred from the interrupting state to the conductive state. In this case, the collector potential of the TR22 is lowered to cut off a level shift TR23. A stored charge of the base of a phase division TR24 is rapidly discharged to a discharge TR29 through a resistor 7 and that of an output TR27 is also to the TR29. Thus, the TR27 is transited to the cutoff state in high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は論理ゲート回路、とくにTTL ()ランジス
タ・トランジスタ・ロジック)またはDTL (ダイオ
ード・トランジスタ90ジ、り)を含む飽和型バイポー
ラ論理回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to logic gate circuits, and in particular to saturated bipolar logic circuits including TTL (transistor transistor logic) or DTL (diode transistor logic).

第1図は従来のTTLの実施例を示す回路接続図である
。11は入力端子、21は入力ゲートトランジスタ、2
,2は位相反転トランジスタ、31はPNダイオード、
23はレベルシフトトランジスタ、24は位相分割トラ
ンジスタ、27は出力トランジスタ、25は出力バッフ
ァトランジスタ、26は′IIレベル出力トランジスタ
でトランジスタ25とダーリントン接続されて出力バッ
ファ回路を構成する。。
FIG. 1 is a circuit connection diagram showing an example of a conventional TTL. 11 is an input terminal, 21 is an input gate transistor, 2
, 2 is a phase inversion transistor, 31 is a PN diode,
23 is a level shift transistor, 24 is a phase division transistor, 27 is an output transistor, 25 is an output buffer transistor, and 26 is a 'II level output transistor which is connected to the transistor 25 in Darlington to form an output buffer circuit. .

31.32.34はPNダイオード、33はS、、BD
(シロットキ・バリア・ダイオード) 、l、2,3,
4,5゜6、7.8.9および、10ゆ抵抗である。1
2は出力端子、vCCおよびGNDは電源端子である。
31.32.34 are PN diodes, 33 is S, BD
(Shirotki barrier diode), l, 2, 3,
4.5°6, 7.8.9 and 10° resistance. 1
2 is an output terminal, and vCC and GND are power supply terminals.

28はレベルシフトトランジスタ、29は放電用トラン
ジスタでレベルシフトトランジスタ28゜ダイオード3
2.33,34.抵抗7,8,9.10で放電回路を構
成している。
28 is a level shift transistor, 29 is a discharge transistor, level shift transistor 28° diode 3
2.33,34. A discharge circuit is constituted by resistors 7, 8, 9, and 10.

の電流は位相反転トランジスタ22のベースに流れ、位
相反転トランジスタ22は導通状態に々す、ダイオード
31の順方向電圧、VCEはトランジスタ22のコレク
タφエミッタ間電圧瑣で下がる。
The current flows to the base of the phase inverting transistor 22, and the phase inverting transistor 22 becomes conductive.

この時レベルシフトトランジスタ23および位相分割ト
ランジスタ24は遮断状態へと移行する。
At this time, level shift transistor 23 and phase division transistor 24 transition to a cut-off state.

レベルシフトトランジスタ23が遮断状態となると抵抗
3全通してレベルシフトトランジスタ28のベースに電
流が流れレベルシフトトランジスタ28は導通状態とな
シダイオード23,33.34に電流が流かれ、放電用
トランジスタ29が導通状態となり、この時出力トラン
ジスタ27のベース蓄積電荷は、放電用トランジスタ2
9及び抵抗8全通して流れ出力トランジスタ27は遮断
状態となる。
When the level shift transistor 23 is cut off, a current flows through the resistor 3 to the base of the level shift transistor 28, and the level shift transistor 28 becomes conductive.A current flows through the diodes 23, 33, and 34, and the discharge transistor 29 becomes conductive, and at this time, the base accumulated charge of the output transistor 27 is transferred to the discharge transistor 2.
9 and resistor 8, and the output transistor 27 is cut off.

一方位相分割トランジスタ24のベース蓄積電荷は抵抗
7を通して流れ出力トランジスタ27と同様に遮断状態
へと移行する。従って抵抗4によって位相分割トランジ
スタ24のコレクタは電源電圧Vcctで上昇する。こ
の時オフバッファ回路のトランジスタ25.26が導通
状態となり出力端子に付く負荷を駆動して上昇する。従
って出力端子の電位は高しベk (VCC2VBE”3
.5V:ただし、VB!iはトランジスタ25.26の
ベース・エミッタ間順方向電圧)となシ正論理におりて
加されると抵抗1の電流は入力ゲートトランジスタ21
のエミッタを通して入力端子11に流れ位相反転トラン
ジスタ22は遮断状態となる。
On the other hand, the charge stored in the base of the phase splitting transistor 24 flows through the resistor 7 and enters the cutoff state similarly to the output transistor 27. Therefore, the resistor 4 causes the collector of the phase dividing transistor 24 to rise at the power supply voltage Vcct. At this time, the transistors 25 and 26 of the off-buffer circuit become conductive, driving the load attached to the output terminal and increasing the voltage. Therefore, the potential of the output terminal is high (VCC2VBE"3
.. 5V: However, VB! i is the forward voltage between the base and emitter of the transistors 25 and 26).
The phase inverting transistor 22 is turned off.

従ってレベルシフトトランレフ2231位相分割トラン
ジスタ24および出力トランジスタ27は導通状態とな
り一方レベルシフトトランジスタ28゜放電トランジス
タ29およびオフバッファ回路のトランジスタ25.2
6は遮断状態となり出力端子には低レベル(約0.5V
以下)が現われ正論理において10#となる。
Therefore, the level shift transistor 2231, the phase division transistor 24 and the output transistor 27 become conductive, while the level shift transistor 28, the discharge transistor 29 and the transistor 25.2 of the off-buffer circuit become conductive.
6 is in a cut-off state and a low level (approximately 0.5V) is output to the output terminal.
The following) appears and becomes 10# in positive logic.

いわゆる同相動作である。This is so-called in-phase operation.

このような論理ゲート回路に要求され石性能は低消費電
力でかつ高速動作である。%に大きな負荷を駆動する場
合に使用されることが多く、出力トランジスタ27の駆
動電流も大きくなっており、従ってベース蓄積電荷を早
く放出するための放電回路の動作は従来回路の性能を大
きく左右している。□ 入力が高レベルから低レベルとなってから出力が高レベ
ルから低レベルとなる伝播遅延時間は位相反転トランジ
スタ22が電断状態とガってレベルシフトトランジスタ
23が導通状態となり、次に位相分割トランジスタ24
が導通状態とな如出力トランジスタが導通状態へと移行
するとき放電用トランジスタ29の遮断状態への移行が
遅れると 5− 出力トランジスタ27へのベース電流が放電用トランジ
スタ29に流れてしまい、放電用トランジスタ29が遮
断状態になるまで出力トランジスタは導通状態へ移行出
来ず、ひいては出力電圧が高レベルから低レベルへ移行
する伝播遅延時間が犬きくなるという欠点を有している
The required performance of such a logic gate circuit is low power consumption and high speed operation. %, and the drive current of the output transistor 27 is also large, so the operation of the discharge circuit to quickly release the base accumulated charge has a large effect on the performance of conventional circuits. are doing. □ During the propagation delay time when the input changes from high level to low level and the output changes from high level to low level, the phase inverting transistor 22 is turned off, the level shifting transistor 23 is turned on, and then the phase splitting transistor 24
If the transition to the cut-off state of the discharging transistor 29 is delayed when the output transistor transitions to the conductive state, the base current to the output transistor 27 will flow to the discharging transistor 29, and the discharging This has the disadvantage that the output transistor cannot be turned on until the transistor 29 is turned off, and as a result, the propagation delay time for the output voltage to go from high level to low level becomes longer.

一方、出力が低レベルから高レベルへ移行する伝播遅延
時間では放電用トランジスタ29が極力早く導通状態と
なりm力トランジスタ27のベース蓄積電荷を吸収しな
ければいけない。位相反転トランジスタ22が導通状態
となシ次にレベルシフトトランジスタ23が遮断状態と
移行していく時、抵抗3によ如レベルシフトトランジス
タ28が導通状態となり次に放電用トランジスタ29が
導通状態へと移行するが、この間の時間を早めるために
抵抗3および9を小さくして消費電力を太きくし放電用
トランジスタ29の導通状態を早くせざるを得ない。
On the other hand, during the propagation delay time during which the output transitions from a low level to a high level, the discharging transistor 29 must become conductive as quickly as possible to absorb the charge accumulated in the base of the m-power transistor 27. When the phase inversion transistor 22 is in a conductive state and then the level shift transistor 23 is in a cut-off state, the level shift transistor 28 is brought into a conductive state by the resistor 3, and then the discharging transistor 29 is brought into a conductive state. However, in order to speed up the time during this period, it is necessary to reduce the resistors 3 and 9 to increase the power consumption and to speed up the conduction state of the discharge transistor 29.

レベルシフトトランジスタ23のコレクタからレベルシ
フトトランジスタ28を介して放電用トラ−6= ンジスタ29を駆動する限υ、放電用トランジスタ29
の導通、速断動作は遅くなる。
The discharge transistor 29 is connected from the collector of the level shift transistor 23 to the level shift transistor 28 to drive the discharge transistor 29.
The conduction and quick-break operations become slower.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単
な構成で伝播遅延時間の改善された低消費電力の論理ゲ
ート回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a logic gate circuit with a simple configuration, improved propagation delay time, and low power consumption.

本発明によればダイオードまたはトランジスタからなる
入力ゲート回路、該入力ゲート回路の出力を位相反転す
るトランジスタ、該位相反転トランジスタのコレクタ出
力をレベルシフトさせるトスタのエミッタにベースを接
続された出力、トランジス名および前記位相分割トラン
ジスタのコレクタと前記出力トランジスタの間に挿入さ
れた出カバソファ回路を備えてなる論理ゲート回路にお
いて、前記位相反転トランジスタのエミッタ電流で制御
されるスイッチング手段によって前記出力トランジスタ
のベース蓄積電荷を放電する手段を備えてなること全特
徴とする論理ゲート回路が得られる。
According to the present invention, an input gate circuit consisting of a diode or a transistor, a transistor for phase inverting the output of the input gate circuit, an output whose base is connected to the emitter of a toster for level shifting the collector output of the phase inversion transistor, transistor name and a logic gate circuit comprising an output buffer circuit inserted between the collector of the phase splitting transistor and the output transistor, the base accumulated charge of the output transistor is controlled by switching means controlled by the emitter current of the phase inverting transistor. A logic gate circuit is obtained which is characterized in that it is provided with means for discharging.

次に本発明をその実施例に従い図面を参照して詳細に説
明する。
Next, the present invention will be described in detail according to embodiments thereof with reference to the drawings.

第2図は本発明の一実施例を示す回路接続図で第1図に
示した従来回路と異るところは、放電回路はこれを構成
していた抵抗9.ダイオード32゜33、および34.
  レベルシフトトランジスタ28およびレベルシフト
ダイオード31を削除し、その代りに位相反転トランジ
スタ22のエミッタを放電用トランジスタ29のベース
に接続することによ如実現していることである。
FIG. 2 is a circuit connection diagram showing an embodiment of the present invention.The difference from the conventional circuit shown in FIG. 1 is that the discharge circuit has a resistor 9. Diodes 32° 33, and 34.
This is achieved by omitting the level shift transistor 28 and the level shift diode 31 and instead connecting the emitter of the phase inversion transistor 22 to the base of the discharge transistor 29.

論理動作は第1図と同じ同相動作である。The logic operation is the same in-phase operation as in FIG.

過渡状態について説明する。The transient state will be explained.

入力端子11に高レベルが印加されると抵抗1を流れる
電流は位相反転トランジスタ220ベースに流かれ、コ
レクタ電位を下げると同時に放電用トランジスタ29を
遮断状態から導通状態へと移行させる。この時位相反転
トランジスタ22のコレクタ電位が下がることによりレ
ベルシフトトランジスタ23が遮断状態となる。位相分
割トランジスタ24のペース蓄積電荷は抵抗7を通して
放電用トランジスタ29へ、又出力トランジスタ27の
ペース蓄積電荷は放電用トランジスタ29へ急速に放出
されるため、第1図に示し友従来の回路に比べて放電用
トランジスタ29の導通状態へ移行する時間が遅れない
分だけ出力トランジスタ27及び位相分割トランジスタ
24の遮断状態への移行が高速に行なわれる。
When a high level is applied to the input terminal 11, the current flowing through the resistor 1 flows to the base of the phase inverting transistor 220, lowering the collector potential and at the same time transitioning the discharging transistor 29 from a cutoff state to a conduction state. At this time, the collector potential of the phase inversion transistor 22 decreases, so that the level shift transistor 23 is turned off. The pace accumulated charge of the phase splitting transistor 24 is rapidly discharged to the discharging transistor 29 through the resistor 7, and the pace accumulated charge of the output transistor 27 is rapidly discharged to the discharging transistor 29. Therefore, compared to the conventional circuit shown in FIG. The transition to the cut-off state of the output transistor 27 and the phase division transistor 24 is performed at a high speed to the extent that there is no delay in transitioning the discharging transistor 29 to the conductive state.

一方、入力端子11に高レベルから低レベルへ変化する
信号が印加されると、位相反転トランジスタ22は導通
状態から遮断状態へ移行する。
On the other hand, when a signal changing from a high level to a low level is applied to the input terminal 11, the phase inversion transistor 22 changes from a conductive state to a cutoff state.

この時位相反転トランジスタ22のコレクタ電位は抵抗
2により上昇する。同時に放電用トランジスタ29のベ
ース電位は抵抗10により下げられるため、放電用トラ
ンジスタ29の遮断状態になる時間はレベルシフトトラ
ンジスタ23が導通状態になるのとほぼ同時程度あるい
は早く動作する。
At this time, the collector potential of the phase inversion transistor 22 is increased by the resistor 2. At the same time, the base potential of the discharging transistor 29 is lowered by the resistor 10, so that the time when the discharging transistor 29 is turned off is approximately the same time as or earlier than when the level shift transistor 23 is turned on.

従って出力トランジスタ27を駆動する電流は放電用ト
ランジスタ29へ漏れることなく出力トランジスタ27
の導通状態への移行は高速に行なわ−9= れる。
Therefore, the current that drives the output transistor 27 does not leak to the discharge transistor 29, and the output transistor 27
The transition to the conductive state is carried out at high speed.

このように出力トランジスタ27及び位相分割トランジ
スタ240ペース蓄積電荷を吸収する放電用トランジス
タ29の導通状態あるいは遮断状態へ切り替る時間が消
費電力を上げることなく早くなるため本発明は論理ゲー
ト回路を低消費電力化及び高速化する効果がある。
In this way, the output transistor 27 and the phase splitting transistor 240 absorb the charge accumulated in the discharging transistor 29, which switch to the conductive state or the cut-off state quickly without increasing the power consumption. It has the effect of increasing power and speed.

また従来回路に比較して、ダイオード4個、トランジス
タ1個節約できるので、構成が簡単になる効果もある。
Furthermore, compared to the conventional circuit, four diodes and one transistor can be saved, so the structure can be simplified.

以上の説明は単一人力のゲート回路について行なったが
、マルチエミッタトランジスタを入力に用いる等の手段
により論理積回路を構成でき、そのような場合にも本発
明を適用しうろことはいうまでもない。
Although the above explanation has been made regarding a single-manufactured gate circuit, it goes without saying that an AND circuit can be constructed by using a multi-emitter transistor as an input, and the present invention can also be applied to such a case. do not have.

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

第1図は従来のTTLの一例を示す回路接続図、第2図
は本発明の論理ゲート回路漱の一実施例を示す回路接続
図である。 10− 1.2,3,4,5,6,7,8,9.10・・・・・
・抵抗、11・・・・・・入力端子、12・・・・・・
出力端子、21・・・・・・入力ゲートトランジスタ、
22・・・・・位相反転トランジスタ、23.28・・
・・・・レベルシフトトランジスタ、24・・・・・・
位相分割トランジスタ、25・・・・・・出力バッファ
トランジスタ、26・・・・・・11#レベル出力トラ
ンジスタ% 27・・・・・・出力トランジスタ、29
・・・・・・tt用トランジスタ、31,32.34・
・・・・・PNダイオ−1( 11− 警1侶
FIG. 1 is a circuit connection diagram showing an example of a conventional TTL, and FIG. 2 is a circuit connection diagram showing an embodiment of a logic gate circuit according to the present invention. 10- 1.2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.10...
・Resistance, 11... Input terminal, 12...
Output terminal, 21...Input gate transistor,
22... Phase inversion transistor, 23.28...
...Level shift transistor, 24...
Phase division transistor, 25...Output buffer transistor, 26...11# level output transistor% 27...Output transistor, 29
......tt transistor, 31, 32.34.
...PN Dio-1 (11- Police Officer 1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ダイオードまたはトランジスタからなる入力ゲート回路
、該入力ゲート回路の出力を位相反転するトランジスタ
、前記位相反転トランジスタのコレクタ出力をレベルシ
フトさせるトランジスタ、該レベルシフトトランジスタ
のエミッタにベースを接続された位相分割トランジスタ
、前記位相分割トランジスタのエミッタにベースを接続
された出力トランジスタおよび前記位相分割トランジス
タのコレクタと前記出力トランジスタのコレクタの間に
挿入された出力バッファ回路を備えてなる論理ゲート回
路において、前記位相反転トランジスタのエミッタ電流
で制御されるスイッチング手段によって前記出力トラン
ジスタのベース蓄積電荷を放電する手段゛を備えてなる
ことを特徴とする論理ゲート回路。
an input gate circuit consisting of a diode or a transistor; a transistor that phase-inverts the output of the input gate circuit; a transistor that level-shifts the collector output of the phase-inversion transistor; a phase-dividing transistor whose base is connected to the emitter of the level-shift transistor; A logic gate circuit comprising: an output transistor having a base connected to the emitter of the phase splitting transistor; and an output buffer circuit inserted between the collector of the phase splitting transistor and the collector of the output transistor; 1. A logic gate circuit comprising: means for discharging charges accumulated in the base of said output transistor by means of switching means controlled by emitter current.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56135012U (en) * 1980-03-14 1981-10-13
JPS56136007U (en) * 1980-03-17 1981-10-15
JPS60118A (en) * 1983-03-16 1985-01-05 フエアチアイルド・カメラ・アンド・インストルメント・コ−ポレ−シヨン Ttl output stage
US4585953A (en) * 1983-07-20 1986-04-29 International Business Machines Corporation Low power off-chip driver circuit

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