JPS6184113A - 論理積演算用の半導体回路装置 - Google Patents

論理積演算用の半導体回路装置

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JPS6184113A
JPS6184113A JP60210892A JP21089285A JPS6184113A JP S6184113 A JPS6184113 A JP S6184113A JP 60210892 A JP60210892 A JP 60210892A JP 21089285 A JP21089285 A JP 21089285A JP S6184113 A JPS6184113 A JP S6184113A
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JP
Japan
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semiconductor circuit
circuit device
emitter
transistor
signals
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JP60210892A
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ウイルヘルム、ウイルヘルム
カールラインハルト、シエーン
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Siemens Corp
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Siemens Corp
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/1733Controllable logic circuits
    • H03K19/1738Controllable logic circuits using cascode switch logic [CSL] or cascode emitter coupled logic [CECL]
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/082Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors
    • H03K19/086Emitter coupled logic
    • H03K19/0866Stacked emitter coupled logic

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  • Power Engineering (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特許請求の範囲第1項の前文によるエミッタ
結合論理(ECL)回路内の論理積演算の実現に関する
〔従来の技術〕
ECL論理モジュールは、トランジスタの飽和が生じな
いので、特に高速性の点で優れている。
その回路原理は、1つの差動増幅器内に1つの一定のエ
ミッタ電流が供給され、また第1のトランジスタのベー
スがLレベルとHレベルとの間のバイアス電圧を有する
ことに基づいている。第2のトランジスタのベースの電
位に応じて第2のトランジスタまたは第1のトランジス
タが、それぞれ付属のコレクタ抵抗に、出力状態を決定
する1つの電圧降下を生ずる電流を受ける。論理積演算
は、多くのこのような段が重なり合って位置している直
列ゲーティング、すなわち最も下のレベル平面のコレク
タがそれぞれ次に高い電位平面に属する差動段のエミッ
タと接続されており、また最も上の平面のみがコレクタ
抵抗を有する直列ゲーティングにより非常に簡単に実現
可能である。オアゲートでは最も上の電位平面のコレク
タは1つの節点に、またそこからコレクタ抵抗に通じて
いる。
論理積演算における入力変数の数は、レベルが各1つの
ダイオード電圧だけ異なる可能な直列ゲーティング段の
数により制限されている。十分な信号変化幅を保証する
ため、4.5ないし5.2■の供給電圧における必要な
電流源の考慮のもとに最大3つの段が重なり合って位置
し得る。
1つのアンドゲート内の3つよりも多い入力変数の実現
は公知の技術に従って、それぞれ部分論理演算を行う多
くの直列ゲーティングゲートの縦続接続により行われる
。その際、3つの入力変数から、次に続くゲートの1つ
の入力端を駆動する1つの(補助)出力信号が生ずる。
たとえば、4つの入力変数は、第2図中にう、チを有す
る1つの4ビツト・マルチプレクサの1つの回路の例で
示されているように、第1のゲートの3つの直列ゲーテ
ィング段および第2のゲートの2つの段を必要とする。
第2図の回路例に属する論理機能は Q (t)=A−B−C−DI+A−IT−C−D2+
λ・B−C−D3+人・H−C−D4+Q(t−1) 
 ・ご である。アンドゲートの最大4つの入力変数は2つの縦
続接続された直列ゲーティングゲートを必要とする。第
1のゲートは論理機能M=A −B・Dl+A−IJ−
D2+λ・B−D3+X−H−D4を実現し、また第2
のゲートは論理機能Q(t)=M−C+Q (t−1)
  ・ごを実現する。最も下のレベル平面VSI上には
、それぞれエミッタ抵抗R11ないしRI7を有し回路
に電流を供給する定電流R11ないし■7が位置してい
る。ベースハイアス電圧VB3を有する最も下の直列ゲ
ーティング段の両差動増幅器DAおよびDCは工、ミッ
タホロワTAおよびTCおよびそれらの入力端Aおよび
Cにより制御される。ダイオードDIAおよびDICは
、入力端BおよびMを有するエミッタホロワTB1TM
およびTIQ(t−1)により、またベース直列抵抗R
E3と結びついてQにより制御される差動段DBI、D
B2、DMおよびDQ(t−1)に対するベースハイア
ス電圧VB2を有する次に高い段へのレベルマノチング
の役割をする。この平面の上位に差動増幅器DE1ない
しDE4および入力端DiないしD4を有する第3の直
列ゲーティング段が置かれている。付属のバイアス電圧
VBIは2つの2エミツタトランジスタのベースに与え
られており、それらのコレクタは一緒にされており、ま
た共通のコレクタ抵抗REIと結びついて1つの論理和
演算を形成する。そのコレクタ電位はトランジスタTM
を介して、直列に接続されている第2の直列ゲーティン
グゲートの入力端Mを制御し、その出力状、6 Qおよ
びζは差動段DMおよびDQ (t−1)のコレクタお
よびそれらの負荷抵抗RE2、RE4およびRE5に生
じ、また回路の出力を形成する。
この方法の欠点は、通過すべき直列ゲーティング段の数
に関係し、またたとえば第2図による回路に対して典型
的にQの後の信号Diに対しては1.07ns、Qの後
のAに対しては1.33 n s、Qの後のBに対して
は1.20 n sである比較的長いゲート通過時間、
高い回路/l!i費により引き起こされる高い電力需要
およびさまざまに最適でない直列ゲーティング段の利用
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、回路技術的な対策により、ただ2つの
直列ゲーティング段によって入力変数の数を一層高め、
かつ信号通過時間を短縮することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第1項に
記載の論理積演算用の半導体回路装置により達成される
本発明の好ましい実施態様は特許請求の範囲第2項ない
し第11項に示されている。
〔実施例〕
以下、第1図に示されている実施例により本発明を一層
詳細に説明する。第2図中の要素と同一の要素には同一
の参照符号が付されている。
第2図と同一の論理機能を回路的に実現する第1図に示
されている実施例は2つの直列ゲーティング段しか必要
とせず、また一層大きい信号変化幅およびそれと結びつ
けられる一層高いノイズイミユニティを可能にする。第
1図による回路は信号AとBとの間の追加的な論理積演
算を実行し、またそのためにドイツ連邦共和国特許第2
534736号明細書から公知のダイオードデコーダを
使用する。結果は続いて信号Cと1つの抵抗において加
算される。
第1図による回路は、それぞれ共通のベース電圧VS[
により駆動される1つのトランジスタ、TSlないしT
S8、とそれぞれ自由端子で供給電圧源の極VEEに接
続されている1つの付属のエミッタ抵抗、R11ないし
R18、とを含んでいる8つの電流源から電流を供給さ
れる。
下の直列ゲーティング段の次に高いレベル平面上に、ベ
ースバイアス電圧VB3を有しまた最も上のレベル平面
上に配置されている入力エミッタホロワTAおよびTB
からそれらの入力信号AおよびBによりレベルマツチン
グの役割をするダイオードDIAおよびDTBを介して
制御される両差動増幅器DAおよびDBが位置している
。DAおよびDBのそれぞれ接続されているエミッタに
は電流源トランジスタTS3およびTS4のコレクタが
接続されており、VB3によりバイアスされていないト
ランジスタのベースまたはDIAおよびDIBの陰極に
は電流源トランジスタTSIおよびTS2のコレクタが
接続されている。
同一のレベル平面上に電流スイッチトランジスタT10
ないしT2Oが位置しており、それらのエミッタはすべ
て互いにまたTS7のコレクタと接続されている。アド
レス信号A、BおよびCとデータ信号DiないしD4と
の論理演算を行う制御トランジスタT10ないしT2O
のベースは付属の電位決定抵抗R20ないしR23を介
して電流源トランジスタTS5のコレクタに接続されて
おり、また中央のレベル平面上に配置されているエミッ
タホロワTIないしT4により駆動される。
直列ゲーティング電圧VB3によりバイアスされている
参照トランジスタT50はラッチの反転制御信号Cに対
して責任を負っている。
同時に上の直列ゲーティング段を形成する次に高いレベ
ル平面上で人力信号A、BおよびCの論理演算が実行さ
れる。信号AおよびB−およびそれらの相補性信号の間
の論理積演算は1つのダイオードデコーダにより行われ
る。これはダイオードとして接続されている2エミツタ
トランジスタTE5ないしTB8と、ベースにバイアス
電圧V32を与えられている4エミツタトランジスタT
E9とを含んでいる。
TB9の第1のエミッタはTB5およびTB7の各1つ
のエミッタならびに段DBのVB3によりバイアスされ
ているトランジスタのコレクタと接続されており、TB
9の第2のエミッタはTB6およびTB8の各1つのエ
ミッタならびに段DBの信号已により駆動されるトラン
ジスタのコレクタと接続されており、TB9の第3のエ
ミッタはTB5およびTB6の各第2のエミッタならび
に差動段DAのVB3によりバイアスされているトラン
ジスタのコレクタと接続されており、最後にデコーダの
残りのエミッタ、すなわちTB9の第4のエミッタおよ
びTB7およびTB8の各第2のエミッタおよび段DA
の信号Aにより駆動されるトランジスタのコレクタは一
緒に接続されている。
ダイオードデコーダの出力端、すなわち2エミツタトラ
ンジスタTE5ないしTE8のコレクタはエミッタホロ
ワ・トランジスタT1ないしT4のベースを駆動し、ま
た抵抗R30ないしR33を介して、信号Cにより駆動
されるエミッタホロワTCの出力端に接続されている。
TCのエミッタはさらに4エミツタトランジスタTE9
のコレクタと接続されている。第2図による回路と類似
して、第1図でも信号Cがダイオードデコーダの出力端
の電圧レベルを決定し、その際に信号レベルはトランジ
スタT1ないしT4の飽和を排除する。
T1ないしT4のコレクタは、人力信号DIないしD4
により駆動されるエミッタホロワTDIないしTDAの
出力端と、差動増幅器DDIないしDD4の制御トラン
ジスタの各一方のベースとに接続されている。DDIな
いしDD4の各他方のトランジスタのベースには直列ゲ
ーティング電圧VB2が与えられており、他方において
各差動段に一括されたエミッタはT10ないしT40の
コレクタと接続されている。
差動増幅器DDIないしDD4のVB2によりバイアス
されているトランジスタのコレクタは1つの別の差動増
幅器DQの第1のトランジスタのコレクタと一括接続さ
れて抵抗R41を介して供給電圧源の極VCCと接続さ
れている。コレクタから出力信号Qが取出され得る。こ
の出力信号はエミッタホロワT70をも駆動する。この
エミ・ンタホロワはトランジスタTS8のコレクタから
電流を供給され、またその出力は上記別の差動増幅器D
Qの第2のトランジスタを制御する。差動増@5DQの
この第2のトランジスタのコレクタは差動増幅器DDI
ないしDD4のVB2によりバイアスされていない制御
トランジスタのコレクタと、抵抗R40を介して供給電
圧源のIIVccに通じている1つの共通の節点を有す
る。この節点から出力信号σが取出され得る。この出力
信号はエミッタホロワT60をも駆動する。このエミッ
タホロワはトランジスタTS6のコレクタから電流を供
給され、またその出力は上記別の差動増幅器DQの第1
のトランジスタを駆動する。差動増幅WDQの共通のエ
ミッタはトランジスタT50のコレクタと接続されてい
る。エミッタホロワTA、TB、TC,TD lないし
TDA、T60およびT70のコレクタは供給電圧源の
極■CCに接続されている。
本発明による第1図の回路は、2つの直列な直列ゲーテ
ィングゲートを有し同一の論理機能を実現する第2図の
回路にくらべて、Qの後のDiの遅れについては約55
%、Qの後のAの遅れについては約20%、Qの後のB
の遅れについては約lO%短い通過時間を達成する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体回路装置の実施例の回路図
、第2図は公知の半導体回路装置の回路図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)2つよりも多い入力変数の間の論理積演算を実現す
    るためのECL技術による半導体回路装置であって、2
    つの直列ゲーティング段を有し、各1つの入力変数によ
    り制御され各1つの参照回路および少なくとも1つの制
    御回路を含んでいるECL電流スイッチが、少なくとも
    1つのダイオードしきい電圧により互いに隔てられた電
    圧レベル段に縦続接続されて論理積を生ずる半導体回路
    装置において、参照回路を形成する1つのマルチエミッ
    タトランジスタ(TE9)を有する1つのECL電流ス
    イッチの制御回路のなかに、ダイオードとして接続され
    ており少なくとも2つのエミッタおよび1つのコレクタ
    抵抗(R30ないしR33)を有する1つのトランジス
    タ(TE5ないしTE8)が含まれており、上記のコレ
    クタ抵抗がダイオードとして接続されているトランジス
    タ(TE5ないしTE8)のエミッタに与えられている
    信号の論理積演算を実現することを特徴とする論理積演
    算用の半導体回路装置。 2)入力変数(A、B、C、D1ないしD4)がアドレ
    ス信号(A、B、C)および(または)データ信号(D
    1ないしD4)およびそれらの相補性信号であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体回路装置
    。 3)入力変数(A、B、C、D1ないしD4)が最も上
    の電圧レベル段(VB1)を駆動することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体回路装
    置。 4)入力変数(A、B、C)がエミッタホロワ(TA、
    TB、TC)を介して直列ゲーティング段の制御回路を
    駆動することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第3項のいずれか1項に記載の半導体回路装置。 5)1つの直列ゲーティング段が各1つの入力変数(A
    、B、C、D1ないしD4)により制御される少なくと
    も2つのECL電流スイッチ(DA、DB)を含んでい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項
    のいずれか1項に記載の半導体回路装置。 6)ECL電流スイッチの少なくとも1つの制御回路が
    、ダイオードとして接続されている1つのトランジスタ
    (TE5ないしTE8)および(または)1つのダイオ
    ードを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第5項のいずれか1項に記載の半導体回路装置
    。 7)1つの直列ゲーティング段の少なくとも2つのEC
    L電流スイッチの少なくとも1つの制御回路(TE5な
    いしTE8)および(または)1つの参照回路(TE9
    )が少なくとも1つのマルチエミッタトランジスタを含
    んでいることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第6項のいずれか1項に記載の半導体回路装置。 8)1つの抵抗(R20ないしR23、R30ないしR
    33)がアドレス信号(A、B、C)および(または)
    データ信号(D1ないしD4)および(または)これら
    に関係する信号および(または)1つの電圧レベル段(
    VB2、VB3)の出力信号の間の1つの論理積演算を
    実現することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第7項のいずれか1項に記載の半導体回路装置。 9)入力変数(A、B、C、D1ないしD4)および(
    または)これらに関係する信号の間の論理積が、入力変
    数により直接または間接に制御される2つのトランジス
    タであって両者の接続点で1つのECL電流スイッチ(
    DD1ないしDD4)の1つの制御回路に接続されてい
    る2つのトランジスタ(T1ないしT4、TD1、TD
    4)の出力回路の直列回路と、ECL電流スイッチ(D
    D1ないしDD4)の結合されたエミッタと入力変数に
    より直接または間接に制御されるトランジスタ(T1な
    いしT4)のECL電流スイッチ(DD1ないしDD4
    )のベースと接続されていない自由なエミッタとの間に
    接続されている他の1つのECL電流スイッチ(T10
    ないしT40、T50)に属する制御回路(T10ない
    しT40)のコレクタ・エミッタ間とにより実現される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第8項の
    いずれか1項に記載の半導体回路装置。 10)直接または間接に制御されるトランジスタ(T1
    ないしT4)の1つが、1つの直列ゲーティング段の出
    力信号と1つの入力変数(C)に関係する1つの信号と
    から電圧加算により1つの抵抗(R30ないしR33)
    において形成される1つの信号により駆動されることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれ
    か1項に記載の半導体回路装置。 11)抵抗(R20ないしR23、R30ないしR33
    )が回路内部の電圧レベルマッチングの役割をしている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第10項
    のいずれか1項に記載の半導体回路装置。
JP60210892A 1984-09-24 1985-09-24 論理積演算用の半導体回路装置 Pending JPS6184113A (ja)

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DE3435048.9 1984-09-24

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US (1) US4823030A (ja)
EP (1) EP0176909B1 (ja)
JP (1) JPS6184113A (ja)
AT (1) ATE49090T1 (ja)
DE (1) DE3575059D1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2581811A1 (fr) * 1985-05-10 1986-11-14 Radiotechnique Compelec Module multiplexeur numerique a n entrees et multiplexeur a n2 entrees incorporant de tels modules
JP2694204B2 (ja) * 1987-10-20 1997-12-24 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置
EP0320555B1 (en) * 1987-12-15 1995-06-21 International Business Machines Corporation An extended logic family of cascode current switch (CSC) logic circuits
EP0365732B1 (en) * 1988-10-28 1993-08-18 International Business Machines Corporation Two stage address decoder circuit for semiconductor memories
EP0410063B1 (en) * 1989-07-26 1996-03-20 International Business Machines Corporation Differential cascode current switch (DCCS) logic circuit family with input diodes
EP0501827B1 (en) * 1991-03-01 1996-04-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Multiplying circuit
US7250790B2 (en) * 2003-09-22 2007-07-31 Nxp B.V. Circuit for providing a logic gate function and a latch function

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3519810A (en) * 1967-02-14 1970-07-07 Motorola Inc Logic element (full adder) using transistor tree-like configuration
NL7007842A (ja) * 1969-06-09 1970-12-11
US4007384A (en) * 1975-12-08 1977-02-08 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Noninverting current-mode logic gate
JPS5516488A (en) * 1978-07-24 1980-02-05 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacturing method
US4354266A (en) * 1979-10-31 1982-10-12 Gte Laboratories Incorporated Multiplexor with decoding
JPS5843836B2 (ja) * 1979-12-21 1983-09-29 富士通株式会社 デコ−ダ回路
JPS56112122A (en) * 1980-02-08 1981-09-04 Fujitsu Ltd Decoder circuit
US4349753A (en) * 1980-09-29 1982-09-14 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Emitter function logic flip-flop circuit
US4540900A (en) * 1982-07-01 1985-09-10 Burr-Brown Corporation Reduced swing latch circuit utilizing gate current proportional to temperature
US4506171A (en) * 1982-12-29 1985-03-19 Westinghouse Electric Corp. Latching type comparator

Also Published As

Publication number Publication date
ATE49090T1 (de) 1990-01-15
US4823030A (en) 1989-04-18
EP0176909A1 (de) 1986-04-09
EP0176909B1 (de) 1989-12-27
DE3575059D1 (de) 1990-02-01

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