JPS6337979B2 - - Google Patents

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JPS6337979B2
JPS6337979B2 JP14983379A JP14983379A JPS6337979B2 JP S6337979 B2 JPS6337979 B2 JP S6337979B2 JP 14983379 A JP14983379 A JP 14983379A JP 14983379 A JP14983379 A JP 14983379A JP S6337979 B2 JPS6337979 B2 JP S6337979B2
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JP
Japan
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transistor
input
collector
whose
input transistor
Prior art date
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JP14983379A
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Japanese (ja)
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JPS5672535A (en
Inventor
Yoji Hirano
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • H03K19/02Logic 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複数の入力信号印加端子を有する
論理回路、特に特定パスにおいて優れたスイツチ
ング特性を備えた電流切換型論理回路に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a logic circuit having a plurality of input signal application terminals, and particularly to a current switching type logic circuit having excellent switching characteristics in a specific path.

従来、この種の論理回路には、ベースを入力信
号印加端子とする複数個並列接続された入力トラ
ンジスタ群と、エミツタが入力トランジスタ群の
エミツタに接続されると共に定電流源を介して第
1の電圧源に接続され、ベースを基準電圧印加端
子とする基準トランジスタから成り、入力トラン
ジスタ群および基準トランジスタのコレクタをそ
れぞれ負荷抵抗を介して第2の電圧源に接続し、
入力トランジスタ群および基準トランジスタのコ
レクタから直接またはエミツタホロワ回路を介し
て出力を取り出す電流切換型論理回路があつた。
Conventionally, this type of logic circuit includes a group of input transistors connected in parallel, each of which has a base as an input signal application terminal, and a first transistor whose emitter is connected to the emitter of the input transistor group through a constant current source. It consists of a reference transistor connected to a voltage source and whose base serves as a reference voltage application terminal, and the input transistor group and the collector of the reference transistor are each connected to a second voltage source via a load resistor,
There was a current switching type logic circuit that took out the output directly from the collector of the input transistor group and the reference transistor or via an emitter follower circuit.

しかしながら、この種の電流切換型論理回路に
おいては、入力トランジスタ群の全てのコレクタ
が共通接続されているため、入力トランジスタ数
の増加に伴い、入力トランジスタ群のコレクタ容
量と負荷抵抗値の積で決まる負荷抵抗部の時定数
が大きくなり、論理回路の主たる特性である立上
り時間、立下り時間および伝播遅延時間が増大す
る欠点があつた。
However, in this type of current switching logic circuit, the collectors of all the input transistor groups are commonly connected, so as the number of input transistors increases, the value is determined by the product of the collector capacitance of the input transistor group and the load resistance value. This has the disadvantage that the time constant of the load resistance section becomes large, increasing the rise time, fall time, and propagation delay time, which are the main characteristics of a logic circuit.

一般に、集積回路のスイツチング特性を改善す
る場合には、クリテイカル・パスのスイツチング
特性を改善することが、もつとも効果的であり、
多入力論理回路についてもクリテイカル・パスに
相当する特定パスのスイツチング特性を改善する
ことが効果的である。
Generally, when improving the switching characteristics of an integrated circuit, it is most effective to improve the switching characteristics of critical paths.
It is also effective for multi-input logic circuits to improve the switching characteristics of specific paths corresponding to critical paths.

この発明の目的は入力トランジスタ数の増加に
関係なく特定パスに関して優れたスイツチング特
性を有する論理回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a logic circuit that has excellent switching characteristics for a specific path regardless of the increase in the number of input transistors.

この発明によれば、ベースを入力信号印加端子
とする1個もしくは複数個並列接続された第1の
入力トランジスタ群1と、エミツタが入力トラン
ジスタ群1のエミツタに共通接続され、ベースを
入力信号印加端子とする1個もしくは複数個並列
接続された第2の入力トランジスタ群2と、エミ
ツタが前記共通接続された入力トランジスタ群1
および2のエミツタに接続されると共に、定電流
源を介して第1の電圧源に接続され、また、コレ
クタが負荷抵抗を介して第2の電圧源に接続さ
れ、ベースを基準電圧印加端子とする基準トラン
ジスタ3と、エミツタが入力トランジスタ群1の
コレクタに接続され、コレクタが入力トランジス
タ群2のコレクタに接続されると共に負荷抵抗を
介して第2の電圧源に接続され、ベースを定電圧
印加端子とする定電圧トランジスタ4から成り、
基準トランジスタ3および定電圧トランジスタ4
のコレクタから直接またはエミツタホロワ回路を
介して出力を取り出す電流切換型論理回路におい
て、定電圧トランジスタ4が、入力トランジスタ
群1のコレクタ容量を入力トランジスタ群2のコ
レクタ容量から分離し、負荷抵抗部の時定数の増
加に関係なくするため、入力トランジスタ群2か
らのパスに関して優れたスイツチング特性を有す
る論理回路が得られる。
According to this invention, the first input transistor group 1 has one or more parallel-connected first input transistors whose bases serve as input signal application terminals, and whose emitters are commonly connected to the emitters of the input transistor group 1, whose bases serve as input signal application terminals. A second input transistor group 2 in which one or more transistors are connected in parallel and used as terminals, and an input transistor group 1 whose emitters are commonly connected.
and 2, and is also connected to the first voltage source via a constant current source, the collector is connected to the second voltage source via a load resistor, and the base is connected to the reference voltage application terminal. A reference transistor 3 has an emitter connected to the collector of the input transistor group 1, a collector connected to the collector of the input transistor group 2, and a second voltage source via a load resistor, and a constant voltage applied to the base. Consists of a constant voltage transistor 4 serving as a terminal,
Reference transistor 3 and constant voltage transistor 4
In a current switching type logic circuit that takes out an output from the collector directly or via an emitter follower circuit, a constant voltage transistor 4 separates the collector capacitance of the input transistor group 1 from the collector capacitance of the input transistor group 2, and Since this is independent of the increase in constants, a logic circuit having excellent switching characteristics regarding the path from the input transistor group 2 can be obtained.

次にこの発明について図面を参照して説明す
る。この発明は2個以上の入力端子を有する電流
切換型論理回路に適用できるものであるが、説明
を簡単にするため、5入力の電流切換型論理回路
について説明することとする。
Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. Although the present invention can be applied to a current switching type logic circuit having two or more input terminals, in order to simplify the explanation, a current switching type logic circuit with five inputs will be explained.

第1図は従来の電流切換型論理回路であり、ベ
ースを入力信号印加端子4〜8とする並列接続さ
れた入力トランジスタ群Q1〜Q5と、エミツタが
入力トランジスタ群Q1〜Q5のエミツタに接続さ
れると共に、定電流源I1を介して電圧源1に接続
され、ベースを基準電圧印加端子3とする基準ト
ランジスタQ6から成り、入力トランジスタ群Q1
〜Q5および基準トランジスタQ6のコレクタをそ
れぞれ負荷抵抗R1およびR2を介して電圧源2に
接続し、入力トランジスタ群Q1〜Q5のコレクタ
から否定論理和出力を取り出し、一方、基準トラ
ンジスタQ6のコレクタから論理和出力を取り出
す電流切換型論理回路である。
Figure 1 shows a conventional current switching type logic circuit, in which input transistor groups Q 1 to Q 5 are connected in parallel with bases serving as input signal application terminals 4 to 8, and emitters of input transistor groups Q 1 to Q 5 . It consists of a reference transistor Q 6 connected to the emitter and to the voltage source 1 via a constant current source I 1 and whose base serves as the reference voltage application terminal 3 , and the input transistor group Q 1
The collectors of ~Q 5 and the reference transistor Q 6 are connected to the voltage source 2 via load resistors R 1 and R 2 , respectively, and the NOR output is taken from the collectors of the input transistor group Q 1 ~ Q 5 , while the reference This is a current switching type logic circuit that takes out the OR output from the collector of transistor Q6 .

このような回路においては、入力トランジスタ
群のコレクタが全て共通接続されているため、否
定論理和出力部の容量は各入力トランジスタのコ
レクタ容量の総和になる。ここでQ1〜Q5のコレ
クタ容量をC1〜C5とすると、否定論理和出力部
の時定数τ1は、 τ1=R1(C1+C2+C3+C4+C5) となり、入力トランジスタ数の増加に比例して時
定数が大きくなることがわかる。また、この時定
数の増大は、スイツチング特性における立上り時
間および伝播遅延時間の増大を招くため、従来の
電流切換型論理回路は、多入力高速論理回路とし
ては不適当であることがわかる。
In such a circuit, the collectors of the input transistors are all commonly connected, so the capacitance of the NOR output section is the sum of the collector capacitances of the input transistors. Here, if the collector capacitances of Q 1 to Q 5 are C 1 to C 5 , the time constant τ 1 of the NOR output section is τ 1 = R 1 (C 1 + C 2 + C 3 + C 4 + C 5 ), It can be seen that the time constant increases in proportion to the increase in the number of input transistors. Furthermore, since this increase in time constant causes an increase in the rise time and propagation delay time in the switching characteristics, it can be seen that the conventional current switching type logic circuit is unsuitable as a multi-input high speed logic circuit.

第2図はこの発明の第1の実施例を示す回路図
であり、ベースを入力信号印加端子4とする入力
トランジスタQ1と、エミツタが入力トランジス
タQ1のエミツタに共通接続され、ベースを入力
信号印加端子5〜8とする並列接続された入力ト
ランジスタ群Q2〜Q5と、エミツタが入力トラン
ジスタ群Q1〜Q5のエミツタに共通接続されると
共に定電流源I1を介して電圧源1に接続され、コ
レクタが負荷抵抗R2を介して電圧源2に接続さ
れベースを基準電圧印加端子3とする基準トラン
ジスタQ6と、エミツタが入力トランジスタ群Q2
〜Q5のコレクタに接続され、コレクタが入力ト
ランジスタQ1のコレクタに接続されると共に負
荷抵抗R1を介して電圧源2に接続され、ベース
を定電圧印加端子11とする定電圧トランジスタ
Q7から成り、定電圧トランジスタQ7のコレクタ
から否定論理和出力を取り出し、基準トランジス
タQ6のコレクタから論理和出力を取り出す電流
切換型論理回路である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, in which an input transistor Q 1 whose base serves as an input signal application terminal 4, an emitter of which is commonly connected to the emitter of the input transistor Q 1, and whose base serves as an input signal application terminal 4 . Input transistor groups Q 2 to Q 5 are connected in parallel as signal application terminals 5 to 8, and their emitters are commonly connected to the emitters of input transistor groups Q 1 to Q 5 , and are connected to a voltage source via a constant current source I 1 . 1, the collector is connected to the voltage source 2 via the load resistor R 2 , and the base is the reference voltage application terminal 3 , and the emitter is connected to the input transistor group Q 2.
~ A constant voltage transistor connected to the collector of Q 5 , whose collector is connected to the collector of input transistor Q 1 , and connected to the voltage source 2 via the load resistor R 1 , and whose base is the constant voltage application terminal 11.
It is a current switching type logic circuit that takes out the NOR output from the collector of the constant voltage transistor Q7 and the OR output from the collector of the reference transistor Q6 .

この回路において、定電圧印加端子11の電位
を、トランジスタQ2〜Q5およびQ7が飽和しない
範囲内の適当な電位に設定すれば、入力トランジ
スタQ2〜Q5のうち、少なくとも1個以上が導通
すれば、定電トランジスタQ7が導通し、それ以
外の場合は、Q7がしや断状態になり、第1図に
示した従来の電流切換型論理回路と全く同じ論理
動作を実現できる。
In this circuit, if the potential of the constant voltage application terminal 11 is set to an appropriate potential within a range in which the transistors Q 2 to Q 5 and Q 7 are not saturated, at least one of the input transistors Q 2 to Q 5 If is conductive, constant current transistor Q7 is conductive, otherwise Q7 is turned off, realizing exactly the same logic operation as the conventional current switching type logic circuit shown in Figure 1. can.

ここでトランジスタQ1〜Q7のコレクタ容量を
それぞれC1〜C7とすると否定論理和出力部の時
定数τ2は τ2=R1(C1+C7) となり、定電圧トランジスタQ7のコレクタ容量
C7を入力トランジスタのコレクタ容量C1〜C5
同等もしくはそれ以下に設計すれば否定論理和出
力部の時定数は従来回路に比べて5分の2以下に
なり、入力トランジスタQ1のスイツチング特性
を大幅に改善できる。
Here, if the collector capacitances of the transistors Q 1 to Q 7 are respectively C 1 to C 7 , the time constant τ 2 of the NOR output section becomes τ 2 = R 1 (C 1 + C 7 ), and the constant voltage transistor Q 7 collector capacity
If C7 is designed to be equal to or less than the collector capacitance C1 to C5 of the input transistors, the time constant of the NOR output section will be two-fifths or less of that of the conventional circuit, and the switching of the input transistor Q1 will be reduced. Characteristics can be significantly improved.

従つて、高速論理を必要とする入力を入力信号
印加端子4に接続し、その他の入力を入力印加端
子5〜8に接続することにより、非常に効果的は
論理回路が実現できる。
Therefore, by connecting inputs requiring high-speed logic to input signal application terminal 4 and connecting other inputs to input application terminals 5 to 8, a very effective logic circuit can be realized.

さらにこの回路は、否定論理和出力部の時定数
がC2〜C5に無関係であるから、入力トランジス
タQ2〜Q5に他の入力トランジスタを並列接続し
た場合においても、入力トランジスタQ1のスイ
ツチング特性には全く無関係であり、多入力論理
回路に最適であることがわかる。
Furthermore, in this circuit, since the time constant of the NOR output section is unrelated to C 2 to C 5 , even when other input transistors are connected in parallel to the input transistors Q 2 to Q 5 , the time constant of the input transistor Q 1 is It can be seen that this is completely unrelated to switching characteristics and is optimal for multi-input logic circuits.

第3図はこの発明の第2の実施例を示す回路図
である。第1の実施例との違いは、定電圧トラン
ジスタQ7のベースが電圧源2に直接接続されて
いることであり、負荷抵抗R1部の論理振幅が小
く定電圧トランジスタQ7が飽和しないか、ある
いは飽和の程度が浅く、スイツチング特性に殆ん
ど影響しない場合に適用できるものである。この
実施例についてもこの発明の効果は第1の実施例
の場合と全く同じである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention. The difference from the first embodiment is that the base of the constant voltage transistor Q7 is directly connected to the voltage source 2, and the logic amplitude of the load resistor R1 is small and the constant voltage transistor Q7 does not saturate. Alternatively, it can be applied when the degree of saturation is shallow and has almost no effect on the switching characteristics. The effects of the present invention in this embodiment are exactly the same as in the first embodiment.

第4図は、この発明の第3の実施例を示す回路
図である。第1の実施例との違いは入力トランジ
スタQ2のコレクタも定電圧トランジスタQ7のコ
レクタに接続されていることである。この回路で
は、否定論理和出力部の時定数τ3は τ3=R1(C1+C2+C7) となり、第1の実施例に比べ若干効果が小さくな
るが、2個の入力信号印加端子について高速化が
実現できる利点を有している。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the invention. The difference from the first embodiment is that the collector of the input transistor Q2 is also connected to the collector of the constant voltage transistor Q7 . In this circuit, the time constant τ 3 of the NOR output section is τ 3 = R 1 (C 1 + C 2 + C 7 ), and although the effect is slightly smaller than in the first embodiment, it is This has the advantage that high-speed terminals can be achieved.

前述した実施例につき、この発明の範囲内で
種々の変形を施すことが可能であり、この発明の
範囲は特許請求の範囲記載の全てにおよぶもので
ある。
Various modifications can be made to the embodiments described above within the scope of the present invention, and the scope of the present invention extends to all of the claims.

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

第1図は従来の論理回路を示す回路図である。
第2図、第3図および第4図はこの発明による論
理回路の第1、第2および第3の実施例を示す回
路図である。 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7……トランジス
タ、R1,R2……抵抗、I1……定電流源、1,2
……電圧源、3,4,5,6,7,8,9,1
0,11……端子。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional logic circuit.
FIGS. 2, 3, and 4 are circuit diagrams showing first, second, and third embodiments of the logic circuit according to the present invention. Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 , Q 7 ... Transistor, R 1 , R 2 ... Resistor, I 1 ... Constant current source, 1, 2
...Voltage source, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1
0, 11...Terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ベースを入力信号印加端子とする複数個並列
接続された第1の入力トランジスタと、エミツタ
が前記第1の入力トランジスタのエミツタに共通
接続され、ベースを入力信号印加端子とする第2
の入力トランジスタと、エミツタが前記第1の入
力トランジスタおよび第2の入力トランジスタの
エミツタに接続されると共に、定電流源を介して
第1の電圧源に接続され、コレクタが第1の抵抗
を介して第2の電圧源に接続され、ベースを基準
電圧印加端子とする基準トランジスタと、エミツ
タが前記第1の入力トランジスタのコレクタに接
続され、コレクタが前記第2の入力トランジスタ
のコレクタに接続されると共に第2の抵抗を介し
て第2の電圧源に接続され、ベースを定電圧印加
端子とする定電圧トランジスタとを含み、前記基
準トランジスタおよび定電圧トランジスタのコレ
クタから出力を取り出し得るようにしたことを特
徴とする論理回路。
1 A plurality of parallel-connected first input transistors whose bases serve as input signal application terminals; and a second input transistor whose emitters are commonly connected to the emitters of the first input transistors and whose bases serve as input signal application terminals.
an input transistor whose emitter is connected to the emitters of the first input transistor and the second input transistor, and which is connected to a first voltage source via a constant current source, and whose collector is connected to the first voltage source via a first resistor. a reference transistor whose base is connected to a second voltage source and whose base serves as a reference voltage application terminal; whose emitter is connected to the collector of the first input transistor and whose collector is connected to the collector of the second input transistor; and a constant voltage transistor connected to a second voltage source via a second resistor and having a base as a constant voltage application terminal, and output can be taken out from the collectors of the reference transistor and the constant voltage transistor. A logic circuit featuring:
JP14983379A 1979-11-19 1979-11-19 Logical circuit Granted JPS5672535A (en)

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JPS5672535A JPS5672535A (en) 1981-06-16
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