DE69112890T2 - ECL-Ausgangspufferschaltung. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Ausgangspufferschaltungen im allgemeinen und insbesondere eine ECL-Ausgangspufferschaltung, die einen bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen vorbestimmten Ausgangsspannungshub liefert, aber dennoch eine hohe Betriebsgeschwindigkeit bei geringem Energieverbrauch aufweist.
• Wie auf dem Gebiet der Ausgangspufferschaltungen allgemein bekannt ist, ist es generell wünschenswert, den dem logischen High-Pegel entsprechenden Ausgangsgleichspannungspegel VOH und den dem logischen Low-Pegel entsprechenden Ausgangsgleichspannungspegel VOL genau zu halten, um hohe Betriebsgeschwindigkeiten, angemessene Rauschgrenzen und niedrigen Energieverbrauch zu erzielen und zu verhindern, daß die Ausgangsspannungen durch Veränderungen des Prozesses, der Stromversorgungsspannungen und der Temperatur beeinträchtigt werden. Dies ist insbesondere wichtig, um bei der Auslegung der Ausgangspegel für einen "Lower-als-low"-Betrieb, d.h. wenn der Ausgangspegel niedriger als der normale logische Low-Pegel VOL ist, eine Sättigung der internen Transistoren zu vermeiden. Daher ist im allgemeinen eine Art von Ausgleichschaltung zur Erzeugung eines Kompensationsstroms ICOMP erforderlich, um die Ausgangsspannungen von Versorgungsspannungsänderungen und Temperaturschwankungen unabhängig zu machen.
• In Figur 1 ist eine ECL-Ausgangspufferschaltung nach dem Stand der Technik gezeigt, die eine Ausgleichschaltung zur Lieferung eines Kompensationsstroms ICOMP für den Ausgangsspannungspegel VOH aufweist. Die Werte des Kompensationsstroms ICOMP variieren über den Temperaturbereich. Da die Werte des Kompensationsstroms ICOMP eine bestimmte Funktion der Temperaturkoeffizienten der Widerstände R1, R10, R9, R8; der Transistoren Q3, Q4; und des Gatestroms IG sind und da ferner die Temperaturkoeffizienten der Widerstände und Transistoren durch den Prozeß festgelegt sind, kann ein vorbestimmter Ausgangsspannungspegel VOH oder VOL nur durch Veränderung des Gatestroms IG erhalten werden. Bei dieser Kompensationsmethode ist ein sehr hoher Gatestrom IG erforderlich, so daß ein höherer Energieverbrauch verursacht wird. Ferner macht die enge Beziehung zwischen Kompensationsstrom ICOMP und Gatestrom IC die Ausführung sehr schwierig und in hohem Maße von prozeßtoleranzen abhängig. Daher wäre es wünschenswert, eine verbesserte ECL-Ausgangspufferschaltung zu schaffen, die einen bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen vorbestimmten Ausgangsspannungshub liefert.
• Es wird eine verbesserte ECL-Ausgangspufferschaltung beschrieben, die die Nachteile der Ausgangspuffer nach dem Stand der Technik überwindet.
• Es wird eine verbesserte ECL-Ausgangspufferschaltung beschrieben, die einen bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen vorbestimmten Ausgangsspannungshub aufweist.
• Es wird eine verbesserte ECL-Ausgangspufferschaltung beschrieben, die bei geringerem Energieverbrauch eine höhere Betriebsgeschwindigkeit hat, als dies üblicherweise erhältlich war.
• Es wird eine verbesserte ECL-Ausgangspufferschaltung beschrieben, die eine erste Stromquelle zur Erzeugung eines Kompensationsstroms und eine zweite Stromquelle zur Erzeugung eines Gatestroms aufweist.
• Es wird eine verbesserte ECL-Ausgangspufferschaltung beschrieben, die erste und zweite Generatoren für eine stabile Bandabstandsreferenzspannung zur genauen und unabhängigen Steuerung der Ausgangsspannungspegel VOH und VOL aufweist.
• JP-A-080 125 und US-A-3 946 246 offenbaren ECL-Ausgangspufferschaltungen zur Erzeugung eines bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen vorbestimmten Spannungshubs.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine ECL-Ausgangspufferschaltung zur Erzeugung eines bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen vorbestimmten Ausgangsspannungshubs, die eine hohe Betriebsgeschwindigkeit bei geringem Energieverbrauch aufweist, mit; einem Differenzpaar, das aus einem ersten und einem zweiten Eingangstransistor gebildet ist, deren Emitter miteinander verbunden sind, wobei die Basis des ersten Eingangstransistors zum Empfang eines Wahr-Logikeingangssignals geschaltet ist und sein Kollektor über einen ersten Lastwiderstand mit einem ersten Versorgungspotential verbunden ist, und wobei die Basis des zweiten Eingangstransistors zum Empfang eines Komplementär-bogikeingangssignals geschaltet ist und sein Kollektor über einen zweiten Lastwiderstand mit dem ersten Versorgungspotential verbunden ist; einem Emitterfolgertransistor, dessen Kollektor mit einem Massepotential verbunden ist, dessen Basis mit dem Kollektor des zweiten Eingangstransistors verbunden ist, dessen Emitter mit einem Ausgangsanschluß zur Erzeugung des stabilen Ausgangsspannungshubes zwischen einem logischen High-Pegel und einem logischen Low-Pegel verbunden ist; einer ersten Stromquelleneinrichtung, die zur Erzeugung eines Kompensationsstroms zwischen die Basis des Emitterfolgertransistors und ein zweites Versorgungspotential gekoppelt ist; einer zweiten Stromquelleneinrichtung, die zur Erzeugung eines Gatestroms zwischen die gemeinsamen Emitter der ersten und zweiten Eingangstransistoren und das zweite Versorgungspotential gekoppelt ist; wobei die erste Stromquelleneinrichtung aus einem ersten Stromquellentransistor und einem ersten Emitterwiderstand gebildet ist, wobei der Kollektor des ersten Stromquellentransistors mit der Basis des Emitterfolgertransistors verbunden ist, seine Basis zum Empfang einer ersten stabilen Referenzspannung gekoppelt ist und sein Emitter mit einem Ende des ersten Emitterwiderstands verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem zweiten Versorgungspotential verbunden ist; wobei die erste Referenzspannung von einem ersten Bandabstandreferenzspannungsgenerator erzeugt wird; wobei die zweite Stromquelleneinrichtung aus einem zweiten Stromquellentransistor und einem zweiten Emittertransistor gebildet ist, wobei der Kollektor des zweiten Stromquellentransistors mit den gemeinsamen Emittern der ersten und zweiten Eingangstransistoren verbunden ist, seine Basis zum Empfang einer zweiten stabilen Referenzspannung geschaltet ist und sein Emitter mit einem Ende des zweiten Emitterwiderstands verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem zweiten Versorgungspotential verbunden ist; wobei die zweite stabile Referenzspannung von einem zweiten Bandabstandreferenzspannungsgenerator erzeugt wird; und wobei der logische High-Pegel und der logische Low-Pegel durch unabhängiges Einstellen der jeweiligen ersten und zweiten stabilen Referenzspannungen separat gesteuert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechende Teile bezeichnungen und welche zeigen:
• Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer ECL-Ausgangspufferschaltung nach dem Stand der Technik;
• Figur 2 eine vereinfachte Version der Pufferschaltung von Figur 1; und
• Figur 3 ein schematisches Schaltbild einer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruierten ECL-Ausgangspufferschaltung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBETSPIELE
• Wie im einzelnen aus den Zeichnungen hervorgeht, zeigt Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer herkömmlichen ECL-Ausgangspufferschaltung 10 nach dem Stand der Technik, die ein Ausgleichnetzwerk 12 zur Lieferung eines logischen High-Pegel-Ausgangs VOH aufweist, der einen festen Temperaturkoeffizienten aufweist. Die Pufferschaltung 10 weist ein aus ersten und zweiten Eingangstransistoren Q12,Q9 bestehendes Differenzpaar; eine aus einem Transistor Q11 und Widerständen R4,R5 gebildete Stromquelle; Lastwiderstände R2,R3; einen Emitterfolgertransistor Q1 und das Ausgleichnetzwerk 12 auf. Das Ausgleichnetzwerk 12 besteht aus als Dioden geschalteten Transistoren Q3,Q4 und Widerständen R1,R8,R9 und R10. Der Emitter der Transistoren Q1 ist mit einem Ausgangsanschluß X verbunden, damit beim Aus- und Anschalten des Transistors Q9 logische High- und Low-Pegel-Ausgangsspannungen (VOH und VOL) geliefert werden.
• Figur 2 zeigt eine vereinfachte Version der Pufferschaltung 10 von Figur 1, wobei zur Unterscheidung gleicher Teile gleiche Bezugszeichen verwendet wurden. Der logische High-Pegel-Ausgang VOH und der logische Low-Pegel-Ausgang VOL sind durch die betreffenden folgenden Gleichungen (1) und (2) definiert:
• VOH = -IBR&sub2; - VBE(Q1) (IE) - ICOMPR&sub2; (1)
• VOL = -IBR&sub2; - VBE(Q1) (IE) - IGR&sub2; + TCOMR&sub2; (2)
• wobei
• IB der Basisstrom und ein prozeß- und temperaturabhängiger Term ist;
• IE der Ausgangsansteuerstrom ist, der durch den externen Abschluß des Anschlusses X bestimmt ist;
• ICOMP der Kompensationsstrom ist, der durch den Widerstand R gezogen wird, um die High- und Low-Ausgangspegel so einzustellen, daß sie sich innerhalb eines spezifizierten Bereiches befinden, und der unterschiedliche Werte für hohe und niedrige Temperaturen hat;
• IG der Gatestrom ist, der für den High-Ausgangspegel VOH ausgeschaltet und für den Low-Ausgangspegel VOL eingeschaltet wird.
• Auf diese Weise wird das aus als Dioden geschalteten Transistoren Q3,Q4 und einem Widerstand R (der einer Konzentration von Widerständen R1,R8,R9 und R10 entspricht) bestehende Ausgleichnetzwerk 12 zur Lieferung eines High-Ausgangspegels VOH verwendet, der durch Steuerung des Temperaturkoeffizienten einer Stromquelle IS einen festen Temperaturkoeffizienten aufweist. Es ist allerdings schwierig, eine Stromquelle IS mit einem präzisen Temperaturkoeffizienten zu konstruieren. Ferner ist aufgrund des Anschlusses der Ausgleichschaltung 12 zwischen den Kollektoren der ersten und zweiten Eingangstransistoren Q12 und Q9 der Gatestrom IG eine Funktion des Kompensationsstroms, um Einfluß auf die logische Low-Pegel-Ausgangsspannung VOL zu haben. Daher gibt es keine separate Steuerung der logischen Low-Pegel-Ausgangsspannung VOL. Darüber hinaus ist bei kalten Temperaturen nahezu kein Kompensationsstrom ICOMP erforderlich. Daher ist das Verhältnis von ICOMP(HOT)/ ICOMP(COLD) sehr groß. Die einzige Möglichkeit, dies zu realisieren, besteht im Bereitstellen eines sehr hohen Gatestroms IG.
• Figur 3 der Zeichnungen zeigt ein schematisches Schaltbild einer ECL-Ausgangspufferschaltung 110, die entsprechend den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Ausgangspufferschaltung 10 besteht aus einem aus ersten und zweiten Eingangstransistoren Q102, Q103 gebildeten Differenzpaar; Lastwiderständen R101,R102; einem Emitterfolgertransistor Q101; einer ersten genau gesteuerten temperaturkompensierten Stromquelle 112; und einer zweiten genau gesteuerten temperaturkompensierten Stromquelle 114.
• Die Basis des ersten Eingangstransistors Q102 ist zum Empfang eines Wahr-Logikeingangssignals Y&sub0; geschaltet, sein Kollektor ist über den Lastwiderstand R102 mit einem ersten Versorgungspotential GCML verbunden und sein Emitter ist mit dem Emitter des zweiten Eingangstransistors Q103 verbunden. Das erste Versorgungspotential GCML liegt üblicherweise bei Null Volt. Die Basis des zweiten Transistors Q103 ist mit einem Komplementär-Logikeingangssignal VOB und sein Kollektor über den Lastwiderstand R101 mit dem ersten Energieversorgungspotential GCML und der Basis des Emitterfolgertransistors Q101 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q101 ist mit einem Massepotential GECL und sein Emitter mit einem Ausgangsanschluß A verbunden, der ein Ausgangssignal YOUT liefert. Das Ausgangssignal YOUT ist so definiert, daß es beim Ausschalten des Transistors Q103 auf dem logischen High-Pegel VOH ist. Das Ausgangssignal YOUT ist so definiert, daß es beim Einschalten des Transistors Q103 auf dem logischen Low- Pegel VOL ist.
• Die erste temperaturkompensierte Stromquelle 112 besteht aus einem Stromquellentransistor Q105 und einem Widerstand R103. Der Kollektor des Stromquellentransistors Q105 ist auch mit der Basis des Emitterfolgertransistors Q101 verbunden, seine Basis ist über einen ersten Bandabstandreferenzspannungsgenerator 113 zum Empfang einer ersten stabilen Bandabstandspannung VCSH gekoppelt und sein Emitter ist über den Widerstand R103 mit einem zweiten Energieversorgungspotential VEE verbunden. Das zweite Energieversorgungspotential liegt üblicherweise bei -5,2 oder bei -4,5 Volt. Eine Pegelverschiebungseinrichtung 116 besteht aus einem Pegelverschiebungstransistor Q106 und Widerständen R105,R106. Die Basis des Pegelverschiebungstransistors Q106 ist zum Empfang der ersten stabilen Bandabstandspannung VCSH geschaltet, sein Kollektor ist über den Widerstand R106 mit dem ersten Energieversorgungspotential GCML verbunden und sein Emitter ist über den Widerstand R105 mit dem zweiten Energieversorgungspotential VEE und der Basis des Stromquellentransistors Q105 verbunden.
• Die zweite temperaturkompensierte Stromquelle 114 besteht aus einem Stromquellentransistor Q104 und einem Widerstand R104. Der Kollektor des Transistors Q104 ist mit den gemeinsamen Emittern der ersten und zweiten Eingangstransistoren Q102,Q103 verbunden und sein Emitter ist über den Widerstand R104 mit dem zweiten Energieversorgungspotential VEE verbunden. Die Basis des Transistors Q104 ist zum Empfang einer zweiten stabilen Bandabstandspannung VCSL von einem zweiten Bandabstandreferenzspannungsgenerator 115 geschaltet. Der erste Bandabstandgenerator 113 und der zweite Bandabstandgenerator 115 weisen eine herkömmliche Konstruktion auf, die auf dem Gebiet bekannt ist.
• Mit dem Lastwiderstand R101 ist ein erster Kondensator C1 parallelgeschaltet. Mit dem Lastwiderstand R102 ist ein zweiter Kondensator C2 parallelgeschaltet. Mit dem Widerstand R105 ist ein dritter Kondensator C3 parallelgeschaltet. Der Kondensator C1 bestimmt die Anstiegs- und Abfallflankenraten an der Basis des Emitterfolgertransistors Q101. Der Kondensator C3 wird verwendet, um an der Basis des Stromquellentransistors Q105 für Stabilität zu sorgen. Die Kondensatoren C1-C3 können jeweils aus einem Transistor bestehen, bei dem die Kollektor- und Emitterelektroden zur Bildung einer Kondensatorplatte miteinander verbunden sind und die Basiselektrode die andere Kondensatorplatte bildet.
• Eine einfache Schaltungsanalyse von Figur 3 gibt die folgende Gleichung für den logischen High-Pegel-Ausgang VOM, wenn der Transistor Q103 ausgeschaltet ist.
• VOH = - (ICOMP) (R&sub1;&sub0;&sub1;) - VBE(Q101) - Ib (R101) (3)
• wobei
• ICOMP der in dem Kollektor des Transistors Q105 fließende Kompensationsstrom ist;
• Ib der in der Basis des Transistors Q101 fließende Basisstrom ist;
• VBE(Q101) der Basis-Emitter-Abfall über dem Transistor Q101 ist.
• Der Kompensationsstrom ICOMP jedoch ist gleich der Spannung VX über dem Widerstand R103 geteilt durch den Widerstandswert des Widerstands R103, oder VX/R103. Ferner ist die Spannung VX gleich der ersten stabilen Bandabstandspannung VCSB minus den Basis-Emitter-Abfällen der Transistoren Q106 und Q105 oder VCSR VBE(Q106) oder VCSH - 2VBE. Wenn man diese Werte für ICOMP und VX in die Gleichung (3) einsetztr ergibt sich:
• VOH = - (VCSH - 2VBE) R101/R103 - VBE(Q101) - Ib (R101) (4)
• Nimmt man an, daß der Basisstrom Ib des Transistors Q101 relativ klein oder unbedeutend ist, ist so zu erkennen, daß die Spannung VOM durch das Verhältnis der Widerstände R101 und R103 sowie durch die Werte von VCSH und VB bestimmt werden kann, die sehr genau gesteuert werden können. Ferner ist zu erkennen, daß, da die Widerstände R101 und R103 sich aufheben, ihre Temperaturkoeff izienten sowie die Prozeßveränderungen bei der Bestimmung des Wertes der Spannung VOH keine Rolle spielen. Folglich kann die erste stabile Bandabstandspannung VCSH So ausgelegt sein, daß sie für die Spannung VOH eine gesteuerte und vorbestimmte Temperaturempfindlichkeit bereitstellen. Ferner ist festzustellen, daß es in Gleichung (4) keinen energieversorgungsspannungsabhängigen Term oder prozeßabhängigen Term gibt, da VBE eine schwache Funktion der Prozeßveränderung ist. Daher ist die Spannung VOH im wesentlichen unabhängig von Energieversorgungsspannung und Prozeßveränderungen.
• In ähnlicher Weise ergibt sich bei eingeschaltetem Transistor Q103 durch eine Analyse von Figur 3 der logische Low-Pegel-Ausgang VOL und wird durch folgende Gleichung angegeben:
• VOL = - (ICOMP) (R&sub1;&sub0;&sub1;) - Ib(R101) - IG(R101) - VBE(Q101) (5)
• wobei
• ICOMP der in dem Kollektor des Transistors Q105 fließende Kompensationsstrom ist;
• Ib der in der Basis des Transistors Q101 fließende Basisstrom ist;
• VBE(Q101) der Basis-Emitter-Ahfall über dem Transistor Q101 ist;
• IG der in dem Kollektor des Transistors Q103 folgende Gatestrom ist.
• Der Kompensationsstrom ICOMP jedoch ist wieder gleich der Spannung Vx über dem Widerstand R103 dividiert durch den Widerstandswert des Widerstands R103 oder VX/R104. Ferner ist der Gatestrom IG gleich der Spannung VY über dem Widerstand R104 dividiert durch den Widerstandswert des Widerstands R104 oder VY/R104. Doch die Spannung VY ist gleich der zweiten stabilen Bandabstandspannung VCSL minus dem Basis-Emitter-Abfall des Transistors Q104 oder VCSH - VBE. Indem man für ICOMP, VX und VY diese Werte in Gleichung (5) einsetzt, ergibt sich:
• VOL = - (VCSH-2VBE) R101/R103 - Ib(R101) - (VCSL-VBE) R101/R104 -VBE(Q101) (6)
• Es ist festzustellen, daß der erste Term in Gleichung (6) derselbe ist wie der erste Term in Gleichung (4) und bereits für den logischen High-Pegel VOH festgelegt worden ist. Wiederum kann, wenn man annimmt, daß der Basisstrom Ib des Transistors Q101 relativ gering oder unbedeutend sein soll, festgestellt werden, daß die Spannung VOL durch das Verhältnis der Widerstände R101 und R104 sowie durch die Werte von VCSL und VBE bestimmt ist, die sehr genau gesteuert werden können. Ferner ist festzustellen, daß, da die Widerstände R101 und R104 sich aufheben, ihre Temperaturkoeffizienten sowie Prozeßveränderungen bei der Bestimmung des Wertes der Spannung VOL keine Rolle spielen. Folglich kann die zweite stabile Bandabstandspannung VCSL So ausgelegt sein, daß sie für die Spannung VOL eine gesteuerte und vorbestimmte Temperaturempfindlichkeit bereitstellt. Ferner ist festzustellen, daß es in Gleichung (6) keinen von der Energieversorgungsspannung oder dem Prozeß abhängigen Term gibt, da VBE eine schwache Funktion der Prozeßveränderung ist. Daher ist die Spannung VOL im wesentlichen energieversorgungs- und prozeßveränderungsunabhängig.
• Wie aus den Gleichungen (4) und (6) ersichtlich, ist der logische High-Pegel VOM unabhängig von dem logischen Low-Pegel VOL, doch der logische Low-Pegel VOL ist von dem logischen High-Pegel VOH abhängig.
• Der Hauptvorteil der vorliegenden Anordnung besteht darin, daß sie gegenüber der ECL-Pufferschaltung 10 von Figur 1 nach dem Stand der Technik für eine verbesserte Kompensation im Hinblick auf Prozeß-, Energieversorgungs- und Temperaturveränderungen sorgt. Die Kompensationstechnik der vorliegenden Erfindung macht die Konstruktion einer Stromquelle IS mit einem Temperaturkoeffizienten, der kritisch gesteuert werden muß, überflüssig. Bei der Verwirklichung der vorliegenden ECL-Pufferschaltung sind zwei genau gesteuerte Stromquellen zur Erzeugung des jeweiligen Kompensationsstroms ICOMP und Gatestroms IG vorgesehen.
• Die ECL-Ausgangspufferschaltung 110 hat speziell die folgenden Vorteile gegenüber der Konstruktion nach dem Stand der Technik:
• (a) Aufgrund des geringen Wertes des Kompensationsstroms ICOMP und der von den Transistoren Q105 und Q106 gebildeten Verstärkungsstufe ist ihre Stromforderung gegenüber dem ersten Bandabstandsgenerator 113 unbedeutend, wodurch derselbe Bandabstandsgenerator 113 den gesamten Chip versorgen kann;
• (b) für eine gegebene Anzahl von Pufferschaltungen auf einem Chip benötigt sie weniger Chipleistung, da die Stromforderung gegenüber dem Bandabstandsgenerator geringer ist (aufgrund des geringeren Gatestroms IG), und daher ist eine geringere Anzahl an Bandabstandsgeneratoren erforderlich, wodurch beim Energieverbrauch gespart wird;
• (c) sie ermöglicht die separate Steuerung des logischen High- Pegel-Ausgangs VOM und des logischen Low-Pegel-Ausgangs VOL durch unabhängige Einstellung der jeweiligen Bandabstandspannungen VCSH und VCSL;
• (d) sie ermöglicht die Erzeugung unterschiedlicher vorbestimmter Ausgangshübe, indem lediglich die Bandabstandspannungen VCSH und VCSL eingestellt werden, ohne daß Schaltungselementmodifikationen erforderlich sind; und
• (e) sie benötigt eine minimale Menge an zu schaltendem Strom, um die Forderung an die Größen der Eingangstransistoren Q102, Q103 und die Größe der Eingangssignale YO, YOB zu lockern&sub1; wodurch ihre Betriebsgeschwindigkeit erhöht ist.
• Aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung ist somit zu ersehen, daß die vorliegende Anordnung eine verbesserte ECL- Ausgangspufferschaltung schafft, die einen bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen Ausgangsspannungshub liefert. Ferner hat die vorliegende ECL-Ausgangspufferschaltung eine höhere Betriebsgeschwindigkeit bei geringerem Leistungsverbrauch, als dies bisher zur Verfügung stand. Eine ECL-Ausgangspufferschaltung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine erste Stromquelle zur Erzeugung eines Kompensationsstroms ICOMP und eine zweite Stromquelle zur Erzeugung eines Gatestroms IG auf.
• Zwar sind die zur Zeit als bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angesehenen Beispiele dargestellt und beschrieben worden, doch wird dem Fachmann ersichtlich sein, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können und ihre Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können&sub1; ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen. Ferner können zur Anpassung an eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material viele Modifikationen an den Lehren der Erfindung vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen. Daher soll diese Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, die als beste Art zur Ausführung der Erfindung offenbart sind, sondern die Erfindung umfaßt alle in den Rahmen der angefügten Ansprüche fallenden Ausführungsbeispiele.

Claims (5)

1. ECL-Ausgangspufferschaltung zur Erzeugung eines bezüglich Stromversorgungs-, Temperatur- und Prozeßveränderungen stabilen vorbestimmten Ausgangsspannungshubs, die eine hohe Betriebsgeschwindigkeit bei geringem Energieverbrauch aufweist, mit:

einem Differenzpaar, das aus einem ersten und einem zweiten Eingangstransistor (Q102,Q103) gebildet ist, deren Emitter miteinander verbunden sind, wobei die Basis des ersten Eingangstransistors (Q102) zum Empfang eines Wahr-Logikeingangssignals geschaltet ist und sein Kollektor über einen ersten Lastwiderstand (R102) mit einem ersten Versorgungspotential (GCML) verbunden ist, und wobei die Basis des zweiten Eingangstransistors (Q103) zum Empfang eines Komplementär-Logikeingangssignals geschaltet ist und sein Kollektor über einen zweiten Lastwiderstand (R101) mit dem ersten Versorgungspotential (GCML) verbunden ist,

einem Emitterfolgertransistor (Q101), dessen Kollektor mit einem Massepotential (GECL) verbunden ist, dessen Basis mit dem Kollektor des zweiten Eingangstransistors (Q103) verbunden ist, dessen Emitter mit einem Ausgangsanschluß zur Erzeugung des stabilen Ausgangsspannungshubes zwischen einem logischen High-Pegel (VCH) und einem logischen Low-Pegel (VCL) verbunden ist,

einer ersten Stromquelleneinrichtung (112), die zur Erzeugung eines Kompensationsstroms zwischen die Basis des Emitterfolgertransistors (Q101) und ein zweites Versorgungspotential (VEE) gekoppelt ist,

einer zweiten Stromquelleneinrichtung (114), die zur Erzeugung eines Gatestroms zwischen die gemeinsamen Emitter der ersten und zweiten Eingangstransistoren (Q102,Q103) und das zweite Versorgungspotential (VEE) gekoppelt ist, wobei die erste Stromquelleneinrichtung (112) aus einem ersten Stromquellentransistor (Q105) und einem ersten Emitterwiderstand (R103) gebildet ist, wobei der Kollektor des ersten Stromquellentransistors (Q105) mit der Basis des Emitterfolgertransistors (Q101) verbunden ist, seine Basis zum Empfang einer ersten stabilen Referenzspannung (VCSH) gekoppelt ist und sein Emitter mit einem Ende des ersten Emitterwiderstands (R103) verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem zweiten Versorgungspotential (VEE) verbunden ist,

wobei die erste Referenzspannung von einem ersten Bandabstandreferenzspannungsgenerator (113) erzeugt wird,

wobei die zweite Stromquelleneinrichtung (114) aus einem zweiten Stromquellentransistor (Q104) und einem zweiten Emittertransistor (R104) gebildet ist, wobei der Kollektor des zweiten Stromquellentransistors (Q104) mit den gemeinsamen Emittern der ersten und zweiten Eingangstransistoren (Q102,Q103) verbunden ist, seine Basis zum Empfang einer zweiten stabilen Referenzspannung (VCSL) geschaltet ist und sein Emitter mit einem Ende des zweiten Emitterwiderstands (R104) verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem zweiten Versorgungspotential (VEE) verbunden ist,

wobei die zweite stabile Referenzspannung von einem zweiten Bandabstandreferenzspannungsgenerator (115) erzeugt wird, und

wobei der logische High-Pegel (VCH) und der logische Low-Pegel (VCL) durch unabhängiges Einstellen der jeweiligen ersten und zweiten stabilen Referenzspannungen (VCSH, VCSL) separat gesteuert werden.

2. ECL-Ausgangspufferschaltung nach Anspruch 1, bei der die zweite Stromquelleneinrichtung (114) zur Erzeugung des High-Ausgangspegels ausgeschaltet wird und zur Erzeugung des Low-Ausgangspegels eingeschaltet wird.

3. ECL-Ausgangspufferschaltung nach Anspruch 1, ferner mit einer Pegelverschiebungseinrichtung (116), die die erste Referenzspannung und die Basis des ersten Stromquellentransistors (Q105) miteinander verbindet.

4. ECL-Ausgangspufferschaltung nach Anspruch 3, bei der die Pegelverschiebungseinrichtung (116) aus einem dritten Transistor (Q106) und einem Emitterwiderstand (R105) gebildet ist, wobei der Kollektor des dritten Transistors über einen Lastwiderstand (R106) mit dem ersten Versorgungspotential (GCML) gekoppelt ist, seine Basis zum Empfang der ersten stabilen Referenz (VCSH) geschaltet ist und sein Emitter mit der Basis des ersten Stromquellentransistors (Q105) und einem Ende des Emitterwiderstands (R105) verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem zweiten Versorgungspotential (VEE) verbunden ist.

5. ECL-Ausgangspufferschaltung nach Anspruch 4, bei der das erste Energieversorgungspotential (GCML) bei üblicherweise null Volt liegt und das zweite Versorgungspotential üblicherweise bei -5,2 Volt liegt.