JPH0422050B2 - - Google Patents
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- JPH0422050B2 JPH0422050B2 JP57153901A JP15390182A JPH0422050B2 JP H0422050 B2 JPH0422050 B2 JP H0422050B2 JP 57153901 A JP57153901 A JP 57153901A JP 15390182 A JP15390182 A JP 15390182A JP H0422050 B2 JPH0422050 B2 JP H0422050B2
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- input circuit
- circuit
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- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
- H03K19/018521—Interface arrangements of complementary type, e.g. CMOS
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- H—ELECTRICITY
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- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/22—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
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- H—ELECTRICITY
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00369—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
- H03K19/00384—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in field effect transistor circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2224/0554—External layer
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- H01L2224/05552—Shape in top view
- H01L2224/05554—Shape in top view being square
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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- Logic Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の利用分野」
本発明はレベル変換入力回路、特にECLの信
号レベルをCMOSの信号レベルに変換する入力
回路に係り、論理LSIの入力回路として用いて好
適な低電力のレベル変換入力回路に関する。
号レベルをCMOSの信号レベルに変換する入力
回路に係り、論理LSIの入力回路として用いて好
適な低電力のレベル変換入力回路に関する。
「従来の技術」
最近、CMOS LSIはTTL以上の回路速度が得
られるようになり、ECL LSIと部分的に混在し
て使用できる可能性がでてきた。CMOS LSIを
ECL LSIと混在して使うためには、CMOS LSI
の入出力信号レベルをECLに合わせる必要があ
り、特にECLレベル(0.9〜1.7V)の信号を
CMOSレベル(0〜5V)に変換する入力回路が
必要である。このようなECLコンパチブルの
CMOS入力回路の一例を第1図に示す。図にお
いて、P1〜P4がP−MOSトランジスタ、N1〜
N9がN−MOSトランジスタであり、P1,P2,
N1,N2,N3で構成される回路1が差動入力アン
プ、N4,N5,N6,N7で構成される回路2がレ
ベル・シフタ、P3,P4,N8,N9で構成される回
路3がバツフアである。またVDD,VSSは電源電
圧、BIAS1は差動アンプ1の定電流値を決め、
BIAS2は負荷抵抗値を決めるために印加する電圧
である。VbbはECL回路の論理しきい電圧を決め
るために印加する参照電圧、ECL INPUT,
CMOS OUTPUTはそれぞれECLレベルの信号
入力、CMOSレベルの信号出力である。ECL信
号は振幅が小さいため、第1図の回路では初段を
差動アンプとして素子バラツキや温度・電源電圧
変動に対し動作が不安定とならないようにしてい
る。そして、この差動アンプ出力をさらに2段で
増幅しCMOSレベルに変換している。しかし、
この回路は消費電力が非常に大きく、RAMのよ
うに入力信号数が少ない場合には採用できるが、
論理LSIでは入力信号数が多いので、入力回路だ
けで消費電力が数Wにもなり、採用できない。
られるようになり、ECL LSIと部分的に混在し
て使用できる可能性がでてきた。CMOS LSIを
ECL LSIと混在して使うためには、CMOS LSI
の入出力信号レベルをECLに合わせる必要があ
り、特にECLレベル(0.9〜1.7V)の信号を
CMOSレベル(0〜5V)に変換する入力回路が
必要である。このようなECLコンパチブルの
CMOS入力回路の一例を第1図に示す。図にお
いて、P1〜P4がP−MOSトランジスタ、N1〜
N9がN−MOSトランジスタであり、P1,P2,
N1,N2,N3で構成される回路1が差動入力アン
プ、N4,N5,N6,N7で構成される回路2がレ
ベル・シフタ、P3,P4,N8,N9で構成される回
路3がバツフアである。またVDD,VSSは電源電
圧、BIAS1は差動アンプ1の定電流値を決め、
BIAS2は負荷抵抗値を決めるために印加する電圧
である。VbbはECL回路の論理しきい電圧を決め
るために印加する参照電圧、ECL INPUT,
CMOS OUTPUTはそれぞれECLレベルの信号
入力、CMOSレベルの信号出力である。ECL信
号は振幅が小さいため、第1図の回路では初段を
差動アンプとして素子バラツキや温度・電源電圧
変動に対し動作が不安定とならないようにしてい
る。そして、この差動アンプ出力をさらに2段で
増幅しCMOSレベルに変換している。しかし、
この回路は消費電力が非常に大きく、RAMのよ
うに入力信号数が少ない場合には採用できるが、
論理LSIでは入力信号数が多いので、入力回路だ
けで消費電力が数Wにもなり、採用できない。
「発明の目的」
本発明の目的は高速・低消費電力でかつ素子バ
ラツキ、温度・電源電圧変動に安定なECLレベ
ルからCMOSレベルへのレベル変換入力回路を
提供することにある。
ラツキ、温度・電源電圧変動に安定なECLレベ
ルからCMOSレベルへのレベル変換入力回路を
提供することにある。
「発明の概要」
本発明は第2図に示す抵抗R1とP−MOSトラ
ンジスタP11からなるPMOS回路に直列にN−
MOSトランジスタN11を挿入し、そのゲート入
力VCONにより入出力特性を第3図のように変え
られることを利用している。すなわち第2図の回
路の論理しきい電圧がECL回路のVbbになるよう
に、また素子バラツキや温度・電源電圧変動に対
しても論理しきい電圧が変化しないように制御電
圧を発生してVCONに印加することにより、本発
明の目的の回路を得ることができる。
ンジスタP11からなるPMOS回路に直列にN−
MOSトランジスタN11を挿入し、そのゲート入
力VCONにより入出力特性を第3図のように変え
られることを利用している。すなわち第2図の回
路の論理しきい電圧がECL回路のVbbになるよう
に、また素子バラツキや温度・電源電圧変動に対
しても論理しきい電圧が変化しないように制御電
圧を発生してVCONに印加することにより、本発
明の目的の回路を得ることができる。
「発明の実施例」
以下、本発明の一実施例を第4図により説明す
る。第4図において、P12,N12,R2はそれぞれ
第3図のP11,N11,R1と等価なP−MOSトラン
ジスタ、N−MOSトランジスタ、抵抗であり、
ECL入力信号のかわりにVbbを入力し、出力4を
次段の差動アンプに入力する。N13,N14はN−
MOSトランジスタ、R3,R4,R5は抵抗であり、
差動アンプを構成する。ここでN−MOSトラン
ジスタN14の負荷抵抗R4は片側出力しか使わない
ので省略することも可能である。またR3,R4,
R5のかわりに第1図の回路1のようにP−MOS
トランジスタ、N−MOSトランジスタを使用し
てもよい。抵抗R6,R7はCMOSの論理しきい電
圧5を差動アンプの他方の入力に印加するための
ものであり、P−MOSトランジスタP13と抵抗
R8,R9は差動アンプの出力6をさらに増幅する
とともに、出力の直流レベルをN12のゲート入力
に合わせるためのアンプである。以上から構成さ
れる回路7がVCON電圧発生回路であり、第3図
と同じ入力回路8のECL INPUTがVbb電圧のと
きCMOS OUTPUTがCMOSの論理しきい電圧
になるようなVCON電圧を発生する。すなわち、
今かりに4の電位が参照電圧5より高くなると差
動アンプの出力6の電位が下がり、P−MOSト
ランジスタP13のゲート・ソース間電圧が大きく
なつて抵抗R9を流れる電流が大きくなりVCONの
電位が上がる。従つてN−MOSトランジスタ
N12のゲート・ソース間電圧が大きくなつて抵抗
値が小さくなり4の電位を下げるように働く。逆
に4の電位が参照電位5より低くなると差動アン
プの出力6の電位が上がり、VCONの電位が下が
つて4の電位を上げるように働く。故にチツプ間
の素子バラツキや温度・電源電圧変動、さらには
Vbbの変動により4の電位が変動しようとしても
5の参照電圧に等しくなるようにVCONの電圧は
制御される。ところで、同一チツプ内では素子バ
ラツキは小さく、温度・電源電圧は同一方向に変
動するので、VCON電圧発生回路7はチツプ上に
最少1つだけ置き、その出力電圧VCONをすべて
の入力回路に供給することにより、入力回路の入
力としてVbbの電圧がかかつたときに出力は
CMOSの論理しきい電圧になるようにすること
ができる。
る。第4図において、P12,N12,R2はそれぞれ
第3図のP11,N11,R1と等価なP−MOSトラン
ジスタ、N−MOSトランジスタ、抵抗であり、
ECL入力信号のかわりにVbbを入力し、出力4を
次段の差動アンプに入力する。N13,N14はN−
MOSトランジスタ、R3,R4,R5は抵抗であり、
差動アンプを構成する。ここでN−MOSトラン
ジスタN14の負荷抵抗R4は片側出力しか使わない
ので省略することも可能である。またR3,R4,
R5のかわりに第1図の回路1のようにP−MOS
トランジスタ、N−MOSトランジスタを使用し
てもよい。抵抗R6,R7はCMOSの論理しきい電
圧5を差動アンプの他方の入力に印加するための
ものであり、P−MOSトランジスタP13と抵抗
R8,R9は差動アンプの出力6をさらに増幅する
とともに、出力の直流レベルをN12のゲート入力
に合わせるためのアンプである。以上から構成さ
れる回路7がVCON電圧発生回路であり、第3図
と同じ入力回路8のECL INPUTがVbb電圧のと
きCMOS OUTPUTがCMOSの論理しきい電圧
になるようなVCON電圧を発生する。すなわち、
今かりに4の電位が参照電圧5より高くなると差
動アンプの出力6の電位が下がり、P−MOSト
ランジスタP13のゲート・ソース間電圧が大きく
なつて抵抗R9を流れる電流が大きくなりVCONの
電位が上がる。従つてN−MOSトランジスタ
N12のゲート・ソース間電圧が大きくなつて抵抗
値が小さくなり4の電位を下げるように働く。逆
に4の電位が参照電位5より低くなると差動アン
プの出力6の電位が上がり、VCONの電位が下が
つて4の電位を上げるように働く。故にチツプ間
の素子バラツキや温度・電源電圧変動、さらには
Vbbの変動により4の電位が変動しようとしても
5の参照電圧に等しくなるようにVCONの電圧は
制御される。ところで、同一チツプ内では素子バ
ラツキは小さく、温度・電源電圧は同一方向に変
動するので、VCON電圧発生回路7はチツプ上に
最少1つだけ置き、その出力電圧VCONをすべて
の入力回路に供給することにより、入力回路の入
力としてVbbの電圧がかかつたときに出力は
CMOSの論理しきい電圧になるようにすること
ができる。
本実施例の入力回路は基本的にPMOS回路で
あるから、負荷駆動能力が低く大きな負荷を直接
接続すると遅延時間が大きくなるので、CMOS
回路のインバータをバツフアとして次段に挿入し
て使う。これにより第1図の回路に比べ同等以上
の速度を得ることができる。また負荷抵抗R1,
R2のかわりにMOSトランジスタを用いてもよ
い。
あるから、負荷駆動能力が低く大きな負荷を直接
接続すると遅延時間が大きくなるので、CMOS
回路のインバータをバツフアとして次段に挿入し
て使う。これにより第1図の回路に比べ同等以上
の速度を得ることができる。また負荷抵抗R1,
R2のかわりにMOSトランジスタを用いてもよ
い。
本実施例では入力回路に第3図の回路を用いた
が、第5図の回路によつてもVCON電圧を変える
ことにより入出力特性を第6図のように変えるこ
とができる。従つて、第4図の構成と同様にして
VCON電圧発生回路を設けることにより、ECLレ
ベルからCMOSレベルへのレベル変換入力回路
を構成することができる。なお、第5図において
P21はP−MOSトランジスタ、N21,N22はN−
MOSトランジスタである。
が、第5図の回路によつてもVCON電圧を変える
ことにより入出力特性を第6図のように変えるこ
とができる。従つて、第4図の構成と同様にして
VCON電圧発生回路を設けることにより、ECLレ
ベルからCMOSレベルへのレベル変換入力回路
を構成することができる。なお、第5図において
P21はP−MOSトランジスタ、N21,N22はN−
MOSトランジスタである。
「発明の効果」
本発明によれば、素子数が多く消費電力の大き
なVCON電圧発生回路はチツプに最少1つだけ置
けばよく、入力信号数だけ必要な入力回路は素子
数が少なく消費電力も小さいので、小面積・低消
費電力なECLレベルからCMOSレベルへのレベ
ル変換入力回路を構成することができる。
なVCON電圧発生回路はチツプに最少1つだけ置
けばよく、入力信号数だけ必要な入力回路は素子
数が少なく消費電力も小さいので、小面積・低消
費電力なECLレベルからCMOSレベルへのレベ
ル変換入力回路を構成することができる。
本発明ではECLレベルからCMOSレベルへの
変換を考えたが、Vbbとして入力する参照電圧を
変更することによりたとえばTTLレベルから
CMOSレベルへの変換も行なうことができる。
変換を考えたが、Vbbとして入力する参照電圧を
変更することによりたとえばTTLレベルから
CMOSレベルへの変換も行なうことができる。
第1図は従来のECLコンパチブルCMOS入力
回路を示す図、第2図、第5図は本発明のECL
コンパチブルCMOS入力回路を示す図、第3図、
第6図はそれぞれの入力回路の入出力特性を示す
図、第4図は第3図の入力回路の制御電圧VCON
を発生するための回路を示す図である。 P1〜21……P−MOSトランジスタ、N1〜22……
N−MOSトランジスタ、R1〜9……抵抗、VCON…
…論理しきい電圧制御入力、Vbb……ECL回路の
参照電圧、7……VCON電圧発生回路、8……
ECLコンパチブルCMOS入力回路。
回路を示す図、第2図、第5図は本発明のECL
コンパチブルCMOS入力回路を示す図、第3図、
第6図はそれぞれの入力回路の入出力特性を示す
図、第4図は第3図の入力回路の制御電圧VCON
を発生するための回路を示す図である。 P1〜21……P−MOSトランジスタ、N1〜22……
N−MOSトランジスタ、R1〜9……抵抗、VCON…
…論理しきい電圧制御入力、Vbb……ECL回路の
参照電圧、7……VCON電圧発生回路、8……
ECLコンパチブルCMOS入力回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の第1のMOSFETと第2導電型
の第2のMOSFETとを直列接続してなり、前記
第1のMOSFETのゲートに第1の論理しきい電
圧を有する第1の信号を入力し、前記第1の
MOSFETと第2のMOSFETとの接続点より第
2の論理しきい電圧を有する第2の信号を出力す
る第1の入力回路と、前記第1の論理しきい電圧
からなる信号を入力とし、第1導電型の第3の
MOSFETと第2導電型の第4のMOSFETとを
直列接続してなる前記第1の入力回路と等価な第
2の入力回路と、当該第2の入力回路の出力と前
記第2の論理しきい電圧からなる信号とを入力
し、前記第2の入力回路の出力が前記第2の論理
しきい電圧とほぼ等しくなるように前記第4の
MOSFETを制御する制御信号を発生する回路と
を有し、前記制御信号を前記第4のMOSFETの
ゲートと共に前記第2のMOSFETのゲートに供
給し、前記第1の入力回路の論理しきい電圧を制
御することを特徴とするレベル変換入力回路。 2 前記制御信号を発生する回路は、前記第2の
入力回路の出力及び前記第2の論理しきい電圧を
入力とする差動アンプと、該差動アンプの反転出
力を増幅するアンプとを有し、該アンプの出力か
ら前記制御信号を取り出すことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のレベル変換入力回路。 3 前記第1の入力回路は、前記第1及び第2の
MOSFET間に直列接続された第2導電型の第5
のMOSFETを有し、前記第1及び第5の
MOSFETのゲートを入力とし、前記第1の
MOSFETと第5のMOSFETの接続点を出力と
し、前記第2の入力回路は、前記第3及び第4の
MOSFET間に直列接続された第2導電型の第6
のMOSFETを有し、前記第3及び第6の
MOSFETのゲートを入力とし、前記第3の
MOSFETと第6のMOSFETの接続点を出力と
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項記載のレベル変換入力回路。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57153901A JPS5943631A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | レベル変換入力回路 |
KR1019830003735A KR910004651B1 (ko) | 1982-09-06 | 1983-08-10 | 레벨 변환 입력 회로 |
CA000434825A CA1229386A (en) | 1982-09-06 | 1983-08-17 | Level conversion input circuit |
EP83108741A EP0102643B1 (en) | 1982-09-06 | 1983-09-05 | Level conversion circuit |
DE8383108741T DE3373249D1 (en) | 1982-09-06 | 1983-09-05 | Level conversion circuit |
US06/529,763 US4563601A (en) | 1982-09-06 | 1983-09-06 | Level conversion input circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57153901A JPS5943631A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | レベル変換入力回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5943631A JPS5943631A (ja) | 1984-03-10 |
JPH0422050B2 true JPH0422050B2 (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=15572580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57153901A Granted JPS5943631A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | レベル変換入力回路 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4563601A (ja) |
EP (1) | EP0102643B1 (ja) |
JP (1) | JPS5943631A (ja) |
KR (1) | KR910004651B1 (ja) |
CA (1) | CA1229386A (ja) |
DE (1) | DE3373249D1 (ja) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5999819A (ja) * | 1982-11-27 | 1984-06-08 | Hitachi Ltd | 入力インタ−フエイス回路 |
US4645951A (en) * | 1983-08-31 | 1987-02-24 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit having a C-MOS internal logic block and an output buffer for providing ECL level signals |
JPH0773205B2 (ja) * | 1983-12-20 | 1995-08-02 | 株式会社日立製作所 | レベル変換回路 |
US4626713A (en) * | 1984-09-06 | 1986-12-02 | Thomson Components-Mostek Corporation | Trip-point clamping circuit for a semiconductor device |
GB2178618A (en) * | 1985-07-27 | 1987-02-11 | Stc Plc | Input buffer circuit for static ram |
JPH0345492Y2 (ja) * | 1985-09-14 | 1991-09-26 | ||
US4679215A (en) * | 1985-12-06 | 1987-07-07 | Sperry Corporation | Exceedance counting integrating photo-diode array |
US4717836A (en) * | 1986-02-04 | 1988-01-05 | Burr-Brown Corporation | CMOS input level shifting circuit with temperature-compensating n-channel field effect transistor structure |
US4704549A (en) * | 1986-10-24 | 1987-11-03 | Ncr Corporation | CMOS to ECL converter-buffer |
US4841175A (en) * | 1987-01-23 | 1989-06-20 | Siemens Aktiengesellschaft | ECL-compatible input/output circuits in CMOS technology |
US4785205A (en) * | 1987-06-29 | 1988-11-15 | Ncr Corporation | High speed ECL to CMOS converter |
US4835420A (en) * | 1987-11-17 | 1989-05-30 | Applied Micro Circuits Corporation | Method and apparatus for signal level conversion with clamped capacitive bootstrap |
US4794317A (en) * | 1987-12-18 | 1988-12-27 | Texas Instruments Incorporated | ECL-to-CMOS level conversion for use in ECL-BiCMOS circuit |
JPH01195719A (ja) * | 1988-01-30 | 1989-08-07 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
US4855624A (en) * | 1988-02-02 | 1989-08-08 | National Semiconductor Corporation | Low-power bipolar-CMOS interface circuit |
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