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JPH07226667A - 入力回路 - Google Patents

入力回路

Info

Publication number
JPH07226667A
JPH07226667A JP5149996A JP14999693A JPH07226667A JP H07226667 A JPH07226667 A JP H07226667A JP 5149996 A JP5149996 A JP 5149996A JP 14999693 A JP14999693 A JP 14999693A JP H07226667 A JPH07226667 A JP H07226667A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
fet
level shift
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5149996A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Fujii
正浩 藤井
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5149996A priority Critical patent/JPH07226667A/ja
Publication of JPH07226667A publication Critical patent/JPH07226667A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】参照電圧を不要としかつ回路素子数の増加がな
い入力回路を提供する。 【構成】ソースが共通接続されたトランジスタQ11,
Q12を有する差動回路1AとトランジスタQ11のド
レイン電圧を所定電圧分レベルシフトするレベルシフト
回路2Aを備える。トランジスタQ12のゲートにレベ
ルシフト回路2Aの出力信号が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は入力回路に関し、特に集
積回路化された論理回路の入力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】バイポーラトランジスタによるエミッタ
結合論理回路(Emitter−Coupled Lo
gic:ECL)やショットキーFETを用いたソース
結合回路(Souce−Coupled FET Lo
gic:SCFL)などの差動型の論理回路は、高速演
算用の集積回路化論理回路として広く用いられている。
【0003】従来のこの種の差動型の論理回路に単相の
信号を入力する場合の一般的な入力回路を示す図2を参
照すると、従来の入力回路は差動スイッチを構成するF
ETQ11,Q12と制御電圧VCにより制御される電
流源用のFETQ13とFETQ11,12の負荷抵抗
である抵抗R11,R12とから成る差動回路1と、ソ
ースフォロワのFETQ21とレベルシフト用のダイオ
ードD21と制御電圧VCにより制御される電流源用の
FETQ22とから成るレベルシフト回路2および参照
符号が30番台の他は同一構成のレベルシフト回路3と
を備える。これら差動回路1とレベルシフト回路2,3
には、動作用の電源VDとVSとがそれぞれ供給され
る。
【0004】ダイオード21,31は各々1個が図示さ
れているが、これらダイオード21,31は一般には複
数個の直列接続構成であり、その数はFETのしきい値
電圧や回路の出力電圧等に応じて変化する。
【0005】動作を説明すると、差動回路1の一方のF
ETQ11のゲートAに入力端子TIを経由して入力信
号Iを供給し、他方のFETQ12のゲートBに端子T
Rを経由して論理しきい値とほぼ等しい電圧である参照
電圧VRを供給する。入力信号Iの電位がロウレベルか
らハイレベルに変化し参照電圧VRを越えると、これま
でオフ状態であったFETQ11がオン状態となり負荷
抵抗R11の電圧降下によりFETQ11のドレイン電
圧が低下する。一方FETQ12はオフ状態となりその
ドレイン電圧が上昇する。これにともなって、レベルシ
フト回路2のFETQ21のゲート電圧が低下しこれに
対応してソース電圧が低下し、ダイオードD21で所定
レベルにレベルシフトされて出力端子TIOにロウレベ
ルの出力信号IOが出力する。同様に、レベルシフト回
路3の端子TOにハイレベルの出力信号Oが出力する。
【0006】この従来の入力回路は上述のように、電源
電圧VDに加えて参照電圧VRをさらに必要とし、所要
電源が1つ増加する。
【0007】特開平3−80711号公報に記載された
上記参照電圧を不要とする従来の第2の例の入力回路を
示す図3を参照すると、この図3(A)の入力回路は、
第1の例と同様の差動回路1に加えて、小振幅出力の論
理回路4と、論理回路4より出力振幅が大きい論理回路
5とを用いて図3(B)に示すような振幅の異なる2つ
の信号D,Eを生成し、期間UとU以外の期間Vとでは
2つの入力信号の大小関係が反転することを利用して差
動回路1の出力を変化させている。この第2の従来例で
は差動回路1にはECLを、論理回路4,5にはCMO
S回路を用いていたが、差動回路1がSCFLの場合
も、論理回路4,5に直接結合FET論理回路(Dir
ct−Coupled FET Logic:DCF
L)を用いることにより同様な回路を構成できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の入力回
路は、第1の例では、電源電圧に加えて参照電圧をさら
に必要とし、所要電源が1つ増加するという欠点があっ
た。
【0009】上記参照電圧を不要とする第2の例では、
出力振幅が異なる2つの論理回路をさらに必要とするた
め、これら論理回路を構成する回路素子の数が増加する
という欠点があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の入力回路は、ソ
ースが共通接続された第1および第2のトランジスタを
有し前記第1のトランジスタのゲートに入力信号が供給
される差動回路と、前記第1のトランジスタのドレイン
の電圧を予め定めた電圧値分のレベルシフトするレベル
シフト回路とを備える入力回路において、前記第2のト
ランジスタのゲートに前記レベルシフト回路の出力信号
が供給されることを特徴とするものである。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】本発明の入力回路の第1の実施例を図2と
共通の構成要素には共通の参照符号を付して回路図で示
す図1を参照すると、この図に示す本実施例の入力回路
は、FETQ12のゲートBがレベルシフト回路2Aの
出力端子TIOに接続されている他は図2の差動回路1
と同様の構成の差動回路1Aと、上述の出力端子TIO
がFETQ12のゲートBに接続されている他は図2の
レベルシフト回路2と同様のレベルシフト回路2Aと、
図2のレベルシフト回路3と同様のレベルシフト回路3
とを備える。
【0013】次に、本実施例の動作について説明する
と、差動回路1の一方のFETQ11のゲート(A点)
に入力端子TIを経由して入力信号Iが供給される。ま
ず初期状態として、入力信号IがロウレベルのときはF
ETQ11がオフ状態であり、端子TIOにはハイレベ
ルの出力信号IOが出力される。一方、FETQ12の
ゲート(B点)には、このハイレベルの出力信号IOが
印加されていれのでFETQ12はオン状態であり、抵
抗R12の電圧降下によりそのドレイン電圧がロウレベ
ルでありダイオード31でレベルシフトされたロウレベ
ルの出力信号Oが端子TOから出力される。
【0014】次に、入力信号Iがロウレベルからハイレ
ベルに変化すると、これまでオフ状態であったFETQ
11に電流が流れ始め、抵抗R11の電圧降下によりド
レイン(C点)の電圧が低下し始める。これに伴ない、
出力電圧IOすなわちB点の電圧も低下し、入力信号I
が完全にハイレベルに達したときはFETQ11がオン
状態、FETQ12がオフ状態と上述の初期状態が逆転
される。このとき、FETQ12がオフ状態になる必要
条件は、A点の電圧がB点の電圧より大きいことであ
る。このときのA点の入力信号Iのハイレベルの電圧を
Vih、C点の電圧をVol、レベルシフト回路2A,
3の負側への電圧シフト量をVsとすると、B点の電圧
VbhはVol−Vsであるため、Vsの必要条件は次
式で表される。
【0015】 Vs>Vol−Vih………………………………………………………(1) また、逆に、入力信号Iがハイレベルからロウレベルに
変化すると、これまでオン状態であったFETQ11の
電流が減少してC点の電圧が上昇する。これに伴ない、
B点の電圧も上昇し、入力信号Iが完全にロウレベルに
達したときはFETQ11がオフ状態、FETQ12が
オン状態となる。このとき、FETQ11がオフ状態に
なる必要条件は、A点の電圧がB点の電圧より小さいこ
とであり。このときのA点の入力信号Iのロウレベルの
電圧をVil、C点の電圧をVoh、レベルシフト回路
2A,3の負側への電圧シフト量をVsとすると、B点
の電圧VblはVol−Vsであるため、Vsの必要条
件は次式で表される。
【0016】 Vs<Voh−Vil………………………………………………………(2) 以上よりレベルシフト回路2A,3の電圧シフト量Vs
は次式の範囲に設定する必要がある。
【0017】 Vol−Vih<Vs<Voh−Vil…………………………………(3) レベルシフト回路2A,3のFETQ21,Q31の各
々のしきい値電圧をVt、ゲート幅をWとすると、ドレ
イン電流Idとゲート電圧Vgsとの関係が近似的に次
式で表される。ここでKは単位ゲート幅当りの電流定数
である。
【0018】 Id=WK(Vgs−Vt)2 ………………………………………………(4) ダイオードD21,D31の各々の直列数をn、ダイオ
ードの電圧シフト量Vd、電流源のFETQ22,Q3
2の電流をIsとするとレベルシフト回路2A,3の電
圧シフト量Vsは次式で表される。
【0019】 Vs=−(Is/WK)1/2 −Vt−nVd………………………………(5) したがって、ソースフォロワFETQ21,Q31およ
び電流源FETQ22,Q32の各々のゲート幅やダイ
オードD21,D31の直列数を調整することにより、
参照電圧を必要とすることなく電圧シフト量Vsを式
(3)の範囲内に設定することが可能である。
【0020】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。例えば、正補の出力信号として差動回路のそれぞ
れのFETのドレイン電圧を直接出力することにより第
2のレべルシフト回路を不要とすることができる。これ
は、例えばDCFL回路にECLレベルを入力する場合
に適用できる。また、ECL回路用に差動回路やレベル
シフト回路の能動素子をバイポーラトランジスタとする
ことも、本発明の主旨を逸脱しない限り適用できること
は勿論である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の入力回路
は、差動回路の他方の入力に上記差動回路の出力電圧を
レベルシフトした出力信号をスイッチング動作の基準電
圧として供給しているので、上記基準電圧対応の特別の
参照電圧の供給が不要となるとともに、構成素子数も増
加しないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の入力回路の一実施例を示す回路図であ
る。
【図2】従来の入力回路の第1の例を示す回路図であ
る。
【図3】従来の入力回路の第2の例を示す回路図および
動作を示す波形図である。
【符号の説明】
1,1A 差動回路 2,2A,3 レベルシフト回路 4,5 論理回路 D21,D31 ダイオード Q11〜Q13,Q21,Q22,Q31,Q32
トランジスタ R11,R12 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソースが共通接続された第1および第2
    のトランジスタを有し前記第1のトランジスタのゲート
    に入力信号が供給される差動回路と、 前記第1のトランジスタのドレインの電圧を予め定めた
    電圧値分のレベルシフトするレベルシフト回路とを備え
    る入力回路において、 前記第2のトランジスタのゲートに前記レベルシフト回
    路の出力信号が供給されることを特徴とする入力回路。
  2. 【請求項2】 エミッタが共通接続された第1および第
    2のトランジスタを有し前記第1のトランジスタのベー
    スに入力信号が供給される差動回路と、 前記第1のトランジスタのコレクタの電圧を予め定めた
    電圧値分のレベルシフトするレベルシフト回路とを備え
    る入力回路において、 前記第2のトランジスタのベースに前記レベルシフト回
    路の出力信号が供給されることを特徴とする入力回路。
JP5149996A 1993-06-22 1993-06-22 入力回路 Pending JPH07226667A (ja)

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JP5149996A JPH07226667A (ja) 1993-06-22 1993-06-22 入力回路

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JP5149996A JPH07226667A (ja) 1993-06-22 1993-06-22 入力回路

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62283718A (ja) * 1985-05-02 1987-12-09 Nec Corp 論理集積回路装置
JPS62293820A (ja) * 1986-06-13 1987-12-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 論理ゲ−ト回路

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960611