JPS5830152A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS5830152A
JPS5830152A JP56128449A JP12844981A JPS5830152A JP S5830152 A JPS5830152 A JP S5830152A JP 56128449 A JP56128449 A JP 56128449A JP 12844981 A JP12844981 A JP 12844981A JP S5830152 A JPS5830152 A JP S5830152A
Authority
JP
Japan
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transistor
circuit
gate
output terminal
collector
Prior art date
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Pending
Application number
JP56128449A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshinori Moriyasu
森安 俊紀
Masanori Nakai
正則 中井
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US06/405,272 priority patent/US4464589A/en
Publication of JPS5830152A publication Critical patent/JPS5830152A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H03K19/091Integrated injection logic or merged transistor logic
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/018Coupling arrangements; Interface arrangements using bipolar transistors only
    • H03K19/01806Interface arrangements
    • H03K19/01818Interface arrangements for integrated injection logic (I2L)

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mathematical Physics (AREA)
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (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】 この発明はI L (Int@grat@d I!Ij
@attonLogf )?’ −)を利用し大半導体
集積回路に関する。
f2L ff −)はパイI−ツ技術でありながら高集
積化を実現できるものとして注目されている。
従来、とのI’Lr−)を用いた回路として例えば第1
図に示すものがある。同図において、1はPNP )ラ
ンジスタ2とエミνりが接地され九NPN )ランジス
タ1との組合せで構成された1’L?”−ト84は入力
端子、5はエミ、り端子(イア’)xlfi)、gは電
源(5v)線、1,8はNPN )ランゾスタ、#〜1
1は抵抗、12は出力端子である。
一般に、電源は7v以下と低いが、出力回路に電源以上
の15〜20V11度のサージやDCバイアスが印加さ
れる場合、第1図の回路であると、耐圧はNPN )ラ
ンジスタIのVc**(工1、り接地でペース・工i9
タ関に抵抗を接続した場合のコレクタ電圧)で決定され
るため、この”C1mを20V以上にしなくてはならな
い。このVCllはNPN )ランゾスタ8の電流増幅
率や抵抗により変化し、最悪v0゜(エイツタ接地の場
合のコレクタ電圧)11度まで低くなる。
一方、ILr−)Jを高速化及び高フアンアウト化すれ
ばするほど、エピタキシャル層を高濃度とし、かつその
厚さくt、)を薄くする必要があるため、とのI2Lゲ
ートLと共存するNPN )ランジスタ8の耐圧が低下
する〇しかしながら、従来の回路では前述のように、N
PN )ランゾスタ8の出力耐圧を高くする必要がある
ため、エピタキシャル層を厚くしなければならなかった
。このため、集積密度が低下すると共に、ILダグ−2
の高周波性能が損われていた。
この発明は上記実情に艦みてなされたもので、その目的
は、ILr−)の性能を損うことなくこれと共存するパ
イI−ラ素子の高耐圧化及び高集積密度化を図り得る半
導体集積回路を提供することにある。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する・
第2図において、11け例えば2個の出力端子を有する
I’Lr−)、12はこのl2Lf−)77の一方の出
力端子及び定電流源13にペースが接続され九NPN 
)ランジスタ、14は同じく出力f−) Z 1の他方
の出力端子及び定電流源111にペースが接続され九N
PN )ランゾスタである。上記NPN )ランジスタ
12のコレクタは出力端子1#に接続されている。
またこのトランジスタ12のエン、りFiNPN)ラン
ジスタ14のコレクタKII続され、さらKこのトラン
ジスタ14の11ツタは接地されている。
この回路では、ILr−)17がオンし、NPN ) 
jンジスタ11.14がそれぞれオフの状態において、
トランジスタ12のコレクタにバイアス電圧を印加して
いくと、ある電圧でブレークダウンする。このブレーク
ダウンは以下の様になる・すなわちI”Lゲート11が
オンしているため、トランジスタ12.14は共に略ペ
ース接地状態にあると考えられる。ここで、トランジス
タ14に着目すると、このトランジスタ14は、ペース
及びエン、りが略同電位でちるからVCll (エン、
り接地でペース・エミッタ間を短絡し九場合のコレクタ
エン、り間電圧)モードにあることがわかる。従って、
トランジスタ12のエミッタは高インピーダンスで接地
されたのと略等価とな転、これによりトランジスタ12
のコレクタ耐圧は、このトランジスタ120BvcB。
(ペース・コレクタ間の逆耐圧)からトランジスタ12
のvczarとトランジスタ14のvcamの和、まで
もっことになる。通常、例えば、濃度1016〜101
7峰rv’4、厚さ4〜8μmのエピタキシャル層を用
いて上記トランジスタ1jを形成した場合、この’3v
csoは25〜40V程度ある・このため、前述のよう
な出力耐圧20V以上という要求には十分答えられる。
また、BvCIOは前述したトランジスタの電流増幅率
や抵抗に依存せず、コレクタの濃度で決まるのでばらつ
きも小さい・ 第3図は第2図の基本回路を用いた具体的な実施例を示
すものである。同図において、11は2〜3 V、、 
(1,5〜2.4V )程度の電源線、18.19はそ
れぞれl2Lr−ト、20.21はそれぞれNPN )
ランジスタ22.21にペース電流を与えるPNP )
ランジスタ、24.25はそれぞれNPN )ランジス
タ26.21にバイアスを与える抵抗、28は出力端子
、29はこの出力端子28に接続された例えばマグネ、
トのL負荷である。
この回路においては、I”Lメート18がオフのとき、
ILダニ)7Gがオンし、従ってトランジスタ20.2
1がオンする。これにより、トランジスタ21.21が
オンし、トランシスpxtt、izvのペースが接地さ
れる。
ここで、マグネット1mKより逆起電力を発生させると
、本来、出力端子28はトランジスタ2g、2rがオフ
するとき、逆起電力によ〕瞬間的に無限大まで電圧上昇
しようとする。しかし、トランジスタxtz、zv等の
素子耐圧によ62圧がクランプされ、逆起電力によるエ
ネルギー(’rt2I2L 、ここでIはマグネ、ト2
9に流れる電流、Ltiリアクタンス)が吸収されるた
め、ある時間マグネ、ト29に逆電流が流れ、このマグ
ネ、ト29はその間オフしないことになる・′理想的に
はこの時間は零であることが望ましい。つまり、トラン
ジスタ26.11がオフした瞬間出力端子28が無限大
に上昇すれば、エネルギーは瞬時に放出され、逆電流の
流れる時間はほぼ零となる。すなわち、出力端子28の
電圧がトランジスタ26.2’Fがオフした瞬間に高く
なればなるほど、つオり耐圧が高い#1ど良くなる。
第4図は第3図の回路のマグネットによるスイッチング
特性を第1図の回路と比較して示すものである。同図に
おいて、実線は第1図の回路の場合、点線は第3図の回
路の場合を示す。
時刻t<t、においては回路がオン(マグネットに′4
電)状態であり、t−toにおいて回路がオフし、t’
>t、においてマグネ、トに逆起電圧が発生する。そし
て、第1図の回路ではt・〈1 (1寓で出力トランジ
スタ8がブレークダウンし、i xi i 4でマグネ
、トの逆電流が零になるのに対し、第3図の回路におい
ては、t・<t<tlで出力トランジスタ26がブレー
クダウンし、t = t sでマグネット2gの逆電流
が零となる。第3図の回路は、第1図の回路よりオフへ
の過渡応答時間が略2分の1となる。
第5図は第3図の回路のNPN )ランゾスタxtt、
zrの保護用にツェナーダイオード30を接続し九もの
であるOこの場合、ツェナー電圧V、はv6〈Bvcl
oToるいはvc<BvcloK設定する必要がある。
第6図はL負荷に定電流を流す回路である。
同図において、31は演算増幅器、12はNPNトラン
ジスタ33.j4で構成される高耐圧化の出力回路、3
1はメイオーysti及び抵抗jF、!#で構成される
/ヤイアス回路、19゜40はオンゆオフ制御用のNP
N )ランジスタ、41は抵抗(R)、42はマグネ、
ト、41は出力端子、44はI2Lダートである。
この回路においては、I”Lff−)44の入力が@l
”レベル、すなわちNPN )ランジスタ39.401
1)ペース入力が@0#レベルであれば、トランジスタ
39.40はオフである・従って、バイアス回路35に
よfi NPN トランジスタJJ、j4がそれぞれオ
ンし、トランジスタ34のエミッタ出力は演算増幅器3
1の負入力に帰還され、この負入力の電位が正入力の基
準電位v1゜fに等しくなる。従って、抵抗41にけれ
ば、マグネ、ト42にはIOキIcの定電流が流れる。
また、l2Lr−)440入力が10”レベルすなわち
トランジスタ39.40のペース入力が@1”レベルと
なれば、トランジスタ39゜40はそれぞれオンし、従
ってトランジスタ?!、jt4はそれぞれオフとなりマ
グネ、ト4xFcは電流が流れなくなる。
以上のようにこの発明によれば、複数の出力端子を有す
るl2Lf−)と、そのペースが、定電流負荷あるいは
抵抗負荷に接続されると共に、前記I’Lr−)の出力
端子に直接あるいは間接に接続され、かつそのコレクタ
、エンツタ間が出力端子と基準電位間に直列挿入された
複数のバイポーラトランジスタとによる回路構成とした
ので、I”L?−トの性能を損うこと−なく、ノ苛イポ
ーヲトランジスタの耐圧が向上し、かつ集積度が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のI”L?−)を用いた半導体集積回路図
、第2図はこの発明の一実施例に係るI”L?−)を用
いた半導体集積回路図、第3図はこの発明の他の実施例
を示す回路図、第4図は上記回路のスイッチング特性図
、IIK5図及び第6図はそれぞれこの発明の他の実施
例を示す回路図であゐ昏 1l−IL+’−ト、r z −NPN )ツンジスタ
、13・・・定電流源、14−NPN )ランジスタ、
15・・・定電流源、16−出力端子。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦jF1図 矛2図 矛3図 才4図 牙5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の出力端子を有するI2Lゲートと、そのペー
    スが定電流負荷あるいは抵抗負荷及び前記ILダートの
    出力端子に接続され、かつそのコレクタ、エン、夕間が
    出力端子と基準電位間に直列挿入され九複数のバイポー
    ラトランジスタとを具備し九ことを特徴とする半導体集
    積回路◎ 2 複数の出力端子を有するILf−)と、そのペース
    が、定電流負荷あるいは抵抗負荷に接続されると共にバ
    イポーラトランジスタのペース・コレクタ接合を介して
    前記T2Lダートの出力端子に接続され、かつそのコレ
    クタ、エミ、り間が出力端子と基準電位間に直列挿入さ
    れた複数のバイポーラトランジスタとを具備したことを
    特徴とする半導体集積回路@
JP56128449A 1981-08-17 1981-08-17 半導体集積回路 Pending JPS5830152A (ja)

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US4464589A (en) 1984-08-07

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