JPS6157118A - レベル変換回路 - Google Patents

レベル変換回路

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JPS6157118A
JPS6157118A JP59179644A JP17964484A JPS6157118A JP S6157118 A JPS6157118 A JP S6157118A JP 59179644 A JP59179644 A JP 59179644A JP 17964484 A JP17964484 A JP 17964484A JP S6157118 A JPS6157118 A JP S6157118A
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JP
Japan
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level
transistor
turned
mos transistor
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP59179644A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hara
浩幸 原
Yasuhiro Sugimoto
泰博 杉本
Michinori Nakamura
中村 通憲
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
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Publication date
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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
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509Interface arrangements
    • H03K19/017518Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET]
    • H03K19/017527Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET] with at least one differential stage
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (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】 〔発明の技術分野〕 この発明はECL (Emitter Coupled
 Logic )レベルの信号を、TTL(Trans
istor TransistorLogic)レベル
の信号に変換するレベル変換回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
例えば、高速のバイポーラICとMOS−ICを組合せ
て使用する場合や、一つのICにバイポーラトランジス
タとMOS )ランソスタを共存させるような場合、バ
イポーラのECLレベル信号をMOSのT’rLレベル
信号に変換する必要がちる。
第3図は、従来のこの種のレベル変換回路を示すもので
ある。Q□ lQ2はECLレベルの差動入力信号、が
供給される入力端子、0はTTLレベルに変換された信
号が出力される出力端子、El r Ezは電源V1 
、V、が供給される電源端子、11.12,13,14
,15.16はトランジスタ、17.1B、19.20
.21.22は抵抗である。
上記構成において、入力端子Q1がハイレベル、Q、が
ローレベルカラなるECLレベルの差動入力信号が供給
された場合、トランジスタ11が、オン、トランジスタ
12がオフとなシ、トランジスタ13のエミッタ電流が
流される。トランジスタ13のベース電位はトランジス
タ14によりvllEに固定されているため、トランジ
スタ15のベース電位はトランジスタ14のベース電位
からVB、を引いたoVとなる。このため、トランジス
タ15はオフ状態となシ、出力端子0の電位はvlとな
る。
また、入力端子Q1がローレベ” 、Q z 75; 
ハイレベルとなると、トランジスタ11がオフ、トラン
ジスタ12がオンとなシ、トランジスタ15がオンとな
るため、出力端子0は電流をひっばることができる。ゆ
えにローレベルとなる。
つまり、この回路では入力ECLレベルの振幅が、TT
Lレベルの振幅に変換される。
しかしながら、上記従来の回路は2つの電源が必要であ
るとともに、素子数が多くなるという問題を有している
また、上記回路を高速動作させようとすると、消費電力
が大きくなるという問題を有している。
即ち、第5図は上記回路の5PICEシユミレーシヨン
結果を示すものである。これは、トランジスタ11.1
2のオン状部におけるコレクタ電流を500μAとし、
トランジスタ15のコレクタ電流を400μAとしてシ
ュミレーションしたものであるが、入力信号v!、cL
に対する出力信号vT、rLの立上が9に時間を要する
ことがわかる。こ   fの回路を10M以上の高速で
動作させるにはトランジスタ15のコレクタ電流を大き
くする必要があり、少なくとも1mA程度の電流が必要
となる。
一方、電4図は従来のレーー変−回路の他の例を示すも
のである。尚、第3図と同一部分には同一符号を付す@
′ 第4図に′おいて、3’l 、 32はコレクタKPN
接合が設けられた縦型のPNP トランジスタ、33゜
34はNPN トランジスタ、35,36.37抵抗、
39は電源v1がら生成され元バイアス電圧が供給され
るバイアス入力端子である。
この回路において、入力端子。、がハイレベ/’ 、Q
 21): C1−レベルとなると、トランジスタ31
がオフ、トランジスタ32がオン、トランジスタ33が
オフとなシ、出方端子0の電位は電源v1とほぼ同電位
のハイレベルとなる。また、入力端子Q0がローレベル
、Q 2 カハイレペルとなると、トランジスタ31が
オン、トランジスタ32がオフ、°トランジスタ33が
オフとなフ、出力端子。の電位はローレベルとなる・尚
、トランジスタ34はトランジスタ33が門チレーシー
I/領域に入らないようにするために接続されたもめで
ある。
上記回路によってもECLレベルをTTLレベルに変換
することができ、しかも、電源を1つと゛することがで
きる。しかし、トランジスタ31′。
32は縦型のPNPを使用するため、あまシ嵩速で動作
することができず、しかも、消費電力が大きいという問
題を有している。
〔発明の目的〕
この発明は、上記事情に基づいてなされたものであシ、
その目的とするところは、低消費電力で高速動作が可能
であシ、しかも、1つの電源と少ない素子数でECLレ
ベル信号をTTLレベル信号に変換す蔦ことができるレ
ベル変換回路を提供しようとするものである。    
 ゛〔発明の概要〕 この発明は、例えばECLレベルの差動入力信号を差動
増幅器を構成する一対のトランジスタのベースに供給し
、これらトランジスタのうち一方のコレクタに第1のM
OS トランジスタのゲートとドレインを接続するとと
もに、第2のMo8 トランジスタのケ9−トを接続し
、この第2のMo8 トランジスタのドレインに第2の
Mo8 トランジスタとは逆チャネルのMOSトランジ
スタのドレインを接続し、このドレインよj9 TTL
レベルの信号を取出すようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。尚、第3図、第4図と同一部分には同一符号を付
す。
第1図において、ECLレベルの差動入力信号が供給さ
れる入力端子Q、、Q!はトランジスタQエ +Q2の
ベースにそれぞれ接続される。
これらNPN トランジスタQ+  、Qtzのエミッ
タは共通接続されるとともに、1!流源工、を介して接
地される。また、前記トランジスタQ1のコレクタは電
源端子E、に接続され、トランジスタQ2のコレ゛クタ
はpチャネルMO8トランジスタM1のドレイン、ゲー
ト、およびpチャネルMO8トランジスタM2のゲート
に接続される。
これらMo8 l−ランソスタM、、M、のソースは前
記MOSトランジスタM2のドレインは出力端子0に接
続されるとともに、nチャネルMo8 l−ランノスタ
M、のドレインに接続される。このMo3 )ランソス
タM3のソースは接地すれ、ゲートはバイアス入力端子
IBK接続される。
第2図はバイアス回路の一例を示すものである。電源v
1と接地間にはpチャネルMO8hランジスタM4、抵
抗R,nチャネルMosトランジスタMsが直列接続さ
れ、このMo8 トランジスタM6のゲートよりバイア
スミ圧が取出されるようになっている。
上記構成において、例えばQlがハイレベル、Q2がロ
ーレベルとされると、トランジスタT1がオン、トラン
ジスタで2がオフとされ、MosトランジスタM1 、
M、はオフ状態とされる。
Mo8 l−ランジスタM3は固定バイアスによって一
定の電流(Mo8 トランジスタM2に流れるよ)小さ
な電流)が流れるようになされているため、出力端子0
の電位は接地レベル(ローレベル)となる。
また、入力端子Q1がローレベル、Q2がハイレベルと
されると、トランジスタT、がオフ、トランジスタT2
がオンとなシ、MOSトランノスタMエ 1M2がオン
となる。MOSトランジスタM!のソース、ドレイン間
を流れる電流はMo8 トランジスタM、のソース、ド
レイン間を流れる電流より大きく設定されているため、
MOSトランジスタM2がオンとなると、出力端子0の
電位はハイレベルとなる。
、第6図はこの実施例の5PICEによるシーミレージ
ョン結果を示すものでちυ、電流源■8の電流を50μ
Aとし、入力信号(ECLレベル) ”ECLを1.7
v〜2.Ovとした場合の出力信号(TTLレベル)V
TTLの応答を示している。この図からも明らかなよう
に、出力信号vTTLは00OV〜4.8■のTTLレ
ベルの振幅で出力され、その遅延は10 n5ecと極
めて高速で動作している。また負荷に対しても電流源の
電流を100μA程度とすれば(1,=1.3V程度)
高速動作に十分対応できる。
このように、上記実施例によれば、バイポーラトランジ
スタとMOSトランジスタを組合せることにより、少な
い素子数で高速動作可能なレベルに変換回路を構成する
ことができる。
しかも、この回路は出力端子0の電位がハイレベルから
ローレベルへ切換った場合は切)換る瞬間(ドレイン容
量と負荷容量の放電時間)しか電流が流れず、ローレベ
ルからハイレベルへ切換った場合も、MOSトランジス
タM3の定電流分の電流しか電流が流れないため、消費
電力が従来回路に比べて小さくなる利点を有している。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
要旨を変えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論で
ある。
〔発明の効果〕
以上、詳述したようにこの発明によれば、低消費電力で
高速動作が可能であね、しかも、1つの電源と少ない素
子数でECLレベル信号をTTLレベル信号に変換する
ことができるレベル変換回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係わるレベル変換回路の一実施例を
示す回路構成図、第2図は第1図の回路に適用されるバ
イアス回路の一例を示す回路構成図、第3図、第4図は
それぞれ従来のレベル変換回路を示す回路構成図、第5
図は第3図に示す回路の入出力特性を示す波形図、第6
図は第1図に示す回路の入出力特性を示す波形図である
。 T1 、T、・・・トランジスタ、M11M2.M3・
・・MOS トランジスタ、vl・・・電源。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第7図    
 第2図 第3図 第5図 vr FJI XIO(s) 第6図 晴間x 10−’ (s)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エミッタが共通接続され各ベースにそれぞれ第1
    の信号が供給される一対のバイポーラトランジスタと、
    これらトランジスタのうち、一方のコレクタにゲートと
    ドレインが接続された第1のMOSトランジスタと、前
    記コレクタにゲートが接続された第2のMOSトランジ
    スタと、この第2のMOSトランジスタのドレインにド
    レインが接続されるとともに、この接続点より第2の信
    号が取出され第2のMOSトランジスタとは逆チャネル
    の第3のMOSトランジスタとを具備したことを特徴と
    するレベル変換回路。
  2. (2)前記第1の信号はECLレベルの信号であね、第
    2の信号はTTLレベルの信号であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のレベル変換回路。
  3. (3)前記第1、第2のMOSトランジスタのソースは
    電源に接続される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回路。
  4. (4)前記第3のMOSトランジスタのゲートは固定バ
    イアスされ、このMOSトランジスタには第2のMOS
    トランジスタよりも小さな電流が流れるよう設定されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレベ
    ル変換回路。
JP59179644A 1984-08-29 1984-08-29 レベル変換回路 Pending JPS6157118A (ja)

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