米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 ECL出力回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−85661
公開日 平成6年(1994)3月25日
出願番号 特願平4−238027
出願日 平成4年(1992)9月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 江良 佳和 / 入江 裕紀
要約 目的
消費電力の増加量の小さい、ECL出力回路の出力電圧温度変動低減回路を実現することにある。

構成
トランジスタ差動増幅器1出力はエミッタフォロアトランジスタ2、3でバッファされて終端抵抗4、5に出力電圧を発生する。増幅器1の負荷抵抗6、7(抵抗値R1)には同相の電流I1を流す温度補償用トランジスタ8、9を接続する。トランジスタ8、9のエミッタにそれぞれ抵抗10、11(抵抗値R2)、ベ−スにダイオ−ド12および該ダイオ−ドにバイアス電流I2を供給する電流源13を接続する。I1×R1の温度変動を、トランジスタ2,3による電圧降下の温度変動と逆方向とし、且つ、その絶対値を一致又は近付けることによって、ECL出力回路の出力電圧温度変動を低減させる。
特許請求の範囲
【請求項1】トランジスタ差動増幅器とエミッタフォロアトランジスタと、該トランジスタ差動増幅器負荷抵抗にたいして電流を流す温度補償用トランジスタと、該温度補償用トランジスタのエミッタに接続された抵抗と、該温度補償用トランジスタのベ−スに接続されたダイオ−ドと、該ダイオ−ドにバイアス電流を供給する電流源によって構成され、該温度補償用トランジスタのコレクタ電流によって生じる前記トランジスタ差動増幅器負荷抵抗の電圧降下の温度変動を、前記エミッタフォロアトランジスタによる電圧降下の温度変動と逆方向とし、且つ、その絶対値を一致又は近付けることを特徴とするECL出力回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高速ディジタル回路に用いられるECL(エミッタ カップルド ロジック)出力回路に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来技術においては、トランジスタ差動増幅器とエミッタフォロアトランジスタから構成されるECL出力回路の出力電圧の温度特性は、出力エミッタフォロアのべ−ス−エミッタ間電圧の温度変動分の温度係数を持つ。高速ディジタル回路においては、出力電圧の温度変動は、振幅位相変換による位相余裕の減少をもたらし、最大動作周波数等の性能劣化の原因となる。べ−ス−エミッタ間電圧の温度変動を補償する方法としては、図2に示すトランジスタ差動増幅器負荷抵抗間に温度補償用ダイオ−ドと抵抗を接続して、差動トランジスタ負荷抵抗間に電流を流し、温度補償用ダイオ−ドの順電圧の温度係数を利用して出力温度変動を低減する方法がしられている。しかし差動トランジスタ負荷抵抗間に流れる電流は、出力振幅を減らす方向に流れるため、同一出力振幅を得るためにはトランジスタ差動増幅器に流れる電流を大きくせねばならず、消費電力が大きくなるという欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、消費電力の増加量の小さいECL出力回路の出力電圧温度変動低減回路を実現することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的は、トランジスタ差動増幅器の負荷抵抗に、外部からエミッタフォロアトランジスタのベ−ス−エミッタ電圧の温度変動を補償する電圧を発生させるだけの電流を流すことにより実現される。この電流は差動トランジスタの負荷抵抗に対して同相方向に流れる為、出力振幅を減らさない。また、電流の大きさも差動トランジスタ負荷抵抗に流れる負荷電流全体(数mA)に対して小さく、消費電力の増加量も前記従来技術に比べて小さい。
【0005】
【作用】温度補償用トランジスタのベ−スに一定電流を流したダイオ−ドを接続して、前記温度補償用トランジスタと、該ダイオ−ドの順電圧の差によって生じる電流を、トランジスタ差動増幅器の負荷抵抗に流す。トランジスタべ−ス−エミッタ間電圧の温度係数はトランジスタのエミッタ電流にて決定され、同一構造のトランジスタの場合そのエミッタ電流密度が大きい程、温度係数絶対値が小さい。ダイオ−ドの順電圧についても同様である。従ってトランジスタ及びダイオ−ドの素子サイズを変えて電流密度を変えれば特定の温度係数差を設定することが可能となる。エミッタサイズを変えるかわりに、同一サイズのトランジスタ及びダイオ−ドを複数個並列に接続しても同様である。この温度係数差を温度補償用トランジスタのエミッタに接続した抵抗を使って電流に変換し、さらにトランジスタ差動増幅器の負荷抵抗で、電圧に変換すれば、前記エミッタフォロアトランジスタ出力電圧の温度変動を低減させることができる。
【0006】
【実施例】以下、図1を使用して本発明の1実施例について説明する。
【0007】トランジスタ差動増幅器1出力はエミッタフォロアトランジスタ2、3でバッファされて終端抵抗4、5に出力電圧を発生する。該トランジスタ差動増幅器の負荷抵抗6、7(抵抗値R1)には同相の電流I1を流す温度補償用トランジスタ8、9を接続する。該温度補償用トランジスタ8、9のエミッタにそれぞれ抵抗10、11(抵抗値R2)、ベ−スにダイオ−ド12および該ダイオ−ドにバイアス電流I2を供給する電流源13を接続する。
【0008】出力電圧Voの温度計数は、トランジスタ差動増幅器1の負荷電流Ioの温度変動及びエミッタフォロア2、3のベ−ス電流を無視できるとして【0009】
【数1】
dVo/dT=−R1×(dI1/dT)−(dVbe2/dT)
トランジスタ8、9のベ−ス電流を無視すると【0010】
【数2】
dI1/dT=〔(dVf12/dT)−(dVbe8/dT)〕/R2従って【0011】
【数3】
dVo/dT =−(R1/R2)×〔(dVf12/dT)−(dVbe8/dT)〕
−(dVbe2/dT)
ここで、Vbe2、Vbe8、Vf12はそれぞれトランジスタ2、8のベ−ス−エミッタ間電圧、ダイオ−ド12の順電圧を示す。一方、I1とI2の関係は、トランジスタ8とダイオ−ド12とのエミッタサイズの比率を1:nとすると、VT=k×T/q=26mV(k:ボルツマン定数、T=300K:絶対温度、q:電子素量)とおいて【0012】
【数4】I1=ln(n×I2/I1)×VT/R2で与えられる。
【0013】通常トランジスタベ−ス−エミッタ間電圧及びダイオ−ドの順電圧の温度係数は負(凡そ−1〜−2mV)でその絶対値はトランジスタおよびダイオ−ドに流れる電流が大きい程小さい。従って数4からn×I2/I1>1とすれば、式数3右辺第1項と、第2項が打消しあう値を選ぶことができる。
【0014】一例として、R1=200Ω、R2=30Ω、I1=0.09mA、I2=0.67mA、n=16とすると【0015】
【数5】
dVo/dT =−(200/30)×〔(−1.4mV/℃)−(−1.6mV/℃)〕
−(−1.35mV/℃)
=0.016mV/℃となり、出力電圧温度変動を1/80程度に小さくすることができる。この時、ECL回路出力振幅Vopを0.8V程度とすると、トランジスタ差動増幅器負荷電流Ioは【0016】
【数6】
Io=Vop/R1=0.8V/200Ω=4mA≫I1,I2で消費電力の増加量も小さい。
【0017】
【発明の効果】本発明により、温度変動に対して出力電圧を安定化したECL出力回路を実現することができる。消費電力の増加量も小さい。また本回路によれば差動トランジスタ負荷抵抗間の相互接続を行う必要が無いため差動トランジスタ間の相互干渉を防止することが出来、高速動作するECL出力回路の出力波形歪を減少させる効果がある。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013