專利名稱：具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)射極耦合邏輯(Emitter Couple Logic，ECL)電路，特別是關(guān)于利用結(jié)合金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)(MOSFET)晶體管的具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路。
背景技術(shù)：
由于發(fā)射極耦合邏輯(以下簡(jiǎn)稱ECL)電路的操作速度快，因此ECL電路已廣泛使用在邏輯門電路(logic gate circuit)，例如D型觸發(fā)器(Flip-Flop)。圖1所示為美國(guó)第4,546,272號(hào)專利的ECL電路“ECL circuit for forcibly setting ahigh level output”。該ECL電路包含一對(duì)接收差動(dòng)信號(hào)的發(fā)射極耦合雙極型晶體管TR1、TR2與負(fù)載電阻R1、R2、一連接于雙極型晶體管TR1、TR2的發(fā)射極的電阻RS、一連接于電阻RS的電流源、以及一對(duì)用來(lái)接收設(shè)置(set)或復(fù)位(reset)信號(hào)的雙極型晶體管TR3、TR4。
該傳統(tǒng)的ECL電路利用電阻RS提供電壓差，使接收設(shè)置(set)或復(fù)位(reset)信號(hào)的雙極型晶體管TR3、TR4的基極與發(fā)射極電壓差(VBE3、VBE4)大于接收差動(dòng)信號(hào)的發(fā)射極耦合雙極型晶體管TR1、TR2的基極與發(fā)射極電壓差(VBE1、VBE2)，強(qiáng)制設(shè)定輸出為設(shè)置或復(fù)位的輸出信號(hào)。
該傳統(tǒng)的ECL電路雖然提供了設(shè)置與復(fù)位的功能，但并沒有重載(Reload)的功能。由于ECL電路并非互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)(CMOS)晶體管的邏輯數(shù)字電路，無(wú)法直接接收數(shù)字重載數(shù)據(jù)作為設(shè)置信號(hào)以及復(fù)位信號(hào)。因此，對(duì)于需要數(shù)字重載數(shù)據(jù)時(shí)，必須先判斷所需要加載的重載數(shù)據(jù)是邏輯高電平(Logichigh)H，還是邏輯低電平(Logic low)L。若為H，則將設(shè)置信號(hào)設(shè)定為高電壓電平，而將復(fù)位信號(hào)設(shè)定為低電壓電平。反的若為L(zhǎng)，則將設(shè)置信號(hào)設(shè)定為低電壓電平，而將復(fù)位信號(hào)設(shè)定為高電壓電平。如此，將造成設(shè)計(jì)上的復(fù)雜性，且在進(jìn)行重載數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換ECL電壓電平時(shí)，會(huì)造成數(shù)據(jù)重載速度上的延遲，而影響該ECL電路的數(shù)據(jù)重載操作速度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種具有數(shù)據(jù)重載功能的ECL電路。
本發(fā)明的目的是提出一種數(shù)字重載數(shù)據(jù)可直接耦合的具有數(shù)據(jù)重載功能的ECL電路。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明具有數(shù)據(jù)重載功能的ECL電路，包含一差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)，包含第一雙極型晶體管與第二雙極型晶體管，這兩個(gè)雙極型晶體管的發(fā)射極互相連接，且基極接收一差動(dòng)信號(hào)；一負(fù)載電阻對(duì)，包含第一負(fù)載電阻與第二負(fù)載電阻，分別串接于差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)的集電極；一電阻，具有第一端與第二端，該第一端連接于差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)的發(fā)射極；一固定電流源，連接于電阻的第二端；第一串接晶體管，包含第三雙極型晶體管與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第三雙極型晶體管的集電極連接于第一雙極型晶體管的集電極，基極接收一重載信號(hào)，且發(fā)射極連接于該第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，而該第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接于電阻的第二端，而柵極接收一重載數(shù)據(jù)；一反相器，將重載數(shù)據(jù)反向輸出；以及第二串接晶體管，包含第四雙極型晶體管與第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第四雙極型晶體管的集電極連接于第二雙極型晶體管的集電極，基極接收重載信號(hào)，且發(fā)射極連接于該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，而該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接于電阻的第二端，而柵極接收反相器的輸出數(shù)據(jù)。
由于本發(fā)明是利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管直接接收設(shè)定重載數(shù)據(jù)，因此數(shù)字重載數(shù)據(jù)不必經(jīng)過(guò)前置ECL電壓電平轉(zhuǎn)換處理。而且，重載數(shù)據(jù)可在重載控制信號(hào)動(dòng)作前，先設(shè)定傳送至場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所以場(chǎng)效應(yīng)晶體管可先設(shè)定導(dǎo)通或關(guān)閉。因此，只要重載控制信號(hào)一動(dòng)作，即可根據(jù)重載數(shù)據(jù)控制輸出端的狀態(tài)，提升ECL電路的數(shù)據(jù)重載動(dòng)作速度。


圖1為傳統(tǒng)ECL電路。
圖2為本發(fā)明具有數(shù)據(jù)重載功能的ECL電路。
具體實(shí)施例方式
以下參考圖式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明具有數(shù)據(jù)重載的ECL電路。
圖2為本發(fā)明具有數(shù)據(jù)重載功能的ECL電路。如該圖所示，本發(fā)明的ECL電路包含一差動(dòng)發(fā)射極耦合雙極型晶體管對(duì)B1、B2、一負(fù)載電阻對(duì)R1、R2、一對(duì)重載控制雙極型晶體管B3、B4、一連接于雙極型晶體管對(duì)B1、B2的發(fā)射極的電阻Re、一連接于電阻Re的電流源Is、一對(duì)接收重載數(shù)據(jù)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1、M2、以及一反相器INV。
發(fā)射極耦合雙極型晶體管對(duì)B1、B2的集電極(collector)經(jīng)由電阻R1、R2連接于高工作電壓VCC，基極(base)則分別接收差動(dòng)信號(hào)DA、DB。該發(fā)射極耦合雙極型晶體管對(duì)B1、B2的發(fā)射極(emitter)經(jīng)由電阻Re以及電流源Is連接至低工作電壓VEE。雙極型晶體管B2的集電極為該ECL電路的輸出端OUTA，而雙極型晶體管B1的集電極為該ECL電路的反向輸出端OUTB。
重載控制雙極型晶體管B3的集電極連接于雙極型晶體管B1的集電極，且基極接收一重載控制信號(hào)RL。而場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1的漏極(drain)連接于重載控制雙極型晶體管B3的發(fā)射極，柵極(gate)接收一重載數(shù)據(jù)DATA，以及源極(source)連接于電流源Is。重載控制雙極型晶體管B4的集電極連接于雙極型晶體管B2的集電極，且基極接收重載控制信號(hào)RL。而場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2的漏極連接于重載控制雙極型晶體管B4的發(fā)射極，柵極接收經(jīng)由反相器反向的反向重載數(shù)據(jù)，以及源極連接于電流源Is。
由于場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1與M2的導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)小于電阻Re，因此重載控制雙極型晶體管B3與場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1的組合與傳統(tǒng)ECL電路(參考圖1)的雙極型晶體管TR3功能相同，且重載控制雙極型晶體管B4與場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2的組合與傳統(tǒng)ECL電路(參考圖1)的雙極型晶體管TR4功能相同。所以，當(dāng)重載控制雙極型晶體管B3與場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1均導(dǎo)通時(shí)，即可將輸出端OUTA設(shè)定為H。而當(dāng)重載控制雙極型晶體管B4與場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2均導(dǎo)通時(shí)，即可將輸出端OUTA設(shè)定為L(zhǎng)。
但是，由于本發(fā)明是利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1與M2來(lái)直接接收設(shè)定重載數(shù)據(jù)，因此數(shù)字重載數(shù)據(jù)不必經(jīng)過(guò)前置ECL電壓電平轉(zhuǎn)換處理。而且，重載數(shù)據(jù)可在重載控制信號(hào)RL動(dòng)作前，先設(shè)定傳送至場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1與M2，所以場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1與M2可先設(shè)定導(dǎo)通或關(guān)閉。所以，只要重載控制信號(hào)RL一動(dòng)作，即可根據(jù)重載數(shù)據(jù)DATA控制輸出端OUTA與OUTB狀態(tài)，提升數(shù)據(jù)重載動(dòng)作速度。
以下說(shuō)明本發(fā)明ECL電路的操作。首先，當(dāng)重載控制信號(hào)RL為L(zhǎng)時(shí)，雙極型晶體管B3、B4均不導(dǎo)通。因此，該ECL電路的輸出由差動(dòng)信號(hào)DA、DB控制。該部分的動(dòng)作與傳統(tǒng)技術(shù)相同(參考圖1)，不再重復(fù)說(shuō)明。
當(dāng)重載控制信號(hào)RL為H時(shí)，由于雙極型晶體管B3、B4均導(dǎo)通。此時(shí)，若重載數(shù)據(jù)DATA為H，則場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2不導(dǎo)通，所以該ECL電路的輸出端OUTA為H、OUTB為L(zhǎng)。而若重載數(shù)據(jù)DATA為L(zhǎng)，則場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1不導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2導(dǎo)通，所以該ECL電路的輸出端OUTA為L(zhǎng)、OUTB為H。該部分的工作原理與傳統(tǒng)技術(shù)相同(參考圖1)，不再重復(fù)說(shuō)明。
以上雖以實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫離本發(fā)明的要旨，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種變形或變更。例如，圖2中的差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)可置換為不同發(fā)射極耦合邏輯架構(gòu)，如“與”(和集(AND))、鎖存(閂鎖(latch))等，仍適用于此具有數(shù)據(jù)重載的功能。
權(quán)利要求
1.一種具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，包含一差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)，包含第一雙極型晶體管與第二雙極型晶體管，這兩個(gè)雙極型晶體管的發(fā)射極互相連接，且基極接收一差動(dòng)信號(hào)；一負(fù)載電阻對(duì)，包含第一負(fù)載電阻與第二負(fù)載電阻，一端分別串接于前述差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)的集電極，另一端則連接于一高工作電壓；一電阻，具有第一端與第二端，該第一端連接于前述差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)的發(fā)射極；一固定電流源，一端連接于前述電阻的第二端，另一端連接于低工作電壓；第一串接晶體管，包含第三雙極型晶體管與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第三雙極型晶體管的集電極連接于前述第一雙極型晶體管的集電極，基極接收一重載信號(hào)，且發(fā)射極連接于該第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，而該第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接于前述電阻的第二端，而柵極接收一重載數(shù)據(jù)；一反相器，將前述重載數(shù)據(jù)反向輸出；以及第二串接晶體管，包含第四雙極型晶體管與第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第四雙極型晶體管的集電極連接于前述第二雙極型晶體管的集電極，基極接收前述重載信號(hào)，且發(fā)射極連接于該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，而該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接于前述電阻的第二端，而柵極接收前述反相器的輸出數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，其中前述第四雙極型晶體管的集電極為第一輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，其中前述第三雙極型晶體管的集電極為第二輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，其中前述差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)可置換為不同發(fā)射極耦合邏輯架構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，其中前述差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)可置換為“與”結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，其中前述差動(dòng)雙極型晶體管對(duì)可置換為鎖存結(jié)構(gòu)。
全文摘要
具有數(shù)據(jù)重載功能的發(fā)射極耦合邏輯電路，包含第一與第二串接晶體管，分別由雙極型晶體管(BJT)與場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)所構(gòu)成。雙極型晶體管接收重載控制信號(hào)，而場(chǎng)效應(yīng)晶體管接收重載數(shù)據(jù)，以利用雙極型晶體管與場(chǎng)效應(yīng)晶體管的串聯(lián)控制，來(lái)將數(shù)字重載數(shù)據(jù)重載于該ECL電路。由于是利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管直接接收設(shè)定重載數(shù)據(jù)，數(shù)字重載數(shù)據(jù)不必經(jīng)過(guò)前置ECL電壓電平轉(zhuǎn)換處理。重載數(shù)據(jù)可在重載控制信號(hào)動(dòng)作前，先設(shè)定傳送至場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所以場(chǎng)效應(yīng)晶體管可先設(shè)定導(dǎo)通或關(guān)閉。只要重載控制信號(hào)一動(dòng)作，即可根據(jù)重載數(shù)據(jù)控制輸出端的狀態(tài)，提升ECL電路的數(shù)據(jù)重載動(dòng)作速度。
文檔編號(hào)H03K17/06GK1479449SQ0214223
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
發(fā)明者柯凌維 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司