JPH01817A - logic circuit - Google Patents

logic circuit

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JPH01817A
JPH01817A JP63-42119A JP4211988A JPH01817A JP H01817 A JPH01817 A JP H01817A JP 4211988 A JP4211988 A JP 4211988A JP H01817 A JPH01817 A JP H01817A
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gate
voltage
field effect
effect transistor
source
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祐 渡邊
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Fujitsu Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 少ない数の能動素子で構成され、3値対2値の論理動作
が可能な論理回路に関し、 通常形式のトランジスタを用い、しかも、RHETを用
いた場合と同様、用いる素子数が極めて少なく、従って
、高速化された3値対2値の論理動作が可能な論理回路
の提供を目的とし、第一の電源と、該第一の電源より低
い電圧を有する第二の電源と1.出力端子と、該第一の
電源及び該出力端子間に設けられた負荷手段と、該出力
端子及び該第二の電源間に直列に設けられた第一及び第
二の電界効果型トランジスタと、該出力端子に接続され
た第一の電界効果型トランジスタのゲートに接続された
所定の定電圧端子と、該第二の電界効果型トランジスタ
のゲー1に接続された入力端子(VIN)とを備えてな
り、前記第二の電源に接続された第二の電界効果型トラ
ンジスタはゲート・ソース間に整流特性をもつ接合を有
してなるよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a logic circuit that is configured with a small number of active elements and is capable of ternary versus binary logic operation, uses normal type transistors, and is similar to the case where RHET is used. The purpose of the present invention is to provide a logic circuit which uses an extremely small number of elements and is therefore capable of high-speed ternary versus binary logic operation, and which includes a first power supply and a second power supply having a lower voltage than the first power supply. 2 power supply and 1. an output terminal, a load means provided between the first power source and the output terminal, and first and second field effect transistors provided in series between the output terminal and the second power source; A predetermined constant voltage terminal connected to the gate of the first field effect transistor connected to the output terminal, and an input terminal (VIN) connected to the gate 1 of the second field effect transistor. The second field effect transistor connected to the second power supply is configured to have a junction having rectifying characteristics between the gate and the source.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、少ない数の能動素子で構成され、3値対2値
の論理動作が可能な論理回路に関する。
The present invention relates to a logic circuit configured with a small number of active elements and capable of ternary versus binary logic operation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、多用されている論理回路は、“0”及び“1”の
2値論理に関するものが大部分であり、基本ゲートとし
ては、インバータ、ノア(NOR)回路、ナンド(NA
ND)回路などが用いられ、このようなゲートを多数組
み合わせて所望の機能を実現するようにしている。
Currently, most of the logic circuits that are widely used are related to binary logic of "0" and "1", and basic gates include inverters, NOR (NOR) circuits, and NAND (NA
(ND) circuits are used, and a desired function is realized by combining a large number of such gates.

第11図は従来の一般的なエクスクル−シブ・ノア回路
を表す要部回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a main part of a conventional general exclusive NOR circuit.

図に於いて、A及びBは入力端、Cは出力端、vnoは
正側電源電圧をそれぞれ示している。
In the figure, A and B indicate input terminals, C indicates output terminal, and vno indicates positive power supply voltage.

図から判るように、この回路に於いては、能動素子とし
て8個の電界効果型トランジスタを必要としている。
As can be seen from the figure, this circuit requires eight field effect transistors as active elements.

ところで、高速の論理回路を実現する為には、基本ゲー
トを高速にしたり、或いは、基本ゲートを多機能化し、
その数を低減することが必要である。
By the way, in order to realize a high-speed logic circuit, the basic gates must be made high-speed, or the basic gates must be made multi-functional.
It is necessary to reduce their number.

近年、その目的に沿う素子として、共鳴トンネリング・
トランジスタ(resonant−tunneling
  transistor:RHET)が開発されてい
る。
In recent years, resonant tunneling and
transistor (resonant-tunneling)
transistor: RHET) has been developed.

第12図はRHETを用いたエクスクル−シブ・ノア回
路を表す要部回路図であり、第11図に於いて用いた記
号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
FIG. 12 is a main part circuit diagram showing an exclusive NOR circuit using RHET, and the same symbols as those used in FIG. 11 indicate the same parts or have the same meanings.

RHETに於けるゲート電圧対ドレイン電流はN字型特
性、即ち、微分負特性を示し、その特性を利用すると種
々の回路を構成することができるものであり、図示のエ
クスクル−シブ・ノア回路では、僅かに1個のRHET
を用いているのみであり、高速論理回路として期待され
ているものの一つである(要すれば、「第18回 半導
体素子材料コンファレンス アブストラクト pP、3
47〜350J 、参照)。
The gate voltage vs. drain current in RHET exhibits an N-shaped characteristic, that is, a negative differential characteristic, and by utilizing this characteristic, various circuits can be constructed. , only one RHET
It is one of the expected high-speed logic circuits.
47-350J).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第12図に見られるようなRHETを用いた論理回路は
、用いる素子数が少ないこと、高速であることなどの点
で大変価れたものであるが、現時点では、RHETを製
造することは然程簡単ではなく、従って、集積回路化も
困難な状況にある。
Logic circuits using RHETs, such as the one shown in Figure 12, are very valuable because they use a small number of elements and are fast, but at present it is not possible to manufacture RHETs. Therefore, it is difficult to integrate the circuit into an integrated circuit.

本発明は、通常形式のトランジスタを用い、しかも、R
HETを用いた場合と同様、用いる素子数が極めて少な
く、従って、高速化された3値対2値の論理動作が可能
な論理回路を提供しようとする。
The present invention uses a normal type transistor, and furthermore, R
Similar to the case using HET, the present invention aims to provide a logic circuit that uses an extremely small number of elements and is therefore capable of high-speed ternary versus binary logic operation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明では、ショットキ・ゲート或いはpn接合ゲート
などゲート・ソース間に整流性を有する電界効果型トラ
ンジスタを能動素子として用いることが基本になってい
る。即ち、該電界効果型トランジスタを例えばデュアル
・ゲートにするか、該電界効果型トランジスタの2個を
直列的に接続するなどして負の相互コンダクタンスをも
っ4端子回路を構成するものである。
The present invention is based on the use of a field effect transistor having rectification between the gate and source, such as a Schottky gate or a pn junction gate, as an active element. That is, the field effect transistor is configured to have a dual gate, or two field effect transistors are connected in series to form a four-terminal circuit with negative mutual conductance.

第1図は本発明に用いるデュアル・ゲート電界効果型ト
ランジスタの要部回路図を表している。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a main part of a dual gate field effect transistor used in the present invention.

尚、ここで対象にしている電界効果型トランジスタは高
電子移動度トランジスタ(high  electro
n  mobility  transi s t o
 r : HEMT)である。
The field effect transistor targeted here is a high electron mobility transistor.
n mobility transi s to
r: HEMT).

図に於いて、Sはソース、Dはドレイン、G1は第1ゲ
ート、G2は第2ゲートをそれぞれ示している。
In the figure, S indicates a source, D indicates a drain, G1 indicates a first gate, and G2 indicates a second gate.

第2図は第1図に見られるデュアル・ゲートHEMTの
静特性を説明する為の線図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the static characteristics of the dual gate HEMT shown in FIG.

図では、横軸に第1ゲートG1に印加される電圧■Gl
を、縦軸にドレイン・ソース間電流rosをそれぞれ採
ってあり、また、第2ゲートG2に印加される電圧VG
2をパラメータとしてあり、それをOCV)、0.2 
(V)、0.4 (V)、0゜6 〔■〕と変化させた
場合についての特性線を示しである。尚、このときのド
レイン・ソース間電圧■。、は1 〔v〕とした。
In the figure, the horizontal axis shows the voltage ■Gl applied to the first gate G1.
, the drain-source current ros is plotted on the vertical axis, and the voltage VG applied to the second gate G2 is
2 as a parameter, which is OCV), 0.2
(V), 0.4 (V), and 0°6 [■]. In addition, the drain-source voltage at this time is ■. , was set to 1 [v].

第3図は同じく第1図に見られるデュアル・ゲート)(
EMTの静特性を説明する為の線図であり、第2図に於
いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意
味を持つものとする。
Figure 3 shows the dual gate (also seen in Figure 1) (
This is a diagram for explaining the static characteristics of EMT, and the same symbols as those used in FIG. 2 indicate the same parts or have the same meaning.

このデータは、第2図の場合とは反対に、横軸に第2ゲ
ー)G2に印加される電圧VG2を採ると共に第1ゲー
ト0.1に印加される電圧VC+をパラメータとして得
たものであり、その電圧V。、は、第2図の場合と同様
、O(V) 、0.2 (V)、0.4 (V) 、0
.6 (V)である。
This data was obtained by taking the voltage VG2 applied to the second gate (G2) on the horizontal axis and using the voltage VC+ applied to the first gate 0.1 as a parameter, contrary to the case in Figure 2. Yes, that voltage is V. , are O(V) , 0.2 (V), 0.4 (V) , 0 as in the case of Fig. 2.
.. 6 (V).

第2図及び第3図から明らかなように、第2ゲートG2
に於ける順方向電圧を増加すると、順方向電流とソース
砥抗の存在とに依り、ゲートG1に於ける実効的なゲー
ト電圧が低下し、第3図に見られるような負の相互コン
ダクタンスが現れるものである。
As is clear from FIGS. 2 and 3, the second gate G2
Increasing the forward voltage at gate G1 reduces the effective gate voltage at gate G1 due to the forward current and the presence of source resistance, resulting in a negative transconductance as seen in Figure 3. It is something that appears.

第3図から明らかなように、このデュアル・ゲートHE
MTは一定のゲート電圧に対してのみオン状態となるス
イッチング特性を有しているから、この特性を利用すれ
ば、少ない素子数で論理回路を構成することができる。
As is clear from Fig. 3, this dual gate HE
Since the MT has a switching characteristic of being turned on only in response to a constant gate voltage, by utilizing this characteristic, a logic circuit can be constructed with a small number of elements.

第1図に見られるデュアル・ゲー)HEMTは等励時に
は第4図に見られるように2個のHEMTを直列的に接
続したものとして表され、従って、本発明の論理回路は
、デュアル・ゲートでなくても、通常の電界効果型トラ
ンジスタを2個用いれば構成することができる。勿論、
その場合も、ゲートはショットキ・ゲート或いはpn接
合ゲートなど整流性をもつものであることが必要である
When a dual-gate HEMT (as seen in FIG. 1) is uniformly excited, it is represented as two HEMTs connected in series as shown in FIG. Even if it is not, it can be configured by using two ordinary field effect transistors. Of course,
In that case as well, the gate needs to have rectifying properties, such as a Schottky gate or a pn junction gate.

そこで、本発明に依る論理回路に於いては、第一の電源
と、該第一の電源より低い電圧を有する第二の電源と、
出力端子と、該第一の電源及び該出力端子間に設けられ
た負荷手段と、該出力端子及び該第二の電源間に直列に
設けられた第一及び第二の電界効果型トランジスタと、
該出力端子に接続された第一の電界効果型トランジスタ
のゲートに接続された所定の定電圧端子と、該第二の電
界効果型トランジスタのゲートに接続された入力端子(
VIN)とを備えてなり、前記第二の電源に接続された
第二の電界効果型トランジスタはゲート・ソース間に整
流特性をもつ接合を有するよう構成した。
Therefore, in the logic circuit according to the present invention, a first power source, a second power source having a lower voltage than the first power source,
an output terminal, a load means provided between the first power source and the output terminal, and first and second field effect transistors provided in series between the output terminal and the second power source;
a predetermined constant voltage terminal connected to the gate of the first field effect transistor connected to the output terminal; and an input terminal connected to the gate of the second field effect transistor (
The second field effect transistor connected to the second power supply is configured to have a junction having rectifying characteristics between the gate and the source.

〔作用〕[Effect]

前記手段を採ることに依り、1個乃至2個の通常の電界
効果型トランジスタを用いるのみで、3値対2値の論理
動作可能な基本ゲートが容易に得られ、従って、エクス
クル−シブ・ノア回路なども同じ数の能動素子で構成で
きるものであり、そのように能動素子の数が少ないこと
から回路は高速化され、また、その能動素子が通常のも
ので良いことから製造は容易であり、何らの困難もなく
集積回路化することが可能である。
By adopting the above method, a basic gate capable of ternary versus binary logic operation can be easily obtained by using only one or two ordinary field effect transistors, and therefore an exclusive NOR gate can be easily obtained. Circuits can also be constructed with the same number of active elements, and because the number of active elements is small, the circuit can be made faster, and since the active elements can be ordinary ones, manufacturing is easy. , it is possible to integrate it into an integrated circuit without any difficulty.

〔実施例〕〔Example〕

第5図は本発明一実施例の基本ゲートである論理回路の
要部回路図を表し、第1図、第11図及び第12図に於
いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意
味を持つものとする。
FIG. 5 shows a circuit diagram of a main part of a logic circuit which is a basic gate of an embodiment of the present invention, and the same symbols as those used in FIGS. 1, 11 and 12 indicate the same parts. or have the same meaning.

図に於いて、VINは入力電圧、V REFはリファレ
ンス電圧、VOLI〒は出力電圧をそれぞれ示している
In the figure, VIN represents the input voltage, VREF represents the reference voltage, and VOLI represents the output voltage.

第6図は他の実施例の基本ゲートである論理回路の要部
回路図を表し、第5図に於いて用いた記号と同記号は同
部分を示すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 6 shows a circuit diagram of a main part of a logic circuit which is a basic gate of another embodiment, and the same symbols as those used in FIG. 5 indicate the same parts or have the same meanings.

図に於いて、Ql及びQ2は通常のHEMT。In the figure, Ql and Q2 are normal HEMTs.

Rsはソース抵抗、Icはゲート電流、VCSはゲート
・ソース間電圧をそれぞれ示している。
Rs represents the source resistance, Ic represents the gate current, and VCS represents the gate-source voltage.

この実施例は、第5図に見られる実施例に於ける能動素
子がデュアル・ゲートHEMTであるのに対し、通常の
HEMTを二つ用いて構成されている。
This embodiment is constructed using two conventional HEMTs, whereas the active elements in the embodiment shown in FIG. 5 are dual gate HEMTs.

次に、実施例の具体的な動作について解説するが、理解
を容易にする為、第6図を参照して説明する。
Next, the specific operation of the embodiment will be explained with reference to FIG. 6 for easy understanding.

正側電源電圧vanを例えば1.5 (V) 、リファ
レンス電圧V RtFを0. 4 f:V)とし、入力
電圧VINをO(V) 〜1.5 (V)の範囲で変動
させる。
For example, the positive side power supply voltage van is 1.5 (V), and the reference voltage V RtF is 0.5 (V). 4 f:V), and the input voltage VIN is varied in the range of O(V) to 1.5 (V).

今、入力電圧VINが0 (V) (7)とき、HEM
T・Qlはオフ状態であるから、出力電圧■ouTはハ
イ・レベルになっている。次に、入力電圧VINを上昇
させて、それがHEMT−Qlの閾値電圧(例えば0.
1  (V))以上になると、HEMT・Qlはオン状
態になる。従って、リファレンス電圧V REFが印加
されているH EMT−Q 2のソース電圧が0〔V〕
近くに低下し、それに伴いゲート・ソース間電圧VGS
は閾値電圧以上になるから、オン状態となる。その結果
、出力電圧V。LITはロー・レベルに移行する。更に
入力電圧VINを上昇させ、それがHEMT−Qlのゲ
ート電極とチャネル領域との間に生成されているショッ
トキ接合のオン電圧を越えた場合、HEMT−Qlのゲ
ート接合がオンとなり、ゲートからソースに向かってゲ
ート電流■、が流れる。一般に電界効果型トランジスタ
には寄生的にソース抵抗R8が存在することから、前記
のようなゲート電流1cが流れるとそこに電圧降下を生
じ、HEMT−Q2のソース電位が上昇してオフ状態に
なる。その結果、出力電圧■。LITは再びハイ・レベ
ルに移行するものである。
Now, when the input voltage VIN is 0 (V) (7), HEM
Since TQl is in the off state, the output voltage ■out is at a high level. Next, the input voltage VIN is increased so that it is the threshold voltage of HEMT-Ql (for example, 0.
When the voltage exceeds 1 (V)), HEMT/Ql is turned on. Therefore, the source voltage of HEMT-Q 2 to which the reference voltage V REF is applied is 0 [V]
As a result, the gate-source voltage VGS
exceeds the threshold voltage, so it is in the on state. As a result, the output voltage V. LIT goes low. If the input voltage VIN is further increased and exceeds the on-voltage of the Schottky junction generated between the gate electrode and channel region of the HEMT-Ql, the gate junction of the HEMT-Ql will turn on, and the voltage will be switched from the gate to the source. Gate current ■ flows toward. In general, a field effect transistor parasitically has a source resistance R8, so when the gate current 1c flows as described above, a voltage drop occurs there, and the source potential of HEMT-Q2 rises, turning it into an off state. . As a result, the output voltage ■. LIT transitions to high level again.

このように、本発明の論理回路に於いては、入力電圧V
INがロー・レベルから中間レベルを介してハイ・レベ
ルへ変化するのに対応し、出力電圧■。Utはハイ・レ
ベルからロー・レベルへ、ソシて、再びハイ・レベルへ
と変化する。
In this way, in the logic circuit of the present invention, the input voltage V
Corresponding to IN changing from low level through intermediate level to high level, the output voltage ■. Ut changes from high level to low level, then back to high level again.

このような動作を保証する為には、リファレンス電圧V
 IItFの値を、 (1)  HEMT−Qlのゲート接合がオフの場合に
於けるHEMT−Q2のゲート・ソース間電圧vest
がその閾値電圧より大であるように、(2)  HEM
T−Qlのゲート接合がオンの場合に於けるHEMT−
Q2のゲート・ソース間電圧VG*tがその閾値電圧よ
り小さくなるように、設定することが必要である。
In order to guarantee this kind of operation, the reference voltage V
The value of IItF is (1) Best gate-source voltage of HEMT-Q2 when the gate junction of HEMT-Ql is off.
(2) HEM such that is greater than its threshold voltage
HEMT- when the gate junction of T-Ql is on
It is necessary to set the gate-source voltage VG*t of Q2 to be smaller than its threshold voltage.

第7図は第5図及び第6図に見られる実施例に於ける入
力電圧VIN対出力電圧V。、JTの関係を表す線図で
ある。
FIG. 7 shows input voltage VIN versus output voltage V for the embodiments shown in FIGS. 5 and 6. , JT.

図では、横軸に入力電圧VINを、縦軸に出力電圧V。In the figure, the horizontal axis represents the input voltage VIN, and the vertical axis represents the output voltage V.

lJ?をそれぞれ採っである。尚、このデータを得た際
のリファレンス電圧vRtFは0.4 (V)である。
LJ? are taken respectively. Note that the reference voltage vRtF when this data was obtained was 0.4 (V).

第7図から明らかであるが、第5図及び第6図に見られ
る論理回路は、3値の入力電圧VINに対して2値の出
力電圧V。Uアが出力され、従って、3値対2値の論理
動作が可能であり、その関係を纏めると次表の通りであ
る。
As is clear from FIG. 7, the logic circuits shown in FIGS. 5 and 6 have a binary output voltage V for a ternary input voltage VIN. Ua is output, therefore, ternary versus binary logic operation is possible, and the relationship is summarized in the following table.

ここで、”L”はロー・レベル、FI′はハイ・レベル
 IIM”はL”レベルと″H″レベルの中間のレベル
を示している。尚、この場合に於けるリファレンス電圧
V RE、としては、入力電圧VINがL”レベルから
“M”レベルとなる1ltLl閾値近傍に採ると良く、
前記諸データを得た実験では、前記した0、4 (Vl
がそれに相当した。
Here, "L" indicates a low level, FI' indicates a high level, and "IIM" indicates a level intermediate between the L" level and the "H" level. Note that the reference voltage VRE in this case is preferably set near the 1ltLl threshold at which the input voltage VIN changes from the "L" level to the "M" level.
In the experiment that obtained the above data, the above-mentioned 0, 4 (Vl
was equivalent to that.

第8図は第5図に見られる基本ゲートを用いて構成した
エクスクル−シブ・ノア回路に関する実施例の要部回路
図を表し、第5図及び第6図、第゛11図及び第12図
に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同
じ意味を持つものとする。
FIG. 8 shows a main part circuit diagram of an embodiment of an exclusive NOR circuit constructed using the basic gate shown in FIG. 5, and FIGS. 5 and 6, and FIGS. The same symbols used in the above shall indicate the same parts or have the same meaning.

この実施例に於ける論理動作、即ち、入力対出力の関係
を纏めると次表の通りである。
The logical operation in this embodiment, ie, the relationship between input and output, is summarized in the following table.

この実施例に依れば、第11図及び第12図について説
明した回路の機能と同じ機能、即ち、エクスクル−シブ
・ノア機能を1個のデュアル・ゲートHEMT或いは2
個のHEMTで実現しているものである。
According to this embodiment, the same function as that of the circuit described with respect to FIGS.
This is realized using multiple HEMTs.

第9図は基本ゲートをHEMTで構成した場合の具体的
構造を表す要部切断側面図であり、そして、第10図は
第9図に見られる基本ゲートを等価的に表した要部回路
図であり、第1図、第5図、第6図、第8図に於いて用
いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持
つものとづる。
FIG. 9 is a cutaway side view of the main part showing the specific structure when the basic gate is configured with HEMT, and FIG. 10 is a main part circuit diagram equivalently showing the basic gate shown in FIG. 9. The same symbols as those used in FIGS. 1, 5, 6, and 8 indicate the same parts or have the same meaning.

図に於いて、■は半絶縁性G a A S基板、21J
i型G a A、 sチャネル層、3はn型A l! 
G a A s電子供給層、4はn型G a i’、 
4i −、’i >クク!−層1. 、’iは絶縁分離
領域、6はドレイン電極、6Aは合金化領域、7はソー
ス兼ドレイン電極、7八は合呑。
In the figure, ■ is a semi-insulating GaAs substrate, 21J
i-type G a A, s channel layer, 3 is n-type A l!
Ga As electron supply layer, 4 is n-type Ga i',
4i −, 'i > Kuku! -Layer 1. , 'i is an insulating isolation region, 6 is a drain electrode, 6A is an alloying region, 7 is a source/drain electrode, and 78 is a combination.

化領域、8はソース電極、8Aは合金化領域、9はゲー
ト電極、10は二次元電子ガス層、Q10は負荷側トラ
ンジスタ、QDは駆動側トランジスタをそれぞれ示して
いる。尚、駆動側トランジスタQDはエンハンスメント
型であり、また、負荷側トランジスタQLはデプレショ
ン型であって、トランジスタとは言うものの、抵抗とし
ての役割を果たすものであることは勿論である。
8 is a source electrode, 8A is an alloyed region, 9 is a gate electrode, 10 is a two-dimensional electron gas layer, Q10 is a load side transistor, and QD is a drive side transistor. Note that the drive side transistor QD is an enhancement type, and the load side transistor QL is a depletion type, and although they are called transistors, they of course play the role of a resistor.

図示の半導体装置を製造するには、デュアル・ゲートの
形成を必要とする点を除けば、一般のHEMTを製造す
る場合の技術と全く変わりないそれを適用することで容
易に目的を達成することができ、また、デュアル・ゲー
トの形成も、マスク・パターンが変わるだけで技術的に
は何らの困難性もない。
To manufacture the semiconductor device shown in the figure, the objective can be easily achieved by applying a technology that is completely different from the technology used to manufacture general HEMTs, except that it requires the formation of dual gates. In addition, there is no technical difficulty in forming dual gates, just by changing the mask pattern.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に依る論理回路に於いては、ゲート・ソース間に
整流特性をもった電界効果型トランジスタを能動素子と
し、そして、うち2端子がゲートであって且つ負の相互
コンダクタンスを有する4端子回路で構成するようにし
ている。
In the logic circuit according to the present invention, a field effect transistor having rectification characteristics between the gate and the source is used as an active element, and a four-terminal circuit in which two terminals are gates and has negative mutual conductance is used. I am trying to configure it with .

このような構成にすることで、1個乃至2個の通常の電
界効果型トランジスタを用いるのみで、3値対2値の論
理動作可能な基本ゲートが容易に得られ、従って、エク
スクル−シブ・ノア回路なども同じ数の能動素子で構成
できるものであり、そのように能動素子の数が少ないこ
とから回路は高速化され、また、その能動素子が通常の
もので良いことから製造は容易であり、RHETを用い
る場合のような困難もなく集積回路化することが可能で
ある。
With such a configuration, a basic gate capable of ternary versus binary logic operation can be easily obtained by using only one or two ordinary field effect transistors, and therefore an exclusive gate can be obtained. NOR circuits can also be constructed with the same number of active elements, and because the number of active elements is small, the circuit can be made faster, and since the active elements can be ordinary ones, it is easy to manufacture. Therefore, it is possible to integrate it into an integrated circuit without the difficulties encountered when using RHET.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に用いるデュアル・ゲート電界効果型ト
ランジスタの要部回路図、第2図及び第3図は第1図に
見られるデュアル・ゲー1−HEMTの静特性を説明す
る為の線図、第4図はデュアル・ゲー1−HEMTの等
価的な回路図、第5図は本発明一実施例の基本ゲートで
ある論理回路の要部回路図、第6図は他の実施例の基本
ゲートである論理回路の要部回路図、第7図は第5図及
び第6図に見られる実施例の入力電圧Vい対出力電圧V
OLITの関係を説明する線図、第8図は第5図に見ら
れる基本ゲートを用いて構成したエクスクル−シブ・ノ
ア回路の要部回路図、第9図は基本ゲートをHEMTで
構成した場合の具体的構造を示す要部切断側面図、第1
0図は第9図に見られる基本ゲートを等価的に示した要
部回路図、第11図及び第12図は従来技術に依るエク
スクル−シブ・ノア回路の要部回路図をそれぞれ表して
いる。 図に於いて、Sはソース、Dはドレイン、G1は第1ゲ
ート、G2は第2ゲート、VINは入力電圧、V RE
Fはリファレンス電圧、■。0.は出力電圧をそれぞれ
示している。 第1図 vGl 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 IN 入力電圧対出力電圧の関%を表わす線図第7図 一実施例の要部回路図 第8図 第10図 一般e’AHエクスクルーシフ゛・ノア回路の要部回路
図 鋼11図 第12図
Figure 1 is a circuit diagram of the main part of the dual-gate field effect transistor used in the present invention, and Figures 2 and 3 are lines for explaining the static characteristics of the dual-gate field-effect transistor shown in Figure 1. 4 is an equivalent circuit diagram of a dual gate 1-HEMT, FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of a logic circuit which is a basic gate of one embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention. Figure 7 is a circuit diagram of the main part of a logic circuit which is a basic gate, and shows the input voltage V vs. output voltage V of the embodiment shown in Figures 5 and 6.
A diagram explaining the relationship between OLITs, Figure 8 is a circuit diagram of the main part of an exclusive NOR circuit constructed using the basic gates shown in Figure 5, and Figure 9 is a diagram when the basic gates are constructed with HEMTs. Main part cutaway side view showing the specific structure of
Figure 0 is an equivalent circuit diagram of the basic gate shown in Figure 9, and Figures 11 and 12 are circuit diagrams of the exclusive NOR circuit according to the prior art. . In the figure, S is the source, D is the drain, G1 is the first gate, G2 is the second gate, VIN is the input voltage, and V RE
F is the reference voltage, ■. 0. indicate the output voltage, respectively. Figure 1 vGl Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 IN Diagram showing the relationship between input voltage and output voltage Figure 7 Main part circuit diagram of one embodiment Figure 8 Figure 10 General Main part circuit diagram of e'AH exclusive Noah circuit Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第一の電源(V_D_D)と、 該第一の電源より低い電圧を有する第二の電源(V_S
_S)と、 出力端子(V_O_U_T)と、 該第一の電源及び該出力端子間に設けられた負荷手段と
、 該出力端子及び該第二の電源間に直列に設けられた第一
及び第二の電界効果型トランジスタと、 該出力端子に接続された第一の電界効果型トランジスタ
のゲートに接続された所定の定電圧端子と、 該第二の電界効果型トランジスタのゲートに接続された
入力端子(V_I_N)とを備えてなり、前記第二の電
源に接続された第二の電界効果型トランジスタはゲート
・ソース間に整流特性をもつ接合を有してなること を特徴とする論理回路。 2、前記定電圧端子の電圧値は、前記第二の電界効果型
トランジスタがオン状態で且つそのゲート接合がオフ状
態であるとき、前記第一の電界効果型トランジスタのゲ
ート・ソース間電圧が該第一の電界効果型トランジスタ
の閾値電圧より大であり、 該第二の電界効果型トランジスタのゲート接合がオン状
態であるとき、該第一の電界効果型トランジスタのゲー
ト・ソース間電圧が該第一の電界効果型トランジスタの
閾値電圧より小であることを特徴とする請求項1記載の
論理回路。 3、前記入力端子には、前記第二の電界効果型トランジ
スタのゲート・ソース間電圧が該第二の電界効果型トラ
ンジスタの閾値電圧より低いレベルから該第二の電界効
果型トランジスタのゲート接合がオンになる電圧より高
いレベルになる範囲で変動する入力電圧が印加されるこ
とを特徴とする請求項1記載の論理回路。
[Claims] 1. A first power source (V_D_D), and a second power source (V_S) having a lower voltage than the first power source.
_S), an output terminal (V_O_U_T), a load means provided between the first power source and the output terminal, and a first and second power source provided in series between the output terminal and the second power source. a field effect transistor; a predetermined constant voltage terminal connected to the gate of the first field effect transistor connected to the output terminal; and an input terminal connected to the gate of the second field effect transistor. (V_I_N), wherein the second field effect transistor connected to the second power supply has a junction having rectifying characteristics between the gate and the source. 2. The voltage value of the constant voltage terminal is such that when the second field effect transistor is on and its gate junction is off, the gate-source voltage of the first field effect transistor is is greater than the threshold voltage of the first field effect transistor, and when the gate junction of the second field effect transistor is in an on state, the gate-source voltage of the first field effect transistor is higher than the threshold voltage of the first field effect transistor. 2. The logic circuit according to claim 1, wherein the voltage is lower than the threshold voltage of one field effect transistor. 3. The gate junction of the second field effect transistor is connected to the input terminal from a level where the gate-source voltage of the second field effect transistor is lower than the threshold voltage of the second field effect transistor. 2. The logic circuit according to claim 1, wherein an input voltage is applied that varies within a range of a level higher than a voltage for turning on.
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