JPH0197013A - 半導体回路装置 - Google Patents
半導体回路装置Info
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- JPH0197013A JPH0197013A JP62253700A JP25370087A JPH0197013A JP H0197013 A JPH0197013 A JP H0197013A JP 62253700 A JP62253700 A JP 62253700A JP 25370087 A JP25370087 A JP 25370087A JP H0197013 A JPH0197013 A JP H0197013A
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- input terminal
- capacitor
- bipolar transistor
- pnp
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/0944—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
- H03K19/09448—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET in combination with bipolar transistors [BIMOS]
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0412—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/04126—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0036—Means reducing energy consumption
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- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はバイポーラトランジスタ回路に係り、特にバイ
ポーラトランジスタとMOSFETを同一基板上に作製
可能な集積回路に好適な、バイポーラトランジスタの駆
動回路に関する。
ポーラトランジスタとMOSFETを同一基板上に作製
可能な集積回路に好適な、バイポーラトランジスタの駆
動回路に関する。
集積回路における、電界効果トランジスタ(MOSFE
T)を用いたバイポーラトランジスタの駆動力−式とし
て従来のものを分類すると、NPNバイポーラトランジ
スタ(以下、NPN又はNPNトランジスタと記すこと
もある)に関して従来の駆動方式は、第2図の(a)〜
(e)のものがある、第3図にはPNPバイポーラトラ
ンジスタ(以下、PNP又はPNP トランジスタと記
した部分もある。)に関して同様なものを示す、またこ
れら以外にも(Q)、(d)直列接続と並列接続を組み
合せたイより複雑なものも考えられる。なお、この分類
では、ベース電流の引き抜き方法だけが異なっても同一
種類と見なした。
T)を用いたバイポーラトランジスタの駆動力−式とし
て従来のものを分類すると、NPNバイポーラトランジ
スタ(以下、NPN又はNPNトランジスタと記すこと
もある)に関して従来の駆動方式は、第2図の(a)〜
(e)のものがある、第3図にはPNPバイポーラトラ
ンジスタ(以下、PNP又はPNP トランジスタと記
した部分もある。)に関して同様なものを示す、またこ
れら以外にも(Q)、(d)直列接続と並列接続を組み
合せたイより複雑なものも考えられる。なお、この分類
では、ベース電流の引き抜き方法だけが異なっても同一
種類と見なした。
第2図、第3図において、200〜206までは、信号
入力端子、207〜211までは駆動されるバイポーラ
トランジスタ、212〜218までは、これを駆動する
MOSFETを、それぞれ示す。
入力端子、207〜211までは駆動されるバイポーラ
トランジスタ、212〜218までは、これを駆動する
MOSFETを、それぞれ示す。
第2図、第3図の(a)から(d)までと、これらの組
み合わせ回路に共通する特徴は、バイポーラトランジス
タのコレクタとベーズをMOSFETで短絡することに
より、バイポーラトランジスタをオンさせ、開放するこ
とにより、これをオフさせると言う点である。
み合わせ回路に共通する特徴は、バイポーラトランジス
タのコレクタとベーズをMOSFETで短絡することに
より、バイポーラトランジスタをオンさせ、開放するこ
とにより、これをオフさせると言う点である。
また、第2図(e)と第3図(e)、それぞれの第2図
および第3図の(a)から(d)までとは別の方法であ
る。この方式では、MOSFETのゲートをバイポーラ
トランジスタのコレクタと接続してしまうため、複数の
入力端子を持った回路への適用はできない、そのため、
以下、本発明の説明においては、前者のタイプの駆動方
式との比較で説明する。
および第3図の(a)から(d)までとは別の方法であ
る。この方式では、MOSFETのゲートをバイポーラ
トランジスタのコレクタと接続してしまうため、複数の
入力端子を持った回路への適用はできない、そのため、
以下、本発明の説明においては、前者のタイプの駆動方
式との比較で説明する。
なお、この種の装置として関連するものには例えば、特
開昭61−53828号公報、米国特許354135号
公報、特開昭59−19435号公報、特開昭60−1
6022号公報、特開昭60−51326号公報、特開
昭59−25424号公報、特開昭61−93655号
公報等に記載のものが挙げられる。
開昭61−53828号公報、米国特許354135号
公報、特開昭59−19435号公報、特開昭60−1
6022号公報、特開昭60−51326号公報、特開
昭59−25424号公報、特開昭61−93655号
公報等に記載のものが挙げられる。
従来技術、すなわち、MOSFETがバイポーラトラン
ジスタのコレクタとベースを短絡させる方法の問題点を
以下に述べる。
ジスタのコレクタとベースを短絡させる方法の問題点を
以下に述べる。
一般にバイポーラトランジスタのスイッチング速度を大
きくしようとする場合、より大きなベース電流を供給す
る必要があるが、MOSFETでバイポーラトランジス
タを駆動する従来の方式では、何らかの理由でMOSF
ETの電流供給能力、すなわち、MO5FII!Tのオ
ン状態でのコンダクタンスが十分に大きく取れない場合
には、このMOSFETの能力によってバイポーラトラ
ンジスタのスイッチング速度が律速されてしまい、意図
した性能が得られない。
きくしようとする場合、より大きなベース電流を供給す
る必要があるが、MOSFETでバイポーラトランジス
タを駆動する従来の方式では、何らかの理由でMOSF
ETの電流供給能力、すなわち、MO5FII!Tのオ
ン状態でのコンダクタンスが十分に大きく取れない場合
には、このMOSFETの能力によってバイポーラトラ
ンジスタのスイッチング速度が律速されてしまい、意図
した性能が得られない。
例えば、ゲート長の微細化によりMOSFETの耐圧は
減少するため、高性能なMOSFETを得るために微細
なMOSFETを使うには、MOSFETに掛かる電圧
を下げる必要がある可能性がある。しかしその場合、M
OSFETのゲートに印加される電圧が小さくなること
により、オン状態でのMOSFETのコンダクタンスが
減少してしまい、微細化に伴うはずの高性能化が得られ
ない。
減少するため、高性能なMOSFETを得るために微細
なMOSFETを使うには、MOSFETに掛かる電圧
を下げる必要がある可能性がある。しかしその場合、M
OSFETのゲートに印加される電圧が小さくなること
により、オン状態でのMOSFETのコンダクタンスが
減少してしまい、微細化に伴うはずの高性能化が得られ
ない。
本発明の目的は、
(1) MOSFETを用いており、しかも低電源電圧
であっても、高速、低消費電力な、バイポーラトランジ
スタの駆動回路を得ることである。
であっても、高速、低消費電力な、バイポーラトランジ
スタの駆動回路を得ることである。
上記目的を達成するために、本発明では、バイポーラト
ランジスタのベース電流を供給するのに、MOSFET
でバイポーラトランジスタのコレクタとベースを短絡す
るのを止め、他からベース電流を供給することとした。
ランジスタのベース電流を供給するのに、MOSFET
でバイポーラトランジスタのコレクタとベースを短絡す
るのを止め、他からベース電流を供給することとした。
第1図にその基本構成を示す、第1図(a)においては
、1は信号入力端子、2は駆動されるバイポーラトラン
ジスタ、3はこれを駆動するデイプリーシヨン型N05
FET、 4はコンデンサである。
、1は信号入力端子、2は駆動されるバイポーラトラン
ジスタ、3はこれを駆動するデイプリーシヨン型N05
FET、 4はコンデンサである。
すなわち、入力端子とデイプリーシヨン型MOSFET
のドレインをコンデンサを介して接続することにより、
入力端子の電位が変化している遷移状態には、コンデン
サとMOSFETを通してベース電流を供給することが
できる。
のドレインをコンデンサを介して接続することにより、
入力端子の電位が変化している遷移状態には、コンデン
サとMOSFETを通してベース電流を供給することが
できる。
従来技術における問題点に対する対策として、従来技術
で用いられてきた、エンハンスメント型MO5FETを
用いずに、従来の回路においてデプリーション型MO3
FETに置換する方法が考えられる。デプリーション型
MO3FETはエンハンスメント型MO5FETに比べ
ると、第4図に概念図を示すように、見掛は上しきり電
圧Vthが小さいため、同じゲート電圧をかけた状態な
らば、エンハンスメント型よりも大きな電流をとること
ができるからである。
で用いられてきた、エンハンスメント型MO5FETを
用いずに、従来の回路においてデプリーション型MO3
FETに置換する方法が考えられる。デプリーション型
MO3FETはエンハンスメント型MO5FETに比べ
ると、第4図に概念図を示すように、見掛は上しきり電
圧Vthが小さいため、同じゲート電圧をかけた状態な
らば、エンハンスメント型よりも大きな電流をとること
ができるからである。
しかし、デプリーション型MO3FETは、ゲート電圧
Vc=OVとしてもリーク電流が存在するため、従来技
術の様に、バイポーラトランジスタのコレクタとベース
をこのMOSを通して接続すると。
Vc=OVとしてもリーク電流が存在するため、従来技
術の様に、バイポーラトランジスタのコレクタとベース
をこのMOSを通して接続すると。
バイポーラトランジスタをオフするためにMOSをオフ
させる場合にも、コレクタからベースへリーク電流が流
れてしまう。すなわち、例えば、バイポーラトランジス
タをオフ状態にして、コレクタ電位を(NPNの場合)
高く保とうとしても、それに伴いベース電流が大きくな
ってしまうという問題点がある。
させる場合にも、コレクタからベースへリーク電流が流
れてしまう。すなわち、例えば、バイポーラトランジス
タをオフ状態にして、コレクタ電位を(NPNの場合)
高く保とうとしても、それに伴いベース電流が大きくな
ってしまうという問題点がある。
このバイポーラトランジスタのオフ状態での、コレクタ
からベースへのデプリーション型MO5FETを通した
リーク電流の問題は、本発明の回路では、もはやコレク
タがベースと接続されていないため、自然に解決される
。
からベースへのデプリーション型MO5FETを通した
リーク電流の問題は、本発明の回路では、もはやコレク
タがベースと接続されていないため、自然に解決される
。
そして、遷移状態において、ベース電流を供給するため
の電源は、コンデンサーを通して入力端子から取ること
により、定常状態(入力端子の電位が変動していない状
態)での、入力端子からのリーク電流もなくすことがで
きる。しかも遷移状態においては、コンデンサーを通し
て入力端子からベース電流が流れるために、スイッチン
グ速度を低下させることがない。
の電源は、コンデンサーを通して入力端子から取ること
により、定常状態(入力端子の電位が変動していない状
態)での、入力端子からのリーク電流もなくすことがで
きる。しかも遷移状態においては、コンデンサーを通し
て入力端子からベース電流が流れるために、スイッチン
グ速度を低下させることがない。
以下、本発明の実施例を以下に説明する。
第1図(a)〜(f)は本発明の基本的な回路構成の実
施例である。
施例である。
1.5,9,10,16,17,23,24゜30.3
1は信号入力端子、2,6,11,18゜15.32は
駆動されるバイポーラトランジスタ、3.7,12,1
3,19,20,26,27゜33.34は上記駆動さ
れるバイポーラトランジスタを駆動すルMO5FET、
4.8.14.15゜21.22,28,29,35
,36はコンデンサーである。
1は信号入力端子、2,6,11,18゜15.32は
駆動されるバイポーラトランジスタ、3.7,12,1
3,19,20,26,27゜33.34は上記駆動さ
れるバイポーラトランジスタを駆動すルMO5FET、
4.8.14.15゜21.22,28,29,35
,36はコンデンサーである。
(実施例1)
第1図(a)は、NMO8(Nチャシネ9MO5)3と
、コンデンサー45通して、入力端子1から供給する信
号により、NPNバイポーラトランジスタ2を駆動する
回路である。入力レベルがLowレベルからHi g
hレベルへ遷移することにより。
、コンデンサー45通して、入力端子1から供給する信
号により、NPNバイポーラトランジスタ2を駆動する
回路である。入力レベルがLowレベルからHi g
hレベルへ遷移することにより。
NMOSFET3がオンし、コンデンサー45を通して
入力端子からベース電流が供給される。
入力端子からベース電流が供給される。
第1図(b)は、PMOSFET (PチャンネルMO
3FET)7とコンデンサー8を通して、入力端子5か
ら供給する電流によって、PNPバイポーラトランジス
タ6を駆動する回路である。入力信号が旧ghレベルか
らLowレベルへ遷移することにより、PMOSFET
7がオンし、コンデンサ8を通して入力端子へベース電
流を引き抜くことができる。
3FET)7とコンデンサー8を通して、入力端子5か
ら供給する電流によって、PNPバイポーラトランジス
タ6を駆動する回路である。入力信号が旧ghレベルか
らLowレベルへ遷移することにより、PMOSFET
7がオンし、コンデンサ8を通して入力端子へベース電
流を引き抜くことができる。
(実施例2)
第1図(c)、(d)、(e)、(f)は実施例1で述
べた基本回路の原理を用いて、多入力論理回路に対応す
るために、論理を取れる構成にした例である。
べた基本回路の原理を用いて、多入力論理回路に対応す
るために、論理を取れる構成にした例である。
第1図(c)において、9は第1の入力端子、14は第
1のコンデンサー、12は第1のnMOSである。また
、1oは第N番目の入力端子、15は第N番目のコンデ
ンサー、13は第N番目のnMO5Ff7Tである。こ
わらが図の様に一直列に接続されることにより、N個の
全ての入力がHi g hレベルになった時だけNPN
バイポーラトランジスタ11にベース電流が供給される
ことになり、AND動作をすることになる。
1のコンデンサー、12は第1のnMOSである。また
、1oは第N番目の入力端子、15は第N番目のコンデ
ンサー、13は第N番目のnMO5Ff7Tである。こ
わらが図の様に一直列に接続されることにより、N個の
全ての入力がHi g hレベルになった時だけNPN
バイポーラトランジスタ11にベース電流が供給される
ことになり、AND動作をすることになる。
第1図(d)においても同様に、16は第1の入端子、
21は第1のコンデンサー、19は第1のnMOSFE
Tである。また、17は第N番目の入力端子、22は第
N番目のコンデンサー、20は第N番目のNMOSFE
Tである。これらが図の様に並列に接続されていること
により、N個の入力のうち、どれか1つでもHi g
h状態になると18のNPNバイポーラトランジスタに
ベース電流が供給されるというOR動作をすることにな
る。
21は第1のコンデンサー、19は第1のnMOSFE
Tである。また、17は第N番目の入力端子、22は第
N番目のコンデンサー、20は第N番目のNMOSFE
Tである。これらが図の様に並列に接続されていること
により、N個の入力のうち、どれか1つでもHi g
h状態になると18のNPNバイポーラトランジスタに
ベース電流が供給されるというOR動作をすることにな
る。
第1図(e)、 (f)は、第1図(Q)、 (d)と
同様に論理をとる方法をPNP トランジスタの場合に
ついて示した図である。
同様に論理をとる方法をPNP トランジスタの場合に
ついて示した図である。
第1図(,3)において、23は第1の入力端子、28
は第1のコンデンサー、26は第1のPMOSFETで
ある。また、24は第N番目の入力端子、29は第N番
目のコンデンサー、27は第N番目のPMOSFETで
ある。これらが図の様に直列に接続されることにより、
N個の全ての入力がHighレベルになった時だけPN
Pバイポーラトランジスタ25にベース電流が供給され
ることになることになり、AND動作をすることになる
。
は第1のコンデンサー、26は第1のPMOSFETで
ある。また、24は第N番目の入力端子、29は第N番
目のコンデンサー、27は第N番目のPMOSFETで
ある。これらが図の様に直列に接続されることにより、
N個の全ての入力がHighレベルになった時だけPN
Pバイポーラトランジスタ25にベース電流が供給され
ることになることになり、AND動作をすることになる
。
第1図(f)においても同様に、30は第1の入力端子
、35は第1のコンデンサー、33は第1の9MO5F
ETである。また、31は第N番目の入力端子、36は
第N番目のコンデンサー、34は第N番目のPMOSF
ETである。これらが図の様に並列に接続されることに
より、N個の入力のうち、どれか1つでもHi g h
状態になると32のPNPバイポーラトランジスタにベ
ース電流が供給されるというOR動作をすることになる
。
、35は第1のコンデンサー、33は第1の9MO5F
ETである。また、31は第N番目の入力端子、36は
第N番目のコンデンサー、34は第N番目のPMOSF
ETである。これらが図の様に並列に接続されることに
より、N個の入力のうち、どれか1つでもHi g h
状態になると32のPNPバイポーラトランジスタにベ
ース電流が供給されるというOR動作をすることになる
。
本実施例によれば、種々の論理回路に適用可能で、高速
、低消費電力な、MOSFETを用いたバイポーラトラ
ンジスタの駆動回路が得られる6という効果がある。
、低消費電力な、MOSFETを用いたバイポーラトラ
ンジスタの駆動回路が得られる6という効果がある。
(実施例3)
第5図は1本発明をPNPトランジスタとPNPトラン
ジスタの両方を用いた相補型バイポーラトランジスタ回
路に適用した時の基本構成を示した図である。
ジスタの両方を用いた相補型バイポーラトランジスタ回
路に適用した時の基本構成を示した図である。
50は信号入力端子、51と52は駆動されるPNP
トランジスタとNPNトランジスタ、53はPMOSF
ET (pチャンネルMOSFET)、54はNMOS
FET(nチャンネルMOSFET) 、55はコンデ
ンサーを示す。
トランジスタとNPNトランジスタ、53はPMOSF
ET (pチャンネルMOSFET)、54はNMOS
FET(nチャンネルMOSFET) 、55はコンデ
ンサーを示す。
第5図では、相互にコレクタが接続されたPNPトラン
ジスタ51およびNP1’lランジスタ52があり、P
NP トランジスタ51のベースには、PMO5FE7
53のソースが接続され、NPNトランジスタ52のベ
ースには、NMOSFET54のソースが接続され、P
MO3FET53および上記NMOSFET54のドレ
インは、相互に接続されるとともに、コンデンサー55
を介して入力端子50および、上記PMO3FET53
および上記NMOSFET54のゲートへ接続されてい
る。
ジスタ51およびNP1’lランジスタ52があり、P
NP トランジスタ51のベースには、PMO5FE7
53のソースが接続され、NPNトランジスタ52のベ
ースには、NMOSFET54のソースが接続され、P
MO3FET53および上記NMOSFET54のドレ
インは、相互に接続されるとともに、コンデンサー55
を介して入力端子50および、上記PMO3FET53
および上記NMOSFET54のゲートへ接続されてい
る。
(実施例1)と同様に、入力端子50がHighレベル
から、Lowレベルへ遷移する時は、51のベース電流
が引き抜かれ、50がLowレベルからHighレベル
へ遷移する時は、52ヘベース電流が供給される。従っ
て50に印加する入力信号により、51か52のいずれ
か一方のバイポーラトランジスタのみが動くという、バ
イポーラトランジスタの相補動作をさせることが出来る
。
から、Lowレベルへ遷移する時は、51のベース電流
が引き抜かれ、50がLowレベルからHighレベル
へ遷移する時は、52ヘベース電流が供給される。従っ
て50に印加する入力信号により、51か52のいずれ
か一方のバイポーラトランジスタのみが動くという、バ
イポーラトランジスタの相補動作をさせることが出来る
。
本実施例によれば、定常状態において入力端子からベー
スへのリーク電流がなく、従って低消費電力で、しかも
、バイポーラトランジスタの相補動作によって高速な、
論理回路を実現することができる。
スへのリーク電流がなく、従って低消費電力で、しかも
、バイポーラトランジスタの相補動作によって高速な、
論理回路を実現することができる。
(実施例4)
第6図に(実施例3)の基本構成を使った、インバータ
論理ゲート回路の実施例を示す。
論理ゲート回路の実施例を示す。
第6図において、50は入力端子、51はPNPトラン
ジスタ、52はNPNトランジスタ、53はNMOSF
ET 、54はPMOSFET 、55はコンデンーで
あり、これらは第5図と共通の構成である。なお、これ
らのMOSFETはすべてデプリーション型としである
。60はNMOSFET、61はPMOSFET、62
はMOSFETの電源端子である。MOSFETの電源
端子62は通常、64はバイポーラトランジスタの電源
端子と同一極性に設定する。また図の破線で示示す様に
、MOSFETの電源端子62とパイボーラトランジス
タの電源端子64を接続してもよい。
ジスタ、52はNPNトランジスタ、53はNMOSF
ET 、54はPMOSFET 、55はコンデンーで
あり、これらは第5図と共通の構成である。なお、これ
らのMOSFETはすべてデプリーション型としである
。60はNMOSFET、61はPMOSFET、62
はMOSFETの電源端子である。MOSFETの電源
端子62は通常、64はバイポーラトランジスタの電源
端子と同一極性に設定する。また図の破線で示示す様に
、MOSFETの電源端子62とパイボーラトランジス
タの電源端子64を接続してもよい。
65はバイポーラトランジスタの基準電位端子、63は
MOSFETの基準電位端子である。これら63゜65
も、図に示す様に接続しても良い。66と67はそれぞ
れPNPトランジスタ51とNPNl、ランジスタ52
をクランプするショットキーバリアダイオードなどのダ
イオードであり、破線で示した様に接続して用いても良
い。
MOSFETの基準電位端子である。これら63゜65
も、図に示す様に接続しても良い。66と67はそれぞ
れPNPトランジスタ51とNPNl、ランジスタ52
をクランプするショットキーバリアダイオードなどのダ
イオードであり、破線で示した様に接続して用いても良
い。
次にこの回路の動作を説明する。
先ず、信号に入力端子5oがLowレベルにある時は、
PMOSFET53と、PMO5FE761がオンし、
PNP トランジスタ51のベース・エミッタ接合、P
MO3FET53 、 NMOSFET54 、 PM
O3FET61を通って、NMOSFET54のリーク
電流でその大きさが決まる電流が流れ、PNP トラン
ジスタ51がオンし、出力端子68がHighレベルに
なる。
PMOSFET53と、PMO5FE761がオンし、
PNP トランジスタ51のベース・エミッタ接合、P
MO3FET53 、 NMOSFET54 、 PM
O3FET61を通って、NMOSFET54のリーク
電流でその大きさが決まる電流が流れ、PNP トラン
ジスタ51がオンし、出力端子68がHighレベルに
なる。
次に、信号入力端子50がHi ghレベルにある時は
、NMO3FE754と、PMOSFET60がオンし
、PNPトランジスタ52のベース・エミッタ接合、N
MOSFET54 、 PMO3FET53 、 PM
O3FET60を通って、PMO3FET53のリーク
電流でその大きさが決まる電流が流れ、NPNトランジ
スタ52がオンし、出力端子68がLowレベルになる
。
、NMO3FE754と、PMOSFET60がオンし
、PNPトランジスタ52のベース・エミッタ接合、N
MOSFET54 、 PMO3FET53 、 PM
O3FET60を通って、PMO3FET53のリーク
電流でその大きさが決まる電流が流れ、NPNトランジ
スタ52がオンし、出力端子68がLowレベルになる
。
次に、信号入力端子50がLowレベルからHi g
hレベルへ遷移する時の動作を説明する。
hレベルへ遷移する時の動作を説明する。
50の電位が上昇し始めると、NMOSFET54がオ
ンし、コンデンサー55とNMOSFET54を通って
50からNPNトランジスタ52ヘベース電流が供給さ
れ、52がオンする。
ンし、コンデンサー55とNMOSFET54を通って
50からNPNトランジスタ52ヘベース電流が供給さ
れ、52がオンする。
また、信号入力端子50がHighレベルからLowレ
ベルへ遷移すると、PMOSFET53がオンし、コン
デンサー55とPMO5FE753を通って、PNPト
ランジスタ51のベース電流が50へ引き抜かれ、51
がオンする。
ベルへ遷移すると、PMOSFET53がオンし、コン
デンサー55とPMO5FE753を通って、PNPト
ランジスタ51のベース電流が50へ引き抜かれ、51
がオンする。
ここで、と、PMO3FET53とNMOSFET54
はデプリーション型としたのは、以上の説明で分かるよ
うに、オフ状態でもDC的にベース電位を決めるための
少量のリーク電流を流すためと、より小さなオン抵抗を
得ることにより、遷移状態において、より大きいベース
電流を流すことを可能にして、大きいスイッチング速度
を得るためである。
はデプリーション型としたのは、以上の説明で分かるよ
うに、オフ状態でもDC的にベース電位を決めるための
少量のリーク電流を流すためと、より小さなオン抵抗を
得ることにより、遷移状態において、より大きいベース
電流を流すことを可能にして、大きいスイッチング速度
を得るためである。
本実施例によれば、
(1)定常状態ではバイポーラトランジスタのDC電位
の保持電流のみが流れるため、論理回路の消費電力を小
さくでき。
の保持電流のみが流れるため、論理回路の消費電力を小
さくでき。
しかも、
(2)遷移状態においては、コンデンサーを通して、バ
イポーラトランジスタのベース電流を供給するため、高
速なスイッチング速度が得られるという効果がある。
イポーラトランジスタのベース電流を供給するため、高
速なスイッチング速度が得られるという効果がある。
また、本実施例の回路をつかえば、電源電圧の値が66
%低下しても、従来回路において、従来の電源電圧とし
たときと同等の論理ゲートの速度が得られる。
%低下しても、従来回路において、従来の電源電圧とし
たときと同等の論理ゲートの速度が得られる。
(実施例5)
第7図にインバーター論理ゲート回路のもう1つの実施
例を示す。
例を示す。
5oから55までと、62から68までは、(実施例4
)と同一物を示す。本実施例が実施例4と異なるのは、
バイポーラトランジスタ51と52のベース引き抜きの
手段として用いているMOSFETである。実施例4に
おいてはそのゲート信号を入力端子からとっていたが、
本実施例では、これを出力端子68から取っている。こ
れに伴い、69はPMOSFET 、70はNMOSF
ET とする。
)と同一物を示す。本実施例が実施例4と異なるのは、
バイポーラトランジスタ51と52のベース引き抜きの
手段として用いているMOSFETである。実施例4に
おいてはそのゲート信号を入力端子からとっていたが、
本実施例では、これを出力端子68から取っている。こ
れに伴い、69はPMOSFET 、70はNMOSF
ET とする。
本実施例1によっても、(実施例4)と同様な効果が得
られる。
られる。
(実施例6)
第8図に2人力NAND論理ゲート回路の実施例を示す
。
。
第8図において80.81は入力端子、98は出力端子
である。84.85はPMOSFET 、86 。
である。84.85はPMOSFET 、86 。
87はNMOSFET 、 88 、89はコンデンサ
ーである。
ーである。
入力端子80は、PMOSFET84のゲート、 NM
O5FE791のゲート、 NMOSFET87のゲー
ト、およびPMO3FET92のゲートに接続されると
ともに、コンデンサー88を介してPMOSFET84
のソース、てPMOSFET85のソース、 NMOS
FET86のソース、およびコンデンサー89に接続さ
れる。
O5FE791のゲート、 NMOSFET87のゲー
ト、およびPMO3FET92のゲートに接続されると
ともに、コンデンサー88を介してPMOSFET84
のソース、てPMOSFET85のソース、 NMOS
FET86のソース、およびコンデンサー89に接続さ
れる。
入力端子81は、コンデンサー89に接続されるととも
に、NN05FET90のゲート、PMO5FII!T
85のゲート、NMOSFET86のゲート、PMO3
FE793のゲートに接続される。
に、NN05FET90のゲート、PMO5FII!T
85のゲート、NMOSFET86のゲート、PMO3
FE793のゲートに接続される。
PNPトランジスタ82とNPNトランジスタ83のコ
レクタ間は相互に接続されるとともに、出力端子98に
接続される。また、それぞれダイオード99,100に
よってクランプしてもよい。
レクタ間は相互に接続されるとともに、出力端子98に
接続される。また、それぞれダイオード99,100に
よってクランプしてもよい。
PNPトランジスタ82のエミッタは、バイポーラの電
源端子92に接続されており、破線で示すようにMOS
FETの電源端子94に接続してもよい。
源端子92に接続されており、破線で示すようにMOS
FETの電源端子94に接続してもよい。
NPN トランジスタ83のエミッタは、バイポーラト
ランジスタの基準電位端子97に接続されており、また
図中の破線に示すとと< MOSFETの基準電位端子
95に接続されている。
ランジスタの基準電位端子97に接続されており、また
図中の破線に示すとと< MOSFETの基準電位端子
95に接続されている。
111M05FET90のドレインは、MOSFETの
11m端子94に接続され、そのソースは、NMOSF
ET91のドレインに接続される。
11m端子94に接続され、そのソースは、NMOSF
ET91のドレインに接続される。
NN05FET90のソースは、PNPトランジスタ8
2のベース、PMO5FE785のドレインおよびPM
O3FET84のドレインに接続される。
2のベース、PMO5FE785のドレインおよびPM
O3FET84のドレインに接続される。
PMO5FE785のソースはNMOSFET86のド
レインに接続される。
レインに接続される。
NMOSFET86のドレインはNMOSFET87の
ソースに接続される。
ソースに接続される。
NMOSFET87のドレインは、NPNトランジスタ
83のベース、PMOSFET93のソースおよび。
83のベース、PMOSFET93のソースおよび。
PMO3FE792のソースに接続される。
PNOSFET93のドレインは、PP4SFET92
のドレインおよびMOSFETの基準電位端子95に接
続される。
のドレインおよびMOSFETの基準電位端子95に接
続される。
上記MO5FETの接続においては、ソースとドレイン
を入れ替えてもよい。この構成で、2つの入力端子のど
ちらか少なくとも一方が、LOWレベルになる時、PN
Pトランジスタ82のベース電流を入力端子へ引き抜き
こととなる。両方がlI i g hレベルになる時、
入力端子からNPN トランジスタ83にベース電流を
供給することになる。
を入れ替えてもよい。この構成で、2つの入力端子のど
ちらか少なくとも一方が、LOWレベルになる時、PN
Pトランジスタ82のベース電流を入力端子へ引き抜き
こととなる。両方がlI i g hレベルになる時、
入力端子からNPN トランジスタ83にベース電流を
供給することになる。
90.91はNMOSFET 、92 、93はPP4
oSFETであり、入力端子80および81のレベルに
よって、バイポーラトランジスタ82.83をオン。
oSFETであり、入力端子80および81のレベルに
よって、バイポーラトランジスタ82.83をオン。
オフさせ、NAND論理をとる0表1に入力端子80お
よび81のレベルによる、動作状態を示す。
よび81のレベルによる、動作状態を示す。
ただし、表1にオフ状態と示しても1M0SFET84
〜93はデプリーション型であるから、リーク電流は流
れ得る。
〜93はデプリーション型であるから、リーク電流は流
れ得る。
本実施例により、〜3v程度の低電源電圧でも。
高速、低消費電力で動作する、2人力NAND論理ゲー
ト回路が得られた。
ト回路が得られた。
なお1本実施例では2人力NAND回路を例にとって説
明したが、3人力以上のNAND回路にも、あるいは、
類似の構成による、2人力以上のNDR回路も容易に得
ることができる。
明したが、3人力以上のNAND回路にも、あるいは、
類似の構成による、2人力以上のNDR回路も容易に得
ることができる。
(発明の効果〕
以上述べた様に、本発明によれば、
デプリーション型MO8を用いて、バイポーラトランジ
スタの駆動回路を構成できるので、従来技術によるバイ
ポーラトランジスタの駆動回路に比べ、低電源電圧でよ
り高速に動作する。
スタの駆動回路を構成できるので、従来技術によるバイ
ポーラトランジスタの駆動回路に比べ、低電源電圧でよ
り高速に動作する。
低消費電力な、バイポーラトランジスタの駆動回路が得
られるという、効果がある。
られるという、効果がある。
4、図面の簡単な説明 ゛
第1図は、本発明の実施例1,2を示す回路図、第2図
、第3図は、バイポーラトランジスタの、MOSによる
、従来の駆動回路、第4図はエンハンスメント型とデプ
リーション型MO5の違いを示す、概念図、第5図は実
施例3を示す図、第6図は実施例4を示す図、第7図は
実施例5を示す図、第8図は実施例6を示す図である。
、第3図は、バイポーラトランジスタの、MOSによる
、従来の駆動回路、第4図はエンハンスメント型とデプ
リーション型MO5の違いを示す、概念図、第5図は実
施例3を示す図、第6図は実施例4を示す図、第7図は
実施例5を示す図、第8図は実施例6を示す図である。
1.5・・・入力端子、2,6・・・駆動されるバイポ
ーラトランジスタ、3,7・・・駆動するMOS、4゜
8・・・駆動するコンデンサー、50・・・入力端子、
51・・・PNPトランジスタ、52・・・NPNトラ
ンジスタ、53・・・PMO3FET 、54・・・N
MOSFET 、 55・・・コンデンサ、−68出力
端子。
ーラトランジスタ、3,7・・・駆動するMOS、4゜
8・・・駆動するコンデンサー、50・・・入力端子、
51・・・PNPトランジスタ、52・・・NPNトラ
ンジスタ、53・・・PMO3FET 、54・・・N
MOSFET 、 55・・・コンデンサ、−68出力
端子。
第 1 口
躬1 の
76.77 人カゴ韻チ
33.3午 P間as FET
35+36 ]”、チ゛才
213P間OδFET
第 4 口
石50
¥ 6の
53 P間051mE T
猶7 口
兄 入力端子 5牛 NMQs
ダIPNP!rタ コ〉千゛ン寸−
52NρN 61? ムカ江綿チ53
PMCI5
PMCI5
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、NPN(PNP)バイポーラトランジスタと、コン
デンサとNMOS(PMOS)FETとを有し、 該NPN(PNP)バイポーラトランジスタのベースに
、該NMOS(PMOS)FETのソースを接続し、 該NMOS(PMOS)FETのゲートを入力端子とし
、 入力端子と該NMOS(PMOS)FETのドレインと
の間にコンデンサを接続し、 入力端子に印加する信号により該NPN (PNP)バイポーラトランジスタを駆動することを特
徴とする半導体回路装置。 2、上記NMOS(PMOS)FETは、デイプリーシ
ヨン型であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体回路装置。 3、相互にコレクタが接続されたPNPトランジスタお
よびNPNトランジスタを有し、上記PNPトランジス
タのベースには、 PMOSFETのソースが接続され、 上記NPNトランジスタのベースには、 NMOSFETのソースが接続され、 上記PMOSFETおよび上記NMOSFETのドレイ
ンは、相互に接続されるとともに、コンデンサーを介し
て入力端子および上記PMOSFETおよび上記NMO
SFETのゲートへ接続されていることを特徴とする半
導体回路装置。 4、特許請求の範囲第2項において、 該PNPトランジスタと、該NPNトランジスタのそれ
ぞれに、ベース蓄積電荷の引き抜きのための手段を持つ
ことを特徴とする半導体回路装置。 5、特許求の範囲第2項において、 PNPトランジスタとNPNトランジスタの少なくとも
一方がショットキーバリアダイオード等のダイオードに
よつてクランプされていることを特徴とする半導体回路
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253700A JPH0197013A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 半導体回路装置 |
| DE8888116579T DE3867587D1 (de) | 1987-10-09 | 1988-10-06 | Halbleiterschaltungsvorrichtung. |
| EP88116579A EP0311083B1 (en) | 1987-10-09 | 1988-10-06 | Semiconductor circuit device |
| US07/254,568 US4948994A (en) | 1987-10-09 | 1988-10-07 | Semiconductor circuit for driving the base of a bipolar transistor |
| CA000579634A CA1310375C (en) | 1987-10-09 | 1988-10-07 | Semiconductor circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253700A JPH0197013A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 半導体回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0197013A true JPH0197013A (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=17254936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62253700A Pending JPH0197013A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 半導体回路装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4948994A (ja) |
| EP (1) | EP0311083B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0197013A (ja) |
| CA (1) | CA1310375C (ja) |
| DE (1) | DE3867587D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
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| EP0387463A1 (en) * | 1989-03-14 | 1990-09-19 | International Business Machines Corporation | Improvements to complementary emitter follower drivers |
| US4999523A (en) * | 1989-12-05 | 1991-03-12 | Hewlett-Packard Company | BICMOS logic gate with higher pull-up voltage |
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| US5089727A (en) * | 1990-04-02 | 1992-02-18 | Motorola, Inc. | Pulsed driver circuit |
| JP2607394B2 (ja) * | 1990-11-01 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | 非反転バッファ装置および半導体記憶装置 |
| US5604417A (en) * | 1991-12-19 | 1997-02-18 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
| US5243237A (en) * | 1992-01-22 | 1993-09-07 | Samsung Semiconductor, Inc. | Noninverting bi-cmos gates with propagation delays of a single bi-cmos inverter |
| GB9222455D0 (en) * | 1992-10-26 | 1992-12-09 | Philips Electronics Uk Ltd | A current sensing circuit |
| FR2849536B1 (fr) * | 2002-12-27 | 2007-02-23 | St Microelectronics Sa | Circuit d'interface de fourniture de tension |
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|---|---|---|---|---|
| US3443122A (en) * | 1965-11-03 | 1969-05-06 | Gen Dynamics Corp | Gating circuit utilizing junction type field effect transistor as input driver to gate driver |
| FR1465699A (fr) * | 1965-12-03 | 1967-01-13 | Csf | Circuits logiques à transistors à effet de champ |
| GB1251693A (ja) * | 1968-02-29 | 1971-10-27 | ||
| DE1765454C3 (de) * | 1968-05-21 | 1975-07-03 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Schaltungsanordnung mit einem an einen Impulsgenerator angeschlossenen Hallgenerator |
| JPS5630961B2 (ja) * | 1973-09-10 | 1981-07-18 | ||
| DE2511488A1 (de) * | 1975-03-15 | 1976-09-23 | Bosch Gmbh Robert | Cmos-inverter |
| JPS5919435A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS5925424A (ja) * | 1982-08-04 | 1984-02-09 | Hitachi Ltd | ゲ−ト回路 |
| JPS6016022A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Fujitsu Ltd | コンプリメンタリロジツク回路 |
| KR890004212B1 (en) * | 1983-07-08 | 1989-10-27 | Fujitsu Ltd | Complementary logic circuit |
| JPS6051326A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-22 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| US4590395A (en) * | 1984-07-20 | 1986-05-20 | Honeywell Inc. | FET-bipolar drive circuit |
| JPH0685498B2 (ja) * | 1984-08-24 | 1994-10-26 | 株式会社日立製作所 | 論理回路 |
| JPS61289723A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-19 | Nec Corp | 高電圧デイジタル制御信号出力回路 |
| EP0433271A3 (en) * | 1985-07-22 | 1991-11-06 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device |
| JPS6193655A (ja) * | 1985-09-30 | 1986-05-12 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| US4962181A (en) * | 1989-05-08 | 1990-10-09 | Hoechst Celanese Corp. | Polyamide polymer having 12-F fluorine-containing linking groups |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62253700A patent/JPH0197013A/ja active Pending
-
1988
- 1988-10-06 DE DE8888116579T patent/DE3867587D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-06 EP EP88116579A patent/EP0311083B1/en not_active Expired
- 1988-10-07 US US07/254,568 patent/US4948994A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-07 CA CA000579634A patent/CA1310375C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0311083A3 (en) | 1990-03-07 |
| EP0311083A2 (en) | 1989-04-12 |
| EP0311083B1 (en) | 1992-01-08 |
| DE3867587D1 (de) | 1992-02-20 |
| US4948994A (en) | 1990-08-14 |
| CA1310375C (en) | 1992-11-17 |
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