JPH0410711A - 半導体論理回路 - Google Patents

半導体論理回路

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JPH0410711A
JPH0410711A JP2112391A JP11239190A JPH0410711A JP H0410711 A JPH0410711 A JP H0410711A JP 2112391 A JP2112391 A JP 2112391A JP 11239190 A JP11239190 A JP 11239190A JP H0410711 A JPH0410711 A JP H0410711A
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JP
Japan
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node
gate
power supply
enhancement type
whose
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Application number
JP2112391A
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English (en)
Inventor
Kazuo Nakaizumi
中泉 一雄
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は半導体集積回路の論理回路に関し、特に化合物
半導体集積回路の論理回路に関する。
[従来の技術] 従来、この種の化合物半導体の論理回路はBFL(Bu
ffered  FET  Logic)で構成されて
いた。
以下、図面を参照して説明する。第7図に従来のインバ
ータ回路を示す。このインバータ回路は、デプレッショ
ン型トランジスタ(以下、D−FET)Qll〜Q14
、ダイオード’Dll、  D12、付加容量C11か
ら構成され、第1の電源として接地電位、第2の電位と
しチー2.  OV(:1)VSSIと−5,2vのV
 SS2を用いている。尚、φlN2は入力信号、φ0
UT2は出力信号である。
第8図は動作説明図である。以下、第8図を参照して動
作を説明する。まず、時刻t1て入力信号φlN2が高
レベルから低レベルに遷移を開始すると、時刻t2で節
点Nilと出力信号φ酊2が低レベルから高レベルに遷
移を開始し、時刻t5て高レベルになる。一方、時刻上
〇で入力信号φlN2が低レベルから高レベルに遷移を
開始すると、時刻t7で節点NUと出力信号φ0UT2
が高レベルから低レベルに遷移を開始し、時刻tlOて
低レベルになる。
第7図は上記動作における動作電流を示す。すなわち、
入力信号φlN2が高レベルから低レベルに遷移する場
合には、トランジスタQ12のコンダクタンスの減少に
より電源VSSIへ流れる電流Illは減少する一方、
節点Nilと出力信号φ0UT2のレベルが上昇して電
源V SS2へ流れる電流112は増加する。また、入
力信号φlN2が低レベルから高レベルに遷移する場合
には、トランジスタQ12のコンダクタンスの増大によ
り電流Illは増加する一方、電流112は減少する。
[発明が解決しようとする課題] このように、従来の化合物半導体のBFして構成される
インバータ回路はトランジスタQ14の定電流源により
、定常電流が流れるため、付加容量C1lを0. 5ρ
F、  Q13.  Q14.  Dll、  D12
のゲート幅を30μ、Qll、  Q12のゲート幅を
5μとすると、入力信号φlN2の中間電位である時刻
t2(t7)から出力信号φ0UT2の中間電位である
時刻t4(t9)まての応答時間は約200PSて高速
動作する。しかしながら、このような定電流源を用いる
ことにより、動作電流はφINIIが低レベル、高レベ
ルで全体として同一電流であり、消費電力は入力信号φ
lN2が低レベル時は2. 8mAX5. 2V勾14
.6…讐、入力信号φlN2が高レベル時はく0゜6m
AX2.OV)+ (2,3mAX5.2V) #13
mWで平均した13.8mWにもなるという問題があっ
た。
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体論理回路は、ドレインを第1の電源にゲ
ートとソースを第1の節点に接続したデプレッション型
トランジスタと、ゲートとドレインを第2の節点にソー
スを第2の電源に接続した第1のエンハンスメント型ト
ランジスタと、トルインを第1の電源にゲートを第1の
節点にソースを出力端子に接続した第2のエンハンスメ
ント型トランジスタと、トレインを出力端子にゲートを
第2の節点にソースを第2の電源に接続した第3のエン
ハンスメント型トランジスタと、ゲートを入力端子に接
続した第1の節点と第2の節点との開に介装された入力
用エンハンスメント型トランジスタとを備えたことを特
徴とする。
また、本発明の半導体論理回路は、第1のエンハンスメ
ント型トランジスタに代えて、アノードを第2の節点に
カソードを第2の電源に接続したダイオードを備えたこ
とを特徴とする。尚、入力用エンハンスメント型トラン
ジスタを第1の節点と第2の節点との間に複数個直列に
介装したすることにより複数入力のNAND回路となり
、入力用エンハンスメント型トランジスタを第1の節点
と第2の節点との間に複数個並列に介装したすることに
より複数入力のNOR回路となる。
[実施例] 次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図に本発明の第1の実施例に係るインバータ回路を
示す。本実施例のインバータ回路は、ドレインを第1の
電[GNDにゲートとソースを第1の節点N1に接続し
たデプレッション型トランジスタQlと、アノードを第
2の節点N2にカソードを−2,0Vの第2の電源VS
SIに接続したダイオードDIと、ドレインを第1の電
源GNDにゲートを第1の節点N1にソースを出力端子
QOUTIに接続したエンハンスメント型トランジスタ
Q4と、ドレインを出力端子φはITIにゲートを第2
の節点N2にソースを第2の電源VSSIに接続したエ
ンハンスメント型トランジスタQ5と、ゲートを入力端
子φN1に接続して第1の節点Nlと第2の節点N2と
の間に介装された入力用エンハンスメント型トランジス
タQ3とを備えている。尚、Q2はトランジスタQ3の
ショットキーダイオードのオン電流低減用のデプレッシ
ョン型トランジスタであり、前述した従来例と大きく相
違するところはエンハンスメント型)・ランジスタ(E
−FET)を用い、また、電位の大きい電源VSS2(
−5,2V)を用いていないところである。
以下、第2図の動作説明図を参照して第1の実施例の動
作を説明する。まず、時刻t1て入力信号φINIが高
レベルから低レベルに遷移を開始すると、時刻t2て節
点N1と出力信号φ0UTIは低レベルから高しJ\ル
に遷移を開始し、時刻t5て高レベルになる。一方、時
刻上〇で入力信号φINIが低レベルから高レベルに遷
移を開始すると、時刻t7て節点N1と出力信号φ0U
TIは高レベルから低レベルに遷移を開始し、時刻tl
oで低レベルになる。
また、第3図は第1図の動作電流を示す。入力信号φI
NIが高レベル(−’0.3V)から低レベル(−1,
7V)に遷移する場合は、トランジスタQ3のコンダク
タンスの減少により節点N2のレベルが低下して電流■
1が減少すると共に、トランジスタQ5のコンダクタン
スが減少して電流I2が減少する。また、入力信号φI
NIが高レベルに遷移する場合には節点N2のレベルが
上昇して電流11゜I2は増加する。ここで、トランジ
スタQ5のコンダクタンスが変化するため、大きな電源
V SS2を用いずとも比較的小さな電源VSSIて十
分に機能させることができる。すなわち、入力信号φI
NIが低レベル(−1,7V)ではほとんど電流が流れ
ない。
第1図の04.  Q5のゲート幅を30μ、付加容量
を0. 5pF、  QL  Q2.  Q3.  D
Iのゲート幅をそれぞれ31i、3μ、6μ、6μとす
ると、入力信号φINIの中間電位である時刻t2(t
7)から出力信号φ0UTIの中間電位である時刻t4
(t9)までの応答時間は約200PSで従来例と同一
で高速動作をする上、消費電力は入力信号φINIが低
レベル時(−1,7V) に0.45mAX2.0V=
0゜9mWであり、φINIが高レベル時(−0,3V
)には(0,45mAX2. OV) + (1,65
mAX2゜0V)=4.2mWであり、φIN1が高レ
ベル時と低レベル時の平均は2.55n+LJとなり、
従来例の13、 8mWの約115になる。
第4図は本発明の第2の実施例を示す。
本実施例は第1図に示したインバータ回路を基本構成と
した2人力NOR回路であり、第1の節点N1と第2の
節点N2との間に入力用エンハンスメント型トランジス
タQ3.  Q7を並列に介装しである。尚、Q6はト
ランジスタQ2と同様のオン電流低減用デプレッション
トランジスタであり、トランジスタQ7のゲートにはも
う1つの入力信号φN26が入力される。本実施例でも
第1の実施例と同様の消費電力の低減が達成される。
第5図は本発明の第3の実施例を示す。
本実施例は第1図に示した第1の実施例において、ダイ
オードD1に変えて、ゲートとドレインを第2の節点N
2にソースを第2の電源VSSIに接続したエンハンス
メント型トランジスタQ8として、インバータ回路を構
成したものである。本実施例においても第1の実施例と
同様の作用を奏し、同様に消費電力の低減が達成できる
第6図は本発明の第4の実施例を示す。
本実施例は第5図に示したインバータ回路を基本構成と
した2人力NOR回路であり、第1の節点N1と第2の
節点N2との間に入力用エンハンスメント型トランジス
タQ3.  Q4を並列に介装しである。尚、QIOは
オン電流低減用のデプレッション型トランジスタであり
、トランジスタQ9のゲートにもう1つの入力信号φl
 N26が入力される。
尚、第4図及び第6図には入力用エンハンスメント型ト
ランジスタを複数並列に配して複数人力NOR回路とし
た例を示したが、入力用エンハンスメント型トランジス
タを複数直列に配すれば、複数人力NAND回路を構成
することかできる。
−10= [発明の効果コ 以上説明したように本発明は、エンハンスメント型トラ
ンジスタとデプレッション型トランジスタとを組み合わ
せて使用し、比較的大きな電源(−5,2V電源)を省
略したので、従来例と同一の高速動作を確保しながら、
消費電力を従来例の約115に削減できるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のインバータ回路を示す
回路図、第2図はその動作説明図、第3図はその動作電
流図、第4図は本発明の第2の実施例のNOR回路を示
す回路図、第5図は本発明の第3の実施例のインバータ
回路を示す回路図、第6図は本発明の第4の実施例のN
OR回路を示す回路図、第7図は従来例のインバータ回
路を示す回路図、第8図はその動作説明図、第9図はそ
の動作電流図である。 Ql、  Q2. Q6.  QIO・・・・デプレッ
ション型トランジスタ、 Q3.  Q4. 45゜ Q?、  Q8.  Q9・・・・・・・エンハンスメ
ント型トランジスタ、 Di、  Dll、  DI2◆◆・・・◆ダイオード
、CI・・・・・・・・・・・・付加容量、N1〜N4
.Nil〜N13・・・・節点、VSSI−−−−−−
−−−−−2V、VSS2・・争・e会壷・・φ−5,
2y。 φIN1.φlN2・φ・・・・・入力信号、φ0UT
I、  φ0UT2・・・・・・出力信号、If、  
I2.  Ill、  112・・・・電流。 特許出願人  日本電気株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ドレインを第1の電源にゲートとソースを第1の
    節点に接続したデプレッシヨン型トランジスタと、ゲー
    トとドレインを第2の節点にソースを第2の電源に接続
    した第1のエンハンスメント型トランジスタと、ドレイ
    ンを第1の電源にゲートを第1の節点にソースを出力端
    子に接続した第2のエンハンスメント型トランジスタと
    、ドレインを出力端子にゲートを第2の節点にソースを
    第2の電源に接続した第3のエンハンスメント型トラン
    ジスタと、ゲートを入力端子に接続した第1の節点と第
    2の節点との間に介装された入力用エンハンスメント型
    トランジスタとを備えたことを特徴とする半導体論理回
    路。
  2. (2)第1のエンハンスメント型トランジスタに代えて
    、アノードを第2の節点にカソードを第2の電源に接続
    したダイオードを備えたことを特徴とする請求項1に記
    載の半導体論理回路。
  3. (3)入力用エンハンスメント型トランジスタを第1の
    節点と第2の節点との間に複数個直列に介装したことを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体論理
    回路。
  4. (4)入力用エンハンスメント型トランジスタを第1の
    節点と第2の節点との間に複数個並列に介装したことを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体論理
    回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06268516A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Nec Corp クロック従属同期方法
DE112022007290T5 (de) 2022-05-27 2025-03-20 Ykk Corporation Befestigungsstreifen und verfahren zu dessen herstellung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06268516A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Nec Corp クロック従属同期方法
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