JPH04120819A - 論理回路 - Google Patents
論理回路Info
- Publication number
- JPH04120819A JPH04120819A JP2240613A JP24061390A JPH04120819A JP H04120819 A JPH04120819 A JP H04120819A JP 2240613 A JP2240613 A JP 2240613A JP 24061390 A JP24061390 A JP 24061390A JP H04120819 A JPH04120819 A JP H04120819A
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- Japan
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- node
- field effect
- effect transistor
- level
- logic circuit
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
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、半導体集積回路の論理回路に利用され、特に
、化合物半導体集積回路の論理回路に関する。
、化合物半導体集積回路の論理回路に関する。
本発明は、特に、化合物半導体集積回路の論理回路にお
いて、 入力回路として、ディプレション型電界効果トランジス
タと組み合されたエンハンスメント型電界効果トランジ
スタを用いることにより、消費電力の減少化を図ったも
のである。
いて、 入力回路として、ディプレション型電界効果トランジス
タと組み合されたエンハンスメント型電界効果トランジ
スタを用いることにより、消費電力の減少化を図ったも
のである。
従来、この種の化合物半導体集積回路の論理回路はBF
L (バッフアートFET論理回路(Buffered
PET Logic) )で構成されていた。
L (バッフアートFET論理回路(Buffered
PET Logic) )で構成されていた。
以下、図面を参照して説明する。第6図は従来のインパ
ーク回路図である。ΦINは人力信号、ΦOUTは出力
信号、Ql、〜Q14はNチャネル型のデプレション型
電界効果トランジスタ(以下、I)−FETという。)
、D、1およびDl2はダイオード、C1は付加容量、
VSSI は−2,OVの電源、ならびにV S S
2 は−5,2Vの電源である。
ーク回路図である。ΦINは人力信号、ΦOUTは出力
信号、Ql、〜Q14はNチャネル型のデプレション型
電界効果トランジスタ(以下、I)−FETという。)
、D、1およびDl2はダイオード、C1は付加容量、
VSSI は−2,OVの電源、ならびにV S S
2 は−5,2Vの電源である。
次に、本従来例の動作について第7図の動作説明図を用
いて説明する。
いて説明する。
まず、時刻t1で人力信号ΦINがr HJレベルから
「L」レベルに遷移を開始すると、時刻t2で節点N1
.と出力信号ΦOUTが「L」レベルから「H」レベル
に遷移を開始し、時刻t5で「H」レベルになる。時刻
t6で人力信号ΦINが「L」レベルから「H」レベル
に遷移を開始すると、時刻t7で節点Nllと出力信号
ΦOUTがr)(Jレベルから「L」レベルに遷移を開
始し、時刻tl。
「L」レベルに遷移を開始すると、時刻t2で節点N1
.と出力信号ΦOUTが「L」レベルから「H」レベル
に遷移を開始し、時刻t5で「H」レベルになる。時刻
t6で人力信号ΦINが「L」レベルから「H」レベル
に遷移を開始すると、時刻t7で節点Nllと出力信号
ΦOUTがr)(Jレベルから「L」レベルに遷移を開
始し、時刻tl。
で「L」レベルになる。
また、第8図は第6図の動作電流を示す。人力信号ΦI
Nが「L」レベルと「H」レベルの場合とで動作電流は
ほとんど同一である。
Nが「L」レベルと「H」レベルの場合とで動作電流は
ほとんど同一である。
この従来の化合物半導体集積回路のBFLで構成される
インバータ回路は、D −F E T Q laの定電
流源により定常電流が流れるため、付加容量C1□を0
.5p F 、 D F E T Q+3およびC1
4ならびにダイオードD1□およびDl。のゲート幅を
30μmXDFETQ、、およびC12のゲート幅を5
μmとすると、人力信号ΦINの中間電位である時刻t
2(t7)から出力信号ΦOUTの中間電位である時刻
t4 (t9)までの応答時間は、約200pSで高速
動作するが、動作電流は、人力信号ΦINで「L」レベ
ルと「H」レベルの場合はとんど同一電流であり、消費
電力は、 (2,8m八へ2.OV) +(0,5mAX5.2
v) −8,2mWにもなる欠点があった。
インバータ回路は、D −F E T Q laの定電
流源により定常電流が流れるため、付加容量C1□を0
.5p F 、 D F E T Q+3およびC1
4ならびにダイオードD1□およびDl。のゲート幅を
30μmXDFETQ、、およびC12のゲート幅を5
μmとすると、人力信号ΦINの中間電位である時刻t
2(t7)から出力信号ΦOUTの中間電位である時刻
t4 (t9)までの応答時間は、約200pSで高速
動作するが、動作電流は、人力信号ΦINで「L」レベ
ルと「H」レベルの場合はとんど同一電流であり、消費
電力は、 (2,8m八へ2.OV) +(0,5mAX5.2
v) −8,2mWにもなる欠点があった。
本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、消
費電力の低減化を図った論理回路を提供することにある
。
費電力の低減化を図った論理回路を提供することにある
。
本発明は、第一電極が第一の電源にゲートおよび第二電
極が第一の節点にそれぞれ接続された第一のデプレショ
ン型電界効果トランジスタと、第一電極が前記第一の電
源にゲートが前記第一0節点に第二電極が第四の節点に
それぞれ接続された第一のエンハンスメント型電界効果
トランジスタと、陽極が前記第四の節点に陰極が出力端
子にそれぞれ接続されたダイオードと、第一電極が出力
端子にゲートが第二の節点に第二電極が第二の電源にそ
れぞれ接続された第二のエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタと、第一電極が入力端子にゲートおよび第二
電極が第三の節点にそれぞれ接続された第二のデプレシ
ョン型電界効果トランジスタと、第一電極が前記第一の
節点にゲートが前記第三の節点に第二電極が前記第二の
エン)%ンスメント型電界効果トランジスタのゲートに
それぞし接続された第三のエンハンスメント型電界効果
トランジスタとを含むことを特徴とする。
極が第一の節点にそれぞれ接続された第一のデプレショ
ン型電界効果トランジスタと、第一電極が前記第一の電
源にゲートが前記第一0節点に第二電極が第四の節点に
それぞれ接続された第一のエンハンスメント型電界効果
トランジスタと、陽極が前記第四の節点に陰極が出力端
子にそれぞれ接続されたダイオードと、第一電極が出力
端子にゲートが第二の節点に第二電極が第二の電源にそ
れぞれ接続された第二のエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタと、第一電極が入力端子にゲートおよび第二
電極が第三の節点にそれぞれ接続された第二のデプレシ
ョン型電界効果トランジスタと、第一電極が前記第一の
節点にゲートが前記第三の節点に第二電極が前記第二の
エン)%ンスメント型電界効果トランジスタのゲートに
それぞし接続された第三のエンハンスメント型電界効果
トランジスタとを含むことを特徴とする。
また、本発明は、前記第一の節点と前記第二の節点間に
、前記第二のディプレション型電界効果トランジスタと
前記第三のエンハンスメント型電界効果トランジスタと
で構成された入力回路を二つ以上直列に接続したことを
特徴とする。
、前記第二のディプレション型電界効果トランジスタと
前記第三のエンハンスメント型電界効果トランジスタと
で構成された入力回路を二つ以上直列に接続したことを
特徴とする。
また、本発明は、前記第一の節点と前記第二の節点間に
、前記第二のディプレション型電界効果トランジスタと
前記第三のエンハンスメント型電界効果トランジスタと
で構成された入力回路を二つ以上並列に接続したことを
特徴とする。
、前記第二のディプレション型電界効果トランジスタと
前記第三のエンハンスメント型電界効果トランジスタと
で構成された入力回路を二つ以上並列に接続したことを
特徴とする。
入力用FETとして、例えば、Nチャネル型のエンハン
スメント型電界効果トランジスタ(以下、E−FETと
いう。)を用いるので、人力信号が「L」レベルのとき
前記E−FETは「オフ」し電流は流れない。このとき
出力信号は「H」レベルとなる。そして人力信号が「H
」レベルのとき、前記E、−FETは「オン」となり電
流が流れ、出力信号は「L」レベルとなる。また、電源
は例えば−2,OV主電源けでよくなり−5,2V電源
は必要でなくなる。
スメント型電界効果トランジスタ(以下、E−FETと
いう。)を用いるので、人力信号が「L」レベルのとき
前記E−FETは「オフ」し電流は流れない。このとき
出力信号は「H」レベルとなる。そして人力信号が「H
」レベルのとき、前記E、−FETは「オン」となり電
流が流れ、出力信号は「L」レベルとなる。また、電源
は例えば−2,OV主電源けでよくなり−5,2V電源
は必要でなくなる。
従って、入力信号がr)(Jレベルのときだけ電流が流
れ、かつ−5,2V電源は必要でなくなるので、消費電
力を大幅に低減できる。
れ、かつ−5,2V電源は必要でなくなるので、消費電
力を大幅に低減できる。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明の第一実施例を示す回路図で、インパー
ク回路を示す。
ク回路を示す。
本第−実施例のインバータ回路は、全てNチャネル型の
化合物半導体を用いたショットキー接合のFETを用い
て構成され、第一電極がドレイン、および第二電極がソ
ースとなる。すなわち、ドレインが第一の電源としての
接地電位GNDにゲートおよびソースが第一の節点N1
にそれぞれ接続された第一のD−FETQ、 と、ド
レインが接地電位GNDにゲートが節点N1にソースが
第四の節点N、にそれぞれ接続された第一〇E−FET
Q4 と、陽極が節点N4に陰極が出力端子2にそれぞ
れ接続されたダイオードD1 と、ドレインが出力端子
2にゲートが第二の節点N2にソースが第二の電源Vs
s1(2,OV)にそれぞれ接続された第二のE−FE
TQ5と、ドレインが入力端子1にゲートおよびソース
が第三の節点N3にそれぞれ接続された第二のD−FE
TQ2と、ドレインが節点N1にゲートが節点N3にソ
ースがEFETQ5のゲートにそれぞれ接続された第三
のE−FETQ3と、ドレインおよびゲートが節点N2
にソースが電源V S S I にそれぞれ接続された
E−FETQ6とを含んでいる。
化合物半導体を用いたショットキー接合のFETを用い
て構成され、第一電極がドレイン、および第二電極がソ
ースとなる。すなわち、ドレインが第一の電源としての
接地電位GNDにゲートおよびソースが第一の節点N1
にそれぞれ接続された第一のD−FETQ、 と、ド
レインが接地電位GNDにゲートが節点N1にソースが
第四の節点N、にそれぞれ接続された第一〇E−FET
Q4 と、陽極が節点N4に陰極が出力端子2にそれぞ
れ接続されたダイオードD1 と、ドレインが出力端子
2にゲートが第二の節点N2にソースが第二の電源Vs
s1(2,OV)にそれぞれ接続された第二のE−FE
TQ5と、ドレインが入力端子1にゲートおよびソース
が第三の節点N3にそれぞれ接続された第二のD−FE
TQ2と、ドレインが節点N1にゲートが節点N3にソ
ースがEFETQ5のゲートにそれぞれ接続された第三
のE−FETQ3と、ドレインおよびゲートが節点N2
にソースが電源V S S I にそれぞれ接続された
E−FETQ6とを含んでいる。
本発明の特徴は、第1図において、特に、入力用トラン
ジスタとしてE−FETQ3を用い、また、電源は−2
,OVの電源VSSI−つだけとしたことにある。
ジスタとしてE−FETQ3を用い、また、電源は−2
,OVの電源VSSI−つだけとしたことにある。
次に、本第−実施例の動作について第2図の動作説明図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
まず、時刻t1で人力信号ΦINがrHJレベルからr
L」レベルに遷移を開始すると、時刻t2で節点N1と
出力信号ΦOUTは「L」レベルからr)(Jレベルに
遷移を開始し1、時刻t5で「H」レベルになる。時刻
t6で入力信号ΦINが「L」レベルから「H」レベル
に遷移を開始すると、時刻t7で節点N1 と出力信号
Φ○UTは「H」レベルから「L」レベルに遷移を開始
し、時刻tl。
L」レベルに遷移を開始すると、時刻t2で節点N1と
出力信号ΦOUTは「L」レベルからr)(Jレベルに
遷移を開始し1、時刻t5で「H」レベルになる。時刻
t6で入力信号ΦINが「L」レベルから「H」レベル
に遷移を開始すると、時刻t7で節点N1 と出力信号
Φ○UTは「H」レベルから「L」レベルに遷移を開始
し、時刻tl。
でrlJレベルになる。
また、第3図は第1図の動作電流■2を示し、人力信号
ΦINが「L」レベル(−2,OV)では、E−FET
Q3が「オフ」となり電流が流れない。
ΦINが「L」レベル(−2,OV)では、E−FET
Q3が「オフ」となり電流が流れない。
ここで、D−FETQ2はE−FETQ3の「オン」時
の電流を軽減する働きをする。
の電流を軽減する働きをする。
第1図のE−FETQ4およびQ5のゲート幅をそれぞ
れ30μmおよび110At 、付加容量C1を0.5
pF、D−FETQ、および0□ならびにEFETQ3
のゲート幅をそれぞれ3μm、3μmおよび6μmとす
ると、人力信号ΦINの中間電位である時刻t2 (t
t)から出力信号Φ○UTの中間電位である時刻t4
(ts)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。
れ30μmおよび110At 、付加容量C1を0.5
pF、D−FETQ、および0□ならびにEFETQ3
のゲート幅をそれぞれ3μm、3μmおよび6μmとす
ると、人力信号ΦINの中間電位である時刻t2 (t
t)から出力信号Φ○UTの中間電位である時刻t4
(ts)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。
そのうえ、消費電力は、動作電流は、人力信号ΦINが
「L」レベル時(−2,OV)にはQmAであり、消費
電力は0となり、人力信号ΦINがr)(Jレベル時(
−0,8V)には、 (1,15+0.45)mA X 2 V =3.2m
Wであり、人力信号ΦINが「H」レベル時と「L」レ
ベル時の平均は1.6mWとなり、従来例の8.2mW
の約115に低減される。
「L」レベル時(−2,OV)にはQmAであり、消費
電力は0となり、人力信号ΦINがr)(Jレベル時(
−0,8V)には、 (1,15+0.45)mA X 2 V =3.2m
Wであり、人力信号ΦINが「H」レベル時と「L」レ
ベル時の平均は1.6mWとなり、従来例の8.2mW
の約115に低減される。
第4図は本発明の第二実施例を示す回路図で、2人力ナ
ンド回路を示す。
ンド回路を示す。
本第二実施例は、第1図の第一実施例の回路において、
節点N、と節点N2との間に、D−FET Q ”r
とE−FETQ8とから構成された入力回路を直列に追
加接続したものである。従って、その動作は第一実施例
と同様である。
節点N、と節点N2との間に、D−FET Q ”r
とE−FETQ8とから構成された入力回路を直列に追
加接続したものである。従って、その動作は第一実施例
と同様である。
第5図は本発明の第三実施例を示す回路図で、2人力ノ
ア回路を示す。
ア回路を示す。
本第三実施例は、第1図の第一実施例の回路において、
節点N1と節点N2との間に、D−FETQ9とE −
F E T Q + oとから構成される入力回路を並
列に追加接続したものである。従って、その動作は第一
実施例と同様である。
節点N1と節点N2との間に、D−FETQ9とE −
F E T Q + oとから構成される入力回路を並
列に追加接続したものである。従って、その動作は第一
実施例と同様である。
なお、以上の説明は、電界効果トランジスタとして、N
チャネル型の化合物半導体を用いたショットキー型電界
効果トランジスタについて行ったけれども、第一電極を
ソースに、第二電極をドレインに置き換えることにより
Pチャネル型にも適用でき、さらに電界効果トランジス
タ全般に適用できる。
チャネル型の化合物半導体を用いたショットキー型電界
効果トランジスタについて行ったけれども、第一電極を
ソースに、第二電極をドレインに置き換えることにより
Pチャネル型にも適用でき、さらに電界効果トランジス
タ全般に適用できる。
以上説明したように、本発明は、E−FETとD−FE
Tを使用し、−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、例えば消費電力を従来
例の約175に削減できる効果がある。
Tを使用し、−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、例えば消費電力を従来
例の約175に削減できる効果がある。
第1図は本発明の第一実施例を示す回路図。
第2図は第1図の動作説明図。
第3図は第1図の動作電流図。
第4図は本発明の第二実施例を示す回路図。
第5図は本発明の第三実施例を示す回路図。
第6図は従来例を示す回路図。
第7図は第6図の動作説明図。
第8図は第6図の動作電流図。
1・・・入力端子、2・・・出力端子、C,、C,l・
・・付加容量、Dl、DIl、Dl2・・・ダイオード
、GND・・・接地電位、I+ 、I2 、I++、I
+2・・・電流、N1〜N5、N、、〜NI3・・・節
点、Ql、Ql、Ql、Q、、 、Q、、〜Q14・・
・D−FE’T、Q3〜Q6、Q8、Q、。・・・E
F ET、 Vss+ 、VSS2・・・電源、Φ■
N1ΦINK、ΦIN2・・・人力信号、ΦOUT・・
・出力信号。 特許出願人 日本電気株式会社2、−5゜代理人 弁
理士 井 出 直 孝 Q、、Ql :D−FET Q3〜Q6 :E−FET 第−実詐必11 第1図
・・付加容量、Dl、DIl、Dl2・・・ダイオード
、GND・・・接地電位、I+ 、I2 、I++、I
+2・・・電流、N1〜N5、N、、〜NI3・・・節
点、Ql、Ql、Ql、Q、、 、Q、、〜Q14・・
・D−FE’T、Q3〜Q6、Q8、Q、。・・・E
F ET、 Vss+ 、VSS2・・・電源、Φ■
N1ΦINK、ΦIN2・・・人力信号、ΦOUT・・
・出力信号。 特許出願人 日本電気株式会社2、−5゜代理人 弁
理士 井 出 直 孝 Q、、Ql :D−FET Q3〜Q6 :E−FET 第−実詐必11 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第一電極が第一の電源にゲートおよび第二電極が第
一の節点にそれぞれ接続された第一のデプレション型電
界効果トランジスタと、第一電極が前記第一の電源にゲ
ートが前記第一の節点に第二電極が第四の節点にそれぞ
れ接続された第一のエンハンスメント型電界効果トラン
ジスタと、陽極が前記第四の節点に陰極が出力端子にそ
れぞれ接続されたダイオードと、第一電極が出力端子に
ゲートが第二の節点に第二電極が第二の電源にそれぞれ
接続された第二のエンハンスメント型電界効果トランジ
スタと、第一電極が入力端子にゲートおよび第二電極が
第三の節点にそれぞれ接続された第二のデプレション型
電界効果トランジスタと、第一電極が前記第一の節点に
ゲートが前記第三の節点に第二電極が前記第二のエンハ
ンスメント型電界効果トランジスタのゲートにそれぞれ
接続された第三のエンハンスメント型電界効果トランジ
スタと を含むことを特徴とする論理回路。 2、請求項1に記載の論理回路において、 前記第一の節点と前記第二の節点間に、前記第二のディ
プレション型電界効果トランジスタと前記第三のエンハ
ンスメント型電界効果トランジスタとで構成された入力
回路を二つ以上直列に接続した ことを特徴とする論理回路。 3、請求項1に記載の論理回路において、 前記第一の節点と前記第二の節点間に、前記第二のディ
プレション型電界効果トランジスタと前記第三のエンハ
ンスメント型電界効果トランジスタとで構成された入力
回路を二つ以上並列に接続した ことを特徴とする論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240613A JPH04120819A (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240613A JPH04120819A (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 論理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120819A true JPH04120819A (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=17062103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2240613A Pending JPH04120819A (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04120819A (ja) |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP2240613A patent/JPH04120819A/ja active Pending
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