JPH0650813B2 - 半導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ - Google Patents
半導体集積回路装置及びマイクロコンピュータInfo
- Publication number
- JPH0650813B2 JPH0650813B2 JP16850282A JP16850282A JPH0650813B2 JP H0650813 B2 JPH0650813 B2 JP H0650813B2 JP 16850282 A JP16850282 A JP 16850282A JP 16850282 A JP16850282 A JP 16850282A JP H0650813 B2 JPH0650813 B2 JP H0650813B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- section
- memory
- output
- processor
- mos
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
- G11C8/06—Address interface arrangements, e.g. address buffers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/017509—Interface arrangements
- H03K19/017518—Interface arrangements using a combination of bipolar and field effect transistors [BIFET]
-
- H—ELECTRICITY
- 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]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Microcomputers (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
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、コンピユータ及び半導体記憶
装置に係り、特に高密度且つ高速な論理LSI(Large S
cale Integration) に好適な半導体集積回路に関する。
装置に係り、特に高密度且つ高速な論理LSI(Large S
cale Integration) に好適な半導体集積回路に関する。
近年に於ける半導体技術の進歩に著しいものがある。特
にMOS(Metal Oxide Semiconductor)の進歩は顕著
であり、MOS技術の進歩により素子の微細化が進ん
で、多くの回路が数ミリ角のシリコンチツプ状に集積さ
れる様になつてきた。
にMOS(Metal Oxide Semiconductor)の進歩は顕著
であり、MOS技術の進歩により素子の微細化が進ん
で、多くの回路が数ミリ角のシリコンチツプ状に集積さ
れる様になつてきた。
しかしながら、LSIがこの様にMOS技術によつて高
集積化されてくると、多数のMOS(MOS電界効果トラン
ジスタ)で構成されている論理ブロツク間の結合に於い
て、特に容量性負荷が増大し、信号伝達速度の低下が問
題となりつつある。この容量性負荷の増大は、電圧素子
であるMOS電界効果トランジスタを多数使用するとこ
ろに原因あり、MOS電界効果トランジスタの弱点が表
われてくる場合である。
集積化されてくると、多数のMOS(MOS電界効果トラン
ジスタ)で構成されている論理ブロツク間の結合に於い
て、特に容量性負荷が増大し、信号伝達速度の低下が問
題となりつつある。この容量性負荷の増大は、電圧素子
であるMOS電界効果トランジスタを多数使用するとこ
ろに原因あり、MOS電界効果トランジスタの弱点が表
われてくる場合である。
第1図は従来の高集積論理LSIの典型的な例であるマ
イクロコンピユータの構成例を示したものである。マイ
クロコンピユータ10を構成している該LSIは、チツ
プの外枠に設けられている入出力バツフア群11、RO
M(Read Only Memory)12、RAM(Rend om Access
Memory)13、プロセツサ14、タイマ等の周辺機能
15,16の各要素が内部バス17によつて連結されて
構成されている。この様な構成の各要素の高集積化が進
んでそれぞれの規模が増大して、多数のMOS電界効果
トランジスタを集積すると次の様な問題が発生してく
る。
イクロコンピユータの構成例を示したものである。マイ
クロコンピユータ10を構成している該LSIは、チツ
プの外枠に設けられている入出力バツフア群11、RO
M(Read Only Memory)12、RAM(Rend om Access
Memory)13、プロセツサ14、タイマ等の周辺機能
15,16の各要素が内部バス17によつて連結されて
構成されている。この様な構成の各要素の高集積化が進
んでそれぞれの規模が増大して、多数のMOS電界効果
トランジスタを集積すると次の様な問題が発生してく
る。
その1つは、各要素内での信号伝達遅延の増加が挙げら
れる。ROM12,RAM13では高集積化に伴なつ
て、当然ながらメモリの総ビツト数が増加する。また、
プロセツサ14でもデータ処理ビツト数が増加する。こ
の様に高集積化した場合の各要素の問題を明確にするた
め、メモリを例としてROM12の場合について説明す
る。
れる。ROM12,RAM13では高集積化に伴なつ
て、当然ながらメモリの総ビツト数が増加する。また、
プロセツサ14でもデータ処理ビツト数が増加する。こ
の様に高集積化した場合の各要素の問題を明確にするた
め、メモリを例としてROM12の場合について説明す
る。
第2図はROM12の構成を示したブロツク図である。
ROM12は、アドレス信号が入力されるアドレスバツ
フア回路19、アドレスバツフア回路19の出力信号が
入力されるアドレスデコーダ回路21、アドレスデコー
ダ回路21の出力に応答して複数のメモリセルの少なく
とも一つの特定のメモリセルを選択するドライバー回路
となるワード駆動バツフア23、複数のメモリセルから
なるメモリ部25、複数のメモリセルの内の一つのデー
タを検出するセンスアンプ&バツフア回路27からな
り、これらの論理ブロツク間は、それぞれアドレス入力
バス18,アドレスバツフア出力バス20,デコーダ出
力バス22,ワード信号群24,ビツト信号群26,デ
ータ出力28が伝達されるバスで連結されている。
ROM12は、アドレス信号が入力されるアドレスバツ
フア回路19、アドレスバツフア回路19の出力信号が
入力されるアドレスデコーダ回路21、アドレスデコー
ダ回路21の出力に応答して複数のメモリセルの少なく
とも一つの特定のメモリセルを選択するドライバー回路
となるワード駆動バツフア23、複数のメモリセルから
なるメモリ部25、複数のメモリセルの内の一つのデー
タを検出するセンスアンプ&バツフア回路27からな
り、これらの論理ブロツク間は、それぞれアドレス入力
バス18,アドレスバツフア出力バス20,デコーダ出
力バス22,ワード信号群24,ビツト信号群26,デ
ータ出力28が伝達されるバスで連結されている。
ROM12の総ビツト数の増加に伴ない、前記アドレス
デコーダ21及びメモリ部25のアレーは増加する。こ
の結果、アドレスデコーダ21を駆動するアドレスバツ
フア19の負荷及びメモリ部25を駆動するワード駆動
バツフア23の負荷が総ビツト数の増加に伴なつて増加
し、ここで信号伝達遅延を招く。この為、例えば第3図
に示した如く、ワード駆動バツフア23−iがCMOS
(Complementary MOS)電界効果トランジスタで構成
されているとすると、重い負荷を駆動する為、充分大き
なP及びNチヤンネルMOS電界効果トランジスタが必
要となつてくる。なお、第3図中、22−iはi番目の
デコーダ出力を意味し、23−iはワード駆動バツフア
のi番目の素子構成を示し、24−iはi番目のワード
信号を示している。しかしながら、電流容量の大きいM
OS電界効果トランジスタを使うと、それ自身の出力負
荷も同時に増加する為、飛躍的な信号伝達速度効果を得
ることが難しくなる。
デコーダ21及びメモリ部25のアレーは増加する。こ
の結果、アドレスデコーダ21を駆動するアドレスバツ
フア19の負荷及びメモリ部25を駆動するワード駆動
バツフア23の負荷が総ビツト数の増加に伴なつて増加
し、ここで信号伝達遅延を招く。この為、例えば第3図
に示した如く、ワード駆動バツフア23−iがCMOS
(Complementary MOS)電界効果トランジスタで構成
されているとすると、重い負荷を駆動する為、充分大き
なP及びNチヤンネルMOS電界効果トランジスタが必
要となつてくる。なお、第3図中、22−iはi番目の
デコーダ出力を意味し、23−iはワード駆動バツフア
のi番目の素子構成を示し、24−iはi番目のワード
信号を示している。しかしながら、電流容量の大きいM
OS電界効果トランジスタを使うと、それ自身の出力負
荷も同時に増加する為、飛躍的な信号伝達速度効果を得
ることが難しくなる。
その2として各要素間での信号伝達遅延の増加が起こ
る。即ち、上記した各要素内での信号伝達遅延と同様、
チツプレベルでシステムの要素が増加すると、これ等を
連結する内部バス17を含めた負荷も増大し、1つの要
素から他の1つの要素或は複数の要素への信号伝播の
際、やはり信号伝達遅延が顕著に表われてくる。
る。即ち、上記した各要素内での信号伝達遅延と同様、
チツプレベルでシステムの要素が増加すると、これ等を
連結する内部バス17を含めた負荷も増大し、1つの要
素から他の1つの要素或は複数の要素への信号伝播の
際、やはり信号伝達遅延が顕著に表われてくる。
この様な各要素内での信号伝達遅延の増加と、各要素間
での信号伝達遅延の増加は、何れも使用しているMOS
電界効果トランジスタの電流駆動能力の欠如に起因する
ものである。
での信号伝達遅延の増加は、何れも使用しているMOS
電界効果トランジスタの電流駆動能力の欠如に起因する
ものである。
本発明の目的は、高速信号伝達を阻害することなく高集
積を可能とする半導体集積回路装置及びマイクロコンピ
ュータを提供することにある。
積を可能とする半導体集積回路装置及びマイクロコンピ
ュータを提供することにある。
本発明の特徴は、同一半導体基板上に、複数の信号線か
らなる信号線群と、上記信号線群に接続され、MOSト
ランジスタからなる論理単位を用いて構成される複数の
論理ブロックとを有する半導体集積回路装置において、
上記複数の論理ブロックのうち少なくとも1つの論理ブ
ロックは上記信号線群に接続されるバイポーラトランジ
スタを用いて構成される出力部を有し、上記出力部は他
の論理ブロックの少なくとも1つのMOSトランジスタ
を上記信号線群を介して駆動することにある。
らなる信号線群と、上記信号線群に接続され、MOSト
ランジスタからなる論理単位を用いて構成される複数の
論理ブロックとを有する半導体集積回路装置において、
上記複数の論理ブロックのうち少なくとも1つの論理ブ
ロックは上記信号線群に接続されるバイポーラトランジ
スタを用いて構成される出力部を有し、上記出力部は他
の論理ブロックの少なくとも1つのMOSトランジスタ
を上記信号線群を介して駆動することにある。
また、もう1つの特徴は、同一半導体基板上にMOSト
ランジスタを用いて構成されるプロセッサ部とMOSト
ランジスタを用いて構成されるメモリ部と上記プロセッ
サ部と上記メモリ部を接続する複数の信号線からなるバ
スとを含むマイクロコンピュータにおいて、上記プロセ
ッサ部または上記メモリ部は、上記バスに接続されるバ
イポーラトランジスタを用いて構成されるプロセッサ出
力部またはメモリ出力部を有し、上記プロセッサ出力部
は上記メモリ部の少なくとも1つのMOSトランジスタ
を上記バスを介して駆動し、上記メモリ出力部は上記プ
ロセッサ部の少なくとも1つのMOSトランジスタを上
記バスを介して駆動することにある。
ランジスタを用いて構成されるプロセッサ部とMOSト
ランジスタを用いて構成されるメモリ部と上記プロセッ
サ部と上記メモリ部を接続する複数の信号線からなるバ
スとを含むマイクロコンピュータにおいて、上記プロセ
ッサ部または上記メモリ部は、上記バスに接続されるバ
イポーラトランジスタを用いて構成されるプロセッサ出
力部またはメモリ出力部を有し、上記プロセッサ出力部
は上記メモリ部の少なくとも1つのMOSトランジスタ
を上記バスを介して駆動し、上記メモリ出力部は上記プ
ロセッサ部の少なくとも1つのMOSトランジスタを上
記バスを介して駆動することにある。
実質的にMOSトランジスタで構成されている半導体集
積回路装置及びマイクロコンピュータの論理ブロック間
の信号伝達について、駆動するのに負荷の重い部分、つ
まり、負荷を駆動するのにMOSトランジスタでは信号
の遅延を招く部分を信号線群に接続されるバイポーラト
ランジスタを用いた出力部によって駆動することで、半
導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ全体に対し
て高い集積度を達成しながら、高速化を実現することが
できる。
積回路装置及びマイクロコンピュータの論理ブロック間
の信号伝達について、駆動するのに負荷の重い部分、つ
まり、負荷を駆動するのにMOSトランジスタでは信号
の遅延を招く部分を信号線群に接続されるバイポーラト
ランジスタを用いた出力部によって駆動することで、半
導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ全体に対し
て高い集積度を達成しながら、高速化を実現することが
できる。
以下、本発明の一実施例を従来例と同部品は同符号を用
いて図面に従つて説明する。
いて図面に従つて説明する。
第4図は本発明の半導体集積回路の一実施例であるRO
Mの構成を示したブロツク図であり、各ブロツクはCM
OS電界効果トランジスタを主体として構成されてい
る。本実施例のROM12は、アドレス入力18を受け
るMOSバツフア40、このバツフア40の駆動能力を
上げるバイポーラバツフア41、このバイポーラバツフ
ア41の出力20をデコードし、1つのワードを選択す
るMOSアドレスデコーダ42、このデコーダ42のデ
コーダ出力22の駆動能力を上げるバイポーラバツフア
43、このバイポーラバツフア43の出力であるワード
信号24が入力されるMOSメモリ部44、このメモリ
部44の読出しデータであるビツト信号群26をセンス
し、データ出力28を出力して次段を駆動するバイポー
ラバツフア45から構成されている。
Mの構成を示したブロツク図であり、各ブロツクはCM
OS電界効果トランジスタを主体として構成されてい
る。本実施例のROM12は、アドレス入力18を受け
るMOSバツフア40、このバツフア40の駆動能力を
上げるバイポーラバツフア41、このバイポーラバツフ
ア41の出力20をデコードし、1つのワードを選択す
るMOSアドレスデコーダ42、このデコーダ42のデ
コーダ出力22の駆動能力を上げるバイポーラバツフア
43、このバイポーラバツフア43の出力であるワード
信号24が入力されるMOSメモリ部44、このメモリ
部44の読出しデータであるビツト信号群26をセンス
し、データ出力28を出力して次段を駆動するバイポー
ラバツフア45から構成されている。
この様な構成のROM12の各論理ブロツクにつき以下
詳細にその構成について述べる。
詳細にその構成について述べる。
第5図は第2図に示した本実施例のMOSバツフア40
とバイポーラバツフア41の詳細回路例を示したもので
ある。アドレス入力18を受ける入力段であるMOSバ
ツフア40は、入力抵抗の高いMOSデバイスで構成さ
れ、P型MOS電界効果トランジスタ401,402,
403とN型MOS電界効果トランジスタ404,40
5,406とが夫々コンプリメンタリ結合されて1組と
なつたものが複数個設けられており、アドレス入力18
の各1ビツトにつき正負一対の信号を作り出すインバー
タ群を構成している。
とバイポーラバツフア41の詳細回路例を示したもので
ある。アドレス入力18を受ける入力段であるMOSバ
ツフア40は、入力抵抗の高いMOSデバイスで構成さ
れ、P型MOS電界効果トランジスタ401,402,
403とN型MOS電界効果トランジスタ404,40
5,406とが夫々コンプリメンタリ結合されて1組と
なつたものが複数個設けられており、アドレス入力18
の各1ビツトにつき正負一対の信号を作り出すインバー
タ群を構成している。
第5図において、PNPバイポーラトランジスタ411
は、コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレク
タ・エミツタ電流路が第1の電源端子となる+5V電源
端子と出力端子▲▼とに接続され、NPNバイポー
ラトランジスタ413は、コレクタとベースとエミツタ
とを有し、そのコレクタ・エミツタ電流路が出力端子▲
▼と第2の電源端子となる接地電源端子とに接続さ
れる。PNP バイポーラトランジスタ411とNPNバイ
ポーラトランジスタ413とは相補的に動作し、出力信
号線▲▼に対して、充電及び放電を実行する。P型
MOS電界効果トランジスタ401とN型MOS電界効
果トランジスタ404とは、アドレス入力信号18に応
答し、このアドレス入力信号18の反転信号を出力する
インバータ回路を構成する。P型MOS電界効果トラン
ジスタ402は、アドレス入力信号18の反転信号に応
答して、PNPバイポーラトランジスタ411のベース
の電流路を形成する。N型MOS電界効果トランジスタ
405は、アドレス入力信号18の反転信号に応答し
て、NPNバイポーラトランジスタ413 のベースの電流
路を形成する。
は、コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレク
タ・エミツタ電流路が第1の電源端子となる+5V電源
端子と出力端子▲▼とに接続され、NPNバイポー
ラトランジスタ413は、コレクタとベースとエミツタ
とを有し、そのコレクタ・エミツタ電流路が出力端子▲
▼と第2の電源端子となる接地電源端子とに接続さ
れる。PNP バイポーラトランジスタ411とNPNバイ
ポーラトランジスタ413とは相補的に動作し、出力信
号線▲▼に対して、充電及び放電を実行する。P型
MOS電界効果トランジスタ401とN型MOS電界効
果トランジスタ404とは、アドレス入力信号18に応
答し、このアドレス入力信号18の反転信号を出力する
インバータ回路を構成する。P型MOS電界効果トラン
ジスタ402は、アドレス入力信号18の反転信号に応
答して、PNPバイポーラトランジスタ411のベース
の電流路を形成する。N型MOS電界効果トランジスタ
405は、アドレス入力信号18の反転信号に応答し
て、NPNバイポーラトランジスタ413 のベースの電流
路を形成する。
また、PNPバイポーラトランジスタ412は、コレク
タとベースとエミツタとを有し、そのコレクタ・エミツ
タ電流路が第1の電源端子となる+5V電源端子と出力
端子AOとに接続され、NPNバイポーラトランジスタ
414は、コレクタとベースとエミツタとを有し、その
コレクタ・エミツタ電流路が出力端子AOと第2の電源
端子となる接地電源端子とに接続される。PNPバイポ
ーラトランジスタ412とNPNバイポーラトランジス
タ414とは相補的に動作し、出力信号線AOに対し
て、充電及び放電を実行する。P型MOS電界効果トラ
ンジスタ403は、アドレス入力信号18に応答して、
PNPバイポーラトランジスタ412のベースの電流路
を形成する。N型MOS電界効果トランジスタ406
は、アドレス入力信号18に応答して、NPNバイポー
ラトランジスタ414のベースの電流路を形成する。
タとベースとエミツタとを有し、そのコレクタ・エミツ
タ電流路が第1の電源端子となる+5V電源端子と出力
端子AOとに接続され、NPNバイポーラトランジスタ
414は、コレクタとベースとエミツタとを有し、その
コレクタ・エミツタ電流路が出力端子AOと第2の電源
端子となる接地電源端子とに接続される。PNPバイポ
ーラトランジスタ412とNPNバイポーラトランジス
タ414とは相補的に動作し、出力信号線AOに対し
て、充電及び放電を実行する。P型MOS電界効果トラ
ンジスタ403は、アドレス入力信号18に応答して、
PNPバイポーラトランジスタ412のベースの電流路
を形成する。N型MOS電界効果トランジスタ406
は、アドレス入力信号18に応答して、NPNバイポー
ラトランジスタ414のベースの電流路を形成する。
このMOSバツフア40の出力は、PNPトランジスタ
とNPNトランジスタとがコンプリメンタリ接続されて
いる1組のトランジスタが複数個設けられているバイポ
ーラバツフア41に入力されている。このバイポーラバ
ツフア41は論理ブロツク(MOSバツフア40)と他
の論理ブロツク(MOSアドレスデコーダ42)との間
に挿介された結合回路であり、MOSバツフア40の出
力を電流増幅して次段のMOSアドレスデコーダ42を
強力に駆動する機能を有している。従つて次段のMOS
アドレスデコーダ42の集積度が高くとも、MOSバツ
フア40からの信号はバイポーラバツフア41を介する
ことによりMOSアドレスデコーダ42に高速で伝達さ
れる効果がある。尚、図中PはPチヤンネルMOS電界
効果トランジスタを示しNはNチヤンネルMOS電界効
果トランジスタを示し、PNPはPNP型バイポーラト
ランジスタを示し、NPNはNPN型バイポーラトラン
ジスタを示している。
とNPNトランジスタとがコンプリメンタリ接続されて
いる1組のトランジスタが複数個設けられているバイポ
ーラバツフア41に入力されている。このバイポーラバ
ツフア41は論理ブロツク(MOSバツフア40)と他
の論理ブロツク(MOSアドレスデコーダ42)との間
に挿介された結合回路であり、MOSバツフア40の出
力を電流増幅して次段のMOSアドレスデコーダ42を
強力に駆動する機能を有している。従つて次段のMOS
アドレスデコーダ42の集積度が高くとも、MOSバツ
フア40からの信号はバイポーラバツフア41を介する
ことによりMOSアドレスデコーダ42に高速で伝達さ
れる効果がある。尚、図中PはPチヤンネルMOS電界
効果トランジスタを示しNはNチヤンネルMOS電界効
果トランジスタを示し、PNPはPNP型バイポーラト
ランジスタを示し、NPNはNPN型バイポーラトラン
ジスタを示している。
第6図はMOSアドレスデコーダ42の詳細回路例を示
した回路図である。バイポーラバツフア41の出力信号
20に対応して、1つのワードを選択する為、MOS電
界効果トランジスタがAND 接続されて構成されたデコー
ダであり、図中PチヤンネルのP−MOS電界効果トラ
ンジスタ群とNチヤンネルのN−MOS電界効果トラン
ジスタとからなり、MOSバツフア40の場合と同様次
段のバイポーラバツフア43との円滑な接続を行う為、
複数のCMOS電界効果トランジスタ421 が付加されて
いる。MOSアドレスデコーダ42の出力はCMOS電
界効果トランジスタ421を介してバイポーラトランジ
スタ43に入力されている。このバイポーラバツフア4
3はバイポーラバツフア41と同様に、一対のPNPト
ランジスタ431とNPNトランジスタ432とがコン
プリメンタリ接続されたものが複数個集まつて構成され
ている。
した回路図である。バイポーラバツフア41の出力信号
20に対応して、1つのワードを選択する為、MOS電
界効果トランジスタがAND 接続されて構成されたデコー
ダであり、図中PチヤンネルのP−MOS電界効果トラ
ンジスタ群とNチヤンネルのN−MOS電界効果トラン
ジスタとからなり、MOSバツフア40の場合と同様次
段のバイポーラバツフア43との円滑な接続を行う為、
複数のCMOS電界効果トランジスタ421 が付加されて
いる。MOSアドレスデコーダ42の出力はCMOS電
界効果トランジスタ421を介してバイポーラトランジ
スタ43に入力されている。このバイポーラバツフア4
3はバイポーラバツフア41と同様に、一対のPNPト
ランジスタ431とNPNトランジスタ432とがコン
プリメンタリ接続されたものが複数個集まつて構成され
ている。
第6図において、CMOS電界効果トランジスタ421
とバイポーラバツフア43とがドライバー回路を構成す
る。
とバイポーラバツフア43とがドライバー回路を構成す
る。
PNPバイポーラトランジスタ431は、コレクタとベ
ースとエミツタとを有し、そのコレクタ・エミツタ電流
路が第1の電源端子となる+5V電源端子と出力端子2
2とに接続され、NPNバイポーラトランジスタ432
は、コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレク
タ・エミツタ電流路が出力端子22と第2の電源端子と
なる接地電源端子とに接続される。PNPバイポーラト
ランジスタ431とNPNバイポーラトランジスタ43
2とは相補的に動作し、出力信号線22に対して、充電
及び放電を実行する。P型MOS電界効果トランジスタ
4211は、MOSアドレスデコーダ42の出力信号に
応答して、PNPバイポーラトランジスタ431のベー
スの電流路を形成する。N型MOS電界効果トランジス
タ4212は、MOSアドレスデコーダ42の出力信号に応
答して、NPNバイポーラトランジスタ432のベース
の電流路を形成する。
ースとエミツタとを有し、そのコレクタ・エミツタ電流
路が第1の電源端子となる+5V電源端子と出力端子2
2とに接続され、NPNバイポーラトランジスタ432
は、コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレク
タ・エミツタ電流路が出力端子22と第2の電源端子と
なる接地電源端子とに接続される。PNPバイポーラト
ランジスタ431とNPNバイポーラトランジスタ43
2とは相補的に動作し、出力信号線22に対して、充電
及び放電を実行する。P型MOS電界効果トランジスタ
4211は、MOSアドレスデコーダ42の出力信号に
応答して、PNPバイポーラトランジスタ431のベー
スの電流路を形成する。N型MOS電界効果トランジス
タ4212は、MOSアドレスデコーダ42の出力信号に応
答して、NPNバイポーラトランジスタ432のベース
の電流路を形成する。
このバイポーラバツフア43は、1つの論理ブロツク
(MOSアドレスデコーダ42)と他の論理ブロツク
(メモリ部44)との間に挿介された結合回路であり、
高集積されたメモリ部44を強力に駆動し、MOSアド
レスデコーダ42とメモリ部44との間の信号伝達遅延
を防止する効果がある。
(MOSアドレスデコーダ42)と他の論理ブロツク
(メモリ部44)との間に挿介された結合回路であり、
高集積されたメモリ部44を強力に駆動し、MOSアド
レスデコーダ42とメモリ部44との間の信号伝達遅延
を防止する効果がある。
第7図はMOSメモリ部44の詳細回路例を示した回路
図であるが、MOS電界効果トランジスタがOR接続さ
れている以外は、前述したMOSアドレスデコーダ42
と同様の構成を有しており、OR回路がメモリパターン
に対応して配置されている。
図であるが、MOS電界効果トランジスタがOR接続さ
れている以外は、前述したMOSアドレスデコーダ42
と同様の構成を有しており、OR回路がメモリパターン
に対応して配置されている。
第7図において、PNPバイポーラトランジスタ451
は、コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレク
タ・エミツタ電流路が第1の電源端子と出力端子28と
に接続され、NPNバイポーラトランジスタ452は、
コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレクタ・
エミツタ電流路が出力端子28と第2の電源端子となる
接地電源端子とに接続される。PNPバイポーラトラン
ジスタ451とNPNバイポーラトランジスタ452と
は相補的に動作し、出力信号線28に対して、充電及び
放電を実行する。MOS電界効果トランジスタ221
は、メモリセルの出力信号に応答して、PNPバイポー
ラトランジスタ451のベースの電流路を形成する。M
OS電界効果トランジスタ422は、メモリセルの出力
信号に応答して、NPNバイポーラトランジスタ452
のベースの電流路を形成する。
は、コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレク
タ・エミツタ電流路が第1の電源端子と出力端子28と
に接続され、NPNバイポーラトランジスタ452は、
コレクタとベースとエミツタとを有し、そのコレクタ・
エミツタ電流路が出力端子28と第2の電源端子となる
接地電源端子とに接続される。PNPバイポーラトラン
ジスタ451とNPNバイポーラトランジスタ452と
は相補的に動作し、出力信号線28に対して、充電及び
放電を実行する。MOS電界効果トランジスタ221
は、メモリセルの出力信号に応答して、PNPバイポー
ラトランジスタ451のベースの電流路を形成する。M
OS電界効果トランジスタ422は、メモリセルの出力
信号に応答して、NPNバイポーラトランジスタ452
のベースの電流路を形成する。
このMOSメモリ部44の出力は、N型とP型のバイポ
ーラトランジスタで構成されているバイポーラバツフア
45を介して出力される為、駆動力の高いデータ出力2
8を得ることが出来る。この場合のバイポーラバツフア
45は、第1図に示した様なマイクロコンピユータの論
理ブロツクの1つであるプロセツサー14との結合回路
となり、マイクロコンピユータの内部バス17を強力に
駆動する働きがあり、ここでの信号伝達遅延を防止して
いる。
ーラトランジスタで構成されているバイポーラバツフア
45を介して出力される為、駆動力の高いデータ出力2
8を得ることが出来る。この場合のバイポーラバツフア
45は、第1図に示した様なマイクロコンピユータの論
理ブロツクの1つであるプロセツサー14との結合回路
となり、マイクロコンピユータの内部バス17を強力に
駆動する働きがあり、ここでの信号伝達遅延を防止して
いる。
以上説明した如くROM12を構成する各論理ブロツク
は、1個のMOS電界効果トランジスタをマトリツクス
状に配置した例であつたが、第8図に示すマイクロコン
ピユータの構成要素であるRAM13のメモリ部にみら
れる様に、複数個のMOS電界効果トランジスタを接続
したものがマトリツクス状に配置される例がある。この
様なものに於いても、高集積化されると容量性の負荷が
増大する為、バイポーラトランジスタで構成されている
バイポーラバツフアによつて駆動することにより信号伝
達遅延の増加を防ぐ必要がある。
は、1個のMOS電界効果トランジスタをマトリツクス
状に配置した例であつたが、第8図に示すマイクロコン
ピユータの構成要素であるRAM13のメモリ部にみら
れる様に、複数個のMOS電界効果トランジスタを接続
したものがマトリツクス状に配置される例がある。この
様なものに於いても、高集積化されると容量性の負荷が
増大する為、バイポーラトランジスタで構成されている
バイポーラバツフアによつて駆動することにより信号伝
達遅延の増加を防ぐ必要がある。
第9図は本発明の半導体集積回路の他の実施例であるマ
イクロコンピユータを構成するプロセツサの演算回路図
であり、これも前述したROM12とは違う構成を有して
いる。即ち、演算回路90は、加算回路91,シフタ9
2,演算レジスタ93,入力レジスタ94,出力レジス
タ95等のそれぞれ異なる要素がマトリツクス状に配置
され、且つバス96に連結されて構成されている。これ
らの要素は、データ処理ビツト方向に1ビツト分の機能
が繰り返えされているものが多い。特に、処理すべきデ
ータ長は年々長くなる方向にあり、負荷が増大してい
る。このため、バイポーラバツフア100により上記要
素の制御信号を強力に駆動することが高速化のため重要
となる。また、出力レジスタ95はバイポーラバツフア
97によつてマイクロコンピユータの図示されない内部
バス17に接続され、前述したROM12のバイポーラ
バツフア45と同様に、前記内部バス17を強力に駆動
する。
イクロコンピユータを構成するプロセツサの演算回路図
であり、これも前述したROM12とは違う構成を有して
いる。即ち、演算回路90は、加算回路91,シフタ9
2,演算レジスタ93,入力レジスタ94,出力レジス
タ95等のそれぞれ異なる要素がマトリツクス状に配置
され、且つバス96に連結されて構成されている。これ
らの要素は、データ処理ビツト方向に1ビツト分の機能
が繰り返えされているものが多い。特に、処理すべきデ
ータ長は年々長くなる方向にあり、負荷が増大してい
る。このため、バイポーラバツフア100により上記要
素の制御信号を強力に駆動することが高速化のため重要
となる。また、出力レジスタ95はバイポーラバツフア
97によつてマイクロコンピユータの図示されない内部
バス17に接続され、前述したROM12のバイポーラ
バツフア45と同様に、前記内部バス17を強力に駆動
する。
演算回路90には、マイクロプログラム制御のマイクロ
コンピユータに於けるプロセツサに設けられているRO
M12と同じ構成のマイクロプログラムメモリ99の出
力が、マイクロ命令デコーダ98を通し、更にバイポー
ラバツフア100によつて駆動力を増して、各部に入力
されている。即ち、マイクロプログラムメモリ99の出
力であるマイクロ命令は、マイクロ命令デコーダ98に
よつてデコードされ、演算回路90を制御する。このマ
イクロ命令デコーダ98の回路構成は、図示されていな
いが論理ブロツクがランダム配置されたものから成つて
いる。このランダム配置されている図示されない論理ブ
ロツクも、バイポーラバツフア100を介することによ
り負荷の重い演算回路90の各部を高速に制御すること
が出来る。
コンピユータに於けるプロセツサに設けられているRO
M12と同じ構成のマイクロプログラムメモリ99の出
力が、マイクロ命令デコーダ98を通し、更にバイポー
ラバツフア100によつて駆動力を増して、各部に入力
されている。即ち、マイクロプログラムメモリ99の出
力であるマイクロ命令は、マイクロ命令デコーダ98に
よつてデコードされ、演算回路90を制御する。このマ
イクロ命令デコーダ98の回路構成は、図示されていな
いが論理ブロツクがランダム配置されたものから成つて
いる。このランダム配置されている図示されない論理ブ
ロツクも、バイポーラバツフア100を介することによ
り負荷の重い演算回路90の各部を高速に制御すること
が出来る。
ところで、演算回路90の各部を構成しているシフタ9
2,演算レジスタ93,入力レジスタ94,出力レジス
タ95の出力部に,バイポーラトランジスタを配設し
て、出力の駆動力を増加する処置を採ることも、前記し
た各要素によつて駆動される側の集積度に応じて行え
ば、ここでの信号伝達遅延の増加を防止することが出来
る。
2,演算レジスタ93,入力レジスタ94,出力レジス
タ95の出力部に,バイポーラトランジスタを配設し
て、出力の駆動力を増加する処置を採ることも、前記し
た各要素によつて駆動される側の集積度に応じて行え
ば、ここでの信号伝達遅延の増加を防止することが出来
る。
上記両実施例に依れば、例えば、マイクロコンピユータ
を構成するプロセツサ或はROM等の集積度の高い要素
間、或は、これ等要素内の、例えばROMを構成するM
OSアドレスデコーダ、MOSメモリ部等の集積度の高
いブロツク間に、バイポーラトランジスタにより構成さ
れているバイポーラバツフアを挿介して、該バツフアよ
り前段の出力を電流増幅して、次段の要素或はブロツク
を強力に駆動することにより、MOS電界効果トランジ
スタの集積度を高めて容量性の負荷が増大しても、各要
素間或は各ブロツク間に於いて信号伝達遅延を起すこと
を防止し、高速度を保持しつつ半導体回路の集積度を高
める効果がある。尚、上記バイポーラバツフアは、数ミ
リ角のシリコンチツプ状に要素或はブロツクと一緒に形
成することが出来る。
を構成するプロセツサ或はROM等の集積度の高い要素
間、或は、これ等要素内の、例えばROMを構成するM
OSアドレスデコーダ、MOSメモリ部等の集積度の高
いブロツク間に、バイポーラトランジスタにより構成さ
れているバイポーラバツフアを挿介して、該バツフアよ
り前段の出力を電流増幅して、次段の要素或はブロツク
を強力に駆動することにより、MOS電界効果トランジ
スタの集積度を高めて容量性の負荷が増大しても、各要
素間或は各ブロツク間に於いて信号伝達遅延を起すこと
を防止し、高速度を保持しつつ半導体回路の集積度を高
める効果がある。尚、上記バイポーラバツフアは、数ミ
リ角のシリコンチツプ状に要素或はブロツクと一緒に形
成することが出来る。
以上記述した如く本発明に依れば、該集積回路を構成す
る要素間、或はブロツク間にバイポーラバツフアを介在
させることにより、高速度を保持しつつ半導体集積回路
装置の集積度を高めることが出来る。
る要素間、或はブロツク間にバイポーラバツフアを介在
させることにより、高速度を保持しつつ半導体集積回路
装置の集積度を高めることが出来る。
第1図は従来のマイクロコンピユータの一例を示す構成
図、第2図は第1図で用いられているROMの詳細例を
示す構成図、第3図は第2図で示したワード駆動バツフ
ア23の部分回路例を示す回路図、第4図は本発明の半
導体集積回路の一実施例であるROMの構成図、第5図
は第4図に示したMOSバツフアとバイポーラバツフア
の詳細例を示した回路図、第6図は第4図に示したMO
Sアドレスデコーダとバイポーラバツフアの詳細を示し
た回路図、第7図は第4図のMOSメモリ部とバイポー
ラバツフアの詳細例を示す回路図、第8図はマイクロコ
ンピユータを構成するRAMのメモリ部の詳細例を示す
回路図、第9図は本発明の半導体集積回路の他の実施例
であるマイクロコンピユータを構成するプロセツサの構
成図である。 12……ROM、13……RAM、40……MOSバツ
フア、41,43,45,97,100……バイポーラ
バツフア、42……MOSアドレスデコーダ、44……
MOSメモリ部、90……演算回路、91……加算回
路、92……シフタ、93……演算レジスタ、94……
入力レジスタ、95……出力レジスタ、98……マイク
ロ命令デコーダ。
図、第2図は第1図で用いられているROMの詳細例を
示す構成図、第3図は第2図で示したワード駆動バツフ
ア23の部分回路例を示す回路図、第4図は本発明の半
導体集積回路の一実施例であるROMの構成図、第5図
は第4図に示したMOSバツフアとバイポーラバツフア
の詳細例を示した回路図、第6図は第4図に示したMO
Sアドレスデコーダとバイポーラバツフアの詳細を示し
た回路図、第7図は第4図のMOSメモリ部とバイポー
ラバツフアの詳細例を示す回路図、第8図はマイクロコ
ンピユータを構成するRAMのメモリ部の詳細例を示す
回路図、第9図は本発明の半導体集積回路の他の実施例
であるマイクロコンピユータを構成するプロセツサの構
成図である。 12……ROM、13……RAM、40……MOSバツ
フア、41,43,45,97,100……バイポーラ
バツフア、42……MOSアドレスデコーダ、44……
MOSメモリ部、90……演算回路、91……加算回
路、92……シフタ、93……演算レジスタ、94……
入力レジスタ、95……出力レジスタ、98……マイク
ロ命令デコーダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/06 (56)参考文献 特開 昭55−129994(JP,A) 特開 昭52−26181(JP,A) 特開 昭55−45259(JP,A) 特開 昭53−87187(JP,A)
Claims (12)
- 【請求項1】同一半導体基板上に、複数の信号線からな
る信号線群と、上記信号線群に接続され、MOSトラン
ジスタからなる論理単位を用いて構成される複数の論理
ブロックとを有する半導体集積回路装置において、 上記複数の論理ブロックのうち少なくとも1つの論理ブ
ロックは上記信号線群に接続されるバイポーラトランジ
スタを用いて構成される出力部を有し、 上記出力部は他の論理ブロックの少なくとも1つのMO
Sトランジスタを上記信号線群を介して駆動することを
特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、 上記論理単位は、1つの論理動作を行なうための所定の
数のMOSトランジスタを用いて構成される論理回路で
あることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、 上記出力部のバイポーラトランジスタは、上記少なくと
も1つの論理ブロックの論理動作によって駆動されるこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲第1項、第2項または第3
項において、 上記出力部のバイポーラトランジスタは、上記少なくと
も1つの論理ブロックの論理動作からMOSトランジス
タによって出力される信号によって制御されることを特
徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項5】特許請求の範囲第1項、第2項、第3項ま
たは第4項において、 上記少なくとも1つの論理ブロックの論理動作によって
得られる信号は、上記出力部によって他の論理ブロック
に伝達されることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項6】特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、
第4項または第5項において、 上記少なくとも1つの論理ブロックのMOSトランジス
タと上記出力部のバイポーラトランジスタとによって、
MOSトランジスタとバイポーラトランジスタとの複合
回路が構成されることを特徴とする半導体集積回路装
置。 - 【請求項7】特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、
第4項、第5項または第6項において、 上記論理ブロックは、演算を行なう演算回路を含むこと
を特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項8】同一半導体基板上にMOSトランジスタを
用いて構成されるプロセッサ部とMOSトランジスタを
用いて構成されるメモリ部と上記プロセッサ部と上記メ
モリ部を接続する複数の信号線からなるバスとを含むマ
イクロコンピュータにおいて、 上記プロセッサ部または上記メモリ部は、上記バスに接
続されるバイポーラトランジスタを用いて構成されるプ
ロセッサ出力部またはメモリ出力部を有し、 上記プロセッサ出力部は上記メモリ部の少なくとも1つ
のMOSトランジスタを上記バスを介して駆動し、上記
メモリ出力部は上記プロセッサ部の少なくとも1つのM
OSトランジスタを上記バスを介して駆動することを特
徴とするマイクロコンピュータ。 - 【請求項9】特許請求の範囲第8項において、 上記プロセッサ出力部または上記メモリ出力部の上記バ
イポーラトランジスタは、上記プロセッサ部または上記
メモリ部に有する少なくとも1つの論理ブロックの論理
動作によって駆動されることを特徴とするマイクロコン
ピュータ。 - 【請求項10】特許請求の範囲第8項または第9項にお
いて、 上記プロセッサ出力部または上記メモリ出力部の上記バ
イポーラトランジスタは、上記プロセッサ部または上記
メモリ部に有する少なくとも1つの論理ブロックの論理
動作からMOSトランジスタによって出力される信号に
よって制御されることを特徴とするマイクロコンピュー
タ。 - 【請求項11】特許請求の範囲第8項、第9項または第
10項において、 上記プロセッサ部または上記メモリ部に有する少なくと
も1つの論理ブロックの論理動作によって得られる信号
は、上記プロセッサ出力部によって上記メモリ部に伝達
され、上記メモリ出力部によって上記プロセッサ部に伝
達されることを特徴とするマイクロコンピュータ。 - 【請求項12】特許請求の範囲第8項、第9項、第10
項または第11項において、 上記プロセッサ部または上記メモリ部に有する少なくと
も1つの論理ブロックのMOSトランジスタと上記プロ
セッサ出力部または上記メモリ出力部の上記バイポーラ
トランジスタとによって、MOSトランジスタとバイポ
ーラトランジスタとの複合回路が構成されることを特徴
とするマイクロコンピュータ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16850282A JPH0650813B2 (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 半導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ |
| EP83109689A EP0104657B1 (en) | 1982-09-29 | 1983-09-28 | Semiconductor integrated circuit device |
| DE8383109689T DE3380105D1 (en) | 1982-09-29 | 1983-09-28 | Semiconductor integrated circuit device |
| US07/155,484 US5005153A (en) | 1982-09-29 | 1988-02-12 | Data processor integrated on a semiconductor substrate |
| US07/771,834 US5333282A (en) | 1982-09-29 | 1991-10-08 | Semiconductor integrated circuit device with at least one bipolar transistor arranged to provide a direct connection between a plurality of MOSFETs |
| US08/387,628 US5696715A (en) | 1982-09-29 | 1995-02-13 | Semiconductor memory device having bipolar and field effect transistors and an improved coupling arrangement for logic units or logic blocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16850282A JPH0650813B2 (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 半導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003850A Division JPH0689585A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 半導体記憶装置 |
| JP5003849A Division JP2559556B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | マイクロコンピュータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958859A JPS5958859A (ja) | 1984-04-04 |
| JPH0650813B2 true JPH0650813B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15869255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16850282A Expired - Lifetime JPH0650813B2 (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 半導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650813B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55134539A (en) * | 1979-04-09 | 1980-10-20 | Agency Of Ind Science & Technol | Logic level converting circuit |
| JPS5710531A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-20 | Toshiba Corp | Level conversion circuit |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP16850282A patent/JPH0650813B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5958859A (ja) | 1984-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH088304B2 (ja) | 半導体集積回路装置及びその設計方法 | |
| JPS63308788A (ja) | バイポーラ−cmosスタティックramメモリ・デバイス | |
| Hotta et al. | CMOS/bipolar circuits for 60-MHz digital processing | |
| JP2853407B2 (ja) | 半導体メモリ | |
| EP0503524B1 (en) | Semiconductor memory device | |
| US5696715A (en) | Semiconductor memory device having bipolar and field effect transistors and an improved coupling arrangement for logic units or logic blocks | |
| JPH0650813B2 (ja) | 半導体集積回路装置及びマイクロコンピュータ | |
| JP2559556B2 (ja) | マイクロコンピュータ | |
| JP2663138B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH0689585A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| US5333282A (en) | Semiconductor integrated circuit device with at least one bipolar transistor arranged to provide a direct connection between a plurality of MOSFETs | |
| EP0444524B1 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| EP0439301A1 (en) | Semiconductor integrated-circuit device | |
| JPH0748557B2 (ja) | セミカスタム半導体集積回路 | |
| JPH07153273A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH0690664B2 (ja) | バレルシフタ回路 | |
| JPH0834427B2 (ja) | 論理回路 | |
| KR930004297B1 (ko) | Cmos 집적회로의 입출력 겸용 셀 | |
| Ni et al. | A 4-transistor static memory cell design with a standard CMOS process | |
| JPH02123596A (ja) | 半導体メモリー | |
| JPS5978554A (ja) | 半導体集積回路装置及び単一チップマイクロコンピュータ | |
| JPS6348694A (ja) | 半導体メモリ | |
| JPS645398B2 (ja) | ||
| JPS62272719A (ja) | 割り込みアドレス発生回路 | |
| JPH0357626B2 (ja) |