JPS58100545A - 論理回路 - Google Patents

論理回路

Info

Publication number
JPS58100545A
JPS58100545A JP56198666A JP19866681A JPS58100545A JP S58100545 A JPS58100545 A JP S58100545A JP 56198666 A JP56198666 A JP 56198666A JP 19866681 A JP19866681 A JP 19866681A JP S58100545 A JPS58100545 A JP S58100545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diode
source
gate
current
potential
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.)
Pending
Application number
JP56198666A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Shimizu
庄一 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56198666A priority Critical patent/JPS58100545A/ja
Publication of JPS58100545A publication Critical patent/JPS58100545A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic 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
    • H03K19/09441Logic 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 of the same canal type
    • H03K19/09443Logic 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 of the same canal type using a combination of enhancement and depletion transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 この発明はノーマリオン臘ジャンクションゲー) FM
Tをスイッチングトランジスタとする論理回路に関する
従来技術とその問題点 以下≦;説明に用いるFIT 、ダイオードはショット
キー接合としたが、それにこだわることなくPN接合で
もよく、さら1;それらが同時(二使われていても良い
GaAsを用いたショットキーゲートFgTからなる論
理回路は、GaAmのキャリア移動度が81のそれ(ニ
ルべて大きいため(二、超高速のディジタル回路に向い
ている。なかでもノーマリオン型のショットキーゲー)
 rgTを用いた論理I1g回路は、高速の動作を行う
ことができる。
第1図(1)はノーマリオン截ショットキーゲートFI
Tを用い九論理回路として良く知られているB?L (
Buff@red Follower Logic )
と呼ばれている回路であ如、(b)はその論理図である
。(、〜Q、は全てノーマリオン型である。Ql−Q4
 、Qs −Qa  はNIL源負荷、Ql * Q@
ハソレ(’tLイア ハI Gts Qlの4イツチン
グトランジスタQ* −Qvはソースフオロアとして働
く。D、〜D、はレベルシフト動作を行うショットキー
ダイオードである。論理amは+0.5v〜−2v の
約2.5Vである。
この回路の欠点の1つはv■(正)とVss (IL)
の24源を必要とすることである。
箪−電源で動作する回路(二はノーマリオフ形ショット
キーゲー) Fj8Tを使用した第2図シニ示した論理
回路が考えられている。この回路はD(JL(Dire
ct Coupled Function Logic
 )と呼ばれている。Qll s Qts は電流負荷
としてのノーミリオンill PgTであり、Q□、Q
14はスイッチングトランジスタとしてのノーマリオフ
[PETである。回路はm/D構成となっている。この
論理回路はV十の単一電源で動作するという長所(=加
えて、構成が簡単で素子数が少なくてすむというelm
がある。しかしQu * Qtsのゲート、ソース間は
順方向(二電圧が加わるため≦=、ゲート電圧はショッ
トキーの順方向電圧(約0.8 V ) lニクツンプ
される。このため低レベルの浮き上がりを考慮すると論
理振幅は0.6v程度しかとれず、ノイズマージン電圧
が非常区二小さくなってしまう。さら檻二、Lf9Iレ
ベルで考えると、数百〜数千のトランジスタを同一チッ
プC;作る九めI:、ピンチオフ電圧のばらつき、ファ
ンアウト数の違い(二よる、オ/′罐圧の変化などを考
慮しなければならず、ますますノイズマージン電圧は小
さくなる。
そこでノーミリオン型ショットキニゲ−) FITをス
イッチングトランジスタとする論理回路であって、論理
振幅を十分大きくすることができ、しかも単一電源で動
作可能とし九鍮理回路が既に提案され丸。
これはノーマリオン蓋ショットキーゲートr8Tをスイ
ッチングトランジスタとしそのドレインを負荷を介して
電源の高電位端G二接続してなる論理回路において、(
1)複数個のインバータのドツイパFITのソースを共
通接続して、このソースと前記電源の低電位端との間口
ソース電位をその低電位端よp浮かす少くとも1個のダ
イオードまたは抵抗を接続すること、および(2)複数
個のインバータはレベルシフト−路を介して縦続するこ
と、を特徴としている。
第3図はこの論理回路の原理図を示す。Qlt〜QCs
はピンチオフ電圧がほぼ−vssl:等しいノーマリオ
ンタイプ型ショットキーゲー) FISTからなるスイ
ッチングトランジスタであシ、そのソースは共通接続さ
れている。vasはこれらのrzTのソース電位を接地
電位から浮かすための定電圧である。またvbはドレイ
ン電位からゲート電位をレベルシフトする丸めの定電圧
である。Qs−−QaaはそれぞれQ!置−−1の4流
源負荷である。
次に第3図の電圧、電流の関係を考える。この囲路の入
力端ゲート電圧が最初、接地電位に近いときは、QCs
のゲート、ソース電圧は−VssHはぼ等しく、そのピ
ンチオフ罐圧が−WaSであるのでQ□はピンチオフし
ており、流れる電流ははぼ0である。この時Q□のドレ
イン電圧は約O,SV+vs m + vb トfx 
ルo コれは次段ノPIT−Q、、のゲート。
ソース接合がショットキー接合で順方向にバイアスされ
る九め偽、のゲートはQs黛のソース電位(Vss)か
ら一方向にショットキー鑞圧(約α8V)だけ高い電圧
(α8V+V@l) l−クランプされるためである。
よってQ□のドレイン、ソース電圧”llaは約α8V
+V&となる。この状態は第4図のvea−ts特性図
で示すと欠点である。
次にトランジスタQ置冨の状態を考える。Qlmはゲー
トがノース楓;対してα8v高いのでオン状態口あ)、
負荷Q□の電流はQ□のドレイン−流となってチャンネ
ルを流れる。よってそのドレイ/電位はソース電位とほ
ぼ等しい電位v1−まで降下し、VllははぼOである
。この状態をVll−111の関係を示す第4図で示す
とB点となり、流れている電流は負荷Q錦の@1tIL
である。ここで負荷Q、。
のJl滝はq□のゲートを通してソース−一二流れ込ん
でいる。
次C;この回路の入力端電位を正6;加えていくと第5
illに示し九ような人、出力特性が得られるOここで
しきい値電圧は」見ヒ虹となり、論理振幅はほぼαli
V+V&ボルトとなる。ことでピンチオフ電圧は1vν
l≦lV&lの関係が成立している0以上から既−二提
案し九論理回路は、ノーマリオン聾のFITをスイッチ
ングトランジスタとして用いながら、単一電源で動作を
行い、しかも論理振幅がα8v以上とれる高速動作(;
適した論理回路であることが明らかである。
次≦二具体的な実施例について説明する。第6図は一実
施例を示す。第3図と同じ働きをするものには同一の記
号を付けである。電流源負荷Qll〜Qamはノーマリ
オン型のショットキーゲー) j’j!Tのゲートとソ
ースを接続したアクティブロードである。
レベルシフト周定圧電v1を得るため(=ショットキー
ダイオードD□〜Dlを用いており、シフト電圧はショ
ットキーの順方向電圧(約08v)である。
さら(二このレベルシフト電圧を一定C二保つ九め(二
Qa〜Qss l:、比べて電流値の小さな電流源とし
て、ノーマリオン臘シ曹ットキーゲー) FilT Q
41〜Qasが接続されている。また、スイッチングト
ランジスタFj!Tの共通接続したソース電位を接地電
位よりも正ζ二する定電圧V−とじてやは9シヨツトキ
ーダイオードD□を利用して、その順方向電圧(約08
v)を用いている。ここで、このダイオードDU +=
流れる電流は、常に電流源負荷−,〜Qamの電流の総
和と電流源Q41〜Q41の14L流の総和を引いた量
となるので一定であり、定−圧として動作することにな
る。
本回路のスイッチングトランジスタQms−Q*mのビ
/チオ7電圧は約−0,8vとな9、又−理振幅は約L
・Vとなる。
しかし亀がら、既1;提案の回路のようロスイツチング
トランジスタが各ゲート砿二1個又はNofL回路のよ
うに並列(二接続されている場合には間貌がないが、第
7図に示したように論理回路の中(二NANDゲートの
ようにスイッチングトランジスタが縦積み嘔:接続され
、しかもQt4のゲートがソースが共通接続され九他の
ゲート区:接続されていない場合は不都合が生じる。
1’1JLt;j M (二11″のレベル、bt=”
0’のレベルが加わり九場合を考えるとQ□はオン状態
となりQ、易のゲートは−o’レベルとなるのでQ−m
はカットオフ状態となる。Q、はゲートが′″0″0″
ルベル1諺の電流からQ4禦の電流を91V旭九値はり
、を通つてQ□のゲート≦電流れ込もうとする。しかし
、Q10のドレイン電圧は*gの低電位からダイオード
3個分の電位(vesv + QHのゲートソースのダ
イオード順方向電圧+vD!、)となっている。ここで
電、の電流はD!雪を通ってQ、4のゲートとドレイン
のダイオードを過ってDliを通ってQnのゲ−)l電
流れることC二なるので電源電圧vlは最低6個分のダ
イオード順方向電圧が必要となる。しかし消費電力等を
考えると”mlは低いほどよく、もし3個のダイオード
電圧よシ若干高い程度(二設定されると、Quの電流は
どこ1:も流れるところがない丸め、この電流分だけは
スイッチングトランジスタの共通ソース端子(:現われ
ず、前提案の条件であるの点;;流れ出る電流値は常4
;一定でなければならないということが成立しなくなる
O発明の目的 本発明は上記の点C二鎖みなされ丸もので、スイッチン
グトランジスタが縦積みζ:構成されていても、ソース
端子には常Cニ一定′@流が流れることのできる論理回
路を提供するものであるO発明の実施例 JIK8図(a)は本発明の論理回路図であり、lX7
図と同じ働きをするものC二は同じ記号をつけである。
この回路で縦積み1;され友上のスイッチングトランジ
スタのQlmのゲートから共通ソース端子のC;ダイオ
ードQ41が接続されている。この状態Cは前記と同様
の場合を考えると、Qlmの゛電流はDllを通ってQ
lmのゲート(;流れ込みDasを通ってソース共通端
子■点(二流れ出すことになり、不都合なことはなくな
ることになる。ダイオードD41はQ電@ * Qlm
と4オン状態の時にQ□のオン抵抗によってQ、4のソ
ース電位が0点の電位より若干持ち上がる九め4”、Q
lmのゲートソース関(二組方向の電圧が加わるよう(
:面積を小さくしたり、小さな抵抗を直列6二接続する
などの工夫をする必要がある。―)図は(II)図の論
理回路図である。また、第9図はダイオードC二よるN
ORゲート構成のOBy’ANDゲート回路である。前
記と同様にダイオード3個分を通しての電流はQnがオ
フの状態のときはQuのゲート−ドレインのダイオード
を通って流れること1=なり同様の問題が生ずる。
第1θ図(a)は本発明の回路図を示し、喝■のゲート
から共通アース端子■1ニダイオードが接続され、ダイ
オードQ□を過つ九電流はQuのゲートからダイオード
D41を通って共通アース端子に流れ出すこと(二なる
ので0点の電流は常に1定1;保持されること≦二なる
0ここで(b)図は(1)図の論理図である。
発明の効果 以上、本発明C二よればスイッチングトランジスタを縦
積みにした論理回路−二おいても共通ソース端子C:流
れ出る電流値は常櫨ニ一定となるので、0点の電位の変
化はなく論履動作上何ら、不都合なことのない単−喝源
で動作するノーマリオン形FIST (:1.よる高速
ロジックが集塊できる。
【図面の簡単な説明】
g l 図(a) 、 (b)は従来のノーマリオンl
i Fj!T構成感:よる論理回路(BFL)とその論
理図、第2Eは従来のノーマリオフIIFliT @成
による論理回路(DCFL)図、第3図はすでに提案し
た原ms成を示す図、514図はその動作を説明するた
めのIn−VD#籍性図、[5Eは同じく入出力特性図
、M6図は具体的な論理−略図s a17図はNAND
ゲートを含む論理−略図、第8図(補は本発明のNAN
Dゲートを含む論!回路図、(b)はその論理図、#I
9図はNOR/鰭Dゲートを含む論1lFEA路図、第
1θ図。は本発明の6VANDゲートの論理回路、(b
)はその論理図である。 QH%−/ −M 9 、t 7 ill FjeTD
通、鳥・・・ダイオード Q□、Q14・・・ノーマリオンill FITQo 
eQ鳳@ −/−マリオン31Fj!TQll −Qn
・・・ノーミリオン蓋スイッチングトランジスタ Q畠鳳+ QB・・・電流源負荷PITく4狐−11,
ζλ番置 ・・・−ms 11  FjiiT−鳳@ 
Dlm・・・ダイオード DsM、D畠■°・°ダイオード D4思  ・・・ダイオード へ1.鳥會・・・ダイオード Ds烏、D・禦・・・ダイオード 第  1 図 (ム’  V+ 一 第2図 V+ 第3図 V。 第4図 第5図 2 第6図 V↑ 第7図 第8図 (tL)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ノーマリオンill FnTのスイッチングトランジス
    タを複数個縦積み(:した構成を含む論理回路で、その
    最も高い?8Tのドレインと電源の高電位端との関C二
    負荷を接続し、最下段のスイッチングトランジスタのソ
    ースを他の段のソースと全部又は部分的(二共通(=接
    続し、それぞれの共通ソース端子から前記電源の低電位
    との間ζ二、ソース電位を上記低電位より浮かす少なく
    と41@のダイオードま九は抵抗を接続した論理回路(
    =おいて、前記最下段を除く各スイッチングトランジス
    タのゲートからそれぞれの共通ソース端子にダイオード
    又は抵抗又はそれらの組み合わせ(二よる電流路を設は
    九ことを%徴とする論理回路。
JP56198666A 1981-12-11 1981-12-11 論理回路 Pending JPS58100545A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56198666A JPS58100545A (ja) 1981-12-11 1981-12-11 論理回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56198666A JPS58100545A (ja) 1981-12-11 1981-12-11 論理回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58100545A true JPS58100545A (ja) 1983-06-15

Family

ID=16395018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56198666A Pending JPS58100545A (ja) 1981-12-11 1981-12-11 論理回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58100545A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988010030A1 (en) * 1987-06-10 1988-12-15 Regents Of The University Of Minnesota A novel family of noise-immune logic gates and memory cells

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988010030A1 (en) * 1987-06-10 1988-12-15 Regents Of The University Of Minnesota A novel family of noise-immune logic gates and memory cells
US4853561A (en) * 1987-06-10 1989-08-01 Regents Of The University Of Minnesota Family of noise-immune logic gates and memory cells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4491747A (en) Logic circuit using depletion mode field effect switching transistors
US4028556A (en) High-speed, low consumption integrated logic circuit
US4663543A (en) Voltage level shifting depletion mode FET logical circuit
JP2559032B2 (ja) 差動増幅回路
US4490632A (en) Noninverting amplifier circuit for one propagation delay complex logic gates
CA1262565A (en) Schottky diode logic for e-mode fet/d-mode fet vlsi circuits
US4713559A (en) Multiple input and multiple output or/and circuit
US4489417A (en) Multi-level communication circuitry for communicating digital signals between integrated circuits
US3916222A (en) Field effect transistor switching circuit
US4395645A (en) Mosfet logic inverter buffer circuit for integrated circuits
EP0186940B1 (en) Wired-and input stage fet logic gate
US4767950A (en) MOS inverter circuit having two different supply voltages
JP2544808B2 (ja) 差動増幅回路
EP0207429A2 (en) Input circuit for FET logic
US4885480A (en) Source follower field-effect logic gate (SFFL) suitable for III-V technologies
US4837458A (en) Flip-flop circuit
EP2264900B1 (en) Low-current inverter circuit
US4704544A (en) Complementary current mirror logic
JPS5856531A (ja) 論理回路
JPH0613884A (ja) 信号トランスレータ回路
EP0170134B1 (en) Schottky diode field effect transistor logic circuit
US4016595A (en) Field effect transistor switching circuit
US8653854B2 (en) Low-current logic-gate circuit
WO2010149629A1 (en) Low-current input buffer
US4434379A (en) Inverter using low-threshold-voltage field-effect transistors and a switching diode, formed as an integrated circuit