JPS59117330A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

Info

Publication number
JPS59117330A
JPS59117330A JP57226140A JP22614082A JPS59117330A JP S59117330 A JPS59117330 A JP S59117330A JP 57226140 A JP57226140 A JP 57226140A JP 22614082 A JP22614082 A JP 22614082A JP S59117330 A JPS59117330 A JP S59117330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
signal
semiconductor integrated
gate
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
JP57226140A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Takanashi
高梨 「あきら」
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57226140A priority Critical patent/JPS59117330A/ja
Publication of JPS59117330A publication Critical patent/JPS59117330A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/02Shaping pulses by amplifying

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (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】 この発明は、ディジタル信号を扱う半導体集積回路装置
に関する。
MO3FETC絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)で
構成されたCIvloS(相補型M OS )は、信号
が変化した時しか電流を消費しないから極めて低消費電
力で、内部論理ゲートの動作速度も比較的速いという特
長をもっている。
しかし、その電流駆動能力が小さいため、その出力部で
極端に速度が遅くなってしまう。ちなみに、内部ゲート
−当たりの信号伝播速度は、数ns程度であるが出力部
では数+nsと大幅に遅くなって17よう。
そこで、出力部を駆動能力の大きなバイポーラ型トラン
ジスタ回路で構成することが考えられている。この場合
、第1図に示すようにトーテムポール型ブツシュプル出
力回路を用いると、トランジスタQ1.Q2のターンオ
フに要する遅れ時間において、両トランジスタQl、Q
2が共にオン状態となって大きな貫通電流が流で、上記
CMO84J積回路の特長である低消費電力が用なわれ
てしまう。特に、同図の回路では、インバータ■V2で
の時間遅れとトランジスタQ1のターンオフ時間とによ
り、出力すべき信号inがハイレベルからロウレベルに
変化する時、上記大きな貫通電流が流れるものとなる。
また、上記貫通電流により、0M03回路の電源ライン
に大きなノイズが発生して、0M03回路のラッチア・
7プ及び誤動作の原因にもなるという新な問題の生じる
ことが判明した。
この発明の目的は、比較的高速であるとともに、低消費
電力の半導体集積回路装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、CM OS回路側でのう7チア
、プ及び誤動作を防止した半導体1μ積回路装置を提供
することにある。
この発明の更に他の目的は、以下の説明及び図面から明
らかになるであろう。
以下、この発明を実施例とともに詳細に説明する。
第2図には、この発明の一実施例をブロック図が示され
ている。
同図において、半導体集積回路装置ICは、0M03回
路で構成された内部論理ブロックと、バイボーラバ゛(
出力トランジスタを含む出力部とで構成されている。こ
れらの各回路を構成する素子は、それぞれ公知の半導体
1積回路の製造方法によって、1 ([1i1のシリコ
ンのような半導体基板上において形成される。
また、この実施例の半導体集積回路装置NG)は、特に
制限されないが、その回路機能がマスタースライス方式
により決定される。すなわち、バイポーラトランジスタ
、ダイオード、抵抗、及びMO3FE’rなどの各回路
素子を適当に配置した基本パターンを作っておいて、こ
の!℃オーパターン間を必要に応しで相互接続する配線
マスクだけを変えることで各種の回路機能を持つ平導体
隻債回路装置を得るものである。これにより、多晶鍾。
小量生産の半導体集積回路装置の開度性を向上させるも
のである。
外部端子T 、N ]〜INnには、TT[、レベル又
はCMOSレヘルレベル信号が印加される。特に制限さ
れないが、TTLレベルの人力信号を受ける場合には、
T T L入カバソファ回路が設けられて、0M03回
路の信号レベルに変換するものである。
CM OSゲートアレイは、上記端子IN1〜rNnか
ら供給された信号を受けて、その回路機能に従った情報
処理を行い、出力すべき情報信号を形成する。
出力部は、上記CMOSゲートアレイで形成された出力
すべき情報信号を受け、そのまま、又は所定の論理処理
を行い外部端子0UTI〜OUTmを介して外部負荷を
駆動する。この出力部は、大きな駆!IJ1能力によっ
てその高速化を図るため、出力素子がバイポーラ型ト・
ランジスクにより構成されたトーテムポール型プッシュ
プル回路が用いられている。
上記トーテムポール型プッシュプル回路における大きな
貰通電2+Eが発生ずることを防止するため、この実施
例では、上記出力部は次のような回路構成とされる。
第3図には、上記出力部の一実施例の回路し1が示され
てい、5゜ 上記C,M OSゲートアレイで形成された出力すべき
情報信号inは、次のようなCMo5論理回路により論
理処理が施される。ずなわぢ、特に制限されないが、チ
ン1−ゲーl−回路Gl、G2の一方の入力と出力とを
互いに交差結線して、ラッチ形態とする。そして、上記
ナントゲート回路G1の他方の入力には、上記信号in
をそのまま供給し、上記ナントゲート回路G2の他方の
入力には、上記信号inをインバータIV3を通ずこと
Cによりその反転信号を供給する。また、」1記ナント
ゲート回路Gl、G2の出力A、Bは、それぞれインバ
ータIV4.IV5を通してトーテムポール型プ、シュ
プル出力トランジスタQl、G2のベースに供給する。
なお、トランジスタQlのコレクタと電椋奄圧Vccと
の間には、電流制限用抵抗Rが設けられ、トランジスタ
Q2のベース、コレクタ間には、トランジスタQlの飽
和動作を軽減させるためのシ・7トキーダイオードDZ
が設けられている。
次に、この実施例回路の動作を第4図のタイミング図に
従って説明する。
出力すべき情報信号inがハイレ・−、ル(論理“1”
)からロウレベル(論理“0″)に変化した時、上記ゲ
ート回路G1の出力Aば、その入力ロウレベルにより速
やかにハイレベルに変化する。
一方、」二記ゲート回路G2の出力Bは、上記インバー
タIV3の出力がハイレベルであること、及び上記ゲー
ト回路G1の出力Aがハイレベルに変化したことを待っ
てロウレベルに変化するので、これらの信号の信号伝播
遅延時間Δtだけ遅れてしまう。
また、上記信号inがロウレベル(論理“O”)からハ
イレベル(論理“1”)に変化した時、上記デーl−回
17&G2の出力Bは、インバータIV3を通した信号
のロウレベルにより速やかにハイレベルに変化する。一
方、上記ゲーI・回路G1の出力Aは、上記信号inが
ハイレベルになっているので、上記デーl−回路G2の
出力Bがハイレベルに変化したことを待ってロウレベル
に変化するので、これらの信号の信号伝播遅延時間Δt
だけ遅れてしまう。
そして、上記ゲート回路G1.G2の出力A。
Bは、インハークIV4.IV5により反転されてトー
テムポール型出力トランジスタQ1.G2のベースに伝
えられる。この駆動信号A’ 、B’は、上記時間ΔL
の間共にロウレベル(トランジスタQl、Q2のオフレ
ベル)となっている。したがって、1−ランジスクQ1
又はG2のターンオフに時間遅れかぁ−、でも、上記時
間Δtを設けたことにより共にオ、/状憇になることが
なく、両トランジスタQ1.(λ2が共にオフ状態にI
(ることにより発生ずる大きな貰jm電流が流れること
を防止できる。
上記時間Δtは、CM OSゲート回路における信号伝
播遅延時間により決定され、は\5ns程度であり、一
方トランジスタQ1又はG2のターンオフに要J゛る時
間ばは\’3ns程度であるので、通常のCMOSケー
ト回路を用いることにより、上記出力1ランジスタQl
、G2が共にオン状態になることはない。
第5図には、この発明の他の一実施例の回路図がボされ
ζいる。
この実施例では、出力ハイインピーダンスを含む3状5
Q (l〜ライステート)出力機能を持たせている。ず
なわら、上記ランチ形態のゲート回路G1、G2として
、3人力のナントゲート回路を用い、第3の人力に出力
イネーブル信号OEを供給するものである。
この実施例回路では、この出力イネーブル信号OEをロ
ウレベルとすると、上記信号inに無関係にその出力A
、Bをハイレベルにできるから、駆動信号A’ 、B’
が共にロウレベルとなって1ランジスタQl、G2を共
にオフ状態とすることができる。
第6図には、この実施例の半導体集積回路装置の概略構
造断面し1が示されている。
この実施例では、P型半導体基板1が用いられ、その表
面に公知の半導体築積回装造方法により次の各半導体層
等が形成される。
上記基板1の表面の素子形成領域に選択的にいわゆるN
+コレクタ埋込層2が形成される。このコレクタ埋込層
2を含む上記基板1の表面にN−エピタキシアル成長層
が形成され、このエピタキシアル成長層は、P十素子分
離領域4により3a及び3bのような素子形成領域とし
て互いに電気的に分離される。
上記素子形成領域3a中には、CMOSゲートアレイ及
び上記CMO8a!理回路を構成するMOSFETが形
成される。すなわち、nチャンネルMOSFETは、ウ
ェル領域を構成するP型半導体領域に形成されたN+型
のソースS5 ドレインD領域と、この半導体基板の表
面にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極Gとに
よって構成さる。pチャンネルMOSFETは、上記素
子形成領に3f3aに形成されたP十型のソースS、ド
レインD領域と、この半導体基板の表面にゲート絶縁膜
を介して形成されたゲート電極Gとによって構成される
上記素子形成領@3b中には、上記トーテムポール型プ
ッシュプル出力トランジスタQl、Q2を構成するnp
n )ランジスタが形成される。この素子形成領域3b
中に形成されたP型領塘は、ベースBを構成し、このP
帯領域中に形成されたN生型領域は、エミッタEを構成
し、この素子形成領域3b中に形成されたN生型領域は
、コレクタCのオーミックコンタクト領域を構成する。
この実施例では、上記実施例のように、はぼ公知のバイ
ポーラ型半導体朶積回路装置の製造方法によりMOS 
F ETと、バイポーラ型トランジスタとを同一の半導
体w板上に形成することができる。
以上説明したこの実施例によれば、l−−テムボール型
プッシュプル出力トランジスタQl、Q2が共にオン状
態になることによる大きな貫通電流が発生しないから、
CMO3半導体集積回路装置としての低消R[力を生か
すことができる。また、その出力部には、駆動能力の大
きなnpn トランジスタを用いているので1.その信
号伝播遅延時間を人力部のランチ回路等を含めても1O
ns程度と高速化することができる。
さらに、上記貫通電流が発生しないから、電源電圧Vc
c及び回路の接地電位に、ノイズが発生することもない
。このため、0M08回路側において、ランチアンプ及
び誤動作が発生することもない。
また、上記実施例のように、貫通電流の発生を防止する
ためにラッチ回路を用いた場合には、出力すべき情報信
号等にノイズが発生しても、その正帰還動作により安定
動作しているから、耐雑音性を高くすることができる。
さらに、第6図のようにCMO3回路をエピタキシャル
成長層中に形成した場合には、バイポーラ型l−ランジ
スタ回路における基板と完全に分離されているから、上
記基板に流れる電流によってCM OS回路がランチア
ンプする等の不都合が生じない。
この発明は、前記実施例に限定されない。
上記第3図又は第5図の実施例において、ラッチ回路は
、ノアゲート回路を用いるものであってもよい。この場
合、ハイレベルを論理“1”とする正論理の場合、その
論理構成が逆になるので、インバータIV4.IV5を
省隙することができる。また、同図の回路において、イ
ンバータIV4の出力をトランジスタQ2のベースに供
給し、インバータTV5の出力をトランジスタQ1のベ
ースに供給するようにするものであってもよい。
この場合には、出力すべき信号inと逆相の出方信号を
端子OUTから得ることができる。
また、出力すべき情報信号inとその遅延信号とを形成
して、適当なりρ、理ゲート回路を用いることによりそ
の遅延期間だけ上記実施例のようにトーテムポール型プ
ッシュプル出力トランジスタを共にオフ状態にする駆動
14号を形成するものであってもよい。
さらに、上記CM OSゲートアレイの入力部とにTT
L入カバソファを設け、TTL半導体築槓回路装置とコ
ンパチブルな半導体集積回路装置とするものであっても
よい。
この発明は、例えば、上記デー1−アレイ、1チノブマ
・イクロプロセソサ、マイクロコンピュータ等のディジ
タル半導体集積回路装置に広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に先立って考えられている出力回路
の一例を示す回路図、 第2図は、この発明の一実施例を示すブロック図、 第3図は、その出力部の一実施例を示す回路図、第4図
は、その動作を説明するためのタイミングlン1、 第5図は、上記出力部の他の一実施例を示す回路!2+
、 第6図は、その概略構造w1面図である。 1・・P型半導体基板、2・・コレクタ埋込層3a、3
b・・素子形成領域(エピタキシャル成長層)、4・・
素子分離領域 第1図 第  2  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、出力すべき信号を形成するC M OS 論理回路
    と、この信号とその遅延信号を利用してその変化タイミ
    ング時に出力トランジスタを共にオフ状態にする相補駆
    動信号を形成するCMOSゲート回路と、上記相補駆動
    信号を受け、バイポーラ型トランジスタで構成されたト
    ーテムポール型ブツシュプル出力回路とを含むことを特
    徴とする半導体集積回路装置。 2、上記相補駆動信号を形成するゲート回路は、出力す
    べき信号を反転させるインバータ回路と、上記出力すべ
    き信号と上記インバータ回路で反転された信号とを受け
    るナントゲート回路で構成されたランチ回1洛と、この
    ランチ回路の両出力信号をそれぞれ受け、−上記駆動信
    号を形成するインバータ回路とで構成されものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積
    回路装置。 3、上記相補駆動信号を形成するゲート回路は、出力す
    べき信号を反転させるインバータ回路と、上記出力すべ
    き信号と上記インバータ回路で反転された信号とを受け
    るノアゲート回路で構成されたランチ回路とで構成され
    ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体集積回路装置。 4、上記ランチ回路には、出力状態を制御する制御(ば
    号が印加されるものであることを特徴Jる特許請求の範
    囲第2又は第3項記載の半導体集積回路装置。
JP57226140A 1982-12-24 1982-12-24 半導体集積回路装置 Pending JPS59117330A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57226140A JPS59117330A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 半導体集積回路装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57226140A JPS59117330A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 半導体集積回路装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59117330A true JPS59117330A (ja) 1984-07-06

Family

ID=16840474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57226140A Pending JPS59117330A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 半導体集積回路装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59117330A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02238712A (ja) * 1989-03-13 1990-09-21 Toshiba Corp 出力バッファ回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02238712A (ja) * 1989-03-13 1990-09-21 Toshiba Corp 出力バッファ回路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6113817A (ja) 金属半導体電界効果トランジスタを用いた電気回路
JPS5964927A (ja) トライステ−ト回路要素
EP0247172B1 (en) Cmos to ecl interface circuit
JPH07321636A (ja) 電流スイッチング回路
JPH06103837B2 (ja) トライステ−ト形出力回路
JPH0653807A (ja) ラッチを組込んだcmos−ecl変換器
JPS59117330A (ja) 半導体集積回路装置
JP2852051B2 (ja) 相補型クロックドナンド回路
JPS6059818A (ja) 半導体集積回路装置
JPS6085623A (ja) Cmos集積回路装置
JPS596627A (ja) 半導体集積回路装置
JP2830244B2 (ja) トライステートバッファ回路
JPS60223322A (ja) Cmos半導体集積回路装置
JPS62195922A (ja) 半導体集積回路装置
JPS5955626A (ja) 半導体集積回路装置
JP2783464B2 (ja) 半導体集積回路
JP2595074B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP3073064B2 (ja) 多入力論理回路及び半導体メモリ
JPS62154915A (ja) 半導体集積回路装置
JP2864771B2 (ja) 半導体集積回路
JPS59149426A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0669782A (ja) BiMIS論理回路
JPS60213124A (ja) 論理ゲ−ト回路
JPS6323349A (ja) Cmos半導体集積回路
JPH02264517A (ja) サイリスタの駆動回路及びサイリスタの駆動装置