JPS5925426A - 半導体回路 - Google Patents
半導体回路Info
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- JPS5925426A JPS5925426A JP58125918A JP12591883A JPS5925426A JP S5925426 A JPS5925426 A JP S5925426A JP 58125918 A JP58125918 A JP 58125918A JP 12591883 A JP12591883 A JP 12591883A JP S5925426 A JPS5925426 A JP S5925426A
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- JP
- Japan
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- transistor
- gate
- fetq6
- inverter circuit
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- Pending
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H03K19/096—Synchronous circuits, i.e. using clock signals
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体回路特に、エンノ・ンスメント型絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタ(以下IGFETと称す。)
とデブレシ冒ン型IGFETを用いたクロックドゲート
半導体回路に関するものである。
ート電界効果トランジスタ(以下IGFETと称す。)
とデブレシ冒ン型IGFETを用いたクロックドゲート
半導体回路に関するものである。
消費電力を減少させるためには、従来工/ハンスメント
WIGFETを用いたクロックドゲート回路が使用され
ており、更にはまた、スイッチングスピードを速めるた
めにヱンハンスメント、デブレシ四ン型の回路が従来よ
り使用されている。第1図にPチャンネルエンハンスメ
ント型、 IGFETを用いたクロックドゲートのイン
バータ回路を示す。エンハンスメント型I G F E
T Q Iのドレイン1は定電源■DDに接続さね、
IGFETQ、のゲート2は、例えば第2図に示すよう
なりロックパルスfが加えられ、IGFETQ、のソー
ス3はエンハンスメント型IGFET(lbのドレイン
4と接続されると同時に出力端子となっている。さらK
IGFETQ、のゲート電極5は入力端子として使用さ
ね、I G F E T Q *のソース6は接地電位
(OV)K接続されている。クロックパルスfが一17
Vのとき工GFETQ+は導通状態となるので、入力K
IGFETQ、の閾値(例えば−2,Ovとする)より
絶対値で高い電圧が加わった場合I G F E T
Q *のソース6よりIGFET(bのドレイン1へ向
う方向に電流が流ねるが、クロックツくルスfが070
時にはIGFETQIが非導通状態になるため、電流は
流れない。したがって負荷トランジスタQ、のゲートに
クロックを与えて使用するりpツクドゲートの装置では
負荷トランジスタQ、のゲート電極に一17Vの定電源
を加えた装置に比較して消費を力は、(fが一17Vに
なっている時間)/(クロックの周期)となり大きく減
少する。しかし、このエンハンスメント型IGFETを
用いたクロックドゲートの装置では、I G F E
T Q +のチャンネル長本LI、チャンネル幅をW、
およびIGFETQ、のチャンネル長をり8、チャンネ
ル幅をW、とした時に正常なインバータ動作を行うため
Kは(Wt・Ll )/(WI・Ll)=20程度と、
しなゆわばならないため、面積的に太きいという欠点が
あり、またエンハンスメント型IGFETQ、を負荷ト
ランジスタとして使用しているためスイッチングスピー
ドもあまり速くな〜・。
WIGFETを用いたクロックドゲート回路が使用され
ており、更にはまた、スイッチングスピードを速めるた
めにヱンハンスメント、デブレシ四ン型の回路が従来よ
り使用されている。第1図にPチャンネルエンハンスメ
ント型、 IGFETを用いたクロックドゲートのイン
バータ回路を示す。エンハンスメント型I G F E
T Q Iのドレイン1は定電源■DDに接続さね、
IGFETQ、のゲート2は、例えば第2図に示すよう
なりロックパルスfが加えられ、IGFETQ、のソー
ス3はエンハンスメント型IGFET(lbのドレイン
4と接続されると同時に出力端子となっている。さらK
IGFETQ、のゲート電極5は入力端子として使用さ
ね、I G F E T Q *のソース6は接地電位
(OV)K接続されている。クロックパルスfが一17
Vのとき工GFETQ+は導通状態となるので、入力K
IGFETQ、の閾値(例えば−2,Ovとする)より
絶対値で高い電圧が加わった場合I G F E T
Q *のソース6よりIGFET(bのドレイン1へ向
う方向に電流が流ねるが、クロックツくルスfが070
時にはIGFETQIが非導通状態になるため、電流は
流れない。したがって負荷トランジスタQ、のゲートに
クロックを与えて使用するりpツクドゲートの装置では
負荷トランジスタQ、のゲート電極に一17Vの定電源
を加えた装置に比較して消費を力は、(fが一17Vに
なっている時間)/(クロックの周期)となり大きく減
少する。しかし、このエンハンスメント型IGFETを
用いたクロックドゲートの装置では、I G F E
T Q +のチャンネル長本LI、チャンネル幅をW、
およびIGFETQ、のチャンネル長をり8、チャンネ
ル幅をW、とした時に正常なインバータ動作を行うため
Kは(Wt・Ll )/(WI・Ll)=20程度と、
しなゆわばならないため、面積的に太きいという欠点が
あり、またエンハンスメント型IGFETQ、を負荷ト
ランジスタとして使用しているためスイッチングスピー
ドもあまり速くな〜・。
一方、第3図に従来より使用されているエンハンスメン
トーデブレシ璽ン型のインバータ回路を示す。デプレシ
曹ン、WIGFETQsのドレイン7は定電源VK接続
され、IGFETQsのゲート電D 極8おヨヒソース9はエンハンスメント型IGFETQ
、 のドレイン10と接続さね、また出力端子となっ
ている。また、IGFETQ4のケート電極11は入力
端子となっており、ソース12は接地電位となっている
。第3図の構成の場合にはIGFETQs がデズレ
シ百ン型であるために第1図の構成と比較しておよそ1
.5倍から2倍スイッチングスピードが速く、またIG
P’ETQsのチャンネル長をLs 、チャンネル幅を
Ws およびIGFETQ、のチャンネル長をL4、チ
ャンネル幅をW4 とした時に、I G F E T
Q sの閾値電圧を適当な値にとねば、(w1@LS
)/(ws −L4 ) = 3程度でよく、面積的
にも第1図の構成より極めて小さく出来るので有利であ
る。しかし入力にI G F E T Q 4を導通状
態にさせるような信号が加っている場合は、常に電流が
流ねるため、この第3図の構成は第1図の構成に比較し
て消費電力が大きいという欠点がある。
トーデブレシ璽ン型のインバータ回路を示す。デプレシ
曹ン、WIGFETQsのドレイン7は定電源VK接続
され、IGFETQsのゲート電D 極8おヨヒソース9はエンハンスメント型IGFETQ
、 のドレイン10と接続さね、また出力端子となっ
ている。また、IGFETQ4のケート電極11は入力
端子となっており、ソース12は接地電位となっている
。第3図の構成の場合にはIGFETQs がデズレ
シ百ン型であるために第1図の構成と比較しておよそ1
.5倍から2倍スイッチングスピードが速く、またIG
P’ETQsのチャンネル長をLs 、チャンネル幅を
Ws およびIGFETQ、のチャンネル長をL4、チ
ャンネル幅をW4 とした時に、I G F E T
Q sの閾値電圧を適当な値にとねば、(w1@LS
)/(ws −L4 ) = 3程度でよく、面積的
にも第1図の構成より極めて小さく出来るので有利であ
る。しかし入力にI G F E T Q 4を導通状
態にさせるような信号が加っている場合は、常に電流が
流ねるため、この第3図の構成は第1図の構成に比較し
て消費電力が大きいという欠点がある。
本発明の目的はスイッチングスピードが速く、消費電力
が/J%さくしかも集積密度の高いIGFETを含む半
導体装置を提供するととKある。
が/J%さくしかも集積密度の高いIGFETを含む半
導体装置を提供するととKある。
本発明によればエンハンスメン)Wの第1の絶縁ゲート
電界効果トランジスタとテプレシ!Iy型第2の絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタおよびエンハンスメント型の
第3の絶縁ゲート電界効果トランジスタを順次電源端子
と基準電位端子との間に直列に接続し、前記第1の電界
効果トランジスタのゲー)Kクロックパルスを接続し、
前記第1の電界効果トランジスタのソースを前記第2の
電界効果トランジスタのドレインに接続し、また前記第
2の電界効果トランジスタのゲー) ’ILli極およ
びソースを前記第3の電昇効果トランジスタのドレイン
に接続し、前記第3の電界効果トランジスタのソースを
前記電源の他端に接続し、また前記第3の電界効果トラ
ンジスタのゲートを入力端子に接続し、前記第3の電界
効果トランジスタのドレインを出力端子に接続した半導
体回路が得られる。
電界効果トランジスタとテプレシ!Iy型第2の絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタおよびエンハンスメント型の
第3の絶縁ゲート電界効果トランジスタを順次電源端子
と基準電位端子との間に直列に接続し、前記第1の電界
効果トランジスタのゲー)Kクロックパルスを接続し、
前記第1の電界効果トランジスタのソースを前記第2の
電界効果トランジスタのドレインに接続し、また前記第
2の電界効果トランジスタのゲー) ’ILli極およ
びソースを前記第3の電昇効果トランジスタのドレイン
に接続し、前記第3の電界効果トランジスタのソースを
前記電源の他端に接続し、また前記第3の電界効果トラ
ンジスタのゲートを入力端子に接続し、前記第3の電界
効果トランジスタのドレインを出力端子に接続した半導
体回路が得られる。
以下本発明を図面を用いて説明する。第4図は一本発明
の参考例を示す図で、デズレシ百ン叔I G F E
T Q wのドレイン13な定電源VX接続D し、ゲート電極14およびソース15をエンハンスメン
ト型IGFETQ@のドレイン16と接続し、ソース1
8はエンハンスメントWIGFETQ、のドレイン19
と接続さね出力端子となっている。またIGFETQI
のゲート電極17にはクロックパルスfr ヲ加L、I
GFETQ? 0)l’ −)、 電ffl 20は入
力端子となっている。この構成でりpツクパルス島 は
第2図に示さハるようなりpツクパルスであるので消費
電力の面ではtJ¥1図の従来のクロックドゲートの構
成と同等であり、さらに、クロックパルスf、の振幅は
大きいのが通常であるがらIGFETQIの導通状態で
の抵抗はIGFETQIの抵抗に対しては無視できる程
度であるため、スイッチングスピードも第3図の構成の
スイッチングスピードと同等の速さとなる。すなわち本
発明は第1図の従来の構成の消費電力が小さいという長
所と共に第3図の従来の構成のスイッチングスピードが
速いという長所を合わせ持っている。更K、本発明の構
成の半導体基板上の占有面積についてもIGFETQ*
はプロセス上のi少寸法のFETでよいので第3図の構
成と比較して殆んど大きくならないし、第1図の構成に
比較するとはるかに小さくて良いという利点がある。
の参考例を示す図で、デズレシ百ン叔I G F E
T Q wのドレイン13な定電源VX接続D し、ゲート電極14およびソース15をエンハンスメン
ト型IGFETQ@のドレイン16と接続し、ソース1
8はエンハンスメントWIGFETQ、のドレイン19
と接続さね出力端子となっている。またIGFETQI
のゲート電極17にはクロックパルスfr ヲ加L、I
GFETQ? 0)l’ −)、 電ffl 20は入
力端子となっている。この構成でりpツクパルス島 は
第2図に示さハるようなりpツクパルスであるので消費
電力の面ではtJ¥1図の従来のクロックドゲートの構
成と同等であり、さらに、クロックパルスf、の振幅は
大きいのが通常であるがらIGFETQIの導通状態で
の抵抗はIGFETQIの抵抗に対しては無視できる程
度であるため、スイッチングスピードも第3図の構成の
スイッチングスピードと同等の速さとなる。すなわち本
発明は第1図の従来の構成の消費電力が小さいという長
所と共に第3図の従来の構成のスイッチングスピードが
速いという長所を合わせ持っている。更K、本発明の構
成の半導体基板上の占有面積についてもIGFETQ*
はプロセス上のi少寸法のFETでよいので第3図の構
成と比較して殆んど大きくならないし、第1図の構成に
比較するとはるかに小さくて良いという利点がある。
また、例えばクロックパルスジエ市レークに電流を流し
てもよい場合には第4図でIGFETQ、l)ドレイン
13に接続される電源を、りqyクパル7、/、 と
すわばりpツクパルスf、だけの−電源の構成となり、
まjこ重性面積も小さくできる。
てもよい場合には第4図でIGFETQ、l)ドレイン
13に接続される電源を、りqyクパル7、/、 と
すわばりpツクパルスf、だけの−電源の構成となり、
まjこ重性面積も小さくできる。
次に第5図を参照して本発明の一実−hv例について説
明する。
明する。
本発明は第4図の構成のうち、トランジスタQ5と、ト
ランジスタQ6 どの位置関係を逆にした構成である。
ランジスタQ6 どの位置関係を逆にした構成である。
すなわち、電源端子V にゲートにD
クロククメ1の印加さ才またトランジス、りQ6 のド
レイン16を接続し、トランジスタQ6のソース18と
デプレソシ四ン型トランジスタQ、のドレイン13とを
接続し、l・ランジスタQ、のソース15に出力端子及
びトランジスタQ、のドレイン19を接続し、トランジ
スタQ、のソース21を接地に接続して構成さ第1る。
レイン16を接続し、トランジスタQ6のソース18と
デプレソシ四ン型トランジスタQ、のドレイン13とを
接続し、l・ランジスタQ、のソース15に出力端子及
びトランジスタQ、のドレイン19を接続し、トランジ
スタQ、のソース21を接地に接続して構成さ第1る。
本発明のようにエンハンスメント屋トランジスタQ−と
賛荷としてのデプレッシ曹ン型トランジスタQ丁を出力
端子と電源v 間に接続する構D 成においては、クロックflIがトランジスタQ6を導
通状aKするレベルの時には、このトランジスタQ6
の導通抵抗値は上述の如く負荷としてのトランジスタQ
wの抵抗値よりずっと小さくする必要がある。このこと
はトランジスタQ6のチャンネル幅(W)を大きくと・
らねばならないこと、即ち、トランジスタQ、のソース
およびドレインの拡散層面積が大きくなることとなる。
賛荷としてのデプレッシ曹ン型トランジスタQ丁を出力
端子と電源v 間に接続する構D 成においては、クロックflIがトランジスタQ6を導
通状aKするレベルの時には、このトランジスタQ6
の導通抵抗値は上述の如く負荷としてのトランジスタQ
wの抵抗値よりずっと小さくする必要がある。このこと
はトランジスタQ6のチャンネル幅(W)を大きくと・
らねばならないこと、即ち、トランジスタQ、のソース
およびドレインの拡散層面積が大きくなることとなる。
このためトランジスタQ@のソースおよびドレインの浮
遊容量が必然的に大きくなる。しかるに上記第4図の参
考例における電源端子と出力端子との間に順次負荷トラ
ンジスタQ、、トランジスタQ・が接続さilだ構成で
は、トランジスタQ、のドレインおよびソースの大きな
容量をも接地レベルからハイレベルへと抵抗値の大きい
負荷トランジスタQ5を通して充電ルなけA1ばならず
、よっ′〔動作の高速化の限界となっていた。
遊容量が必然的に大きくなる。しかるに上記第4図の参
考例における電源端子と出力端子との間に順次負荷トラ
ンジスタQ、、トランジスタQ・が接続さilだ構成で
は、トランジスタQ、のドレインおよびソースの大きな
容量をも接地レベルからハイレベルへと抵抗値の大きい
負荷トランジスタQ5を通して充電ルなけA1ばならず
、よっ′〔動作の高速化の限界となっていた。
こJlに対し第5図のようにトランジスタQ、 とQ
、の位置を入ね換えた構成では、トランジスタQ、のド
レイン16は常に■ であり、またそD のソース18は抵抗値の小さいトランジスタ幅自身で充
電されるため、高速にトランジスタQ。
、の位置を入ね換えた構成では、トランジスタQ、のド
レイン16は常に■ であり、またそD のソース18は抵抗値の小さいトランジスタ幅自身で充
電されるため、高速にトランジスタQ。
のソースの電位変化はクロック〆1に追随して変化する
ことができる。よって本発明は高速の動作が実現できる
。
ことができる。よって本発明は高速の動作が実現できる
。
第1区は従来のエンハンスメント型IGFETを使用し
たりpツクドゲートの回路図、^゛、2図(」、第1図
に使用されているクロックパルスρの波形を示す図、第
3図は従来のエンハンスメントーデプレシ叢ン型のイン
バータの回路図、第4図は不発イr弓 明の参考)示ず図、第5図は本発明の実施例を示す図で
ある。 図において、Q、はデプレッション型IGFET、Q・
及ヒQマはエンハンスメント型IGFET、0+はク
ロックパルス、v I′i電源を示す。 D 事/ し VDD V−2回 第3目 第4回 竿5 132
たりpツクドゲートの回路図、^゛、2図(」、第1図
に使用されているクロックパルスρの波形を示す図、第
3図は従来のエンハンスメントーデプレシ叢ン型のイン
バータの回路図、第4図は不発イr弓 明の参考)示ず図、第5図は本発明の実施例を示す図で
ある。 図において、Q、はデプレッション型IGFET、Q・
及ヒQマはエンハンスメント型IGFET、0+はク
ロックパルス、v I′i電源を示す。 D 事/ し VDD V−2回 第3目 第4回 竿5 132
Claims (1)
- ゲートにパルスが供給さ名たエンハンスメント型の第1
の絶縁ゲート電界効果トランジスタと、負荷素子として
動作するデプレッシッン型の第2の絶縁ゲートz界効果
トランジスタと、ゲートに論理信号が供給さねたエンハ
ンスメント型の第3の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
と、上記第1ないし第3のトランジスタを上記の順で電
源間に接続する手段と、出力端子と、上記第2のトラン
ジスタと第3のトランジスタとの中間接続点に出力端子
を接続する手段とを有することを特徴とする半導体回路
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58125918A JPS5925426A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 半導体回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58125918A JPS5925426A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 半導体回路 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1743574A Division JPS5717380B2 (ja) | 1974-02-13 | 1974-02-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925426A true JPS5925426A (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=14922156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58125918A Pending JPS5925426A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 半導体回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925426A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320970A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | テレビジヨン信号の雑音抑圧装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3775693A (en) * | 1971-11-29 | 1973-11-27 | Moskek Co | Mosfet logic inverter for integrated circuits |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP58125918A patent/JPS5925426A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3775693A (en) * | 1971-11-29 | 1973-11-27 | Moskek Co | Mosfet logic inverter for integrated circuits |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320970A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | テレビジヨン信号の雑音抑圧装置 |
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