JPS6010920A - 相補形半導体集積回路 - Google Patents

相補形半導体集積回路

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Publication number
JPS6010920A
JPS6010920A JP58120807A JP12080783A JPS6010920A JP S6010920 A JPS6010920 A JP S6010920A JP 58120807 A JP58120807 A JP 58120807A JP 12080783 A JP12080783 A JP 12080783A JP S6010920 A JPS6010920 A JP S6010920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
connection point
complementary semiconductor
mo8fet
point
Prior art date
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Pending
Application number
JP58120807A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Yamada
山田 達雄
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS6010920A publication Critical patent/JPS6010920A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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】 〔発明の技術分野〕 この発明はPチャネルMO8FETおよびNチャネルM
O8FETから構成される任意の相補形半導体論理回路
における貫通電流を減少させることができる相補形半導
体集積回路に関するものである。
〔従来技術〕
第1図は従来の相補形半導体集積回路を示す回路図であ
シ、1例として反転増幅器からなる相補形半導体論理回
路(1)を示す。同図において、(2)は例えば正の電
圧Ve(Bボルトが印加する第1電源端子、(3)は例
えば0ボルトが印加する第2電源端子、(4)はとの相
補形半導体論理回路(1)の入力端子、(5)はこの相
補形半導体論理回路(1)の出力端子、(6)はソース
が第1電源端子(2)に接続され、ゲートが入力端子(
4)に接続され、ドレインが出力端子(5)に接続され
るPチャネルMO8FET、(7)はソースが第2電源
端子(3)に接続され、ゲートが入力端子(4)に接続
され、ドレインが出力端子(5)に接続されたNチャネ
ルMo8rETである。なお、第2図(a)および第2
図(b)はそれぞれ入力信号の波形および出力信号の波
形をそれぞれ定性的に示したものである。
次に、上記構成による相補形半導体集積回路の動作につ
いて第2図(alおよび第2図(b)を参照して説明す
る。まず、入力端子(4)に、第2図(a)に示す電圧
波形が入力し、出力端子(5)から第2図(b)に示す
電圧波形が出力したとすると、第2図(alに示す電圧
波形におけるA点およびD点はNチャネルMo8rET
(7)の閾値電圧に当たるため、A点でNチャネルMo
8rET(7)が導通し始める点で、D点はNチャネル
Mo8rET(7)が非導通状態になる点である。また
、第2図(a)に示す電圧波形におけるB点および0点
はPチャネルMo8rET(6)の閾値電圧に当るため
、B点はPチャネルMo8rET(6)が非導通になる
点であシ、0点はPチャネルMo8rET(6)が導通
し始める点である。したがって。
入力端子(4)に印加される入力波形が第2図(a)に
示すように変化する場合、この入力電圧が変化するA点
からB点までの時間TI+および入力電圧が変化する0
点からD点までの時間T、では、PチャネルMo5rE
T(6)およびNチャネルMo8rET(7)の双方が
導通状態となるため、貫通電流が第1電源端子(2)−
PfヤネルM08FET(6) −Nf’r*ルMO8
FET(7)−第2電源端子(3)に向って流れる。し
かも、出力端子(5)に接続される負荷を図示していな
いが、この負荷を考慮する場合は負荷電流が更に加算さ
れる。
しかしながら、従来の相補形半導体集積回路によれば上
述したように貫通電流が流れることを避けることができ
ないうえ、この貫通電流が多くなると、集積回路全体の
動作電流が増大するうえ、瞬間電流の増大は雑音信号の
発生源になるなどの欠点があった。
〔発明の概要〕
したがって、この発明の目的は前段反転増幅器の負荷抵
抗に流れる貫通電流を利用し、この負荷 、抵抗の両端
に生じる電圧の時間的差異によシ、次段の相補形半導体
論理回路を構成するPチャネルMo8rETとNチャネ
ルMO8F’ETのゲートにそれぞれ異なる時間差異を
もった信号を与えることによシ、相補形半導体論理回路
の貫通電流を減少させる相補形半導体集積回路を提供す
るものである。
このような目的を達成するため、との発明はソースが第
1電源端子に接続され、ゲートが入力端子に接続され、
ドレインが第1接続点に接続されるPチャネルMo8r
ETと、ソースが第2電源端子に接続され、ゲートが入
力端子に接続され、ドレインが第2接続点に接続される
NチャネルMo8rETと、一端が第1接続点に接続さ
れ、他端が第2接続点に接続される負荷抵抗とからなる
前段反転増幅器を備え、前記第1接続点が前記相補形半
導体論理回路のPチャネルMo8rETのゲートに接続
され、前記第2接続点が前記相補形半導体論理回路のN
チャネルMo8rETのゲートに接続されるものであシ
、以下実施例を用いて詳細に説明する。
〔発明の実施例〕
第3図はこの発明に係る相補形半導体集積回路の一実施
例を示す回路図である。同図において、(8)はソース
が@1電源端子(2)に接続され、ゲートが入力端子(
4)に接続され、ドレインが第1接続点(9)に接続さ
れたPチャネルMo8rET、Qt)はソースが第2電
源端子(3)に接続され、ゲートが入力端子(4)に接
続され、ドレインが第2接続点αυに接続され九Nチャ
ネルMO8FET、(13]一端が第1接続点(9)に
接続され、他端が第2接続点αυに接続された負荷抵抗
、a3はソースが第1電源端子(2)に接続され、ゲー
トが第1接続点(9)に接続され、ドレインが出力端子
(5)に接続され7cPチャネルMOS FET、(+
41はソースが第2電源端子(3)に接続され、ゲート
が第2接続点Ql)に接続され、ドレインが出力端子(
5)に接続されたNチャネルMo8rETである。
なお、前記PチャネルMO8FETQ:1およびNチャ
ネルMo8rET(14)によシ反転増幅器からなる相
補形半導体論理回路a9を構成する。また、前記Pチー
?ネルMO8FET(8)I Nチー?ネ#MO8FE
TQlおよび負荷抵抗aりから前記相補形半導体論理回
路a四の前段反転増幅器αeを構成する。また、第4図
(a)〜第4図(c)は第3図の各部の波形を定性的に
示したものである。
次に上記構成による相補形半導体集積回路の動作につい
て第4図(a)〜第4図(C)を参照して説明するが、
論理に正論理を用い、論理的に正の状態を1H′とし、
論理的に非圧の状態を1L′として表わす。まず、入力
端子(4)に印加された入力信号の電圧が第4図(a)
に示すように1L′で定常状態にあると、第1接続点(
9)および第2接続点αυの状態ハH′である。したが
って、出力端子(5)は1Lルベルになる。次に、入力
端子(4)に印加される電圧が1Lルベルから1Hルベ
ルに変化し始めると、PチャネルMo8rET(8)と
NチャネルMO8FES(11)の間に負荷抵抗aのを
通して貫通電流が流れる。これによシ、負荷抵抗Q2の
両端には電位差が生じ、第4図(b)に示すように、第
1接続点(9)の波形り、および第2接続点(1])の
波形L2が得られる。そして、この第1接続点(9)の
波形り、上のE点はPチャネルMo8rET(13の閾
値電圧に相当する点であシ、第2接続点aυの波形り、
上のF点はNチャネルMo8rETQ4)の閾値電圧に
相当する点である。そして、負荷抵抗(11Jの両端か
ら次段のゲート信号を作り出すことにより、第2接続点
αDの電圧がNチャネルMo8rET(14)を非導通
状態にさせるF点に達するまでの時間と第2接続点aυ
の電圧がPチャネルMo8rET(13を導通状態にさ
せるE点に達するまでの時間の差を、負荷抵抗を用いな
い場合に比べて小さくすることができる。このため、P
チャネルMo5rET(+3.!=NチーyJルMo5
pETQ4)K流れる貫通電流を減少させることができ
る。
次に、入力端子(4)に印加される入力信号の電圧が1
HルベルからゝLルベルに変化し始めると。
PチャネルMo8rET(8)とNチャネルMo8rE
T←呻の間に負荷抵抗(1つを通して貫通電流が流れる
これによシ、負荷抵抗aりの両端には電位差が生じ、第
1接続点(9)および第2接続点Ql)にはそれぞれ第
4図(b)に示す波形り、および波形り、が得られる。
そして、この第1接続点(9)の波形り、上のG点はP
テヤルネMO8FETQ3の閾値電圧に相当する点であ
シ、第2接続点0υの波形り、上のE点はNチャネルM
o8rETQ4)の閾値電圧に相当する点である。
そして、入力信号の電圧が1Lルベルから1Hルベルへ
変化する場合と同様に、第1接続点(9)の電圧がPチ
ャネルMO8FE’l’α階を非導通状態にさせるG点
に達するまでの時間と、第2接続点a0の電圧がNチャ
ネルMo8rET(14)を導通状態にさせるH点に達
するまでの時間の差を、負荷抵抗を用いない場合に比べ
て小さくすることができ、これによシ、PチャネルMO
8FETα騰およびNチャネルMo8rET(14)に
流れる貫通電流を減少させることができる。したがって
、入力端子(4)に入力する第4図(a)に示す入力電
圧波形に対し、出力端子(5)には第4図(c)に示す
出力電圧波形が得られる。
なお、上述の説明では負荷抵抗を用いたが、半導体素子
を用いてもよいことはもちろんである。
また、相補形半導体論理回路としてインバータを用いた
が、これに限定せず他の論理回路を用いてもよいことは
もちろんである。また1M08FET03)およびMO
SFET(14)に流れる貫通電流は入力波形の立上り
および立下ル時間、各MO8FETの形状、ゲート容量
9分布容量、負荷抵抗の大きさなどに依存するため、任
意の論理回路の貫通電流を少なくするためにはその前段
以前を含めて設計してもよいことはもちろんである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、この発明に係る相補形半導
体集積回路によれば流れる貫通電流を減少させることが
できるので、動作電流を軽減できしかも雑音信号の発生
を減少させることができるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図社従来の相補形半導体集積回路を示す回路図、第
2図(a)および第2図(b)はそれぞれ第1図の入力
電圧波形および出力電圧波形を示す図、第3図はとの発
明に係る相補形半導体集積回路の一実施例を示す回路図
、第4図(a)〜第4図(c)は第3図の各部の波形を
示す図である。 (1)・・・・相補形半導体論理回路、(2)・・・・
第1電源端子、(3)・・・・第2電源端子、(4)・
・・・入力端子、(5)・・・・出力端子、(6)・・
・・PチャネルMO8FET、(7)・・・・Nチャネ
ルMO8FET、(8)−’ −−PチャネルMO8F
ET。 (9)・・・・第1接続点、GO)・・・・Nチャネル
MO8FET、αυ・・・・第2接続点、(121・・
・・負荷抵抗、α(至)・・・・PチャネルMO8FE
T、(14)・・・・NチャネルMO8FET1α9・
・・・相補形半導体論理回路、(1G)・・・・前段反
転増幅器。 なお9図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 1 第2図 図 乙 44−−一−−−−−−− − 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭58−120807号2、発明
の名称 相補形半導体集積回路3、補正をする者 第 1 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ソースが第1電源端子に接続され、ドレインが出力端子
    に接続されたPチャネルMO8FETと、ソースが第2
    電源端子に接続され、ドレインが出力端子に接続される
    NチャネルMO8FETとKよシ構成される任意の相補
    形半導体論理回路からなる相補形半導体集積回路におい
    て、ソースが第1電源端子に接続され、ゲートが入力端
    子に接続され、ドレインが第1接続点に接続されるPチ
    ャネルMO8FETと、ソースが第2電源端子に接続さ
    れ、ゲートが入力端子に接続され、ドレインが第2接続
    点に接続されるNチャネルMO8FETと、一端が第1
    接続点に接続され、他端が第2接続点に接続される負荷
    抵抗とからなる前段反転増幅器を備え、前記第1接続点
    が前記相補形半導体論理回路のPチャネルMO8FET
    のゲートに接続され。 前記第2接続点が前記相補形半導体論理回路のNチャネ
    ルMO8FETのゲートに接続されることを特徴とする
    相補形半導体集積回路。
JP58120807A 1983-06-30 1983-06-30 相補形半導体集積回路 Pending JPS6010920A (ja)

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JP58120807A JPS6010920A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 相補形半導体集積回路

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JP (1) JPS6010920A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62265814A (ja) * 1986-05-13 1987-11-18 Nec Corp 相補型mos論理回路
JPS63136823A (ja) * 1986-11-28 1988-06-09 Nec Corp Cmos集積回路
JPS63215220A (ja) * 1987-03-04 1988-09-07 Nec Corp プリドライバ−回路
EP0430187A3 (en) * 1989-11-30 1991-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Digital circuit with switching stages of the complementary mos type

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