JPS615616A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPS615616A JPS615616A JP59125186A JP12518684A JPS615616A JP S615616 A JPS615616 A JP S615616A JP 59125186 A JP59125186 A JP 59125186A JP 12518684 A JP12518684 A JP 12518684A JP S615616 A JPS615616 A JP S615616A
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/037—Bistable circuits
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、NTL (ノン・スレッショルド・ロジック)回路
により構成されるゲートアレイ等を構成する半導体集積
回路装置に利用して有効な技術に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and can be used, for example, in a semiconductor integrated circuit device constituting a gate array or the like constituted by an NTL (non-threshold logic) circuit. It is related to effective technology.
従来のTTL ()ランジスタ・トランジスタロジック
)又はECL (エミッタ・カンプリング・ロジック)
のようにスレッショルド電圧を参照して、そのハイレベ
ル/ロウレベルの識別を行うものと異なり、特定のロジ
ックスレッショルドを持たないNTL回路が提案されて
いる。このNTL回路にあっては、次のような問題の生
じることが本願発明者の研究によりて明らかにされた。Conventional TTL (transistor transistor logic) or ECL (emitter complable logic)
Unlike the NTL circuit that refers to a threshold voltage and distinguishes between high level and low level, an NTL circuit that does not have a specific logic threshold has been proposed. The inventor's research has revealed that this NTL circuit has the following problems.
すなわち、NTL回路にあワては、信号が複数のゲート
回路を通して増幅されるものであるので、第1図に実線
で示したように、複数のゲート回路の入力出力伝達特性
がはり中心電圧で交叉すれば、この交叉点より高い入力
レベルは、順次増幅されることによって、最終的にはハ
イレベル側のA点に収束するものである。ところが、素
子特性のバラツキ、あるいは電源供給線における分布抵
抗による電圧降下による電源電圧のバラツキ等によって
、その伝達特性が第1図に破線で示したように、両伝達
特性の交叉点が中心付近からずれてしまうと、この例で
はハイレベル(A点側)のレベルマージンが悪化するも
のである。In other words, in an NTL circuit, the signal is amplified through multiple gate circuits, so the input-output transfer characteristics of the multiple gate circuits vary depending on the center voltage, as shown by the solid line in Figure 1. If the signals intersect, input levels higher than this intersection point are sequentially amplified and eventually converge at point A on the high level side. However, due to variations in element characteristics or variations in power supply voltage due to voltage drop due to distributed resistance in the power supply line, the intersection of the two transfer characteristics changes from near the center, as shown by the broken line in Figure 1. If it deviates, the level margin of the high level (point A side) will deteriorate in this example.
論理ゲート回路にあっては、複数の論理ゲートが多段構
成にされるので、上記伝達特性にバラツキがあっても、
同様にバラツキが生じる他の論理ゲート回路を通すこと
により、そのレベル補正が行われるので、実際上はあま
り問題にならない。In logic gate circuits, multiple logic gates are configured in multiple stages, so even if there are variations in the above transfer characteristics,
Since the level is corrected by passing the signal through other logic gate circuits that also have variations, it does not pose much of a problem in practice.
ところが、フリップフロップ回路にあっては、その正帰
還動作により、情報の記憶動作を行うので、上記第1図
に示したようなバラツキを持った論理ゲート回路で無限
ループを構成するとになる。このような理由によって、
NTL回路でフリップフロップ回路を構成すると、極端
にその動作マージンが悪化してしまうものとなる(NT
L回路については、例えば昭和51年3月20日ラジオ
技術社発行、馬場玄式著「最新・電子デバイス事典J第
72項参照)。However, since the flip-flop circuit performs the information storage operation through its positive feedback operation, an infinite loop is constructed of logic gate circuits having variations as shown in FIG. 1 above. For these reasons,
If a flip-flop circuit is constructed with an NTL circuit, its operating margin will be extremely deteriorated (NTL circuit).
Regarding the L circuit, see, for example, "Latest Electronic Device Encyclopedia J, Section 72, written by Genshiki Baba, published by Radio Gijutsusha on March 20, 1976."
この発明の目的は、動作マージンの拡大を実現したNT
L回路を含む半導体集積回路装置を提供することにある
。The purpose of this invention is to realize an NT that realizes an expanded operating margin.
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including an L circuit.
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.
(発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の遺りである。(Summary of the Invention) A brief summary of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、NTL回路により構成されたディジタル半導
体集積回路装置に含まれるフリップフロップ回路をEC
L回路を用いて構成することによりて、半導体集積回路
装置における全体の動作マージンの拡大を図るものであ
る。In other words, a flip-flop circuit included in a digital semiconductor integrated circuit device configured with an NTL circuit is
By configuring the semiconductor integrated circuit using L circuits, the overall operating margin of the semiconductor integrated circuit device is expanded.
第2図には、この発明に係る半導体集積回路装置におけ
る内部論理回路の一実施例の回路図が示されている。同
図の各回路素子は、公知の半導体集積回路の製造技術に
よって、特に制限されないが、1(I!の単結晶シリコ
ンのような半導体基板上において形成される。FIG. 2 shows a circuit diagram of an embodiment of an internal logic circuit in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. Each circuit element in the figure is formed on a semiconductor substrate such as single-crystal silicon of 1 (I!) by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique, although this is not particularly limited.
特に制限されないが、複数の入力信号を受けるノア(N
OR)ゲート回路G1の出力信号をノアゲート回路G2
の1つの入力に供給する。このノアゲー(・回路G2は
、上記入力信号と他の入力信 2号に従
った出力信号を形成する。そして、インバータ回路IV
を通して図示しない他の論理ゲートに、上記出力信号を
供給する。このように、多段構成にされる論理ゲート回
路は、NTL回路により構成される。Although not particularly limited, a Noah (N
OR) The output signal of gate circuit G1 is passed to NOR gate circuit G2.
to one input of the . This NOAR game circuit G2 forms an output signal according to the above input signal and another input signal No. 2.Then, the inverter circuit IV
The output signal is supplied to other logic gates (not shown) through the gate. In this way, a logic gate circuit having a multi-stage configuration is composed of an NTL circuit.
一方、特に制限されないが、ノアゲート回路d3〜G6
により構成されたフリップフロップ回路FFは、ECL
回路により構成される。すわなち、特に制限されないが
、上記ノアゲート回路Glの出力信号が入力信号りとさ
れ、上記ノアゲート回路G3.G4の1つの入力端子に
共通に供給される。上記ノアゲート回路03〜G501
つの入力端子には、セット信号Sが共通に供給される。On the other hand, although not particularly limited, NOR gate circuits d3 to G6
The flip-flop circuit FF configured by ECL
Consists of circuits. That is, although not particularly limited, the output signal of the NOR gate circuit Gl is used as the input signal, and the NOR gate circuit G3. Commonly supplied to one input terminal of G4. The above NOR gate circuits 03 to G501
A set signal S is commonly supplied to the two input terminals.
′上記ノアゲート回路G3の残り1′つの入力端子には
、反転クロック信号iが供給きれる。また、上記ノアゲ
ート回路G5の他の1つの入力端子には、非反転クロッ
ク信号CKが供給される。そして、上記ノアゲート回路
03〜G5の1つの出力信号は、ワイヤードオア構成と
され、ノアゲート回路G6の1つの入力端子に供給され
る。また、上記ノアゲート回路03〜G5の他の1つの
出方信号は、フリップフロップめ反転出方信号dとして
図示しない他の論理回路に送出される。The inverted clock signal i can be completely supplied to the remaining 1 input terminal of the NOR gate circuit G3. Furthermore, the non-inverted clock signal CK is supplied to the other input terminal of the NOR gate circuit G5. One output signal of the NOR gate circuits 03 to G5 has a wired-OR configuration, and is supplied to one input terminal of the NOR gate circuit G6. The other output signal of the NOR gate circuits 03 to G5 is sent to another logic circuit (not shown) as an inverted output signal d of the flip-flop.
上記ノアゲート回路G′6の残り2つの入力端子には、
蔓れぞれリセット信号R1,R2がそれぞれ供給され名
。そして、このノアゲート回路G6の出力信号は、上記
ノアゲート回路G4.G5の残り1つの入力端子にそれ
ぞれ帰還され、上記ノアゲート回路G6の福の出方端子
から、フリップフロップの非反転出力信号Qが送出され
る。The remaining two input terminals of the NOR gate circuit G'6 are
Reset signals R1 and R2 are respectively supplied to the output terminals. The output signal of this NOR gate circuit G6 is the output signal of the NOR gate circuit G4. The signals are fed back to the remaining input terminal of G5, and the non-inverted output signal Q of the flip-flop is sent out from the positive output terminal of the NOR gate circuit G6.
このフリップフロップ回路FFの情報保持動作は、セン
ト信号S、リセット信号R1,R2および非反転クロッ
ク油□号CKが論理“0”で、反転クロック信号CKを
論理“1′にすると、ノアゲート回路G4.G5と06
で作られる正帰還ループにより行われる。□
第3図には、上記ノアゲート回路01等を構成するN
T L回路と、上記ノアゲート回路03等を構成するE
CL回路の具体的一実施例の回路図が示されている。
゛
NTL回路は、並列形態にされた入力トランジスタQ1
〜Q3の共通接続されたコレクタとエミッタとにそれぞ
れ抵抗R1,R2が接続される。The information holding operation of this flip-flop circuit FF is performed when the cent signal S, the reset signals R1 and R2, and the non-inverted clock signal CK are at logic "0", and when the inverted clock signal CK is set to logic "1", the NOR gate circuit G4 .G5 and 06
This is done by a positive feedback loop created by □ Figure 3 shows the N circuits that constitute the NOR gate circuit 01, etc.
T L circuit and E that constitutes the above NOR gate circuit 03 etc.
A circuit diagram of a specific example of a CL circuit is shown.
゛The NTL circuit consists of an input transistor Q1 arranged in parallel.
Resistors R1 and R2 are respectively connected to the commonly connected collector and emitter of ~Q3.
そして、上記共通化されたトランジスタQ1〜Q3のコ
レクタ出力をエミッタフォロワ出力トランジスタQ4の
ベースに供給して、出力信号を得るものである。なお、
複数の出力信号を得る場合、上記出力トランジスタQ4
がマルチエミッタ構造又はベース、コレクタが共通化さ
れた複数の出力トランジスタが用いられる。Then, the collector outputs of the transistors Q1 to Q3 made common are supplied to the base of an emitter follower output transistor Q4 to obtain an output signal. In addition,
When obtaining multiple output signals, the above output transistor Q4
However, a plurality of output transistors having a multi-emitter structure or having a common base and collector are used.
一方、ECL回路は、次の各回路素子によって構成され
る。並列形態の入力トランジスタQ5〜Q7に対して差
動形態とされ、ロジックスレッシルドとしての基準電圧
VBBがベースに供給されたトランジスタQ8が設けら
れる。上記トランジスタQ5〜Q7の共通コレクタには
、負荷抵抗R4が設けられる。また、共通エミッタと電
源電圧端子との間には、定電流源IOが設けられる。上
記トランジスタQ5〜Q7の共通コレクタとトランジス
タQ8のコレクタの信号のうち、上記ノア出力を得る場
合、上記トランジスタQ5〜Q7のコレクタ信号がエミ
ッタフォロワ出力トランジスタQ9のベースに伝えられ
、そのエミッタから出力信号が送出される。なお、複数
の出力信号を得る場合には、上記同様にマルチエミッタ
構造の出力トランジスタ又は複数の出力トランジスタが
設けられる。そして、上記複数のECL回路の出力をワ
イヤードオア構成で接続する場合、複数のECL回路に
それぞれ用意さている負荷抵抗R6のうち、1つのみが
接続される。このことは、上記NTL回路にあっても同
様である。On the other hand, the ECL circuit is composed of the following circuit elements. A transistor Q8 is provided which is of a differential type with respect to the parallel type input transistors Q5 to Q7 and whose base is supplied with a reference voltage VBB as a logic threshold. A load resistor R4 is provided at the common collector of the transistors Q5 to Q7. Furthermore, a constant current source IO is provided between the common emitter and the power supply voltage terminal. When obtaining the NOR output of the signals from the common collector of the transistors Q5 to Q7 and the collector of the transistor Q8, the collector signal of the transistors Q5 to Q7 is transmitted to the base of the emitter follower output transistor Q9, and the output signal is output from the emitter. is sent. Note that, in the case of obtaining a plurality of output signals, an output transistor having a multi-emitter structure or a plurality of output transistors is provided in the same manner as described above. When the outputs of the plurality of ECL circuits are connected in a wired-OR configuration, only one of the load resistors R6 prepared for each of the plurality of ECL circuits is connected. This also applies to the NTL circuit described above.
illその情報保持動作において、無限ループを構成す
るフリップフロップ回路としてNTL回路に代え、一定
のロジックスレッショルドを持つECL回路を用いるこ
とにより、素子のバラツキ又は電源電圧のバラツキ等に
よる動作マージンの悪化が防止できる。これにより、N
TL回路における動作マージンを悪化させる原因を除去
できるから、全体として動作マージンの大幅な拡大を図
った半導体集積回路装置を得ることができるという効果
が得られる。ill In the information retention operation, by using an ECL circuit with a fixed logic threshold instead of an NTL circuit as the flip-flop circuit that forms the infinite loop, deterioration of the operating margin due to element variations or power supply voltage variations can be prevented. can. This results in N
Since the cause of deteriorating the operating margin in the TL circuit can be removed, it is possible to obtain a semiconductor integrated circuit device with a significantly expanded operating margin as a whole.
(2)上記Tllにより、動作マージンの拡大を図ると
こができるから、製品の歩留りを高くできるので、量産
性の向上を図ることができ、結果として価格の大幅な低
減を図ることができるという効果が得られる。(2) The above-mentioned Tll allows the operation margin to be expanded, so the yield of the product can be increased, so mass production can be improved, and as a result, the price can be significantly reduced. is obtained.
(3)上記(1)により、動作マージンの拡大を図ると
こができるから、信頼性の向上を図ることができるとい
う効果が得られる。(3) According to the above (1), since the operating margin can be expanded, reliability can be improved.
(4)基本回路として、第3図に示したようなECL回
路を構成する各回路素子を用意しておいて、NTL回路
として使用する場合には、差動トランジスタQ8を接続
するか否かにより、NTL回路を得ることができるから
、マスタースライス方式により容易に切り換えが可能で
ある。したがって、NTL回路とECL回路とを1つの
半導体集積回路内に混在させることは、極めて簡単であ
るので、特別な製造工程の増加を必要としないから、極
めて簡単に上記(1)〜(3)の効果を得ることができ
るという効果が得られる。(4) As a basic circuit, each circuit element constituting an ECL circuit as shown in Fig. 3 is prepared, and when used as an NTL circuit, it depends on whether or not to connect the differential transistor Q8. , an NTL circuit can be obtained, so switching can be easily performed using the master slice method. Therefore, it is extremely easy to mix an NTL circuit and an ECL circuit in one semiconductor integrated circuit, and there is no need to increase the number of special manufacturing steps. It is possible to obtain the following effects.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、NTL回路と
しては、第3図において、トランジスタQ8のベースに
、エミッタフォロワ出力トランジスタQ9の負荷を分割
して、出力信号をレベルシフトして帰還させるようにす
るものであってもよい。入力トランジスタQ5〜Q7の
ベースに供給される入力信号に対して、トランジスタQ
8のベースには、上記入力信号に従った出力信号が帰還
されるものであるので、特定のロジックスレッショルド
を持たないNTL回路として動作するものである。この
ようにした場合には、ECL回路とNTL回路とがはゾ
同じ素子により構成されるので、素子の無駄がなくNT
L回路の動作マージ/の向上を図ることができる。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the NTL circuit shown in FIG. 3 may be one in which the load of the emitter follower output transistor Q9 is divided into the base of the transistor Q8, and the output signal is level-shifted and fed back. For input signals supplied to the bases of input transistors Q5 to Q7, transistor Q
Since the output signal according to the above-mentioned input signal is fed back to the base of 8, it operates as an NTL circuit having no specific logic threshold. In this case, since the ECL circuit and the NTL circuit are composed of the same elements, there is no waste of elements and the NT
It is possible to improve the operational merge of the L circuit.
また、ECL回路における定電流源は、単に抵抗により
構成するものであってもよい。さらに、トランジスタQ
8のコレクタに抵抗を設けてもよい。Further, the constant current source in the ECL circuit may be simply constituted by a resistor. Furthermore, transistor Q
A resistor may be provided at the collector of 8.
(利用分野〕
この発明は、NTL回路を含みマスタースライス方式等
で形成されるゲートアレイ等の半導体集積回路装置に広
く適用することができる。(Field of Application) The present invention can be widely applied to semiconductor integrated circuit devices such as gate arrays that include NTL circuits and are formed using a master slice method or the like.
第1図は、NTL回路の動作マージンを説明するための
特性図、
第2図は、この発明に係る半導体集積回路装置における
内部論理回路の一実施例を示す回路図、第3図は、その
NTL回路とECL回路の具体的一実施例を示す回路図
である。FIG. 1 is a characteristic diagram for explaining the operating margin of an NTL circuit, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of an internal logic circuit in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of an NTL circuit and an ECL circuit.
Claims (1)
CL回路により構成されたフリップフロップ回路とを含
むことを特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記半導体集積回路装置は、マスタースライス方式
により、その回路機能が形成される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。[Claims] 1. A logic gate circuit configured with an NTL circuit, and an E
1. A semiconductor integrated circuit device comprising a flip-flop circuit configured with a CL circuit. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the circuit function of the semiconductor integrated circuit device is formed by a master slicing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125186A JPS615616A (en) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125186A JPS615616A (en) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS615616A true JPS615616A (en) | 1986-01-11 |
Family
ID=14904033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59125186A Pending JPS615616A (en) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS615616A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156574A (en) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Moisture condensation detecting element |
| JP2006334772A (en) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Meiwa Kogyo:Kk | Cutter |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59125186A patent/JPS615616A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156574A (en) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Moisture condensation detecting element |
| JP2006334772A (en) * | 2005-05-02 | 2006-12-14 | Meiwa Kogyo:Kk | Cutter |
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