JP2002084180A - High-speed arithmetic circuit - Google Patents

High-speed arithmetic circuit

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JP2002084180A
JP2002084180A JP2000269436A JP2000269436A JP2002084180A JP 2002084180 A JP2002084180 A JP 2002084180A JP 2000269436 A JP2000269436 A JP 2000269436A JP 2000269436 A JP2000269436 A JP 2000269436A JP 2002084180 A JP2002084180 A JP 2002084180A
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Akira Miyoshi
明 三好
Daisaku Sudo
大策 須藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-speed arithmetic circuit, capable of accelerating a circuit operation when various types of calculations are carried out, as compared to prior art. SOLUTION: The high-speed arithmetic circuit comprises two MOS-transistor logic circuits 101 and 102 for obtaining two equal logic results. The logic circuit 101 inputs a first signal group of two inputs to its gate terminal and inputs a second signal group to a source terminal. The logic circuit 102 inputs a first signal group to its gate terminal and inputs a second signal group to its source terminal. The outputs of the logic circuits 101 and 102 are constituted so as to carry out wired OR operation by a wired-OR circuit 103.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速LSIを実現
し、特に低電圧で動作するMOSトランジスタ回路から
なる論理回路等の高速演算回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed LSI, and more particularly to a high-speed operation circuit such as a logic circuit composed of a MOS transistor circuit operating at a low voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、高速LSIを実現し、特に低
電圧で動作するMOSトランジスタ回路からなる高速論
理和回路、高速論理積回路、高速排他的論理和回路、高
速排他的論理積回路、高速和回路、高速積回路、高速排
他的和回路、高速排他的積回路などのように、各種の数
値演算や論理演算を高速に行うための高速演算機能を有
する高速演算回路が広く利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a high-speed LSI has been realized, and in particular, a high-speed OR circuit composed of MOS transistor circuits operating at a low voltage, a high-speed AND circuit, a high-speed exclusive OR circuit, a high-speed exclusive AND circuit, and a high-speed High-speed arithmetic circuits having a high-speed arithmetic function for performing various numerical and logical operations at high speed, such as a sum circuit, a high-speed product circuit, a high-speed exclusive-sum circuit, and a high-speed exclusive product circuit, are widely used. .

【0003】このような高速演算機能を有する高速演算
回路におけるパストランジスタロジックについては、
(株)リアライズの一文献である「低消費電力、高速L
SI技術」のP126〜P127に記載されている。
A pass transistor logic in a high-speed operation circuit having such a high-speed operation function is described below.
"Low power consumption, high speed L"
SI technology ", pp. 126-127.

【0004】以上のような高速演算回路について、その
一例として図12に示すDPL(Dobule Pas
s Transister Logic)を例に挙げ
て、以下に説明する。
As an example of the above high-speed operation circuit, a DPL (Double Pascal) shown in FIG.
s Transistor Logic) will be described below as an example.

【0005】図12は、入力信号(A)と入力信号
(B)の2信号を入力し、それらの論理積(A・B)の
論理反転を出力する回路の構成例である。図12におい
て、1201,1203はPchMOSトランジスタ、
1202,1204はNchMOSトランジスタであ
る。
FIG. 12 shows an example of the configuration of a circuit that receives two signals, an input signal (A) and an input signal (B), and outputs a logical inversion of the logical product (A · B). In FIG. 12, reference numerals 1201 and 1203 denote PchMOS transistors,
Reference numerals 1202 and 1204 denote NchMOS transistors.

【0006】PchMOSトランジスタ1201は、ソ
ースには電源VDDが接続され、ゲートには入力信号
(B)が接続されている。NchMOSトランジスタ1
202は、ソースには入力信号(NA:Aの論理反転
値)が接続され、ゲートには入力信号(B)が接続され
ている。
The PchMOS transistor 1201 has a source connected to the power supply VDD and a gate connected to the input signal (B). NchMOS transistor 1
In the source 202, an input signal (a logically inverted value of NA: A) is connected to the source, and an input signal (B) is connected to the gate.

【0007】PchMOSトランジスタ1203は、ソ
ースには電源VDDが接続され、ゲートには入力信号
(A)が接続されている。NchMOSトランジスタ1
204は、ソースには入力信号(NB:Bの論理反転
値)が接続され、ゲートには入力信号(A)が接続され
ている。
The PchMOS transistor 1203 has a source connected to the power supply VDD and a gate connected to the input signal (A). NchMOS transistor 1
Reference numeral 204 denotes a source to which an input signal (NB: logically inverted value of B) is connected, and a gate to which an input signal (A) is connected.

【0008】MOSトランジスタ1201から1204
の各ドレインは共通に接続されており、入力信号(A)
と入力信号(B)の論理積の反転値となっている。次
に、図12に示すDPL回路を用いた論理積(A・B)
の論理反転回路の動作について説明する。このとき、入
力信号(A)と入力信号(B)とは同時に到着すること
はないものとする。ここで、入力信号(A)がレベル
(1)(このとき入力信号(NA)はレベル(0))
で、入力信号(B)がレベル(0)から(1)に遷移す
る(これを以下(R)と記す)場合について述べる。こ
のとき、入力信号(NB)はレベル(1)から(0)に
遷移する(これを以下(F)と記す)。この場合、入力
信号(B)の変化により出力に変化を与えるトランジス
タは、NchMOSトランジスタ1202とNchMO
Sトランジスタ1204になる。
[0008] MOS transistors 1201 to 1204
Are connected in common, and the input signal (A)
And the input signal (B). Next, logical product (A · B) using the DPL circuit shown in FIG.
The operation of the logical inversion circuit of FIG. At this time, it is assumed that the input signal (A) and the input signal (B) do not arrive at the same time. Here, the input signal (A) is at level (1) (at this time, the input signal (NA) is at level (0))
Now, a case where the input signal (B) transitions from level (0) to (1) (this is hereinafter referred to as (R)) will be described. At this time, the input signal (NB) transitions from level (1) to (0) (this is hereinafter referred to as (F)). In this case, the transistors that change the output according to the change in the input signal (B) are the NchMOS transistor 1202 and the NchMO transistor.
It becomes an S transistor 1204.

【0009】まず、NchMOSトランジスタ1202
については、ゲートへの入力信号(B)がレベル(0)
から(1)に変化し、そのときソースへの入力信号(N
A)はレベル(0)であり、ゲート電位は、変化初期に
おいてはレベル(0)であるため、そのゲート酸化膜下
にはチャネルが形成されておらず、非導通状態にある。
First, an NchMOS transistor 1202
For the input signal (B) to the gate, the level (0)
From (1) to the input signal (N
A) is at level (0), and the gate potential is at level (0) in the initial stage of the change. Therefore, no channel is formed below the gate oxide film, and the device is in a non-conductive state.

【0010】この後、NchMOSトランジスタ120
2において、ゲート電位がスレッショルド電位に達した
時、そのゲート酸化膜下にチャネルが形成され、ソース
−ドレイン間に電流が流れ始める。つまり、NchMO
Sトランジスタ1202は、ゲート電位がスレッショル
ド電位になった時点で、ドレイン端子に出力レベル
(0)が現れることになる。
After that, the NchMOS transistor 120
In 2, when the gate potential reaches the threshold potential, a channel is formed under the gate oxide film, and current starts to flow between the source and the drain. In other words, NchMO
The output level (0) of the S transistor 1202 appears at the drain terminal when the gate potential becomes the threshold potential.

【0011】一方、NchMOSトランジスタ1204
については、ゲートには入力信号(A)が入力され、こ
のとき、入力信号(A)の電位はレベル(1)であり、
またソースは入力信号(NB)が入力され、その電位は
レベル(1)から(0)に変化するが、ゲート端子がレ
ベル(1)でソース端子がレベル(1)であるから、ド
レイン端子は、基盤バイアス効果によりスレッショルド
電位分低下した値になっている。
On the other hand, NchMOS transistor 1204
As for the input signal (A) is input to the gate at this time, the potential of the input signal (A) is at level (1),
The source receives an input signal (NB) and its potential changes from level (1) to (0). Since the gate terminal is at level (1) and the source terminal is at level (1), the drain terminal is at level (1). , A value reduced by the threshold potential due to the base bias effect.

【0012】さらに時間が経過し、NchMOSトラン
ジスタ1204は、ソース電位が電源からスレッショル
ド電位分低下した場合、ドレイン電位は入力信号(N
B)の電位変化に追従するようになり、電位が低下し始
める。つまり、NchMOSトランジスタ1204で
は、入力信号(B)がスレッショルド電位分変化してか
ら、出力信号の電位が変化し始める。
When the time further elapses and the source potential of the NchMOS transistor 1204 drops by the threshold potential from the power supply, the drain potential of the NchMOS transistor 1204 becomes the input signal (N
It follows the potential change of B), and the potential starts to decrease. That is, in the NchMOS transistor 1204, the potential of the output signal starts to change after the input signal (B) changes by the threshold potential.

【0013】さらに、別の従来例でも同様の問題が発生
するので、他の回路についても説明する。ここでは、パ
ストランジスタを用いた従来の排他的論理和回路の反転
回路を例に挙げて説明する。
Further, since the same problem occurs in another conventional example, another circuit will be described. Here, an inversion circuit of a conventional exclusive OR circuit using a pass transistor will be described as an example.

【0014】図13は従来の高速演算回路の他の構成例
である排他的論理和回路の反転回路のブロック図であ
る。図13において、1301、1303はNchMO
Sトランジスタ、1302,1304はPchMOSト
ランジスタである。
FIG. 13 is a block diagram of an inverting circuit of an exclusive OR circuit which is another example of the configuration of the conventional high-speed operation circuit. In FIG. 13, reference numerals 1301 and 1303 denote NchMOs.
S transistors 1302 and 1304 are PchMOS transistors.

【0015】NchおよびPchMOSトランジスタ1
301,1302は、ソース端子およびドレイン端子を
共通にしており、ソース端子には入力信号(B)が入力
され、ドレイン端子は出力に接続されている。また、N
chMOSトランジスタ1301のゲート端子には入力
信号(A)が、PchMOSトランジスタ1302のゲ
ート端子には入力信号(NA)が入力されている。
Nch and PchMOS transistor 1
Each of 301 and 1302 has a common source terminal and a common drain terminal. An input signal (B) is input to the source terminal, and the drain terminal is connected to the output. Also, N
An input signal (A) is input to a gate terminal of the chMOS transistor 1301, and an input signal (NA) is input to a gate terminal of the PchMOS transistor 1302.

【0016】一方、NchおよびPchMOSトランジ
スタ1303,1304は、ソース端子およびドレイン
端子を共通にしており、ソース端子には入力信号(N
B)が入力され、ドレイン端子は出力に接続されてい
る。また、NchMOSトランジスタ1303のゲート
端子には入力信号(NA)が、PchMOSトランジス
タ1304のゲート端子には入力信号(A)が入力され
ている。
On the other hand, the Nch and Pch MOS transistors 1303 and 1304 have a common source terminal and a common drain terminal, and have an input signal (N
B) is input, and the drain terminal is connected to the output. An input signal (NA) is input to a gate terminal of the NchMOS transistor 1303, and an input signal (A) is input to a gate terminal of the PchMOS transistor 1304.

【0017】ここで、入力信号(A)が状態(R)で、
入力信号(B)がレベル(1)の場合について述べる。
このとき、NchおよびPchMOSトランジスタ13
01、1302は、ソースドレイン端子が導通状態にな
り、ソース電位がドレインに伝達される。
Here, when the input signal (A) is in the state (R),
The case where the input signal (B) is at level (1) will be described.
At this time, the Nch and PchMOS transistors 13
For 01 and 1302, the source and drain terminals are turned on and the source potential is transmitted to the drain.

【0018】動作例として、NchMOSトランジスタ
1301について述べる。NchMOSトランジスタ1
301において、ゲート端子には入力信号(A)が入力
されており、ゲート端子の電位がレベル(0)から
(1)に変化する。このとき、ゲート−ソース間の電位
差がNchMOSトランジスタ1301のスレッショル
ド電圧Vtn以上になった場合、そのゲート酸化膜下に
チャネルが形成され、ソース−ドレイン間が導通状態に
なり、ドレイン端子にソース端子から電流が流れ始め、
ドレイン端子の電位が上昇し始める。
As an operation example, an NchMOS transistor 1301 will be described. NchMOS transistor 1
In 301, the input signal (A) is input to the gate terminal, and the potential of the gate terminal changes from level (0) to (1). At this time, when the potential difference between the gate and the source becomes equal to or higher than the threshold voltage Vtn of the NchMOS transistor 1301, a channel is formed under the gate oxide film, the source and the drain are brought into conduction, and the drain terminal is connected to the source terminal from the source terminal. The current starts to flow,
The potential of the drain terminal starts to rise.

【0019】同様に、PchMOSトランジスタ130
2についても、ゲート−ソース間の電位がスレッショル
ド電位になった時点で、ソース−ドレイン間に電流が流
れ始める。
Similarly, the PchMOS transistor 130
In the case of 2, the current starts to flow between the source and the drain when the potential between the gate and the source reaches the threshold potential.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の高速論理回路等の高速演算回路においては、
その演算機能が動作することにより入力信号の変化を出
力に伝達させる場合、この演算機能の動作が開始する
と、まず当該回路を構成するトランジスタのゲート酸化
膜下にチャネルが形成し、その後、ソースドレイン間が
導通状態になって、出力に入力信号の変化が伝達すると
いう時間的経過を持つことにより、入力変化から出力の
変化になるまでの遅延時間が存在することになり、この
遅延時間が演算動作の高速化において大きな問題とな
る。
However, in the above-described conventional high-speed operation circuit such as a high-speed logic circuit,
In the case where a change in an input signal is transmitted to an output by operating the arithmetic function, when the operation of the arithmetic function starts, a channel is first formed under a gate oxide film of a transistor constituting the circuit, and then, a Since the circuit becomes conductive and the change of the input signal is transmitted to the output, there is a delay time from the input change to the output change, and this delay time is calculated. This is a major problem in increasing the operation speed.

【0021】この遅延時間は、上記のような高速演算回
路により構成される高速LSIにおいて、今後さらに微
細化の実現が進展し、かつ電源電圧に対するVtの割合
(比率)がますます大きくなることにより、さらに大き
くなって、演算動作の高速化に対して、より一層大きな
問題点となる。
In the high-speed LSI constituted by the above-mentioned high-speed arithmetic circuit, the delay time is further reduced in the future, and the ratio (ratio) of Vt to the power supply voltage is further increased. , Which is an even bigger problem in increasing the speed of the arithmetic operation.

【0022】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、任意の演算機能の動作開始時点からトランジスタ
のゲート酸化膜下にチャネルが形成されるまでの時間を
削減することができ、各種演算の際の回路動作を従来に
比べてより高速化することができる高速演算回路を提供
する。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can reduce the time from the start of operation of an arbitrary arithmetic function to the formation of a channel under a gate oxide film of a transistor. Provided is a high-speed arithmetic circuit that can increase the speed of a circuit operation at the time of arithmetic operation as compared with the related art.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の高速演算回路は、PchおよびNchのM
OSトランジスタにより構成され、互いに論理的相補関
係にある2信号を一組として2組の信号を第1および第
2の入力信号として、互いに論理的相補関係にある一組
の2信号を出力信号とするCMOS論理回路であって、
複数のMOSトランジスタからなり、それらのMOSト
ランジスタの各ソースに前記第1の入力信号が供給さ
れ、各ゲートに前記第2の入力信号が供給される第3の
MOSトランジスタ群と、複数のMOSトランジスタか
らなり、それらのMOSトランジスタの各ソースに前記
第2の入力信号が供給され、各ゲートに前記第1の入力
信号が供給され、出力論理が前記第3のMOSトランジ
スタ群と同一である第4のMOSトランジスタ群と、前
記第3のMOSトランジスタ群と第4のMOSトランジ
スタ群の各出力信号に対して論理的にワイヤードオアす
る手段とを備えた高速論理回路を構成したことを特徴と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, a high-speed arithmetic circuit according to the present invention comprises a Pch and an Nch M
A pair of two signals having a logically complementary relationship with each other is defined as an output signal, and two signals having a logically complementary relationship with each other are set as a first and a second input signal. CMOS logic circuit
A third MOS transistor group including a plurality of MOS transistors, wherein the first input signal is supplied to each source of the MOS transistors, and the second input signal is supplied to each gate; A second input signal is supplied to each source of the MOS transistors, a first input signal is supplied to each gate, and an output logic is the same as that of the third MOS transistor group. And a means for logically wired-ORing each output signal of the third MOS transistor group and the fourth MOS transistor group.

【0024】以上により、2つの入力信号のうち遅く到
着した信号が、PchMOSトランジスタおよびNch
MOSトランジスタの各ソース端子に入力されたときに
は、その時点で先に到着していた他の信号によりソース
とドレイン間が導通状態になっているため、遅く到着し
た信号を、ソース端子に入力されたのちほぼ遅延無しに
ドレイン端子に伝達出力させることができる。
As described above, of the two input signals, the signal arriving late is the PchMOS transistor and the Nch
When the signal is input to each source terminal of the MOS transistor, the signal that has arrived late is input to the source terminal because the source and the drain are in a conductive state by another signal that has arrived earlier at that time. Thereafter, transmission and output to the drain terminal can be performed with almost no delay.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の高速演
算回路は、PchおよびNchのMOSトランジスタに
より構成され、互いに論理的相補関係にある2信号を一
組として2組の信号を第1および第2の入力信号とし
て、互いに論理的相補関係にある一組の2信号を出力信
号とするCMOS論理回路であって、複数のMOSトラ
ンジスタからなり、それらのMOSトランジスタの各ソ
ースに前記第1の入力信号が供給され、各ゲートに前記
第2の入力信号が供給される第3のMOSトランジスタ
群と、複数のMOSトランジスタからなり、それらのM
OSトランジスタの各ソースに前記第2の入力信号が供
給され、各ゲートに前記第1の入力信号が供給され、出
力論理が前記第3のMOSトランジスタ群と同一である
第4のMOSトランジスタ群と、前記第3のMOSトラ
ンジスタ群と第4のMOSトランジスタ群の各出力信号
に対して論理的にワイヤードオアする手段とを備えた高
速論理回路を構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-speed arithmetic circuit according to a first aspect of the present invention is composed of P-channel and N-channel MOS transistors. A CMOS logic circuit that outputs a pair of two signals that are logically complementary to each other as an output signal as first and second input signals, and includes a plurality of MOS transistors. One input signal is supplied, and a third MOS transistor group to which the second input signal is supplied to each gate, and a plurality of MOS transistors.
A fourth MOS transistor group, the second input signal being supplied to each source of the OS transistor, the first input signal being supplied to each gate, and an output logic being the same as the third MOS transistor group; , A high-speed logic circuit comprising means for logically wired-ORing each output signal of the third MOS transistor group and the fourth MOS transistor group.

【0026】請求項2に記載の高速演算回路は、請求項
1記載の第3のMOSトランジスタ群と第4のMOSト
ランジスタ群を、それらを構成する複数のMOSトラン
ジスタのうち、ソースに入力信号が入力されるPchM
OSトランジスタとNchMOSトランジスタとを一対
として、各ソースおよび各ドレインをそれぞれ短絡させ
て構成する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a high-speed operation circuit, comprising: a third MOS transistor group and a fourth MOS transistor group; PchM to be input
The OS transistor and the NchMOS transistor are paired and each source and each drain are short-circuited.

【0027】請求項3に記載の高速演算回路は、Pch
およびNchのMOSトランジスタにより構成され、互
いに論理的相補関係にある2信号を一組として2組の信
号(A)と(NA)あるいは(B)と(NB)を、第1
および第2の入力信号とする第1のMOS論理回路と第
2のMOS論理回路を有する2入力論理積回路であっ
て、前記第1のMOS論理回路を、ソースに電源が供給
され、ゲートに入力信号(B)が供給され、ドレインが
第3のノードに接続されたPchMOSトランジスタ
と、ソースおよびドレインがそれぞれ共通接続されて一
対をなすPchMOSトランジスタおよびNchMOS
トランジスタとを備え、前記一対をなすPchMOSト
ランジスタおよびNchMOSトランジスタにおいて、
各ソースに入力信号(NA)が供給され、各ドレインが
前記第3のノードに接続され、PchMOSトランジス
タ側のゲートに入力信号(NB)が供給され、NchM
OSトランジスタ側のゲートに入力信号(B)が供給さ
れるように構成し、前記第2のMOS論理回路を、ソー
スに電源が供給され、ゲートに入力信号(A)が供給さ
れ、ドレインが第4のノードに接続されたPchMOS
トランジスタと、ソースおよびドレインがそれぞれ共通
接続されて一対をなすPchMOSトランジスタおよび
NchMOSトランジスタとを備え、前記一対をなすP
chMOSトランジスタおよびNchMOSトランジス
タにおいて、各ソースに入力信号(NB)が供給され、
各ドレインが前記第4のノードに接続され、PchMO
Sトランジスタ側のゲートに入力信号(NA)が供給さ
れ、NchMOSトランジスタ側のゲートに入力信号
(A)が供給されるように構成し、前記第3のノードと
第4のノードを短絡して、この短絡点から論理出力を得
る2入力論理積回路を構成する。
[0027] The high-speed operation circuit according to claim 3 is a Pch
And two N-channel MOS transistors, and two sets of signals (A) and (NA) or (B) and (NB), which are logically complementary to each other, are set as a first set.
And a two-input AND circuit having a first MOS logic circuit and a second MOS logic circuit as second input signals, wherein the first MOS logic circuit is supplied with power at a source and has a gate connected to a gate. An input signal (B) is supplied and a drain is connected to a third node, a PchMOS transistor, and a source and a drain are commonly connected to each other to form a pair of a PchMOS transistor and an NchMOS.
And a pair of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor,
An input signal (NA) is supplied to each source, each drain is connected to the third node, and an input signal (NB) is supplied to a gate on the side of the PchMOS transistor.
The input signal (B) is supplied to the gate on the OS transistor side, and the second MOS logic circuit is configured such that the power is supplied to the source, the input signal (A) is supplied to the gate, and the drain is connected to the drain. PchMOS connected to node 4
A P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor, each of which has a source and a drain connected to each other in common.
In the chMOS transistor and the NchMOS transistor, an input signal (NB) is supplied to each source,
Each drain is connected to the fourth node, and the PchMO
The input signal (NA) is supplied to the gate on the S transistor side, and the input signal (A) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side, and the third node and the fourth node are short-circuited. A two-input AND circuit for obtaining a logical output from this short-circuit point is constructed.

【0028】請求項4に記載の高速演算回路は、Pch
およびNchのMOSトランジスタにより構成され、互
いに論理的相補関係にある2信号を一組として2組の信
号(A)と(NA)あるいは(B)と(NB)を、第1
および第2の入力信号とする第1のMOS論理回路と第
2のMOS論理回路を有する2入力論理和回路であっ
て、前記第1のMOS論理回路を、ソースが接地に接続
され、ゲートに入力信号(B)が供給され、ドレインが
第3のノードに接続されたNchMOSトランジスタ
と、ソースおよびドレインがそれぞれ共通接続されて一
対をなすPchMOSトランジスタおよびNchMOS
トランジスタとを備え、前記一対をなすPchMOSト
ランジスタおよびNchMOSトランジスタにおいて、
各ソースに入力信号(NA)が供給され、各ドレインが
前記第3のノードに接続され、PchMOSトランジス
タ側のゲートに入力信号(B)が供給され、NchMO
Sトランジスタ側のゲートに入力信号(NB)が供給さ
れるように構成し、前記第2のMOS論理回路を、ソー
スが接地に接続され、ゲートに入力信号(A)が供給さ
れ、ドレインが第4のノードに接続されたNchMOS
トランジスタと、ソースおよびドレインがそれぞれ共通
接続されて一対をなすPchMOSトランジスタおよび
NchMOSトランジスタとを備え、前記一対をなすP
chMOSトランジスタおよびNchMOSトランジス
タにおいて、各ソースに入力信号(NB)が供給され、
各ドレインが前記第4のノードに接続され、PchMO
Sトランジスタ側のゲートに入力信号(A)が供給さ
れ、NchMOSトランジスタ側のゲートに入力信号
(NA)が供給されるように構成し、前記第3のノード
と第4のノードを短絡して、この短絡点から論理出力を
得る2入力論理和回路を構成する。
The high-speed operation circuit according to claim 4 is a Pch
And two N-channel MOS transistors, and two sets of signals (A) and (NA) or (B) and (NB), which are logically complementary to each other, are set as a first set.
And a two-input OR circuit having a first MOS logic circuit and a second MOS logic circuit as second input signals, wherein the first MOS logic circuit has a source connected to ground, and a gate connected to the gate. An NchMOS transistor supplied with an input signal (B) and having a drain connected to a third node, and a pair of PchMOS transistor and NchMOS having a source and a drain commonly connected, respectively.
And a pair of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor,
An input signal (NA) is supplied to each source, each drain is connected to the third node, and an input signal (B) is supplied to a gate on the side of the PchMOS transistor.
An input signal (NB) is supplied to the gate on the S transistor side, and the second MOS logic circuit has a source connected to the ground, an input signal (A) supplied to the gate, and a drain connected to the second MOS logic circuit. NchMOS connected to node 4
A P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor, each of which has a source and a drain connected to each other in common.
In the chMOS transistor and the NchMOS transistor, an input signal (NB) is supplied to each source,
Each drain is connected to the fourth node, and the PchMO
The input signal (A) is supplied to the gate on the S transistor side and the input signal (NA) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side, and the third node and the fourth node are short-circuited. A two-input OR circuit for obtaining a logical output from the short-circuit point is formed.

【0029】請求項5に記載の高速演算回路は、Pch
およびNchのMOSトランジスタにより構成され、互
いに論理的相補関係にある2信号を一組として2組の信
号(A)と(NA)あるいは(B)と(NB)を、第1
および第2の入力信号とする第1のMOS論理回路と第
2のMOS論理回路を有する2入力排他的論理和回路で
あって、前記第1のMOS論理回路を、ソースおよびド
レインがそれぞれ共通接続されて一対をなすPchMO
SトランジスタおよびNchMOSトランジスタを2組
備え、前記一対をなす一方のPchMOSトランジスタ
およびNchMOSトランジスタにおいて、各ソースに
入力信号(B)が供給され、各ドレインが第3のノード
に接続され、PchMOSトランジスタ側のゲートに入
力信号(NA)が供給され、NchMOSトランジスタ
側のゲートに入力信号(A)が供給され、前記一対をな
す他方のPchMOSトランジスタおよびNchMOS
トランジスタにおいて、各ソースに入力信号(NB)が
供給され、各ドレインが前記第3のノードに接続され、
PchMOSトランジスタ側のゲートに入力信号(A)
が供給され、NchMOSトランジスタ側のゲートに入
力信号(NA)が供給されるように構成し、前記第2の
MOS論理回路を、ソースおよびドレインがそれぞれ共
通接続されて一対をなすPchMOSトランジスタおよ
びNchMOSトランジスタを2組備え、前記一対をな
す一方のPchMOSトランジスタおよびNchMOS
トランジスタにおいて、各ソースに入力信号(A)が供
給され、各ドレインが第4のノードに接続され、Pch
MOSトランジスタ側のゲートに入力信号(NB)が供
給され、NchMOSトランジスタ側のゲートに入力信
号(B)が供給され、前記一対をなす他方のPchMO
SトランジスタおよびNchMOSトランジスタにおい
て、各ソースに入力信号(NA)が供給され、各ドレイ
ンが前記第4のノードに接続され、PchMOSトラン
ジスタ側のゲートに入力信号(B)が供給され、Nch
MOSトランジスタ側のゲートに入力信号(NB)が供
給されるように構成し、前記第3のノードと第4のノー
ドを短絡して、この短絡点から論理出力を得る2入力排
他的論理和回路を構成する。
The high-speed operation circuit according to claim 5 is a Pch
And two N-channel MOS transistors, and two sets of signals (A) and (NA) or (B) and (NB), which are logically complementary to each other, are set as a first set.
And a two-input exclusive-OR circuit having a first MOS logic circuit and a second MOS logic circuit as a second input signal, wherein the first MOS logic circuit has a source and a drain connected in common. A pair of PchMO
Two sets of S transistors and NchMOS transistors are provided. In the one pair of PchMOS transistors and NchMOS transistors, an input signal (B) is supplied to each source, each drain is connected to a third node, and the PchMOS transistor side The input signal (NA) is supplied to the gate, the input signal (A) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side, and the other pair of PchMOS transistor and NchMOS
In the transistor, an input signal (NB) is supplied to each source, each drain is connected to the third node,
An input signal (A) is applied to the gate on the PchMOS transistor side.
And the input signal (NA) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side, and the second MOS logic circuit comprises a pair of a PchMOS transistor and an NchMOS transistor each having a source and a drain commonly connected. , And one pair of the PchMOS transistor and the NchMOS
In the transistor, the input signal (A) is supplied to each source, each drain is connected to the fourth node, and Pch
The input signal (NB) is supplied to the gate on the MOS transistor side, and the input signal (B) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side.
In the S transistor and the NchMOS transistor, an input signal (NA) is supplied to each source, each drain is connected to the fourth node, and an input signal (B) is supplied to a gate on the PchMOS transistor side.
A two-input exclusive OR circuit configured to supply an input signal (NB) to the gate on the MOS transistor side, short-circuiting the third node and the fourth node, and obtaining a logical output from the short-circuit point Is configured.

【0030】以上の構成によると、2つの入力信号のう
ち遅く到着した信号が、PchMOSトランジスタおよ
びNchMOSトランジスタの各ソース端子に入力され
たときには、その時点で先に到着していた他の信号によ
りソースとドレイン間が導通状態になっているため、遅
く到着した信号を、ソース端子に入力されたのちほぼ遅
延無しにドレイン端子に伝達出力させる。
According to the above configuration, when a signal arriving late among the two input signals is input to each source terminal of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor, the source signal is supplied by another signal arriving earlier at that time. Since the connection between the and the drain is in a conductive state, a signal that arrives late is transmitted to the drain terminal with almost no delay after being input to the source terminal.

【0031】以下、本発明の実施の形態を示す高速演算
回路について、図面を参照しながら具体的に説明する。 (実施の形態1)図1は本実施の形態1の高速演算回路
の一構成例である論理回路のブロック図である。図1に
おいて、101、102は、それぞれ、入力信号を演算
し、同じ演算結果を出力するMOSトランジスタ論理回
路、103はMOSトランジスタ論理回路101、10
2の各ドレイン出力を論理的にワイヤードオアするワイ
ヤードオア回路である。
Hereinafter, a high-speed arithmetic circuit according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a logic circuit which is a configuration example of a high-speed operation circuit according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 101 and 102 denote MOS transistor logic circuits which operate on input signals and output the same operation result, respectively, and 103 denotes MOS transistor logic circuits 101 and 10 respectively.
2 is a wired-OR circuit for logically wired-ORing each drain output of the second circuit.

【0032】MOSトランジスタ論理回路101には、
接続口が3種類ある。接続口1011には、入力データ
(X)あるいは入力データ(X)の論理反転値(NX)
のうち少なくとも1つ以上が入力される。接続口101
2には、もう一方のデータである入力データ(Y)ある
いは入力データ(Y)の論理反転値(NY)のうち少な
くとも1つ以上が入力される。また、接続口1013に
は、接続口1011、1012から入力されたデータを
もとにした演算結果が出力される。
In the MOS transistor logic circuit 101,
There are three types of connection ports. The connection port 1011 has input data (X) or a logically inverted value (NX) of the input data (X).
At least one of them is input. Connection port 101
2, at least one of input data (Y) or a logically inverted value (NY) of the input data (Y) is input. In addition, a calculation result based on the data input from the connection ports 1011 and 1012 is output to the connection port 1013.

【0033】MOSトランジスタ論理回路102におい
ては、接続口1021には入力データ(Y)または(N
Y)、接続口1022には入力データ(X)または(N
X)が入力され、接続口1023には、接続口102
1、1022から入力されたデータをもとにした演算結
果が出力される。
In the MOS transistor logic circuit 102, input data (Y) or (N
Y), input data (X) or (N
X) is input, and the connection port 1023 is
An operation result based on the data input from 1,1022 is output.

【0034】また、MOSトランジスタ論理回路10
1、102での演算内容は同一であって、接続口101
3、1023から出力される結果も同一になる。ワイヤ
ードオア回路103では、接続口1013、1023か
ら出力される演算結果を、配線により短絡し出力データ
Zを出力している。
The MOS transistor logic circuit 10
1 and 102 are the same, and the connection port 101
The results output from 3, 1023 are also the same. In the wired OR circuit 103, the operation results output from the connection ports 1013 and 1023 are short-circuited by wiring, and output data Z is output.

【0035】図2は図1のMOSトランジスタ論理回路
101の具体構成例を示す回路ブロック図である。ここ
で接続口1011、1012、1013は、図1に示す
接続口の符号と同じである。図2において、201は、
ソースおよびドレインをそれぞれ共通にするPchMO
SトランジスタとNchMOSトランジスタの対で構成
されたMOS回路である。各ソースは接続口1011に
接続され、各ゲートは接続口1012に接続され、各ド
レインは接続口1013に接続されている。このMOS
回路201は、MOSトランジスタ論理回路101の内
部に少なくとも1組有している。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a specific configuration example of the MOS transistor logic circuit 101 of FIG. Here, the connection ports 1011, 1012, and 1013 have the same reference numerals as the connection ports shown in FIG. 1. In FIG. 2, 201 is
PchMO with common source and drain
This is a MOS circuit composed of a pair of an S transistor and an NchMOS transistor. Each source is connected to the connection port 1011, each gate is connected to the connection port 1012, and each drain is connected to the connection port 1013. This MOS
The circuit 201 has at least one set inside the MOS transistor logic circuit 101.

【0036】一方、202は、NchMOSトランジス
タあるいはPchMOSトランジスタであり、ソースは
NchMOSトランジスタであれば接地され、PchM
OSトランジスタであれば電源に接続される。そしてゲ
ートは接続口1012、ドレインは接続口1013にそ
れぞれ接続されている。このNchMOSトランジスタ
あるいはPchMOSトランジスタ202は、MOSト
ランジスタ論理回路101の内部には少なくとも0個以
上は存在する。
On the other hand, 202 is an NchMOS transistor or a PchMOS transistor. The source is grounded if it is an NchMOS transistor.
If it is an OS transistor, it is connected to a power supply. The gate is connected to the connection port 1012, and the drain is connected to the connection port 1013. At least 0 or more NchMOS transistors or PchMOS transistors 202 exist inside the MOS transistor logic circuit 101.

【0037】このように、MOSトランジスタ論理回路
101では、接続口1011から入力される入力データ
(X),(NX)については、MOS回路201のソー
ス端子に、接続口1012から入力される入力データ
(Y)、(NY)については、MOS回路201のゲー
ト端子に入力される。
As described above, in the MOS transistor logic circuit 101, the input data (X) and (NX) input from the connection port 1011 are input to the source terminal of the MOS circuit 201 by the input data input from the connection port 1012. (Y) and (NY) are input to the gate terminal of the MOS circuit 201.

【0038】一方、MOSトランジスタ論理回路102
については、101と同様な構成をとっており、接続口
1021から入力される入力データ(Y)、(NY)
は、MOS回路のソース端子に、接続口1022から入
力される入力データ(X),(NX)は、MOS回路の
ゲート端子に入力される。
On the other hand, the MOS transistor logic circuit 102
Has the same configuration as 101, and the input data (Y) and (NY) input from the connection port 1021
Are input to the source terminal of the MOS circuit, and input data (X) and (NX) input from the connection port 1022 are input to the gate terminal of the MOS circuit.

【0039】このように構成することで、2つの入力デ
ータ(X)、(Y)のうち、遅く到着する信号はソース
端子に入力され、早く到着する信号はゲート端子に入力
されることになるため、ゲートがあく場合、あらかじめ
先に到着した信号により、MOS回路のソース−ドレイ
ン間が導通状態に設定されているため、遅く到着したソ
ース端子に入力された信号はそのままほぼ遅延無しにド
レイン端子に伝達される。このため、入力の変化を高速
にドレインに伝達することが可能になる。 (実施の形態2)以上のように構成された論理積回路か
らなる高速演算回路の機能を、本実施の形態2として、
以下に説明する。
With this configuration, of the two input data (X) and (Y), the signal arriving late is input to the source terminal, and the signal arriving early is input to the gate terminal. Therefore, when the gate is opened, since the source-drain of the MOS circuit is set to the conductive state by the signal arriving first, the signal input to the source terminal arriving late arrives without any delay with almost no delay. Is transmitted to For this reason, it is possible to transmit a change in input to the drain at high speed. (Embodiment 2) The function of a high-speed arithmetic circuit composed of an AND circuit configured as described above is described as a second embodiment.
This will be described below.

【0040】図3は、入力信号(A)と入力信号(B)
を入力し、論理積(A・B)の論理反転値(=Z)を決
めるカルノーマップである。このカルノーマップを使用
して生成される式を以下に示す。
FIG. 3 shows the input signal (A) and the input signal (B).
Is input to determine the logical inversion value (= Z) of the logical product (A · B). The equation generated using this Carnot map is shown below.

【0041】入力信号(A)を選択信号として生成され
る論理式を式(1)に示す。
Equation (1) shows a logical expression generated using the input signal (A) as a selection signal.

【0042】[0042]

【数1】 ここで、(・)は論理積を、(+)は論理和をあらわ
す。(NA)は(A)の論理反転値であり、(A),
(NA)はセレクタの選択信号として入力される。
(Equation 1) Here, (•) represents a logical product and (+) represents a logical sum. (NA) is a logically inverted value of (A), and (A),
(NA) is input as a selector selection signal.

【0043】また、入力信号(B)を選択信号として生
成される論理式を式(2)に示す。
Equation (2) shows a logical expression generated using the input signal (B) as a selection signal.

【0044】[0044]

【数2】 ここで、(NB)は(B)の論理反転値であり、
(B),(NB)はセレクタの選択信号として入力され
る。
(Equation 2) Here, (NB) is a logically inverted value of (B),
(B) and (NB) are input as selector selection signals.

【0045】以上の式(1)、式(2)を論理に展開し
た回路構成をブロック図を用いて図4に示す。図4にお
いて、410は、式(2)に示される入力信号(B)を
選択信号として生成した論理式の場合に対応する論理回
路である。また、411は、式(1)に示される入力信
号(A)を選択信号として生成した論理式の場合に対応
する論理回路である。これら論理回路410、411の
出力は、同じ論理であるため、出力同士が接続(ワイヤ
ードオア)されている。これは、図1、2で示す回路と
同じ構成になっている。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration obtained by expanding the above equations (1) and (2) into logic. In FIG. 4, reference numeral 410 denotes a logic circuit corresponding to a logical expression generated by using the input signal (B) shown in Expression (2) as a selection signal. Reference numeral 411 denotes a logic circuit corresponding to a logical expression generated by using the input signal (A) shown in Expression (1) as a selection signal. Since the outputs of the logic circuits 410 and 411 have the same logic, the outputs are connected (wired OR). This has the same configuration as the circuits shown in FIGS.

【0046】次に、図4に示す論理回路について、その
動作を以下に説明する。図4は、入力信号(A)と入力
信号(B)を入力し、論理積(A・B)の論理反転値を
出力する回路構成を示す回路ブロック図である。図4に
おいて、401,403、404、406はPchMO
Sトランジスタである。402、405はNchMOS
トランジスタである。
Next, the operation of the logic circuit shown in FIG. 4 will be described below. FIG. 4 is a circuit block diagram showing a circuit configuration that receives an input signal (A) and an input signal (B) and outputs a logically inverted value of a logical product (A · B). In FIG. 4, reference numerals 401, 403, 404, and 406 denote PchMOs.
It is an S transistor. 402 and 405 are NchMOS
It is a transistor.

【0047】PchMOSトランジスタ401のソース
には電源VDDが接続され、ゲートには入力信号(B)
が接続されている。NchMOSトランジスタ402の
ソースには入力信号(NA)(=Aの論理反転値)が接
続され、ゲートには入力信号(B)が接続されている。
PchMOSトランジスタ403のソースには入力信号
(NA)(=Aの論理反転値)が接続され、ゲートには
入力信号(NB)が接続されている。MOSトランジス
タ402、403はソースおよびドレインをそれぞれ共
通にしたトランジスタ構成になっている。
The power supply VDD is connected to the source of the PchMOS transistor 401, and the input signal (B) is connected to the gate.
Is connected. The input signal (NA) (= logically inverted value of A) is connected to the source of the NchMOS transistor 402, and the input signal (B) is connected to the gate.
The input signal (NA) (= logically inverted value of A) is connected to the source of the PchMOS transistor 403, and the input signal (NB) is connected to the gate. The MOS transistors 402 and 403 have a transistor configuration in which a source and a drain are commonly used.

【0048】また、PchMOSトランジスタ404の
ソースには電源VDDが接続され、ゲートには入力信号
(A)が接続されている。NchMOSトランジスタ4
05のソースには入力信号(NB)(=Bの論理反転
値)が接続され、ゲートには入力信号(A)が接続され
ている。PchMOSトランジスタ406のソースには
入力信号(NB)(=Bの論理反転値)が接続され、ゲ
ートには入力信号(NA)が接続されている。MOSト
ランジスタ405,406はソースおよびドレインをそ
れぞれ共通にしたトランジスタ構成になっている。
The source of the PchMOS transistor 404 is connected to the power supply VDD, and the gate is connected to the input signal (A). NchMOS transistor 4
The input signal (NB) (= the logically inverted value of B) is connected to the source 05, and the input signal (A) is connected to the gate. The input signal (NB) (= logically inverted value of B) is connected to the source of the PchMOS transistor 406, and the input signal (NA) is connected to the gate. The MOS transistors 405 and 406 have a transistor configuration in which a source and a drain are commonly used.

【0049】また、すべてのMOSトランジスタにおい
ては、それらのドレインは共通に接続されており、入力
信号(A)と入力信号(B)の論理積の反転値を出力す
る回路を構成している。
The drains of all the MOS transistors are connected in common, and constitute a circuit for outputting the inverted value of the logical product of the input signal (A) and the input signal (B).

【0050】以上の回路構成は、図12に示す従来の論
理積反転回路に対し、PchMOSトランジスタを2つ
追加したものであり、図4に示すように、追加個所は、
NchMOSトランジスタ402に対し、ソースおよび
ドレインをそれぞれ共通にしたPchMOSトランジス
タ403を追加している部分と、NchMOSトランジ
スタ405に対し、ソースおよびドレインをそれぞれ共
通にしたPchMOSトランジスタ406を追加した部
分である。
The circuit configuration described above is obtained by adding two PchMOS transistors to the conventional AND circuit shown in FIG. 12, and as shown in FIG.
This is a portion in which a PchMOS transistor 403 having a common source and drain is added to the NchMOS transistor 402, and a portion in which a PchMOS transistor 406 having a common source and drain is added to the NchMOS transistor 405.

【0051】次に、図4に示す論理積(A・B)の反転
値を出力する論理回路について、その動作を以下に説明
する。ここで、通常は、入力信号(A)とその反転信号
(NA)、入力信号(B)とその反転信号(NB)は同
時に到着するが、入力信号群(A)、(NA)と入力信
号群(B)、(NB)は同時に到着することはないとす
る。
Next, the operation of the logic circuit for outputting the inverted value of the logical product (A · B) shown in FIG. 4 will be described below. Here, normally, the input signal (A) and its inverted signal (NA) and the input signal (B) and its inverted signal (NB) arrive at the same time, but the input signal groups (A) and (NA) and the input signal Assume that groups (B) and (NB) do not arrive at the same time.

【0052】図4に示す回路構成に対応する論理式は、
式(3)〜式(10)に示す論理式になる。ここで、入
力信号(A),(B)について、式(3)〜式(10)
に示されるパターンが入力され、その時の演算結果が論
理積(A・B)として出力される。なお、(NA),
(NB)は(A),(B)の論理反転値である。
The logical expression corresponding to the circuit configuration shown in FIG.
The logical expressions shown in Expressions (3) to (10) are obtained. Here, regarding the input signals (A) and (B), Expressions (3) to (10)
Is input, and the operation result at that time is output as a logical product (A · B). (NA),
(NB) is a logically inverted value of (A) and (B).

【0053】[0053]

【数3】 ここで、式(3)〜式(10)に示される(R)、
(F)は、入力信号(A),(B)の変化状態を示し、
状態(R)はレベル(0)から(1)への変化、状態
(F)はレベル(1)から(0)への変化である。また
(U)、(D)は出力の変化状態を示し、状態(U)は
レベル(0)から(1)への変化、状態(D)はレベル
(1)から(0)への変化である。
(Equation 3) Here, (R) shown in Expressions (3) to (10),
(F) shows a change state of the input signals (A) and (B),
State (R) is a change from level (0) to (1), and state (F) is a change from level (1) to (0). Further, (U) and (D) show the change state of the output, where state (U) is a change from level (0) to (1) and state (D) is a change from level (1) to (0). is there.

【0054】ここで、出力が変わるパターンについて、
まず、式(5)の場合に、図4の論理回路がどのように
動作するかを説明する。式(5)が示す状態は、入力信
号(A)は先に到着し、レベル(1)に固定されている
(このとき(NA)はレベル(0))。この状態で入力
信号(B)がレベル(0)から(1)に遷移する(状態
(R))。このとき(NB)はレベル(1)から(0)
に遷移する(状態(F))。すると出力は、レベル
(1)から(0)に遷移するという状態(状態(F))
である。
Here, regarding the pattern in which the output changes,
First, how the logic circuit of FIG. 4 operates in the case of Expression (5) will be described. In the state indicated by the expression (5), the input signal (A) arrives first and is fixed to the level (1) (at this time, (NA) is the level (0)). In this state, the input signal (B) transitions from level (0) to (1) (state (R)). At this time, (NB) is from level (1) to (0).
(State (F)). Then, the output changes from level (1) to (0) (state (F)).
It is.

【0055】このときの各MOSトランジスタ401、
402、403、404、405、406の各ソース端
子4011、4021,4031、4041、405
1、4061、各ゲート端子4012、4022、40
32、4042、4052、4062、各ドレイン端子
4013、4023、4033、4043、4053、
4063における各電位の変化の様子を、図5の各波形
を用いて示す。
At this time, each MOS transistor 401,
Source terminals 4011, 4021, 4031, 4041, 405 of 402, 403, 404, 405, 406
1, 4061, each gate terminal 4012, 4022, 40
32, 4042, 4052, 4062, drain terminals 4013, 4023, 4033, 4043, 4053,
The state of the change of each potential at 4063 is shown using each waveform of FIG.

【0056】図5において、波形501は、PchMO
Sトランジスタ401が上記の式(5)のように変化し
た場合のトランジスタ各端子の電位の動きである。また
簡単のため、PchMOSトランジスタのスレッショル
ド電圧VtpとNchMOSトランジスタのスレッショ
ルド電圧Vtpは同じ電位であるとする。
In FIG. 5, a waveform 501 is a PchMO
This is a change in the potential of each terminal of the transistor when the S transistor 401 changes as in the above equation (5). For simplicity, it is assumed that the threshold voltage Vtp of the PchMOS transistor and the threshold voltage Vtp of the NchMOS transistor have the same potential.

【0057】このとき、ゲート端子4012は、レベル
(0)から(1)に変化し、PchMOSトランジスタ
401は、ゲート−ソース間の電位差がPchMOSト
ランジスタのスレッショルド電圧Vtp以下になった場
合、ゲート酸化膜下に形成されていたチャネルが消滅
し、ソース−ドレイン間は高抵抗になり、ソース電位が
ドレインに伝わらなくなる。時刻230が、この時刻で
ある。
At this time, the gate terminal 4012 changes from level (0) to (1). When the potential difference between the gate and the source falls below the threshold voltage Vtp of the PchMOS transistor, the gate oxide film The channel formed below disappears, the resistance between the source and the drain becomes high, and the source potential is not transmitted to the drain. Time 230 is this time.

【0058】したがって、時刻230より先の時刻にお
いては、ソース端子4011の電位は、ドレイン端子4
013に伝達されない。波形502は、NchMOSト
ランジスタ402が式(5)にしたがって変化した場合
の各端子の電位の動きである。
Therefore, at a time before time 230, the potential of source terminal 4011 is
013. A waveform 502 is a change in the potential of each terminal when the NchMOS transistor 402 changes according to the equation (5).

【0059】ソース端子4021はレベル(0)の状態
で、ゲート端子4022が時刻210を起点とし、レベ
ル(0)から(1)に遷移する。このときNchMOS
トランジスタ402はNchであるから、ゲート−ソー
ス間の電位差VgsがVtnより大きくなったとき、ゲ
ート酸化膜下にチャネルが形成され、ソースからドレイ
ンに電流が流れる。チャネルが形成されるまえ(時刻2
10から220の間)、ドレイン端子4023はレベル
(1)の電位になっていたため、チャネルが形成された
あと(時刻220以降)、電流はドレインからソースに
流れ、ドレイン端子4023の電位が下がる。
The source terminal 4021 is at level (0), and the gate terminal 4022 transitions from level (0) to (1) starting at time 210. At this time, NchMOS
Since the transistor 402 is Nch, when the potential difference Vgs between the gate and the source becomes larger than Vtn, a channel is formed below the gate oxide film, and a current flows from the source to the drain. Before the channel is formed (time 2
Since the potential of the drain terminal 4023 was at the level (1) during the period (between 10 and 220), after the channel was formed (after time 220), current flows from the drain to the source, and the potential of the drain terminal 4023 decreases.

【0060】したがって、ドレイン電位の下がり始める
時刻は、ゲート端子4022の電位がVtnになる時刻
220になる。波形503は、PchMOSトランジス
タ403が式(5)にしたがって変化した場合の各端子
の電位の動きである。
Therefore, the time when the drain potential starts to fall is time 220 when the potential of the gate terminal 4022 becomes Vtn. A waveform 503 is a change in the potential of each terminal when the PchMOS transistor 403 changes according to the equation (5).

【0061】ソース端子4031は、レベル(0)に固
定されている。ゲート端子4032の電位は、時刻21
0を起点としレベル(1)から(0)に遷移する。した
がって、ドレイン端子4033の電位は、時刻410に
おいて、レベル(1)の状態であるからゲート電位とド
レイン電位の電位差は0であり、ゲート酸化膜下にチャ
ネルが形成されていなく、非導通状態にある。
The source terminal 4031 is fixed at level (0). The potential of the gate terminal 4032 is at time 21
The transition from level (1) to (0) starts at 0. Therefore, since the potential of the drain terminal 4033 is at the level (1) at the time 410, the potential difference between the gate potential and the drain potential is 0, no channel is formed under the gate oxide film, and the drain terminal 4033 is turned off. is there.

【0062】時刻220において、ゲート端子4032
の電位がVdd−Vtpになり、ゲート電位とドレイン
電位の差がVtpになり、ゲート酸化膜下にチャネルが
形成され、ドレイン−ソース間に電流が流れ始める。こ
れに伴い、ドレイン端子4033の電位は時刻220を
起点に下がり始め、最終的には、基盤バイアス効果によ
り電位Vtpで安定する。
At time 220, gate terminal 4032
Becomes Vdd-Vtp, the difference between the gate potential and the drain potential becomes Vtp, a channel is formed under the gate oxide film, and a current starts flowing between the drain and the source. Accordingly, the potential of the drain terminal 4033 starts to decrease from the time 220 as a starting point, and finally stabilizes at the potential Vtp due to the base bias effect.

【0063】したがって、ドレイン端子4033の電位
が下がり始める時刻は、時刻220になる。波形504
は、PchMOSトランジスタ404が式(5)にした
がって変化した場合の各端子の電位の動きである。
Therefore, the time when the potential of the drain terminal 4033 starts to fall is time 220. Waveform 504
Shows the movement of the potential of each terminal when the PchMOS transistor 404 changes according to the equation (5).

【0064】ソース端子4041はレベル(0)の状態
で、ゲート端子4042がレベル(1)に固定されてい
る。このとき、PchMOSトランジスタ404は、P
chであるから、ゲート−ソース間の電位差Vgsが0
であり、Vtpより小さいため、ソース−ドレイン間は
非導通状態である。
The source terminal 4041 is at the level (0), and the gate terminal 4042 is fixed at the level (1). At this time, the PchMOS transistor 404
channel, the potential difference Vgs between the gate and the source is 0
And smaller than Vtp, so that the source and the drain are in a non-conductive state.

【0065】したがって、ドレイン端子4043は、H
iZの状態になっている。波形505は、NchMOS
トランジスタ405が式(5)にしたがって変化した場
合の各端子の電位の動きである。
Therefore, the drain terminal 4043 is
The state is iZ. Waveform 505 is NchMOS
This is a change in the potential of each terminal when the transistor 405 changes according to Expression (5).

【0066】ソース端子4051はレベル(1)から
(0)に遷移する。ゲート端子4052の電位は、レベ
ル(1)に固定されている。したがって、ソース端子4
051の電位がレベル(1)の時は、ゲート−ソース間
の電位差Vgsが0であるから、NchMOSトランジ
スタ405のソース−ドレイン間は導通状態になってお
らず、ソース端子4051の電位が下がり、VgsがV
tnより大きくなった時、ゲート酸化膜下にチャネルが
形成され、ドレイン端子4053の電位が下がり始め
る。
The source terminal 4051 transitions from level (1) to (0). The potential of the gate terminal 4052 is fixed at level (1). Therefore, source terminal 4
When the potential of the transistor 051 is at the level (1), the potential difference Vgs between the gate and the source is 0, so that the source-drain of the NchMOS transistor 405 is not conducting, and the potential of the source terminal 4051 decreases. Vgs is V
When the voltage exceeds tn, a channel is formed below the gate oxide film, and the potential of the drain terminal 4053 starts to decrease.

【0067】したがって、電位が下がり始める時刻は、
時刻220になる。波形506は、PchMOSトラン
ジスタ406が式(5)にしたがって変化した場合の各
端子の電位の動きである。
Therefore, the time when the potential starts to drop is
It is time 220. A waveform 506 is a change in the potential of each terminal when the PchMOS transistor 406 changes according to the equation (5).

【0068】ソース端子4061は、時刻210を起点
にレベル(1)から(0)に遷移する。ゲート端子40
62の電位は、レベル(0)に固定されている。ドレイ
ン端子4063の電位は、時刻210において、レベル
(1)の状態であるからゲート電位とドレイン電位の電
位差はVddであり、ゲート酸化膜下にチャネルが形成
されており、導通状態にある。
Source terminal 4061 transitions from level (1) to (0) starting at time 210. Gate terminal 40
The potential of 62 is fixed at the level (0). Since the potential of the drain terminal 4063 is at the level (1) at the time 210, the potential difference between the gate potential and the drain potential is Vdd, a channel is formed below the gate oxide film, and the channel is conductive.

【0069】したがって、ドレイン端子4063の電位
が変化し始める時刻は、時刻210になり、ドレイン端
子4063の電位は時刻210を起点に下がり始め、基
盤バイアス効果により電位Vtpで安定する。
Accordingly, the time when the potential of the drain terminal 4063 starts to change is time 210, and the potential of the drain terminal 4063 starts to decrease from the time 210, and stabilizes at the potential Vtp due to the base bias effect.

【0070】以上のように、6個のMOSトランジスタ
401〜406の動作を見ると、入力信号(A),
(B)の変化が出力に伝達し始める時刻は、PchMO
Sトランジスタ406がもっとも速く時刻210に変化
し始める。
As described above, looking at the operation of the six MOS transistors 401 to 406, the input signals (A),
The time when the change of (B) starts to be transmitted to the output is PchMO
S-transistor 406 begins to change fastest at time 210.

【0071】したがって、これらトランジスタの出力値
をワイヤードオアした場合、入力の変化に対して、出力
値が高速に変化できる。次に、式(6)の場合について
その動作を述べる。
Therefore, when the output values of these transistors are wired-ORed, the output value can be changed at a high speed with respect to the change of the input. Next, the operation of equation (6) will be described.

【0072】入力信号(A)はレベル(1)に固定され
ており、入力信号(B)がレベル(1)から(0)に変
化する。このとき、同様に考えると、ドレイン端子の電
位がもっとも早く変化するトランジスタは、NchMO
Sトランジスタ405とPchMOSトランジスタ40
6になる。
The input signal (A) is fixed at level (1), and the input signal (B) changes from level (1) to (0). At this time, similarly considered, the transistor in which the potential of the drain terminal changes fastest is NchMO
S transistor 405 and PchMOS transistor 40
It becomes 6.

【0073】なぜなら、NchMOSトランジスタにつ
いては、ゲート端子の電位がレベル(1)になってお
り、ソース端子の電位が入力信号(NB)であり、レベ
ル(0)から(1)に変化するため、NchMOSトラ
ンジスタ405のゲート−ソース間電位がスレッショル
ド電位以上になっており、入力信号(B)がレベル
(1)から(0)に変化する最初の時点から同通状態に
なっているからである。
This is because the potential of the gate terminal of the NchMOS transistor is at level (1), the potential of the source terminal is the input signal (NB), and changes from level (0) to (1). This is because the gate-source potential of the NchMOS transistor 405 is equal to or higher than the threshold potential, and the N-channel MOS transistor 405 is in a common state from the first point in time when the input signal (B) changes from level (1) to (0).

【0074】すなわち、入力信号(B)の電位の変化
は、ほとんど遅延なしにドレイン端子に伝達され、高速
に信号が伝搬することになる。次に、式(9)について
その動作を示す。
That is, the change in the potential of the input signal (B) is transmitted to the drain terminal with almost no delay, and the signal is propagated at a high speed. Next, the operation of equation (9) will be described.

【0075】入力信号(A)は、レベル(0)から
(1)に変化する。一方、入力信号(B)はレベル
(1)に固定されている。ここで、入力信号が変化した
場合、ドレイン端子がもっとも早く変化するトランジス
タは、PchMOSトランジスタ403になる。
The input signal (A) changes from level (0) to (1). On the other hand, the input signal (B) is fixed at the level (1). Here, when the input signal changes, the transistor whose drain terminal changes first is the PchMOS transistor 403.

【0076】なぜなら、PchMOSトランジスタにつ
いては、ゲート端子の電位がレベル(0)になってお
り、ソース端子への入力信号(NA)の電位は、レベル
(1)から(0)変化するため、PchMOSトランジ
スタ403のゲート−ソース間の電位差がスレッショル
ド電位以上になっており、入力信号(A)がレベル
(0)から(1)に変化する(入力信号(NA)がレベ
ル(1)から(0)に変化する)最初の時点から導通状
態になっているからである。
This is because the potential of the gate terminal of the PchMOS transistor is at level (0) and the potential of the input signal (NA) to the source terminal changes from level (1) to (0). The potential difference between the gate and the source of the transistor 403 is higher than the threshold potential, and the input signal (A) changes from level (0) to (1) (the input signal (NA) changes from level (1) to (0)). This is because the conductive state has been established from the first time.

【0077】すなわち、入力信号(A)の電位の変化
は、ほとんど遅延なしにドレイン端子に伝達され、高速
に信号が伝搬することになる。次に、式(10)につい
て、その動作を示す。
That is, a change in the potential of the input signal (A) is transmitted to the drain terminal with almost no delay, and the signal is propagated at a high speed. Next, the operation of Expression (10) will be described.

【0078】入力信号(A)は、レベル(1)から
(0)に変化する。一方、入力信号(B)はレベル
(1)に固定されている。ここで、入力信号が変化した
場合、ドレイン端子がもっとも早く変化するトランジス
タは、NchMOSトランジスタ402になる。
The input signal (A) changes from level (1) to (0). On the other hand, the input signal (B) is fixed at the level (1). Here, when the input signal changes, the transistor whose drain terminal changes first is the NchMOS transistor 402.

【0079】なぜなら、NchMOSトランジスタ40
2については、ゲート端子の電位がレベル(1)になっ
ており、ソース端子の電位が(NA)であり、レベル
(0)から(1)変化するため、NchMOSトランジ
スタ402のゲート−ソース間の電位差がスレッショル
ド電位以上になっており、入力信号(A)がレベル
(1)から(0)に変化する(入力信号(NA)がレベ
ル(0)から(1)に変化する)最初の時点から導通状
態になっているからである。
The reason is that the NchMOS transistor 40
In the case of No. 2, the potential of the gate terminal is at level (1), the potential of the source terminal is (NA), and changes from level (0) to (1). The potential difference is equal to or higher than the threshold potential, and the input signal (A) changes from level (1) to (0) (the input signal (NA) changes from level (0) to (1)) from the first time This is because it is in a conductive state.

【0080】すなわち、入力信号(A)の電位の変化
は、ほとんど遅延なしにドレイン端子に伝達され、高速
に信号が伝搬することになる。以上のように、出力電位
が入力電位により変化する場合に対応する式(5)、
(6)、(9)、(10)について、入力信号の変化が
出力に高速に伝搬することを確認することができる。
That is, a change in the potential of the input signal (A) is transmitted to the drain terminal with almost no delay, and the signal propagates at high speed. As described above, the equation (5) corresponding to the case where the output potential changes according to the input potential,
Regarding (6), (9), and (10), it can be confirmed that a change in the input signal propagates to the output at high speed.

【0081】以上のように、図1に示す論理回路のよう
に、ソースに入力される信号を出力に伝達させるトラン
ジスタを相補的に構成し、さらに、入力信号のすべての
種類をソースからドレインに伝達できるように構成する
ことで、入力の変化を高速に出力に伝達することが可能
になる。
As described above, as in the logic circuit shown in FIG. 1, transistors for transmitting a signal input to a source to an output are configured complementarily, and all types of input signals are transferred from a source to a drain. By being configured to be able to transmit, it is possible to transmit a change in input to the output at high speed.

【0082】したがって、本発明を使用すれば、プロセ
スの微細化、低電圧化が進展し、スレッショルド電圧V
tが電源電圧に対し相対的に大きくなった場合において
も、入力信号を出力へ伝達させる速度は速くでき、高速
なCMOS論理を組むことが可能になる。 (実施の形態3)本発明の実施の形態3として構成され
た2入力の排他的論理和回路について説明する。
Therefore, when the present invention is used, the miniaturization of the process and the lowering of the voltage are advanced, and the threshold voltage V
Even when t becomes relatively large with respect to the power supply voltage, the speed of transmitting the input signal to the output can be increased, and a high-speed CMOS logic can be formed. (Embodiment 3) A two-input exclusive OR circuit configured as Embodiment 3 of the present invention will be described.

【0083】図6は、2つの入力信号(A)、(B)を
用い、排他的論理和演算の反転値のカルノーマップであ
る。このカルノーマップを使用して生成される論理式を
以下に示す。
FIG. 6 is a Carnot map of an inverted value of an exclusive OR operation using two input signals (A) and (B). The logical expression generated using this Carnot map is shown below.

【0084】入力信号(A)を選択信号として生成され
る論理式を式(11)に示す。
Equation (11) shows a logical equation generated using the input signal (A) as a selection signal.

【0085】[0085]

【数4】 ここで、(・)は論理積を、(+)は論理和をあらわ
す。(NA)は(A)の論理反転値であり、(A),
(NA)はセレクタの選択信号として入力される。
(Equation 4) Here, (•) represents a logical product and (+) represents a logical sum. (NA) is a logically inverted value of (A), and (A),
(NA) is input as a selector selection signal.

【0086】また、入力信号(B)を選択信号として生
成される論理式を式(12)に示す。
Formula (12) shows a logical formula generated by using the input signal (B) as a selection signal.

【0087】[0087]

【数5】 ここで、(NB)は(B)の論理反転値であり、
(B),(NB)はセレクタの選択信号として入力され
る。
(Equation 5) Here, (NB) is a logically inverted value of (B),
(B) and (NB) are input as selector selection signals.

【0088】以上の式(11)、式(12)を論理に展
開した論理回路例のブロック図を図7に示す。図7にお
いて、710は、式(11)に示される入力信号
(A),(NA)を選択信号として作成した場合に対応
する論理回路である。711は式(12)に示される入
力信号(B)、(NB)を選択信号として作成した場合
に対応する論理回路である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a logic circuit obtained by expanding the above equations (11) and (12) into logic. In FIG. 7, reference numeral 710 denotes a logic circuit corresponding to a case where the input signals (A) and (NA) shown in Expression (11) are created as selection signals. Reference numeral 711 denotes a logic circuit corresponding to a case where the input signals (B) and (NB) shown in Expression (12) are created as selection signals.

【0089】次に、図7に示す論理回路について説明す
る。図7は、入力信号(A)と入力信号(B)を入力
し、排他的論理和(A^B)の論理反転値を出力する論
理回路である。図7において、701,703,70
5,707はNchMOSトランジスタ、702,70
4,706,708はPchMOSトランジスタであ
る。
Next, the logic circuit shown in FIG. 7 will be described. FIG. 7 shows a logic circuit which receives an input signal (A) and an input signal (B) and outputs a logically inverted value of an exclusive OR (A ^ B). 7, 701, 703, 70
5,707 are NchMOS transistors, 702,70
Reference numerals 4,706,708 denote PchMOS transistors.

【0090】NchMOSトランジスタ701のソース
には入力信号(B)が接続され、ゲートには入力信号
(A)が接続されている。PchMOSトランジスタ7
02のソースには入力信号(B)が接続され、ゲートに
は入力信号(NA)が接続されている。MOSトランジ
スタ701、702はソースおよびドレインをそれぞれ
共通にしたトランジスタ構成になっている。
The input signal (B) is connected to the source of the NchMOS transistor 701, and the input signal (A) is connected to the gate. PchMOS transistor 7
02, the input signal (B) is connected to the source, and the input signal (NA) is connected to the gate. The MOS transistors 701 and 702 have a transistor configuration in which a source and a drain are commonly used.

【0091】NchMOSトランジスタ703のソース
には入力信号(NB)が接続され、ゲートには入力信号
(NA)が接続されている。PchMOSトランジスタ
704のソースには入力信号(NB)が接続され、ゲー
トには入力信号(A)が接続されている。MOSトラン
ジスタ703,704はソースおよびドレインをそれぞ
れ共通にしたトランジスタ構成になっている。
The input signal (NB) is connected to the source of the NchMOS transistor 703, and the input signal (NA) is connected to the gate. The input signal (NB) is connected to the source of the PchMOS transistor 704, and the input signal (A) is connected to the gate. The MOS transistors 703 and 704 have a transistor configuration in which a source and a drain are commonly used.

【0092】NchMOSトランジスタ705のソース
には入力信号(A)が接続され、ゲートには入力信号
(B)が接続されている。PchMOSトランジスタ7
06のソースには入力信号(A)が接続され、ゲートに
は入力信号(NB)が接続されている。MOSトランジ
スタ705,706はソースおよびドレインをそれぞれ
共通にしたトランジスタ構成になっている。
The input signal (A) is connected to the source of the NchMOS transistor 705, and the input signal (B) is connected to the gate. PchMOS transistor 7
The input signal (A) is connected to the source of 06, and the input signal (NB) is connected to the gate. The MOS transistors 705 and 706 have a transistor configuration in which a source and a drain are commonly used.

【0093】NchMOSトランジスタ707のソース
には入力信号(NA)が接続され、ゲートには入力信号
(NB)が接続されている。PchMOSトランジスタ
708のソースには入力信号(NA)が接続され、ゲー
トには入力信号(B)が接続されている。MOSトラン
ジスタ707,708はソースおよびドレインをそれぞ
れ共通にしたトランジスタ構成になっている。
The input signal (NA) is connected to the source of the NchMOS transistor 707, and the input signal (NB) is connected to the gate. The input signal (NA) is connected to the source of the PchMOS transistor 708, and the input signal (B) is connected to the gate. The MOS transistors 707 and 708 have a transistor configuration in which a source and a drain are commonly used.

【0094】また、すべてのMOSトランジスタのドレ
イン端子は共通に接続(ワイヤードオア)され、入力信
号(A)、(B)の排他的論理和(A^B)の反転値を
出力している。
The drain terminals of all the MOS transistors are connected in common (wired OR), and output the inverted value of the exclusive OR (A ^ B) of the input signals (A) and (B).

【0095】次に、入力信号(A)、(B)が変化した
場合の出力の変化について、式(13)〜式(20)に
示す。
Next, equations (13) to (20) show changes in output when the input signals (A) and (B) change.

【0096】[0096]

【数6】 このうち、式(19)に示される論理式に対応する動作
について、図8を用いて以下に示す。
(Equation 6) Among them, the operation corresponding to the logical expression shown in Expression (19) will be described below with reference to FIG.

【0097】波形801は、NchMOSトランジスタ
701が上記の式(19)のように変化した場合のトラ
ンジスタ各端子の電位の動きである。また簡単のため、
PchMOSトランジスタのスレッショルド電圧Vtp
とNchMOSトランジスタのスレッショルド電圧Vt
pは同じ電位であるとする。
A waveform 801 indicates a change in the potential of each terminal of the NchMOS transistor 701 when the NchMOS transistor 701 changes as in the above equation (19). Also for simplicity,
Threshold voltage Vtp of PchMOS transistor
And the threshold voltage Vt of the NchMOS transistor
p is assumed to be the same potential.

【0098】このときゲート端子7012は、レベル
(0)から(1)に変化し、NchMOSトランジスタ
701は、ゲート−ソース間の電位差がNchMOSト
ランジスタのスレッショルド電圧Vtn以上になった場
合、ゲート酸化膜下にチャネル形成され、ソース−ドレ
イン間は導通状態になり、ソース電位がドレインに伝わ
りはじめる。しかし、出力電位であるドレイン電位は、
基盤バイアス効果により、Vdd−Vtpの電位より上
昇はしない。
At this time, the level of the gate terminal 7012 changes from level (0) to (1). When the potential difference between the gate and the source becomes equal to or higher than the threshold voltage Vtn of the NchMOS transistor, the NchMOS transistor 701 operates under the gate oxide film. Then, a channel is formed between the source and the drain, and a conduction state is established between the source and the drain. However, the drain potential, which is the output potential,
Due to the substrate bias effect, the potential does not rise from the potential of Vdd-Vtp.

【0099】したがって、時刻220より先の時刻にお
いては、ソース端子7011の電位は、ドレイン端子7
013に伝達される。波形802は、PchMOSトラ
ンジスタ702におけるトランジスタ各端子の電位の動
きである。この時、ソース端子7021の電位はレベル
(1)になっている。ゲート端子7022は、レベル
(1)から(0)に変化し、PchMOSトランジスタ
702は、ゲート−ソース間の電位差がPchMOSト
ランジスタのスレッショルド電圧Vtp以上になった場
合、ゲート酸化膜下にチャネル形成され、ソース−ドレ
イン間は導通状態になり、ソース電位がドレインに伝わ
りはじめる。時刻220が、この時刻である。
Therefore, at a time before time 220, the potential of source terminal 7011 is
013. A waveform 802 is a change in the potential of each terminal of the PchMOS transistor 702. At this time, the potential of the source terminal 7021 is at level (1). The gate terminal 7022 changes from level (1) to (0), and when the potential difference between the gate and the source becomes equal to or more than the threshold voltage Vtp of the PchMOS transistor, a channel is formed under the gate oxide film, A conduction state is established between the source and the drain, and the source potential starts to be transmitted to the drain. Time 220 is this time.

【0100】したがって、時刻220より先の時刻にお
いては、ソース端子7021の電位は、ドレイン端子7
023に伝達される。波形803は、NchMOSトラ
ンジスタ703におけるトランジスタの各端子の電位の
動きである。このとき、ソース端子7031にはレベル
(0)が入力されている。ゲート端子7032は、レベ
ル(1)から(0)に変化し、NchMOSトランジス
タ703は、ゲート−ソース間の電位差がNchMOS
トランジスタのスレッショルド電圧Vtn以下になった
場合、ゲート酸化膜下にチャネルが消滅し、ソース−ド
レイン間は非導通状態になり、ソース端子とドレイン端
子の間は絶縁される。この時刻が時刻230である。
Therefore, at a time before time 220, the potential of source terminal 7021 is
023. A waveform 803 is a change in potential of each terminal of the NchMOS transistor 703. At this time, level (0) is input to the source terminal 7031. The gate terminal 7032 changes from level (1) to (0), and the NchMOS transistor 703 has a gate-source potential difference of NchMOS.
When the voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage Vtn of the transistor, the channel disappears under the gate oxide film, the source and the drain become non-conductive, and the source terminal and the drain terminal are insulated. This time is time 230.

【0101】したがって、時刻230より先の時刻にお
いては、ソース端子7031の電位は、ドレイン端子7
033に伝達されない。波形804は、PchMOSト
ランジスタ704におけるトランジスタの各端子の電位
の動きである。このとき、ソース端子7041にはレベ
ル(0)が入力されている。ゲート端子7042は、レ
ベル(0)から(1)に変化し、PchMOSトランジ
スタ704は、ゲート−ソース間の電位差がPchMO
Sトランジスタのスレッショルド電圧Vtp以下になっ
た場合、ゲート酸化膜下にチャネルが消滅し、ソース−
ドレイン間は非導通状態になり、ソース端子とドレイン
端子の間は絶縁される。この時刻が時刻230である。
Therefore, at a time before time 230, the potential of source terminal 7031 is
033. A waveform 804 is a change in the potential of each terminal of the PchMOS transistor 704. At this time, level (0) is input to the source terminal 7041. The gate terminal 7042 changes from level (0) to (1), and the PchMOS transistor 704 has a gate-source potential difference of PchMO.
When the voltage drops below the threshold voltage Vtp of the S transistor, the channel disappears below the gate oxide film and the source-
The drain is in a non-conductive state, and the source terminal and the drain terminal are insulated. This time is time 230.

【0102】したがって、時刻230より先の時刻にお
いては、ソース端子7041の電位は、ドレイン端子7
043に伝達されない。波形805は、NchMOSト
ランジスタ705におけるトランジスタの各端子の電位
の動きである。このとき、ゲート端子7052にはレベ
ル(1)が入力されている。ソース端子7051は、レ
ベル(0)から(1)に変化し、NchMOSトランジ
スタ705は、ゲート−ソース間の電位差がNchMO
Sトランジスタのスレッショルド電圧Vtnより大きい
ため、、ゲート酸化膜下にチャネルが生成されており、
ソース−ドレイン間は導通状態にある。このため、ソー
ス端子の電位が変化が、ほとんど遅延無しにドレイン端
子に伝達される。
Therefore, at a time before time 230, the potential of source terminal 7041 is
043. A waveform 805 is a change in potential of each terminal of the NchMOS transistor 705. At this time, level (1) is input to the gate terminal 7052. The source terminal 7051 changes from level (0) to (1), and the NchMOS transistor 705 has a gate-source potential difference of NchMO.
Since the threshold voltage is higher than the threshold voltage Vtn of the S transistor, a channel is generated under the gate oxide film.
There is conduction between the source and the drain. Therefore, a change in the potential of the source terminal is transmitted to the drain terminal with almost no delay.

【0103】したがって、時刻210より先の時刻にお
いては、ドレイン端子7053の電位が変化し始める。
波形806は、PchMOSトランジスタ706におけ
るトランジスタの各端子の電位の動きである。このと
き、ゲート端子7062にはレベル(0)が入力されて
いる。ソース端子7061は、レベル(0)から(1)
に変化する。時刻210において、PchMOSトラン
ジスタ706は、ゲート−ソース間の電位差がPchM
OSトランジスタのスレッショルド電圧Vtpより小さ
いため、、ゲート酸化膜下にチャネルが生成されておら
ず、ソース−ドレイン間は非導通状態にある。時刻22
0においては、ゲート−ソース間の電位がVtp以上に
なり、チャネルが形成され、ソース−ドレイン間に電流
が流れ始める。
Therefore, at a time before time 210, the potential of drain terminal 7053 starts to change.
A waveform 806 is a change in potential of each terminal of the PchMOS transistor 706. At this time, the level (0) is input to the gate terminal 7062. The source terminal 7061 is at level (0) to (1)
Changes to At time 210, PchMOS transistor 706 has a gate-source potential difference of PchM
Since the threshold voltage is lower than the threshold voltage Vtp of the OS transistor, no channel is generated below the gate oxide film, and the source and the drain are in a non-conductive state. Time 22
At 0, the potential between the gate and the source becomes Vtp or more, a channel is formed, and a current starts flowing between the source and the drain.

【0104】したがって、時刻220より先の時刻にお
いては、ドレイン端子7063の電位が変化し始める。
波形807は、NchMOSトランジスタ707におけ
るトランジスタの各端子の電位の動きである。このと
き、ゲート端子7072にはレベル(0)が入力されて
いる。ソース端子7071は、レベル(1)から(0)
に変化し、NchMOSトランジスタ707は、ゲート
酸化膜下にチャネルが生成されず、ソース−ドレイン間
は非導通状態になる。
Therefore, at a time before time 220, the potential of drain terminal 7063 starts to change.
A waveform 807 is a change in potential of each terminal of the NchMOS transistor 707. At this time, the level (0) is input to the gate terminal 7072. The source terminal 7071 is connected from the level (1) to the level (0).
, The NchMOS transistor 707 does not have a channel formed under the gate oxide film, and becomes non-conductive between the source and the drain.

【0105】このため、ソース端子の電位の変化がドレ
イン端子に伝達されない。波形808は、PchMOS
トランジスタ708におけるトランジスタの各端子の電
位の動きである。このとき、ゲート端子7082にはレ
ベル(1)が入力されている。ソース端子7081は、
レベル(1)から(0)に変化し、PchMOSトラン
ジスタ708は、ゲート酸化膜下にチャネルが生成され
ず、ソース−ドレイン間は非導通状態になる。
Therefore, a change in the potential of the source terminal is not transmitted to the drain terminal. Waveform 808 is a PchMOS
This is a change in potential of each terminal of the transistor 708. At this time, level (1) is input to the gate terminal 7082. The source terminal 7081
The level changes from (1) to (0), the PchMOS transistor 708 does not have a channel formed under the gate oxide film, and is turned off between the source and the drain.

【0106】このため、ソース端子の電位が変化がドレ
イン端子に伝達されない。これらは、式(19)の場合
について述べたが、他の条件においても、必ず早く決定
する信号がPchMOSトランジスタ、NchMOSト
ランジスタのゲートに印加され、遅い信号がソース端子
に印加される場合、そのまま電位がドレイン端子に伝達
されることになり、入力の変化がほぼ遅延なしにドレイ
ン端子に伝達されることになる。
Therefore, a change in the potential of the source terminal is not transmitted to the drain terminal. These have been described in the case of equation (19). However, even under other conditions, when a signal that is always determined earlier is applied to the gates of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor, and a slower signal is applied to the source terminal, the potential remains unchanged. Is transmitted to the drain terminal, and the change in the input is transmitted to the drain terminal with almost no delay.

【0107】したがって、波形801から808でのド
レイン端子の電位をワイヤードオアすると、ドレイン端
子の電位が変化し始める時刻は210となり、入力信号
の変化を高速に出力に伝搬できる高速な排他的論理和の
反転値生成回路を形成することが可能になる。
Therefore, when the potential of the drain terminal in the waveforms 801 to 808 is wired-OR, the time at which the potential of the drain terminal starts to change is 210, and a high-speed exclusive OR that can propagate the change of the input signal to the output at high speed. Can be formed.

【0108】以上は、式(19)の場合について述べた
が、入力信号が変化し、出力が変化する他の場合におい
ても、入力の変化を高速に出力に伝達させることが可能
になり、高速な排他的論理和回路を提供することが可能
になる。 (実施の形態4)次に、本発明の実施の形態4として、
入力を(A),(B)とする2入力の論理和(A+B)
の反転回路について、高速な論理が形成可能なことを以
下に示す。
In the above, the case of equation (19) has been described. In other cases where the input signal changes and the output changes, the change in the input can be transmitted to the output at a high speed. It is possible to provide an exclusive OR circuit. (Embodiment 4) Next, as Embodiment 4 of the present invention,
Logical sum (A + B) of two inputs with inputs (A) and (B)
The following shows that high-speed logic can be formed for the inversion circuit of FIG.

【0109】図9は、2つの入力信号(A)、(B)を
用い、論理和(A+B)の反転値を求めるカルノーマッ
プである。このカルノーマップを使用し、生成される論
理式を以下に示す。
FIG. 9 is a Carnot map for obtaining an inverted value of a logical sum (A + B) using two input signals (A) and (B). The logical expression generated using this Carnot map is shown below.

【0110】入力信号(A)を選択信号として生成され
る論理式を式(21)に示す。
Equation (21) shows a logical expression generated using the input signal (A) as a selection signal.

【0111】[0111]

【数7】 ここで、(・)は論理積を、(+)は論理和をあらわ
す。(NA)は(A)の論理反転値であり、(A),
(NA)はセレクタの選択信号として入力される。
(Equation 7) Here, (•) represents a logical product and (+) represents a logical sum. (NA) is a logically inverted value of (A), and (A),
(NA) is input as a selector selection signal.

【0112】また、入力信号(B)を選択信号として生
成される論理式を式(22)に示す。
Expression (22) shows a logical expression generated using the input signal (B) as a selection signal.

【0113】[0113]

【数8】 ここで、(NB)は(B)の論理反転値であり、
(B),(NB)はセレクタの選択信号として入力され
る。
(Equation 8) Here, (NB) is a logically inverted value of (B),
(B) and (NB) are input as selector selection signals.

【0114】以上の式(21)、式(22)をパストラ
ンジスタを用いて論理に展開した論理回路のブロック図
を図10に示す。図10において、1010は、式(2
2)に示される入力信号(B),(NB)を選択信号と
して作成した場合の論理に対応する論理回路、1011
は式(21)に示される入力信号(A),(NA)を選
択信号として作成した場合の論理に対応する論理回路で
ある。これら論理回路1010,1011の出力は同じ
論理となっているため、出力同士接続(ワイヤードオ
ア)されている。これは、図1,2で示す回路と同じ構
成になっている。
FIG. 10 is a block diagram of a logic circuit obtained by expanding the above equations (21) and (22) into logic using pass transistors. In FIG. 10, 1010 is obtained by the equation (2).
A logic circuit corresponding to the logic when the input signals (B) and (NB) shown in 2) are created as selection signals;
Is a logic circuit corresponding to the logic when the input signals (A) and (NA) shown in Expression (21) are created as selection signals. Since the outputs of the logic circuits 1010 and 1011 have the same logic, the outputs are connected (wired OR). This has the same configuration as the circuits shown in FIGS.

【0115】次に、図10に示す論理回路の構成につい
て説明する。図10において、1001,1003,1
004,1006はNchMOSトランジスタ、100
2,1005はPchMOSトランジスタである。
Next, the configuration of the logic circuit shown in FIG. 10 will be described. In FIG. 10, 1001, 1003, 1
004 and 1006 are NchMOS transistors, 100
2,1005 is a PchMOS transistor.

【0116】まず、論理回路1010より説明する。N
chMOSトランジスタ1001のソースには接地が接
続され、ゲートには入力信号(B)が接続されている。
PchMOSトランジスタ1002のソースには入力信
号(NA)が接続され、ゲートには入力信号(B)が接
続されている。NchMOSトランジスタ1003のソ
ースには入力信号(NA)が接続され、ゲートには入力
信号(NB)が接続されている。つまり、MOSトラン
ジスタ1002,1003はソースおよびドレインをそ
れぞれ共通にしたトランジスタ構成になっている。
First, the logic circuit 1010 will be described. N
The source of the chMOS transistor 1001 is connected to the ground, and the gate is connected to the input signal (B).
The input signal (NA) is connected to the source of the PchMOS transistor 1002, and the input signal (B) is connected to the gate. The input signal (NA) is connected to the source of the NchMOS transistor 1003, and the input signal (NB) is connected to the gate. That is, the MOS transistors 1002 and 1003 have a transistor configuration in which the source and the drain are commonly used.

【0117】このように構成することで、論理回路10
10の論理動作は、入力信号(B)がレベル(1)の時
は、NchMOSトランジスタがオンしレベル(0)が
ドレインに出力され、入力信号(B)がレベル(0)の
時は、PchMOSトランジスタ1002とNchMO
Sトランジスタ1003がオンし、ソース端子への入力
信号(NA)の電位がドレインに出力される。したがっ
て、論理回路1010の論理は、式(22)に示すよう
になる。
With this configuration, the logic circuit 10
When the input signal (B) is at the level (1), the NchMOS transistor is turned on and the level (0) is output to the drain, and when the input signal (B) is at the level (0), the PchMOS Transistor 1002 and NchMO
The S transistor 1003 is turned on, and the potential of the input signal (NA) to the source terminal is output to the drain. Therefore, the logic of the logic circuit 1010 is as shown in Expression (22).

【0118】次に論理回路1011について示す。Nc
hMOSトランジスタ1004のソースには接地が接続
され、ゲートには入力信号(A)が接続される。Pch
MOSトランジスタ1005のソースには入力信号(N
B)が接続され、ゲートには入力信号(A)が接続され
ている。NchMOSトランジスタ1006のソースに
は入力信号(NB)が接続され、ゲートには入力信号
(NA)が接続される。つまりMOSトランジスタ10
05,1006はソースおよびドレインをそれぞれ共通
にしたトランジスタ構成になっている。
Next, the logic circuit 1011 is described. Nc
The source of the hMOS transistor 1004 is connected to ground, and the gate is connected to the input signal (A). Pch
The input signal (N
B) is connected, and the input signal (A) is connected to the gate. The input signal (NB) is connected to the source of the NchMOS transistor 1006, and the input signal (NA) is connected to the gate. That is, the MOS transistor 10
05 and 1006 have a transistor configuration in which the source and the drain are commonly used.

【0119】このように構成することで、論理回路10
10の論理動作は、入力信号(A)がレベル(1)の時
は、NchMOSトランジスタがオンしレベル(0)が
ドレインに出力され、入力信号(A)がレベル(0)の
時は、PchMOSトランジスタ1002とNchMO
Sトランジスタ1003がオンし、ソース端子への入力
信号(NA)の電位がドレインに出力される。したがっ
て、論理回路1010の論理は、式(22)に示すよう
になる。
With this configuration, the logic circuit 10
When the input signal (A) is at the level (1), the NchMOS transistor is turned on and the level (0) is output to the drain, and when the input signal (A) is at the level (0), the PchMOS Transistor 1002 and NchMO
The S transistor 1003 is turned on, and the potential of the input signal (NA) to the source terminal is output to the drain. Therefore, the logic of the logic circuit 1010 is as shown in Expression (22).

【0120】論理回路1010、1011のドレイン出
力は、ワイヤードオアされ、入力信号(A)と(B)の
論理和(A+B)の反転値が出力される。なお、図10
に示される論理回路と従来の論理回路を比較すると、ソ
ース端子に信号が入力されるトランジスタを、PchM
OS,NchMOSトランジスタでソース端子およびド
レイン端子をそれぞれ共通にした相補型にしているよう
に構成されている点が違う。
The drain outputs of the logic circuits 1010 and 1011 are wired-ORed, and the inverted value of the logical sum (A + B) of the input signals (A) and (B) is output. Note that FIG.
Is compared with the conventional logic circuit, the transistor whose signal is input to the source terminal is PchM
The difference is that the OS and NchMOS transistors are configured so as to have a complementary type in which a source terminal and a drain terminal are commonly used.

【0121】このときの、入力信号(A),入力信号
(B)の変化に対する出力の変化は、式(23)から式
(30)のようになる。
At this time, the change of the output with respect to the change of the input signal (A) and the input signal (B) is as shown in the equation (30) from the equation (23).

【0122】[0122]

【数9】 このうち、式(23)の場合のタイミングチャートを図
11に示す。
(Equation 9) FIG. 11 shows a timing chart in the case of Expression (23).

【0123】波形1101は、NchMOSトランジス
タ1001が上記の式(23)のように変化した場合の
トランジスタ各端子の電位の動きである。このときゲー
ト端子10012は、レベル(0)から(1)に変化
し、NchMOSトランジスタ1001は、ゲート−ソ
ース間の電位差がNchMOSトランジスタのスレッシ
ョルド電圧Vtn以上になった場合、ゲート酸化膜下に
チャネル形成され、ソース−ドレイン間は導通状態にな
り、ソース電位がドレインに伝わりはじめ、ドレイン電
位はレベル(0)まで低下する。ドレイン電位が下がり
始める時刻は、220になる。
A waveform 1101 is a change in the potential of each terminal of the NchMOS transistor 1001 when the NchMOS transistor 1001 changes as in the above equation (23). At this time, the gate terminal 10012 changes from level (0) to (1). When the potential difference between the gate and the source becomes equal to or higher than the threshold voltage Vtn of the NchMOS transistor, the NchMOS transistor 1001 forms a channel under the gate oxide film. As a result, a conduction state is established between the source and the drain, the source potential starts to be transmitted to the drain, and the drain potential drops to the level (0). The time when the drain potential starts to drop is 220.

【0124】波形1102は、PchMOSトランジス
タ1002が上記式(23)のように変化した場合のト
ランジスタ各端子の電位の動きである。このときソース
端子10021の電位はレベル(1)、一方、ゲート端
子10022の電位は、レベル(0)から(1)に変化
する。PchMOSトランジスタ1002は、ゲート電
位がレベル(1)であるから、ゲート酸化膜下にチャネ
ルは生成されず、ソース−ドレイン間は非導通状態にな
っている。つまり、ドレイン端子の電位は、HiZにな
る。
A waveform 1102 shows a change in the potential of each terminal of the PchMOS transistor 1002 when the PchMOS transistor 1002 changes as in the above equation (23). At this time, the potential of the source terminal 10021 changes to level (1), while the potential of the gate terminal 10022 changes from level (0) to (1). Since the gate potential of the PchMOS transistor 1002 is at level (1), no channel is generated below the gate oxide film, and the source and drain are non-conductive. That is, the potential of the drain terminal becomes HiZ.

【0125】波形1103は、NchMOSトランジス
タ1003が上記式(23)のように変化した場合のト
ランジスタ各端子の電位の動きである。このときソース
端子はレベル(1)、一方、ゲート端子10032は、
レベル(1)から(0)に変化する。NchMOSトラ
ンジスタ1003は、NchMOSトランジスタ100
3のゲート電位がレベル(0)であるから、ゲート酸化
膜下にチャネルは形成されず、ソース−ドレイン間は非
導通状態になる。つまり、ドレイン電位はHiZにな
る。
A waveform 1103 shows a change in the potential of each terminal of the NchMOS transistor 1003 when the NchMOS transistor 1003 changes as in the above equation (23). At this time, the source terminal is at level (1), while the gate terminal 10032 is
The level changes from (1) to (0). The NchMOS transistor 1003 is an NchMOS transistor 100
Since the gate potential of No. 3 is at the level (0), no channel is formed below the gate oxide film, and the source-drain is non-conductive. That is, the drain potential becomes HiZ.

【0126】波形1104は、NchMOSトランジス
タ1004が上記式(23)のように変化した場合のト
ランジスタ各端子の電位の動きである。このときソース
端子10041はレベル(0)、一方、ゲート端子10
042は、レベル(0)である。NchMOSトランジ
スタ1004は、NchMOSトランジスタ1004の
ゲート電位がレベル(0)であるから、ゲート酸化膜下
にチャネルは形成されず、ソース−ドレイン間は非導通
状態になる。つまり、ドレイン電位はHiZになる。
A waveform 1104 shows a change in the potential of each terminal of the NchMOS transistor 1004 when the NchMOS transistor 1004 changes as in the above equation (23). At this time, the source terminal 10041 is at level (0), while the gate terminal 10
Reference numeral 042 is level (0). In the NchMOS transistor 1004, since the gate potential of the NchMOS transistor 1004 is at the level (0), no channel is formed below the gate oxide film, and the source-drain is non-conductive. That is, the drain potential becomes HiZ.

【0127】波形1105は、PchMOSトランジス
タ1005が上記式(23)のように変化した場合のト
ランジスタ各端子の電位の動きである。このときソース
端子10051はレベル(1)から(0)に遷移する。
一方、ゲート端子10052は、レベル(0)である。
PchMOSトランジスタ1005は、ゲート端子10
052の電位がレベル(0)であり、ソース端子100
51の電位が時刻210でレベル(1)であるから、ゲ
ート酸化膜下にチャネルは形成去れており、ソース−ド
レイン間は導通状態になる。つまり、ソースの電位変化
が時刻210でほぼ遅延なく、ドレイン電位に反映され
る。
A waveform 1105 indicates a change in the potential of each terminal of the PchMOS transistor 1005 when the PchMOS transistor 1005 changes as in the above equation (23). At this time, the source terminal 10051 changes from level (1) to (0).
On the other hand, the gate terminal 10052 is at level (0).
The PchMOS transistor 1005 has a gate terminal 10
052 is at level (0) and the source terminal 100
Since the potential of 51 is at level (1) at time 210, the channel has been formed below the gate oxide film, and the source-drain becomes conductive. That is, the change in the potential of the source is reflected on the drain potential at time 210 with almost no delay.

【0128】波形1106は、NchMOSトランジス
タ1006が上記式(23)のように変化した場合のト
ランジスタ各端子の電位の動きである。このときソース
端子10061はレベル(1)から(0)に遷移する。
一方、ゲート端子10062は、レベル(1)である。
NchMOSトランジスタ1006は、ゲート端子10
062の電位がレベル(1)であり、ソース端子100
61の電位が時刻210でレベル(1)であるから、ゲ
ート酸化膜下にチャネルは形成されており、ソース−ド
レイン間は導通状態になる。つまり、ソースの電位変化
が時刻210でほぼ遅延なく、ドレイン電位に反映され
る。
A waveform 1106 is a change in the potential of each terminal of the NchMOS transistor 1006 when the NchMOS transistor 1006 changes as in the above equation (23). At this time, the source terminal 10061 transitions from level (1) to (0).
On the other hand, the gate terminal 10062 is at level (1).
The NchMOS transistor 1006 has a gate terminal 10
062 is at level (1) and the source terminal 100
Since the potential of 61 is at level (1) at time 210, a channel is formed under the gate oxide film, and the source-drain becomes conductive. That is, the change in the potential of the source is reflected on the drain potential at time 210 with almost no delay.

【0129】以上のように、波形1101〜1106の
ドレイン出力はワイヤードオアされ、論理和(A+B)
の反転値として出力されることになる。したがって、入
力電位の変化が出力に現れ始める時刻は、時刻210と
なり、入力の変化時刻とほぼ同じ時刻に出力値を変更す
ることが可能になる。
As described above, the drain outputs of the waveforms 1101 to 1106 are wired-ORed, and the logical sum (A + B)
Will be output as the inverted value of. Therefore, the time when the change in the input potential starts to appear on the output is time 210, and the output value can be changed at substantially the same time as the change time of the input.

【0130】以上は、式(24)の場合についてのべた
が、他に入力信号の変化により出力信号が変化する場合
(式(25)、(27)、(28))についても同様
に、本発明を使用すれば、入力信号の変化を出力信号に
高速に伝搬させることが可能になる。
The above is a description of the case of the equation (24). However, in the case where the output signal changes due to a change of the input signal (equations (25), (27), and (28)), similarly, The use of the invention allows a change in the input signal to be propagated to the output signal at high speed.

【0131】したがって、プロセスの進化により低電圧
化が進み、電源電圧に対するスレッショルド電位が大き
くなっても、本発明を使用すれば、高速な論理を形成す
ることが可能になる。
Therefore, even if the voltage is reduced due to the evolution of the process and the threshold potential with respect to the power supply voltage is increased, the use of the present invention makes it possible to form a high-speed logic.

【0132】[0132]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、2つの入
力信号のうち遅く到着した信号が、PchMOSトラン
ジスタおよびNchMOSトランジスタの各ソース端子
に入力されたときには、その時点で先に到着していた他
の信号によりソースとドレイン間が導通状態になってい
るため、遅く到着した信号を、ソース端子に入力された
のちほぼ遅延無しにドレイン端子に伝達出力させること
ができる。
As described above, according to the present invention, when a signal that arrives late among two input signals is input to each source terminal of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor, it arrives first at that time. Since the source and the drain are brought into conduction by another signal, a signal arriving late can be transmitted to the drain terminal with almost no delay after being input to the source terminal.

【0133】そのため、任意の演算機能の動作開始時点
からトランジスタのゲート酸化膜下にチャネルが形成さ
れるまでの時間を削減することができ、各種演算の際の
回路動作を従来に比べてより高速化することができる。
Therefore, it is possible to reduce the time from the start of the operation of an arbitrary operation function to the time when a channel is formed under the gate oxide film of the transistor, and the circuit operation at the time of various operations can be performed at a higher speed than before. Can be

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の高速演算回路の一構成
例を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a high-speed operation circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態1におけるMOSトランジスタ回
路の構成を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a MOS transistor circuit according to the first embodiment;

【図3】本発明の実施の形態2の高速演算回路における
入力信号(A)、(B)の論理積の反転値を示すカルノ
ー図
FIG. 3 is a Karnaugh diagram showing an inverted value of a logical product of input signals (A) and (B) in the high-speed operation circuit according to the second embodiment of the present invention;

【図4】同実施の形態2の高速演算回路の一構成例を示
すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a high-speed operation circuit according to the second embodiment;

【図5】同実施の形態2における動作を示すタイミング
チャート
FIG. 5 is a timing chart showing an operation in the second embodiment.

【図6】本発明の実施の形態3の高速演算回路における
入力信号(A)、(B)の排他的論理和の反転値を示す
カルノー図
FIG. 6 is a Karnaugh diagram showing an inverted value of an exclusive OR of input signals (A) and (B) in the high-speed operation circuit according to the third embodiment of the present invention;

【図7】同実施の形態3の高速演算回路の一構成例であ
る高速排他的論理和回路のブロック図
FIG. 7 is a block diagram of a high-speed exclusive OR circuit which is a configuration example of the high-speed operation circuit according to the third embodiment;

【図8】同実施の形態3における動作を示すタイミング
チャート
FIG. 8 is a timing chart showing an operation in the third embodiment.

【図9】本発明の実施の形態4の高速演算回路における
入力信号(A)、(B)の論理和の反転値を示すカルノ
ー図
FIG. 9 is a Karnaugh diagram illustrating an inverted value of a logical sum of input signals (A) and (B) in the high-speed operation circuit according to the fourth embodiment of the present invention;

【図10】同実施の形態4の高速演算回路の一構成例で
ある高速論理和回路のブロック図
FIG. 10 is a block diagram of a high-speed OR circuit which is a configuration example of the high-speed operation circuit according to Embodiment 4;

【図11】同実施の形態4における動作を示すタイミン
グチャート
FIG. 11 is a timing chart showing an operation in the fourth embodiment.

【図12】従来の高速演算回路の一構成例である論理積
回路のブロック図
FIG. 12 is a block diagram of a logical product circuit which is a configuration example of a conventional high-speed operation circuit.

【図13】従来の高速演算回路の他の構成例である排他
的論理和回路のブロック図
FIG. 13 is a block diagram of an exclusive OR circuit as another configuration example of the conventional high-speed operation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 MOSトランジスタ論理回路 102 MOSトランジスタ論理回路 103 ワイヤードオア回路 201 MOS回路 202 NchMOSトランジスタ(PchMOSト
ランジスタ)
Reference Signs List 101 MOS transistor logic circuit 102 MOS transistor logic circuit 103 Wired OR circuit 201 MOS circuit 202 NchMOS transistor (PchMOS transistor)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J042 BA18 CA21 CA24 CA25 CA26 DA03 5J056 AA03 BB02 CC26 CC27 DD13 DD29 EE03 EE15 FF09 GG09 GG14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5J042 BA18 CA21 CA24 CA25 CA26 DA03 5J056 AA03 BB02 CC26 CC27 DD13 DD29 EE03 EE15 FF09 GG09 GG14

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 PchおよびNchのMOSトランジス
タにより構成され、互いに論理的相補関係にある2信号
を一組として2組の信号を第1および第2の入力信号と
して、互いに論理的相補関係にある一組の2信号を出力
信号とするCMOS論理回路であって、複数のMOSト
ランジスタからなり、それらのMOSトランジスタの各
ソースに前記第1の入力信号が供給され、各ゲートに前
記第2の入力信号が供給される第3のMOSトランジス
タ群と、複数のMOSトランジスタからなり、それらの
MOSトランジスタの各ソースに前記第2の入力信号が
供給され、各ゲートに前記第1の入力信号が供給され、
出力論理が前記第3のMOSトランジスタ群と同一であ
る第4のMOSトランジスタ群と、前記第3のMOSト
ランジスタ群と第4のMOSトランジスタ群の各出力信
号に対して論理的にワイヤードオアする手段とを備えた
高速論理回路を構成する高速演算回路。
1. Two logically complementary signals are formed as a set of two P-channel and N-channel MOS transistors, and two sets of signals are defined as first and second input signals, and are logically complementary to each other. A CMOS logic circuit using a set of two signals as an output signal, comprising a plurality of MOS transistors, wherein the first input signal is supplied to each source of the MOS transistors, and the second input is supplied to each gate. A third MOS transistor group to which a signal is supplied and a plurality of MOS transistors, the second input signal is supplied to each source of the MOS transistors, and the first input signal is supplied to each gate. ,
A fourth MOS transistor group having the same output logic as the third MOS transistor group, and means for logically wired-ORing each output signal of the third MOS transistor group and the fourth MOS transistor group And a high-speed operation circuit that constitutes a high-speed logic circuit having:
【請求項2】 第3のMOSトランジスタ群と第4のM
OSトランジスタ群を、それらを構成する複数のMOS
トランジスタのうち、ソースに入力信号が入力されるP
chMOSトランジスタとNchMOSトランジスタと
を一対として、各ソースおよび各ドレインをそれぞれ短
絡させて構成したことを特徴とする請求項1記載の高速
演算回路。
2. A third MOS transistor group and a fourth M transistor group.
OS transistors are divided into a plurality of MOS transistors
P of which input signal is input to the source of the transistor
2. The high-speed operation circuit according to claim 1, wherein the chMOS transistor and the NchMOS transistor are paired and each source and each drain are short-circuited.
【請求項3】 PchおよびNchのMOSトランジス
タにより構成され、互いに論理的相補関係にある2信号
を一組として2組の信号(A)と(NA)あるいは
(B)と(NB)を、第1および第2の入力信号とする
第1のMOS論理回路と第2のMOS論理回路を有する
2入力論理積回路であって、前記第1のMOS論理回路
を、ソースに電源が供給され、ゲートに入力信号(B)
が供給され、ドレインが第3のノードに接続されたPc
hMOSトランジスタと、ソースおよびドレインがそれ
ぞれ共通接続されて一対をなすPchMOSトランジス
タおよびNchMOSトランジスタとを備え、前記一対
をなすPchMOSトランジスタおよびNchMOSト
ランジスタにおいて、各ソースに入力信号(NA)が供
給され、各ドレインが前記第3のノードに接続され、P
chMOSトランジスタ側のゲートに入力信号(NB)
が供給され、NchMOSトランジスタ側のゲートに入
力信号(B)が供給されるように構成し、前記第2のM
OS論理回路を、ソースに電源が供給され、ゲートに入
力信号(A)が供給され、ドレインが第4のノードに接
続されたPchMOSトランジスタと、ソースおよびド
レインがそれぞれ共通接続されて一対をなすPchMO
SトランジスタおよびNchMOSトランジスタとを備
え、前記一対をなすPchMOSトランジスタおよびN
chMOSトランジスタにおいて、各ソースに入力信号
(NB)が供給され、各ドレインが前記第4のノードに
接続され、PchMOSトランジスタ側のゲートに入力
信号(NA)が供給され、NchMOSトランジスタ側
のゲートに入力信号(A)が供給されるように構成し、
前記第3のノードと第4のノードを短絡して、この短絡
点から論理出力を得る2入力論理積回路を構成する高速
演算回路。
3. A pair of signals (A) and (NA) or (B) and (NB), which are constituted by P-channel and N-channel MOS transistors, and are paired with two signals logically complementary to each other. A two-input AND circuit having a first MOS logic circuit and a second MOS logic circuit as first and second input signals, wherein a power is supplied to a source of the first MOS logic circuit, and a gate is provided. Input signal (B)
Is supplied and the drain is connected to the third node.
a pair of PchMOS transistor and NchMOS transistor having a source and a drain commonly connected to each other, and an input signal (NA) is supplied to each source in the pair of PchMOS transistor and the NchMOS transistor; Is connected to the third node, and P
Input signal (NB) to the gate on the side of the chMOS transistor
And the input signal (B) is supplied to the gate on the side of the NchMOS transistor.
The OS logic circuit includes a PchMOS transistor having a source supplied with power, a gate supplied with the input signal (A), a drain connected to the fourth node, and a pair of PchMO transistors having a source and a drain commonly connected.
An S-channel transistor and an N-channel MOS transistor.
In the chMOS transistor, an input signal (NB) is supplied to each source, each drain is connected to the fourth node, an input signal (NA) is supplied to a gate on the PchMOS transistor side, and an input signal is supplied to a gate on the NchMOS transistor side. A signal (A) is provided,
A high-speed arithmetic circuit that forms a two-input AND circuit that short-circuits the third node and the fourth node and obtains a logical output from the short-circuit point.
【請求項4】 PchおよびNchのMOSトランジス
タにより構成され、互いに論理的相補関係にある2信号
を一組として2組の信号(A)と(NA)あるいは
(B)と(NB)を、第1および第2の入力信号とする
第1のMOS論理回路と第2のMOS論理回路を有する
2入力論理和回路であって、前記第1のMOS論理回路
を、ソースが接地に接続され、ゲートに入力信号(B)
が供給され、ドレインが第3のノードに接続されたNc
hMOSトランジスタと、ソースおよびドレインがそれ
ぞれ共通接続されて一対をなすPchMOSトランジス
タおよびNchMOSトランジスタとを備え、前記一対
をなすPchMOSトランジスタおよびNchMOSト
ランジスタにおいて、各ソースに入力信号(NA)が供
給され、各ドレインが前記第3のノードに接続され、P
chMOSトランジスタ側のゲートに入力信号(B)が
供給され、NchMOSトランジスタ側のゲートに入力
信号(NB)が供給されるように構成し、前記第2のM
OS論理回路を、ソースが接地に接続され、ゲートに入
力信号(A)が供給され、ドレインが第4のノードに接
続されたNchMOSトランジスタと、ソースおよびド
レインがそれぞれ共通接続されて一対をなすPchMO
SトランジスタおよびNchMOSトランジスタとを備
え、前記一対をなすPchMOSトランジスタおよびN
chMOSトランジスタにおいて、各ソースに入力信号
(NB)が供給され、各ドレインが前記第4のノードに
接続され、PchMOSトランジスタ側のゲートに入力
信号(A)が供給され、NchMOSトランジスタ側の
ゲートに入力信号(NA)が供給されるように構成し、
前記第3のノードと第4のノードを短絡して、この短絡
点から論理出力を得る2入力論理和回路を構成する高速
演算回路。
4. Two sets of signals (A) and (NA) or (B) and (NB), which are constituted by Pch and Nch MOS transistors, and are paired with two signals that are logically complementary to each other, A two-input OR circuit having a first MOS logic circuit and a second MOS logic circuit as first and second input signals, wherein the first MOS logic circuit has a source connected to ground, a gate Input signal (B)
Is supplied, and the drain is connected to the third node.
a pair of PchMOS transistor and NchMOS transistor having a source and a drain commonly connected to each other, and an input signal (NA) is supplied to each source in the pair of PchMOS transistor and the NchMOS transistor; Is connected to the third node, and P
The input signal (B) is supplied to the gate on the chMOS transistor side, and the input signal (NB) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side.
An OS logic circuit includes an NchMOS transistor having a source connected to ground, a gate supplied with an input signal (A), a drain connected to a fourth node, and a PchMO transistor having a source and a drain commonly connected to form a pair.
An S-channel transistor and an N-channel MOS transistor.
In the chMOS transistor, an input signal (NB) is supplied to each source, each drain is connected to the fourth node, an input signal (A) is supplied to a gate on the PchMOS transistor side, and an input signal is supplied to a gate on the NchMOS transistor side. Signal (NA) is provided,
A high-speed arithmetic circuit that forms a two-input OR circuit that short-circuits the third node and the fourth node and obtains a logical output from the short-circuit point.
【請求項5】 PchおよびNchのMOSトランジス
タにより構成され、互いに論理的相補関係にある2信号
を一組として2組の信号(A)と(NA)あるいは
(B)と(NB)を、第1および第2の入力信号とする
第1のMOS論理回路と第2のMOS論理回路を有する
2入力排他的論理和回路であって、前記第1のMOS論
理回路を、ソースおよびドレインがそれぞれ共通接続さ
れて一対をなすPchMOSトランジスタおよびNch
MOSトランジスタを2組備え、前記一対をなす一方の
PchMOSトランジスタおよびNchMOSトランジ
スタにおいて、各ソースに入力信号(B)が供給され、
各ドレインが第3のノードに接続され、PchMOSト
ランジスタ側のゲートに入力信号(NA)が供給され、
NchMOSトランジスタ側のゲートに入力信号(A)
が供給され、前記一対をなす他方のPchMOSトラン
ジスタおよびNchMOSトランジスタにおいて、各ソ
ースに入力信号(NB)が供給され、各ドレインが前記
第3のノードに接続され、PchMOSトランジスタ側
のゲートに入力信号(A)が供給され、NchMOSト
ランジスタ側のゲートに入力信号(NA)が供給される
ように構成し、前記第2のMOS論理回路を、ソースお
よびドレインがそれぞれ共通接続されて一対をなすPc
hMOSトランジスタおよびNchMOSトランジスタ
を2組備え、前記一対をなす一方のPchMOSトラン
ジスタおよびNchMOSトランジスタにおいて、各ソ
ースに入力信号(A)が供給され、各ドレインが第4の
ノードに接続され、PchMOSトランジスタ側のゲー
トに入力信号(NB)が供給され、NchMOSトラン
ジスタ側のゲートに入力信号(B)が供給され、前記一
対をなす他方のPchMOSトランジスタおよびNch
MOSトランジスタにおいて、各ソースに入力信号(N
A)が供給され、各ドレインが前記第4のノードに接続
され、PchMOSトランジスタ側のゲートに入力信号
(B)が供給され、NchMOSトランジスタ側のゲー
トに入力信号(NB)が供給されるように構成し、前記
第3のノードと第4のノードを短絡して、この短絡点か
ら論理出力を得る2入力排他的論理和回路を構成する高
速演算回路。
5. Two sets of signals (A) and (NA) or (B) and (NB), which are constituted by Pch and Nch MOS transistors, and are paired with two signals which are logically complementary to each other. A two-input exclusive-OR circuit having a first MOS logic circuit and a second MOS logic circuit as first and second input signals, wherein the first MOS logic circuit has a common source and a common drain. PchMOS transistor and Nch connected to form a pair
An input signal (B) is supplied to each source of the pair of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor;
Each drain is connected to the third node, and an input signal (NA) is supplied to a gate on the PchMOS transistor side;
An input signal (A) is applied to the gate on the NchMOS transistor side.
In the pair of the other PchMOS transistor and NchMOS transistor, an input signal (NB) is supplied to each source, each drain is connected to the third node, and an input signal (NB) is supplied to a gate on the PchMOS transistor side. A) is supplied, and the input signal (NA) is supplied to the gate of the Nch MOS transistor side. The second MOS logic circuit is composed of a pair of Pc having a source and a drain commonly connected to each other.
Two sets of hMOS transistors and NchMOS transistors are provided. In the one pair of the PchMOS transistor and the NchMOS transistor, an input signal (A) is supplied to each source, each drain is connected to the fourth node, and the PchMOS transistor side The input signal (NB) is supplied to the gate, the input signal (B) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side, and the other pair of PchMOS transistor and Nch
In a MOS transistor, an input signal (N
A), each drain is connected to the fourth node, the input signal (B) is supplied to the gate on the PchMOS transistor side, and the input signal (NB) is supplied to the gate on the NchMOS transistor side. A high-speed operation circuit configured to short-circuit the third node and the fourth node to form a two-input exclusive-OR circuit that obtains a logical output from the short-circuit point.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008131537A (en) * 2006-11-24 2008-06-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Logic circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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