JP2552107B2 - Synchronous compound integrated circuit device - Google Patents

Synchronous compound integrated circuit device

Info

Publication number
JP2552107B2
JP2552107B2 JP60003239A JP323985A JP2552107B2 JP 2552107 B2 JP2552107 B2 JP 2552107B2 JP 60003239 A JP60003239 A JP 60003239A JP 323985 A JP323985 A JP 323985A JP 2552107 B2 JP2552107 B2 JP 2552107B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nmosfet
drain
source
npn bipolar
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60003239A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61163716A (en
Inventor
健之助 深見
良太 笠井
隆宏 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP60003239A priority Critical patent/JP2552107B2/en
Publication of JPS61163716A publication Critical patent/JPS61163716A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2552107B2 publication Critical patent/JP2552107B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、小型にして動作速度が速く、消費電力の小
さい、バイポーラ・CMOS複合型の同期式基本論理回路に
関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bipolar / CMOS composite type synchronous basic logic circuit which is small in size, has a high operation speed, and consumes little power.

(発明の概要) 本発明は、同一の半導体基板上に複数個のpチヤンネ
ルエンハンスメント型MOSFET,nチヤンネルエンハンスメ
ント型MOSFET及びnpnバイポーラトランジスタが搭載さ
れた集積回路装置において、 ゲート電極に入力信号線が接続されている少なくとも
2個以上のnMOSFETを有する信号入力回路と、ゲート電
極がクロツク信号線に接続され、ソースが電源線に接続
され、トレインが前記の信号入力回路の一方の端子に接
続されている第1のpMOSFETと、ゲート電極がクロツク
信号に接続され、ソースがアース線に接続され、ドレイ
ンが前記の信号入力回路の他方の端子に接続されている
第4のnMOSFETとを備え、前記の第1のpMOSFETと信号入
力回路との接続点をノードとし、論理機能を有する第1
の部分回路Aと、 夫々のゲート電極が前記のノードに接続され、かつ縦
列接続された第2のpMOSFET,第5及び第6のnMOSFETと
を有し、前記の第2のpMOSFETのソースは電源線に接続
され、ドレインは第5のnMOSFETのドレインに接続さ
れ、第5のnMOSFETのソースは第6のnMOSFETのドレイン
に接続され、第6のnMOSFETのソースは第7のnMOSFETの
ドレインに接続され、第7のnMOSFETのソースはアース
線に接続され、ゲート電極はクロツク信号入力線に接続
され、直列に接続された第1,第2のnpnバイポーラトラ
ンジスタを有し、前記の第1のnpnバイポーラトランジ
スタのベースは前記の第2のpMOSFETのドレインと第5
のnMOSFETのドレインの接続点に接続され、コレクタは
電源線に接続され、エミツタは第2のnpnバイポーラト
ランジスタのコレクタに接続され、前記の第2のnpnバ
イポーラトランジスタのベースは第6のnMOSFETのソー
スと第7のnMOSFETのドレインとの接続点に接続され、
エミツタはアース線に接続され、前記の第5のnMOSFET
のソースと第6のnMOSFETのドレインとの接続点及び第
1のnpnバイポーラトランジスタのエミツタと第2のnpn
バイポーラトランジスタのコレクタとの接続点が夫々出
力信号線に接続されて、論理的に反転機能を有する第2
の部分回路Bとを具備することにより、同期式複合型基
本論理ゲート回路は、複雑な論理機能を実現する部分を
最小サイズのnMOSFETで実現し、出力負荷を駆動能力の
大きいnpnバイポーラトランジスタで駆動できるような
回路構成を有して、高密度かつ高速なLSIを実現したも
のである。
(Summary of the Invention) The present invention is an integrated circuit device in which a plurality of p-channel enhancement type MOSFETs, n-channel enhancement type MOSFETs and npn bipolar transistors are mounted on the same semiconductor substrate, and an input signal line is connected to a gate electrode. A signal input circuit having at least two or more nMOSFETs, a gate electrode connected to a clock signal line, a source connected to a power supply line, and a train connected to one terminal of the signal input circuit. A first pMOSFET, and a fourth nMOSFET having a gate electrode connected to the clock signal, a source connected to the ground line, and a drain connected to the other terminal of the signal input circuit. A node having a connection point between the pMOSFET of 1 and the signal input circuit as a node, which has a logical function.
And a second pMOSFET, and fifth and sixth nMOSFETs whose gate electrodes are connected to the node and which are connected in cascade, and the source of the second pMOSFET is a power supply. Connected to a line, the drain is connected to the drain of the fifth nMOSFET, the source of the fifth nMOSFET is connected to the drain of the sixth nMOSFET, and the source of the sixth nMOSFET is connected to the drain of the seventh nMOSFET. , The source of the seventh nMOSFET is connected to the ground line, the gate electrode is connected to the clock signal input line, and has the first and second npn bipolar transistors connected in series. The base of the transistor is the drain of the second pMOSFET and the fifth
Connected to the drain connection point of the nMOSFET, the collector connected to the power supply line, the emitter connected to the collector of the second npn bipolar transistor, and the base of the second npn bipolar transistor connected to the source of the sixth nMOSFET. Connected to the drain of the 7th nMOSFET,
The emitter is connected to the ground wire, and the fifth nMOSFET is connected.
Point between the source of the second npn and the drain of the sixth nMOSFET, and the emitter and the second npn of the first npn bipolar transistor
A second node having a logical inversion function in which connection points with the collector of the bipolar transistor are connected to the output signal lines, respectively.
By including the partial circuit B of 1., the synchronous composite basic logic gate circuit realizes a part that realizes a complicated logic function with the smallest size nMOSFET and drives the output load with the npn bipolar transistor having a large driving capability. This is a high-density and high-speed LSI that has a circuit configuration that enables it.

(従来技術及び発明が解決しようとする問題点) 従来のこの種の装置は、第3図あるいは第4図に示す
ように構成されていた。第3図は単相のクロツクを用い
る場合、第4図は4相のクロツクを用いる場合である。
第3図及び第4図において、Q11a,Q21aはpチヤンネル
エンハンスメント型MOSFET、Q1〜Q3,Q11b,Q12,Q21b
はnチヤンネルエンハンスメント型MOSFET、1〜3は入
力信号端子、11,12はクロツク信号端子、10は第1の内
部信号端子、20は出力信号端子、100は電源端子、101は
第1の部分回路、102は第2の部分回路である。これ等
の基本論理回路装置では101において論理機能をnMOSFET
のみで実現しており、純粋CMOSに比べて入力ゲート容量
が小さく、高速動作が期待される。また、クロツク信号
11が低レベル状態にある時、電源100からアース間の直
流電流パスはQ11bがオフ状態にある為、遮断され、クロ
ツク信号11が高レベル状態にある時はQ11aがオフ状態に
ある為、遮断されるという相補的動作を行い、定常状態
時には消費電力がなく、低電力動作であるという特徴を
有する。しかし、配線容量負荷が支配的になる部分に適
用する場合、次段入力容量より配線容量充放電時間が遅
延時間を支配する為、102のバツフア部分回路を構成す
るQ21a,Q21bのチヤネル幅を大きくする必要が生じ、こ
れによって増加する102のゲート容量充放電時間を短縮
する為に、101の構成トランジスタチヤネル幅も大きく
する必要がある為、純粋CMOSに比べて入力ゲート容量が
小さい分高速化が期待される回路上の特徴を半減し、占
有面積も大きくしてしまうという欠点があった。また第
4図の回路構成では102の部分回路は動作上本質的な必
要性はないが、配線容量が支配的な部分については、高
速化の為に必要な部分回路であり、上述と同様な理由に
より、同一の欠点があった。さらに、第3図、第4図と
も入力数が多くなればなる程、MOSFETの縦列接続個数が
多くなり、負荷駆動能力が低下して、遅延時間も大幅に
遅くなるという欠点がある。
(Problems to be Solved by Prior Art and Invention) A conventional device of this type is configured as shown in FIG. 3 or FIG. FIG. 3 shows a case where a single-phase clock is used, and FIG. 4 shows a case where a 4-phase clock is used.
In FIGS. 3 and 4, Q 11a and Q 21a are p channel enhancement type MOSFETs, Q 1 to Q 3 , Q 11b , Q 12 and Q 21b.
Is an n-channel enhancement type MOSFET, 1 to 3 are input signal terminals, 11 and 12 are clock signal terminals, 10 is a first internal signal terminal, 20 is an output signal terminal, 100 is a power supply terminal, and 101 is a first partial circuit. , 102 are second partial circuits. In these basic logic circuit devices, the logic function in 101 is nMOSFET.
It is realized only by itself, the input gate capacitance is smaller than that of pure CMOS, and high-speed operation is expected. Also, the clock signal
When 11 is in the low level state, the DC current path from the power supply 100 to ground is cut off because Q 11b is in the off state, and when the clock signal 11 is in the high level state, Q 11a is in the off state. The characteristics are that it performs a complementary operation of being cut off, has no power consumption in the steady state, and is a low power operation. However, when applied to the part where the wiring capacitance load becomes dominant, the delay time of the wiring capacitance governs the delay time rather than the input capacitance of the next stage. Therefore, the channel width of Q 21a and Q 21b forming the buffer partial circuit of 102 is In order to shorten the gate capacitance charging / discharging time of 102, which increases due to this, it is also necessary to increase the transistor channel width of 101, so the input gate capacitance is smaller than that of pure CMOS However, it has the drawback of halving the characteristics of the circuit that are expected to be realized and increasing the occupied area. In the circuit configuration of FIG. 4, the partial circuit 102 is not essential for operation, but the part where the wiring capacitance is dominant is a partial circuit required for speeding up, and is similar to the above. For the same reason, they had the same drawback. Furthermore, in both FIGS. 3 and 4, the larger the number of inputs, the larger the number of MOSFETs connected in series, the lower the load driving capability, and the delay time is significantly delayed.

(問題点を解決するための手段) 本発明はこれらの欠点を除去するため、論理機能を実
現するに必要な同期式論理回路部分を最小なサイズのCM
OSFETで構成し、出力は全てバイポーラとCMOS複合型反
転バツフア回路を介して駆動するようにして、低消費電
力性を維持し、配線容量増による遅延時間の増大、入力
数増に伴う負荷駆動能力の低下を、構成トランジスタサ
イズを大にすることなく防ぐことができるようにした同
期式複合型集積回路装置を提供することを目的とする。
(Means for Solving Problems) In order to eliminate these drawbacks, the present invention provides a synchronous logic circuit portion necessary for realizing a logic function with a CM of a minimum size.
It is composed of OSFETs, and all outputs are driven through bipolar and CMOS composite inverting buffer circuits to maintain low power consumption, increase delay time due to increased wiring capacitance, and load drive capability with increased number of inputs. It is an object of the present invention to provide a synchronous composite type integrated circuit device capable of preventing the deterioration of the transistor without increasing the size of the constituent transistors.

次に本発明の実施例を説明する。なお実施例は一つの
例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々
の変更あるいは改良を行いうることは言うまでもない。
Next, examples of the present invention will be described. It is needless to say that the embodiment is merely an example, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

第1図は本発明の同期式複合型集積回路装置の第1の
実施例であって、図において、Q11a,Q21cはpチヤネル
エンハンスメント型MOSFET、Q1〜Q3,Q11b,Q12
Q21d,Q21eはnチヤネルエンハンスメント型MOSFET、Q
20a,Q20bはnpnバイポーラトランジスタ、1〜3は入力
信号端子、12,12はクロツク信号端子、10はノード、20
は出力信号端子、100は電源端子、101はクロツク信号と
同期し、論理機能を実現する第1の部分回路A、102は
出力負荷容量を駆動するためのバイポーラとCMOS複合型
反転バツフアを構成する第2の部分回路Bである。
FIG. 1 shows a first embodiment of a synchronous composite type integrated circuit device of the present invention, in which Q 11a and Q 21c are p-channel enhancement type MOSFETs, Q 1 to Q 3 , Q 11b and Q 12 respectively.
Q 21d and Q 21e are n-channel enhancement type MOSFET, Q
20a , Q 20b are npn bipolar transistors, 1 to 3 are input signal terminals, 12 and 12 are clock signal terminals, 10 is a node, 20
Is an output signal terminal, 100 is a power supply terminal, 101 is a first partial circuit A for realizing a logical function in synchronization with a clock signal, and 102 is a bipolar and CMOS composite inverting buffer for driving an output load capacitance. It is a second partial circuit B.

詳述すれば、同一の半導体基板上に複数個のpチヤネ
ルエンハンスメント型MOSFET、nチヤネルエンハンスメ
ント型MOSFET及びnpnバイポーラトランジスタが搭載さ
れた集積回路装置において、ゲート電極に入力信号線が
接続され、かつ互いに縦列接続された第1,第2のn型MO
SFETQ1,Q2と、かつこれらの縦列接続された素子と並列
に接続され、かつゲート電極に入力信号線が接続された
第3のn型MOSFETQ3とよりなる入力信号回路とゲート電
極がクロツク信号線11に接続され、ソースがアース線に
接続され、ドレインが前記の信号入力回路の他方の端子
bに接続されている第4のnMOSFETQ11bとを備え、前記
の第1のpMOSFETと信号入力回路との接続点をノード10
とし、論理機能を有する第1の部分回路Aが構成され、
夫々のゲート電極が前記のノード10に接続され、かつ縦
列接続された第2のpMOSFETQ21c、第5及び第6のnMOSF
ETQ21d,Q21eとを有し、第2のpMOSFETQ21cのソース
は、電源線に接続され、ドレインは第5のnMOSFETQ21d
のドレインに接続され、nMOSFETQ21dのソースは、第6
のnMOSFETQ21eのドレインに接続され、nMOSFETQ21eのソ
ースは第7のnMOSFETQ11cのドレインに接続され、該nMO
SFETQ11cのソースはアース線に接続され、ゲート電極は
クロツク信号線11に接続されている。また、直列に接続
された第1、第2のnpnバイポーラトランジスタQ20a,Q
20bを有し、第1のnpnバイポーラトランジスタQ20aのベ
ースは第2のpMOSFETQ21cのドレインと第5のnMOSFETQ
21dのドレインの接続点に接続され、コレクタは電源線
に接続され、前記の第2のnpnバイポーラトランジスタQ
20bのベースは第6のnMOSFETQ21eのソースと第7のnMOS
FETQ11cのドレインとの接続点に接続され、エミツタは
アース線に接続されている。さらに前記の第5のnMOSFE
TQ21dのソースと第6のnMOSFETQ21eのドレインとの接続
点及び第1のnpnバイポーラトランジスタQ20aのエミツ
タと第2のnpnバイポーラトランジスタQ20bのコレクタ
との接続点が夫々出力信号線20に接続されて、論理的に
反転機能を有する第2の部分回路Bが構成されている。
More specifically, in an integrated circuit device in which a plurality of p-channel enhancement type MOSFETs, n-channel enhancement type MOSFETs and npn bipolar transistors are mounted on the same semiconductor substrate, input signal lines are connected to the gate electrodes and Cascaded first and second n-type MOs
The input signal circuit composed of SFETs Q 1 and Q 2 and a third n-type MOSFET Q 3 connected in parallel with these cascade-connected elements and having an input signal line connected to the gate electrode and the gate electrode are clocked. A fourth nMOSFET Q 11b connected to the signal line 11, the source connected to the ground line, and the drain connected to the other terminal b of the signal input circuit, and the first pMOSFET and the signal input. The connection point with the circuit is node 10
And a first partial circuit A having a logical function is configured,
A second pMOSFET Q 21c , a fifth and a sixth nMOSF of which gate electrodes are connected to the node 10 and which are connected in cascade.
ETQ 21d and Q 21e , the source of the second pMOSFET Q 21c is connected to the power supply line, and the drain is the fifth nMOSFET Q 21d.
The source of nMOSFET Q 21d is connected to the drain of
Is connected to the drain of nMOSFETQ 21e, the source of NMOSFETQ 21e is connected to the drain of the seventh nMOSFETQ 11c, the nMO
The source of the SFETQ 11c is connected to the ground line, and the gate electrode is connected to the clock signal line 11. Also, the first and second npn bipolar transistors Q 20a and Q 20 connected in series are connected.
20b and the base of the first npn bipolar transistor Q 20a is the drain of the second pMOSFET Q 21c and the fifth nMOSFET Q 20c.
It is connected to the connection point of the drain of 21d , the collector is connected to the power supply line, and the second npn bipolar transistor Q
The base of 20b is the source of the sixth nMOSFET Q 21e and the seventh nMOS.
It is connected to the connection point with the drain of FETQ 11c , and the emitter is connected to the ground wire. Furthermore, the fifth nMOSFE described above.
The connection point between the source of the TQ 21d and the drain of the sixth nMOSFET Q 21e and the connection point of the emitter of the first npn bipolar transistor Q 20a and the collector of the second npn bipolar transistor Q 20b are connected to the output signal line 20, respectively. As a result, a second partial circuit B having a logically inverting function is formed.

なお信号入力回路は図示の場合は3個のnMOSFETが用
いられ、2個の縦列接続のnMOSFETに対して1個のnMOSF
ETが並列に接続されているが、nMOSFETを3個縦列接続
することも可能であり、又互いに並列に接続することも
可能であり、さらに4個以上のnMOSFETを用いて所望の
論理回路を構成することもできる。
In the case of the signal input circuit, three nMOSFETs are used in the case shown, and one nMOSF is provided for two cascaded nMOSFETs.
The ETs are connected in parallel, but it is also possible to connect three nMOSFETs in cascade, or they can be connected in parallel with each other, and a desired logic circuit is constructed using four or more nMOSFETs. You can also do it.

また、バツクゲートの接続についてはpMOSFETは電源
線に、nMOSFETはアース線に接続されている。
Regarding the back gate connection, pMOSFET is connected to the power line and nMOSFET is connected to the ground line.

これを動作するには、プリチヤージ期間中にクロツク
信号11を低レベル状態にし、Q11b,Q11cはオフ、Q11a
オンさせて、ノード10を高レベル状態にし、Q21cをオ
フ、Q21d,Q21eをオンさせてQ20aのベース過剰少数キヤ
リアを引き抜きオフさせ、Q21eをオンさせて出力端子20
よりQ20bのベース電流を供給してQ20bをオンさせ、出力
端子20を低レベルに維持する。これにより、次段以降に
接続されるゲートにおいて、Q1〜Q3に代表されるFETト
ランジスタのゲート電極は低レベルにあり、オフ状態に
なっている。次にクロツク信号を高レベルにし、Q11a
オフ、Q11b,Q11cをオンさせ、構成回路網初段におい
て、Q1〜Q3のゲート電極に接続される入力信号1〜3の
信号レベルが確定すると、内部ノード10のレベルはその
ゲートの論理機能に応じてQ1,Q2あるいはQ3およびQ11b
を通じてデイスチヤージされ低レベルあるいは、Q1〜Q3
はオフして、プリチヤージ期間に充電された高レベルを
維持かが決定され、その状態が反転バツフア102を通じ
て出力端子20の論理レベルを決定し、回路網初段から最
終段に向けて、順次信号レベルが決定していく。ノード
10が低レベル状態の時の102の動作は、Q21d,Q21eがオ
フ、Q21cがオン状態にあり、Q20bのベースの過剰少数キ
ヤリアは、オン状態にあるQ11cを通じて放電されオフ
し、Q21cを通じて電源よりベース電流が供給されてQ20a
がオンし、出力端子20は電源よりQ20aを通して充電され
高レベル状態になる。
To operate it, the clock signal 11 is set to low level during the precharge period, Q 11b and Q 11c are turned off, Q 11a is turned on, node 10 is set to high level, Q 21c is turned off and Q 21d is turned on. , Q 21e is turned on to pull out the excess base carrier of Q 20a and turned off, and Q 21e is turned on to output terminal 20
The base current of Q 20b is supplied to turn on Q 20b and maintain the output terminal 20 at a low level. As a result, the gate electrodes of the FET transistors typified by Q 1 to Q 3 in the gates connected to the next and subsequent stages are at a low level and are in an off state. Next, the clock signal is set to a high level, Q 11a is turned off, Q 11b and Q 11c are turned on, and the signal levels of the input signals 1 to 3 connected to the gate electrodes of Q 1 to Q 3 are changed in the first stage of the constituent network. Once established, the level of internal node 10 will be Q 1 , Q 2 or Q 3 and Q 11b depending on the logic function of its gate.
Through the low level or Q 1 to Q 3
Is turned off and it is determined whether to maintain the high level charged during the precharge period, and that state determines the logic level of the output terminal 20 through the inverting buffer 102, and the signal level is sequentially increased from the first stage to the last stage of the network. Will be decided. node
The operation of 102 when 10 is in the low state is that Q 21d , Q 21e are off, Q 21c is on, and the excess minority carrier in the base of Q 20b is discharged through Q 11c , which is on. , from the base current power is supplied through Q 21c Q 20a
Turns on, and the output terminal 20 is charged from the power supply through Q 20a and goes to a high level state.

従って、クロツク信号11が低レベルから高レベルに変
化した場合の動作は、ノード10は高レベルから低レベル
に、出力端子20は低レベルから高レベルに変化し、この
時Q20bは速やかにカツトオフ状態となる。すなわち、Q
11cのゲートはQ21c,Q21dおよびQ21eのゲートとは論理
状態が反対であるため、単純にノード10をQ11cのゲート
に接続することはできない、またクロツク信号11をQ11c
のゲートに接続しない場合、通常のバツフア回路構成を
採用することとなり、ノード10からインバータを介して
Q11cのゲートに接続する構成となるが、このような構成
ではインバータの遅延時間のためQ11cのゲートが低レベ
ルから高レベルに変化する時間が遅くなっていまい、Q
20bを速くカツトオフするにはQ11cをできるだけ速くオ
ンにしてQ20bのベース電位を下げることが必要であるた
め、上記インバータを採用した構成では高速動作に不利
である。このためクロツク信号をQ11cのゲートに接続す
る構成とすることにより、ノード10が低レベルになる以
前にクロツク信号11が高レベルになることからQ20bが速
くカツトオフ状態になり出力端子20を高レベルにする上
での速度の向上が図られることとなる。
Therefore, the operation when the clock signal 11 changes from the low level to the high level is that the node 10 changes from the high level to the low level and the output terminal 20 changes from the low level to the high level, at which time Q 20b is quickly cut off. It becomes a state. That is, Q
Because the gate of 11c has the opposite logic state from the gates of Q 21c , Q 21d and Q 21e , it is not possible to simply connect node 10 to the gate of Q 11c , and clock signal 11 to Q 11c
If it is not connected to the gate of, the normal buffer circuit configuration will be adopted, and from node 10 via inverter
The configuration is such that it is connected to the gate of Q 11c , but in such a configuration the delay time of the inverter may delay the time for the gate of Q 11c to change from the low level to the high level.
In order to quickly cut off 20b , it is necessary to turn on Q 11c as quickly as possible to lower the base potential of Q 20b , so the configuration employing the above inverter is disadvantageous for high speed operation. Therefore, by connecting the clock signal to the gate of Q 11c , the clock signal 11 goes high before the node 10 goes low, so that Q 20b quickly goes into the cutoff state and the output terminal 20 goes high. The speed in achieving the level will be improved.

このような構造になっているから、効果としては、負
荷駆動能力の大きいバイポーラトランジスタによってプ
リチヤージ期間、動作期間遷移領域における出力端子の
負荷容量充放電を行うことができ、論理機能を実現する
101の構成トランジスタサイズを最小にし、高速動作が
可能となる。また、出力段のバイポーラトランジスタの
駆動能力を決めるベース電流注入用MOSFETは入力数が増
えることは無関係であるため、論理機能によって縦列接
続されるMOSFETが増えても、負荷駆動能力に変化がな
い。さらに、定常状態時には、電源100からアースにい
たるすべての直流パスは遮断されており、低消費電力性
という特徴も維持されている。
With such a structure, it is possible to charge and discharge the load capacitance of the output terminal in the precharge period and the operation period transition region by using the bipolar transistor having a large load driving capability, and realize the logical function.
The constituent transistor size of 101 is minimized, and high-speed operation is possible. Further, since the base current injecting MOSFET that determines the driving capability of the bipolar transistor in the output stage is irrelevant to the increase in the number of inputs, the load driving capability does not change even if the number of cascade-connected MOSFETs increases due to the logical function. Further, in the steady state, all DC paths from the power supply 100 to the ground are cut off, and the feature of low power consumption is maintained.

第2図は、本発明の第2の実施例であって、論理機能
を実現するQ1〜Q3のnMOSFETとpMOSFETQ11aの間に、第2
のクロツク信号12によって動作する第8のnMOSFETQ12
直列に接続したCMOS4相ダイナミツク回路に適用したも
のである。
Figure 2 is a second embodiment of the present invention, between the nMOSFET and PMOSFETQ 11a of Q 1 to Q 3 for implementing logical functions, a second
It is applied to a CMOS 4-phase dynamic circuit in which an eighth nMOSFET Q 12 which operates according to the clock signal 12 is connected in series.

すなわち第1の部分回路101の構成としては、ゲート
電極に入力信号線が接続されている3個のnMOSFETを有
する信号入力回路と、ゲート電極が第1のクロツク信号
線11に接続され、ソースが電源線100に接続され、ドレ
インが第8のnMOSFETQ12のドレインに接続されている第
1のpMOSFETQ11aと、ゲート電極が第2のクロツク信号
線12に接続され、ソースが前記の入力信号回路の一方の
端子aに接続されている第8のnMOSFETQ12(バツクゲー
トはアース線に接続される)と、ゲート電極が第1のク
ロツク信号線11に接続され、ソースがアース線に接続さ
れ、ドレインが前記の信号入力回路の他方の端子bに接
続されている第4のnMOSFETQ11bを備え、前記の第1のp
MOSFETQ11aのドレインと、第8のnMOSFETQ12のドレイン
との接続点をノード10とし、論理機能を有する第1の部
分回路Aが構成されている。第2の部分回路Bは第1実
施例と同じである。
That is, as the configuration of the first partial circuit 101, a signal input circuit having three nMOSFETs whose input signal line is connected to the gate electrode, a gate electrode connected to the first clock signal line 11, and a source connected The first pMOSFET Q 11a connected to the power supply line 100 and having the drain connected to the drain of the eighth nMOSFET Q 12 , the gate electrode connected to the second clock signal line 12, and the source connected to the input signal circuit described above. The eighth nMOSFET Q 12 (the back gate is connected to the ground line) connected to one terminal a, the gate electrode is connected to the first clock signal line 11, the source is connected to the ground line, and the drain is A fourth nMOSFET Q 11b connected to the other terminal b of the signal input circuit is provided, and the first pMOSFET Q 11b is provided.
A node 10 is a connection point between the drain of the MOSFET Q 11a and the drain of the eighth nMOSFET Q 12 , and a first partial circuit A having a logical function is formed. The second partial circuit B is the same as in the first embodiment.

しかして102のバイポーラ、CMOS複合型バツフア回路
を具備することにより、出力負荷容量に応じたトランジ
スタチヤネル幅の設定が不要になり、論理機能を実現す
る101のトランジスタサイズを最小にして、高速な論理
動作を実現することが可能となる。
However, by providing 102 bipolar and CMOS composite buffer circuits, it is not necessary to set the transistor channel width according to the output load capacitance, and the 101 transistor size that realizes the logic function is minimized to achieve high-speed logic. The operation can be realized.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の同期式複合型基本論理
ゲート回路は、複雑な論理機能を実現する部分を最小サ
イズのnMOSFETで実現し、出力負荷を駆動能力の大きいn
pnバイポーラトランジスタで駆動できるような回路構成
を有し、かつ、前記npnバイポーラトランジスタ等によ
り構成される第2の部分回路Bにはクロツク信号が供給
されているので第2のnpnバイポーラトランジスタQ20b
を速くカツトオフ状態にすることが可能となり動作のよ
り一層の高速化を図ることができ、高密度かつ高速なLS
Iを実現できるという利点がある。
(Effects of the Invention) As described above, in the synchronous composite basic logic gate circuit of the present invention, the part that realizes the complicated logic function is realized by the minimum size nMOSFET, and the output load is n
The second npn bipolar transistor Q 20b has a circuit structure that can be driven by a pn bipolar transistor, and a clock signal is supplied to the second partial circuit B composed of the npn bipolar transistor or the like.
Can be cut off quickly, and the operation speed can be further increased.
There is an advantage that I can be realized.

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

第1図は本発明の同期式複合型集積回路装置の一実施例
の単相クロツク型回路の構成図、第2図は本発明装置の
他の実施例の4相ダイナミツク型回路の構成図、第3図
は従来の単相クロツク型CMOS基本論理ゲート回路図、第
4図は従来の4相ダイナミツク型CMOS基本論理ゲート回
路図を示す。 1,2,3……入力信号端子 11,12……クロツク信号端子 10……ノード 20……出力信号端子 100……電源端子 101……論理機能実現の第1の部分回路A 102……負荷駆動バツフア機能を有する第2の部分回路
B Q11a,Q21a,Q21c……pチヤンネルエンハンスメント型
MOSトランジスタ Q1,Q2,Q3,Q11b,Q12,Q21b,Q21d,Q21e,Q11c,Q
22a,Q22b……nチヤンネルエンハンスメント型MOSトラ
ンジスタ Q20a,Q20b……npnバイポーラトランジスタ Q20c……npnバイポーラトランジスタ R1a,R1b,R1……抵抗
FIG. 1 is a block diagram of a single-phase clock type circuit of one embodiment of the synchronous composite integrated circuit device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a four-phase dynamic type circuit of another embodiment of the present invention device. FIG. 3 shows a conventional single-phase clock type CMOS basic logic gate circuit diagram, and FIG. 4 shows a conventional 4-phase dynamic type CMOS basic logic gate circuit diagram. 1,2,3 …… Input signal terminal 11,12 …… Clock signal terminal 10 …… Node 20 …… Output signal terminal 100 …… Power supply terminal 101 …… The first partial circuit A 102 for realizing logic function …… Load Second partial circuit B Q 11a , Q 21a , Q 21c having drive buffer function ... P channel enhancement type
MOS transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 11b , Q 12 , Q 21b , Q 21d , Q 21e , Q 11c , Q
22a , Q 22b …… n Channel enhancement type MOS transistor Q 20a , Q 20b …… npn bipolar transistor Q 20c …… npn bipolar transistor R 1a , R 1b , R 1 …… resistor

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】同一の半導体基板上に複数個のpチヤンネ
ルエンハンスメント型MOSFET,nチヤンネルエンハンスメ
ント型MOSFET及びnpnバイポーラトランジスタが搭載さ
れた集積回路装置において、 ゲート電極に入力信号線が接続されている少なくとも2
個以上のnMOSFETを有する信号入力回路と、ゲート電極
がクロツク信号線に接続され、ソースが電源線に接続さ
れ、ドレインが前記の信号入力回路の一方の端子に接続
されている第1のpMOSFETと、ゲート電極がクロツク信
号に接続され、ソースがアース線に接続され、ドレイン
が前記の信号入力回路の他方の端子に接続されている第
4のnMOSFETとを備え、前記の第1のpMOSFETと信号入力
回路との接続点をノードとし、論理機能を有する第1の
部分回路Aと、 夫々のゲート電極が前記のノードに接続され、かつ縦列
接続された第2のpMOSFET,第5及び第6のnMOSFETとを
有し、前記の第2のpMOSFETのソースは電源線に接続さ
れ、ドレインは第5のnMOSFETのドレインに接続され、
第5のnMOSFETのソースは第6のnMOSFETのドレインに接
続され、第6のnMOSFETのソースは第7のnMOSFETのドレ
インに接続され、第7のnMOSFETのソースはアース線に
接続され、ゲート電極はクロツク信号入力線に接続さ
れ、直列に接続された第1,第2のnpnバイポーラトラン
ジスタを有し、前記の第1のnpnバイポーラトランジス
タのベースは前記の第2のpMOSFETのドレインと第5のn
MOSFETのドレインの接続点に接続され、コレクタは電源
線に接続され、エミツタは第2のnpnバイポーラトラン
ジスタのコレクタに接続され、前記の第2のnpnバイポ
ーラトランジスタのベースは第6のnMOSFETのソースと
第7のnMOSFETのドレインとの接続点に接続され、エミ
ツタはアース線に接続され、前記の第5のnMOSFETのソ
ースと第6のnMOSFETのドレインとの接続点及び第1のn
pnバイポーラトランジスタのエミツタと第2のnpnバイ
ポーラトランジスタのコレクタとの接続点が夫々出力信
号線に接続されて、論理的に反転機能を有する第2の部
分回路Bとを具備することを特徴とする同期式複合型集
積回路装置。
1. In an integrated circuit device having a plurality of p-channel enhancement type MOSFETs, n-channel enhancement type MOSFETs and npn bipolar transistors mounted on the same semiconductor substrate, at least an input signal line is connected to a gate electrode. Two
A signal input circuit having at least nMOSFETs, a first pMOSFET having a gate electrode connected to the clock signal line, a source connected to a power supply line, and a drain connected to one terminal of the signal input circuit. A gate electrode is connected to the clock signal, a source is connected to the ground line, and a drain is connected to the other terminal of the signal input circuit, and a fourth nMOSFET is provided. A first partial circuit A having a logical function with a connection point to the input circuit as a node, and a second pMOSFET, a fifth and a sixth of which the respective gate electrodes are connected to the node and are connected in cascade. an nMOSFET, the source of the second pMOSFET is connected to the power line, the drain is connected to the drain of the fifth nMOSFET,
The source of the fifth nMOSFET is connected to the drain of the sixth nMOSFET, the source of the sixth nMOSFET is connected to the drain of the seventh nMOSFET, the source of the seventh nMOSFET is connected to the ground line, and the gate electrode is It has first and second npn bipolar transistors connected to the clock signal input line and connected in series. The base of the first npn bipolar transistor is the drain of the second pMOSFET and the fifth npn bipolar transistor.
The drain is connected to the connection point of the MOSFET, the collector is connected to the power supply line, the emitter is connected to the collector of the second npn bipolar transistor, and the base of the second npn bipolar transistor is the source of the sixth nMOSFET. The emitter is connected to the connection point with the drain of the seventh nMOSFET, the emitter is connected to the ground line, the connection point between the source of the fifth nMOSFET and the drain of the sixth nMOSFET, and the first n
A connection point between the emitter of the pn bipolar transistor and the collector of the second npn bipolar transistor is connected to the output signal line, respectively, and a second partial circuit B having a logical inversion function is provided. Synchronous compound integrated circuit device.
【請求項2】同一の半導体基板上に複数個のpチヤンネ
ルエンハンスメント型MOSFET,nチヤンネルエンハンスメ
ント型MOSFET及びnpnバイポーラトランジスタが搭載さ
れた集積回路装置において、 ゲート電極に入力信号線が接続されている少なくとも2
個以上のnMOSFETを有する信号入力回路と、ゲート電極
が第1のクロツク信号線に接続され、ソースが電源線に
接続され、ドレインが第8のnMOSFETのドレインに接続
されている第1のpMOSFETと、ゲート電極が第2のクロ
ツク信号線に接続され、ソースが前記の信号入力回路の
一方の端子に接続されている第8のnMOSFETと、ゲート
電極が第1のクロツク信号線に接続され、ソースがアー
ス線に接続され、ドレインが前記の信号入力回路の他方
の端子に接続されている第4のnMOSFETを備え、前記の
第1のpMOSFETのドレインと、第8のnMOSFETのドレイン
との接続点をノードとし、論理機能を有する第1の部分
回路Aと、 夫々のゲート電極が前記のノードに接続され、かつ縦列
接続された第2のpMOSFET,第5及び第6のnMOSFETとを
有し、前記の第2のpMOSFETのソースは電源線に接続さ
れ、ドレインは第5のnMOSFETのドレインに接続され、
第5のnMOSFETのソースは第6のnMOSFETのドレインに接
続され、第6のnMOSFETのソースは第7のnMOSFETのドレ
インに接続され、第7のnMOSFETのソースはアース線に
接続され、ゲート電極はクロツク信号入力線に接続さ
れ、直列に接続された第1,第2のnpnバイポーラトラン
ジスタを有し、前記の第1のnpnバイポーラトランジス
タのベースは前記の第2のpMOSFETのドレインと第5のn
MOSFETのドレインの接続点に接続され、コレクタは電源
線に接続され、エミツタは第2のnpnバイポーラトラン
ジスタのコレクタに接続され、前記の第2のnpnバイポ
ーラトランジスタのベースは第6のnMOSFETのソースと
第7のnMOSFETのドレインとの接続点に接続され、エミ
ツタはアース線に接続され、前記の第5のnMOSFETのソ
ースと第6のnMOSFETのドレインとの接続点及び第1のn
pnバイポーラトランジスタのエミツタと第2のnpnバイ
ポーラトランジスタのコレクタとの接続点が夫々出力信
号線に接続されて、論理的に反転機能を有する第2の部
分回路Bとを具備することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の同期式複合型集積回路装置。
2. In an integrated circuit device having a plurality of p-channel enhancement type MOSFETs, n-channel enhancement type MOSFETs and npn bipolar transistors mounted on the same semiconductor substrate, at least an input signal line is connected to a gate electrode. Two
A signal input circuit having at least nMOSFETs, a first pMOSFET having a gate electrode connected to the first clock signal line, a source connected to the power supply line, and a drain connected to the drain of the eighth nMOSFET. , An eighth nMOSFET having a gate electrode connected to the second clock signal line and a source connected to one terminal of the signal input circuit, and a gate electrode connected to the first clock signal line and a source Is connected to a ground line, and a drain is connected to the other terminal of the signal input circuit, and a fourth nMOSFET is provided. A connection point between the drain of the first pMOSFET and the drain of the eighth nMOSFET. A first partial circuit A having a logic function, and a second pMOSFET, a fifth and a sixth nMOSFET having respective gate electrodes connected to the node and connected in cascade, The source of the second pMOSFET is Is connected to a source line, a drain connected to the drain of the fifth nMOSFET,
The source of the fifth nMOSFET is connected to the drain of the sixth nMOSFET, the source of the sixth nMOSFET is connected to the drain of the seventh nMOSFET, the source of the seventh nMOSFET is connected to the ground line, and the gate electrode is It has first and second npn bipolar transistors connected to the clock signal input line and connected in series. The base of the first npn bipolar transistor is the drain of the second pMOSFET and the fifth npn bipolar transistor.
The drain is connected to the connection point of the MOSFET, the collector is connected to the power supply line, the emitter is connected to the collector of the second npn bipolar transistor, and the base of the second npn bipolar transistor is the source of the sixth nMOSFET. The emitter is connected to the connection point with the drain of the seventh nMOSFET, the emitter is connected to the ground line, the connection point between the source of the fifth nMOSFET and the drain of the sixth nMOSFET, and the first n
A connection point between the emitter of the pn bipolar transistor and the collector of the second npn bipolar transistor is connected to the output signal line, respectively, and a second partial circuit B having a logical inversion function is provided. The synchronous composite integrated circuit device according to claim 1.
JP60003239A 1985-01-14 1985-01-14 Synchronous compound integrated circuit device Expired - Lifetime JP2552107B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60003239A JP2552107B2 (en) 1985-01-14 1985-01-14 Synchronous compound integrated circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60003239A JP2552107B2 (en) 1985-01-14 1985-01-14 Synchronous compound integrated circuit device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61163716A JPS61163716A (en) 1986-07-24
JP2552107B2 true JP2552107B2 (en) 1996-11-06

Family

ID=11551901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60003239A Expired - Lifetime JP2552107B2 (en) 1985-01-14 1985-01-14 Synchronous compound integrated circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2552107B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5290258A (en) * 1976-01-23 1977-07-29 Mitsubishi Electric Corp Logic circuit
JPS5455362A (en) * 1977-10-13 1979-05-02 Citizen Watch Co Ltd Electronic watch
JPS598431A (en) * 1982-07-07 1984-01-17 Hitachi Ltd Buffer circuit
JPS5911034A (en) * 1982-07-12 1984-01-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
JPS5916425A (en) * 1982-07-20 1984-01-27 Toshiba Corp Complementary mos logical circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5290258A (en) * 1976-01-23 1977-07-29 Mitsubishi Electric Corp Logic circuit
JPS5455362A (en) * 1977-10-13 1979-05-02 Citizen Watch Co Ltd Electronic watch
JPS598431A (en) * 1982-07-07 1984-01-17 Hitachi Ltd Buffer circuit
JPS5911034A (en) * 1982-07-12 1984-01-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
JPS5916425A (en) * 1982-07-20 1984-01-27 Toshiba Corp Complementary mos logical circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61163716A (en) 1986-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4769561A (en) Bipolar transistor-field effect transistor composite circuit
US4719373A (en) Gate circuit of combined field-effect and bipolar transistors
US5825208A (en) Method and apparatus for fast evaluation of dynamic CMOS logic circuits
KR900008802B1 (en) Bimos logic circuitry
US6275091B1 (en) Clock signal control circuit and method and synchronous delay circuit
US6154077A (en) Bistable flip-flop
KR100263785B1 (en) Cmos circuit
US5057713A (en) Bipolar MOS logic circuit and semiconductor integrated circuit
JP2552107B2 (en) Synchronous compound integrated circuit device
JPH09214324A (en) Cmos logic circuit
JPH053430A (en) Logic circuit
JPH0766711A (en) Output circuit
JPH04175010A (en) Output buffer circuit
JP3193218B2 (en) Semiconductor logic circuit
JP3038891B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPS6094740A (en) Master slice ic
JPH05335913A (en) Output buffer circuit
JP2002536820A (en) Method and apparatus for eliminating the effects of parasitic bipolars in complementary oxide semiconductor (CMOS) silicon-on-insulator (SOI) circuits
JPH0574247B2 (en)
JPH114155A (en) Semiconductor device
JPH04357712A (en) Cmos output buffer circuit
JPS6298827A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH0786896A (en) Field effect transistor
JPH0697741B2 (en) Synchronous complementary logic integrated circuit device
JPH0750562A (en) Semiconductor integrated circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term