JP2630272B2 - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/20—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits
- H03K19/21—EXCLUSIVE-OR circuits, i.e. giving output if input signal exists at only one input; COINCIDENCE circuits, i.e. giving output only if all input signals are identical
- H03K19/215—EXCLUSIVE-OR circuits, i.e. giving output if input signal exists at only one input; COINCIDENCE circuits, i.e. giving output only if all input signals are identical using field-effect transistors
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/09432—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors with coupled sources or source coupled logic
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路で構成さ
れる論理回路に関し、特に動作点(スレッショルドレベ
ル)を均一にした半導体集積回路に関する。
れる論理回路に関し、特に動作点(スレッショルドレベ
ル)を均一にした半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体集積回路で構成されるAN
D/NAND回路の一例を図5に示す。この回路は図5
(a)のように、4個のNチャネルMOSトランジスタ
(以下、NMOSと称する)Q51〜Q54、定電流源
I5、負荷抵抗R51,R52で構成されたギルバート
セルの例であり、NMOSQ51,Q52のゲートにそ
れぞれ正論理と負論理の各A入力〔正入力A(+),負
入力A(−)〕を入力し、NMOSQ53,Q54のゲ
ートにそれぞれ正論理と負論理の各B入力〔正入力B
(+),負入力B(−)〕を入力し、共通接続したNM
OSQ52とNMOSQ54の各ドレインからAND出
力を、NMOSQ51のドレインからNAND出力を得
るものである。この回路における論理表を図5(b)に
示す。
D/NAND回路の一例を図5に示す。この回路は図5
(a)のように、4個のNチャネルMOSトランジスタ
(以下、NMOSと称する)Q51〜Q54、定電流源
I5、負荷抵抗R51,R52で構成されたギルバート
セルの例であり、NMOSQ51,Q52のゲートにそ
れぞれ正論理と負論理の各A入力〔正入力A(+),負
入力A(−)〕を入力し、NMOSQ53,Q54のゲ
ートにそれぞれ正論理と負論理の各B入力〔正入力B
(+),負入力B(−)〕を入力し、共通接続したNM
OSQ52とNMOSQ54の各ドレインからAND出
力を、NMOSQ51のドレインからNAND出力を得
るものである。この回路における論理表を図5(b)に
示す。
【0003】また、従来のEXOR/EXNOR回路の
一例を図6に示す。この回路は図6(a)のように、6
個のNチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSと
称する)Q61〜Q66、定電流源I6、負荷抵抗R6
1,R62で構成されており、NMOSQ61とQ64
のゲートに正入力A(+)を、NMOSQ62とQ63
のゲートに負入力A(−)をそれぞれ入力し、NMOS
Q65,Q66にそれぞれ正入力B(+)と負入力B
(−)を入力し、NMOSQ62とQ64のドレインか
らEXOR出力を、NMOSQ61とQ63のドレイン
からEXNOR出力を得るものである。この回路におけ
る論理表を図6(b)に示す。
一例を図6に示す。この回路は図6(a)のように、6
個のNチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSと
称する)Q61〜Q66、定電流源I6、負荷抵抗R6
1,R62で構成されており、NMOSQ61とQ64
のゲートに正入力A(+)を、NMOSQ62とQ63
のゲートに負入力A(−)をそれぞれ入力し、NMOS
Q65,Q66にそれぞれ正入力B(+)と負入力B
(−)を入力し、NMOSQ62とQ64のドレインか
らEXOR出力を、NMOSQ61とQ63のドレイン
からEXNOR出力を得るものである。この回路におけ
る論理表を図6(b)に示す。
【0004】また、一般的なインバータ/ノンインバー
タ回路を図7に示す。この回路は図7(a)のように、
NMOSQ71,Q72、定電流源I7、負荷抵抗R7
1,R72で構成され、NMOSQ71,72にA入力
A(+),A(−)を入力し、NMOSQ71,Q72
のドレインからO出力O(+),O(−)を出力するも
のである。この回路における論理表を図7(b)に示
す。
タ回路を図7に示す。この回路は図7(a)のように、
NMOSQ71,Q72、定電流源I7、負荷抵抗R7
1,R72で構成され、NMOSQ71,72にA入力
A(+),A(−)を入力し、NMOSQ71,Q72
のドレインからO出力O(+),O(−)を出力するも
のである。この回路における論理表を図7(b)に示
す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の論理
回路において、図5のAND/NAND回路と、図6の
EXOR/EXNOR回路は、それぞれ2個のNMOS
のソース・ドレインを電源間に直列接続し、このNMO
Sのゲートに対してA入力或いはB入力が入力される構
成となっている。一方、図7のインバータ/ノンインバ
ータ回路では、電源間には単一のNMOSのソース・ド
レインが接続されるのみであり、このNMOSのゲート
に対してA入力が入力される構成となっており、MOS
電流モード(MCML)となっている。このため、AN
D/NAND回路及びEXOR/EXNOR回路と、イ
ンバータ/ノンインバータ回路とでは動作点が相違する
ことになる。
回路において、図5のAND/NAND回路と、図6の
EXOR/EXNOR回路は、それぞれ2個のNMOS
のソース・ドレインを電源間に直列接続し、このNMO
Sのゲートに対してA入力或いはB入力が入力される構
成となっている。一方、図7のインバータ/ノンインバ
ータ回路では、電源間には単一のNMOSのソース・ド
レインが接続されるのみであり、このNMOSのゲート
に対してA入力が入力される構成となっており、MOS
電流モード(MCML)となっている。このため、AN
D/NAND回路及びEXOR/EXNOR回路と、イ
ンバータ/ノンインバータ回路とでは動作点が相違する
ことになる。
【0006】このため、従来この種のAND/NAND
回路及びEXOR/EXNOR回路と、インバータ/ノ
ンインバータ回路とを1つの半導体集積回路で構成する
場合には、両回路の動作電圧を等しくするために両回路
間に一方の動作点を変換するためのレベルシフト回路が
必要であり、このために回路構成が複雑化するという問
題がある。
回路及びEXOR/EXNOR回路と、インバータ/ノ
ンインバータ回路とを1つの半導体集積回路で構成する
場合には、両回路の動作電圧を等しくするために両回路
間に一方の動作点を変換するためのレベルシフト回路が
必要であり、このために回路構成が複雑化するという問
題がある。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、レベルシフト回路を用
いることなくAND/NAND回路またはEXOR/E
XNOR回路と、インバータ/ノンインバータ回路とを
1つの半導体集積回路で構成し、回路構成の簡略化を可
能にした半導体集積回路を提供することにある。
いることなくAND/NAND回路またはEXOR/E
XNOR回路と、インバータ/ノンインバータ回路とを
1つの半導体集積回路で構成し、回路構成の簡略化を可
能にした半導体集積回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、第1の論理値を差動入力とするソース結合対を構成
する第1の極性の一対のトランジスタと、この第1の極
性のトランジスタ対を駆動するための第1の定電流源
と、第2の論理値を差動入力とするソース結合対を構成
し、かつそれぞれが前記第1の極性のトランジスタ対の
各ドレインに接続された第2の極性の二対のトランジス
タと、前記第2の極性のそれぞれのトランジスタ対を駆
動する第2及び第3の定電流源と、これら第2の極性の
各トランジスタ対に接続される第1及び第2の負荷とを
備える構成とする。
は、第1の論理値を差動入力とするソース結合対を構成
する第1の極性の一対のトランジスタと、この第1の極
性のトランジスタ対を駆動するための第1の定電流源
と、第2の論理値を差動入力とするソース結合対を構成
し、かつそれぞれが前記第1の極性のトランジスタ対の
各ドレインに接続された第2の極性の二対のトランジス
タと、前記第2の極性のそれぞれのトランジスタ対を駆
動する第2及び第3の定電流源と、これら第2の極性の
各トランジスタ対に接続される第1及び第2の負荷とを
備える構成とする。
【0009】即ち、第2の極性の二対のトランジスタを
構成するトランジスタのうち、1つのトランジスタと他
の3つのトランジスタをそれぞれ第1の負荷と第2の負
荷に接続し、1つのトランジスタと第1の負荷との接続
点をNAND出力とし、3つのトランジスタと第2の負
荷との接続点をAND出力としてAND/NAND回路
を構成する。
構成するトランジスタのうち、1つのトランジスタと他
の3つのトランジスタをそれぞれ第1の負荷と第2の負
荷に接続し、1つのトランジスタと第1の負荷との接続
点をNAND出力とし、3つのトランジスタと第2の負
荷との接続点をAND出力としてAND/NAND回路
を構成する。
【0010】また、第2の極性の二対のトランジスタを
構成するトランジスタのうち、各対の互いに逆極性の論
理値が入力されるトランジスタをそれぞれ組にして各ト
ランジスタ組をそれぞれ第1の負荷と第2の負荷に接続
し、一方のトランジスタ組と第1の負荷との接続点をE
XOR出力とし、他方のトランジスタ組と第2の負荷と
の接続点をEXNOR出力としてEXOR/EXNOR
回路を構成する。
構成するトランジスタのうち、各対の互いに逆極性の論
理値が入力されるトランジスタをそれぞれ組にして各ト
ランジスタ組をそれぞれ第1の負荷と第2の負荷に接続
し、一方のトランジスタ組と第1の負荷との接続点をE
XOR出力とし、他方のトランジスタ組と第2の負荷と
の接続点をEXNOR出力としてEXOR/EXNOR
回路を構成する。
【0011】ここで、前記半導体集積回路は、トランジ
スタの差動対で構成されるインバータ/ノンインバータ
回路と一体に1つの半導体集積回路として形成される。
スタの差動対で構成されるインバータ/ノンインバータ
回路と一体に1つの半導体集積回路として形成される。
【0012】
【作用】第1の論理値を差動入力とする第1の極性の一
対のトランジスタと、第2の論理値を差動入力とする第
2の極性の二対のトランジスタはそれぞれ負荷と定電流
源とによって決定される動作点によって動作されるた
め、インバータ/ノンインバータ回路と等しい動作点に
一定化することが可能となり、本発明回路をインバータ
/ノンインバータ回路と一体化する際のレベルシフト回
路が不要となる。
対のトランジスタと、第2の論理値を差動入力とする第
2の極性の二対のトランジスタはそれぞれ負荷と定電流
源とによって決定される動作点によって動作されるた
め、インバータ/ノンインバータ回路と等しい動作点に
一定化することが可能となり、本発明回路をインバータ
/ノンインバータ回路と一体化する際のレベルシフト回
路が不要となる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1(a)は本発明の第1実施例の回路図であ
り、本発明をAND/NAND回路に適用した例を示し
ている。一対のPチャネルMOSトランジスタ、即ちP
MOSQ11とPMOSQ12はソースを共通にした差
動接続とされ、ソースには定電流源I11が接続され、
各ドレインにはそれぞれ定電流源I12,I13が接続
され、これらは電源VDDとGNDとの間に接続されて
定電流源I11で駆動されるように構成される。また、
前記PMOSのドレインには、極性が異なる一対のNM
OSQ13,14がソースを共通にして差動接続され、
そのうち一方のNMOSQ13のドレインは負荷抵抗R
11を介して電源VDDに接続される。また、他方のN
MOSQ14のドレインは負荷抵抗R12を介して電源
VDDに接続される。同様に、前記PMOSのドレイン
には極性が異なる一対のNMOSQ15,Q16がソー
スを共通にして差動接続され、これらのNMOSQ1
5,Q16の各ドレインは共に前記負荷抵抗R12に接
続される。これらのNMOSQ13,Q14とQ15,
Q16はそれぞれ前記定電流源I12,I13で駆動さ
れる。なお、これら定電流源I12,I13は後述する
作用の説明から判るように、定電流源I11の電流値と
ほぼ等しい電流源として構成されている。
する。図1(a)は本発明の第1実施例の回路図であ
り、本発明をAND/NAND回路に適用した例を示し
ている。一対のPチャネルMOSトランジスタ、即ちP
MOSQ11とPMOSQ12はソースを共通にした差
動接続とされ、ソースには定電流源I11が接続され、
各ドレインにはそれぞれ定電流源I12,I13が接続
され、これらは電源VDDとGNDとの間に接続されて
定電流源I11で駆動されるように構成される。また、
前記PMOSのドレインには、極性が異なる一対のNM
OSQ13,14がソースを共通にして差動接続され、
そのうち一方のNMOSQ13のドレインは負荷抵抗R
11を介して電源VDDに接続される。また、他方のN
MOSQ14のドレインは負荷抵抗R12を介して電源
VDDに接続される。同様に、前記PMOSのドレイン
には極性が異なる一対のNMOSQ15,Q16がソー
スを共通にして差動接続され、これらのNMOSQ1
5,Q16の各ドレインは共に前記負荷抵抗R12に接
続される。これらのNMOSQ13,Q14とQ15,
Q16はそれぞれ前記定電流源I12,I13で駆動さ
れる。なお、これら定電流源I12,I13は後述する
作用の説明から判るように、定電流源I11の電流値と
ほぼ等しい電流源として構成されている。
【0014】そして、前記一方のPMOSQ11のゲー
トに正入力A(+)が、他方のPMOSQ12のゲート
に負入力A(−)が入力され、NMOSQ13,Q15
の各ゲートに正入力B(+)が、NMOSQ14,Q1
6のゲートに負入力B(−)がそれぞれ入力される。ま
た、NMOSQ13のドレインからNAND出力が、N
MOSQ14,Q15及びQ16の各ドレインからAN
D出力がそれぞれ出力されるように構成される。
トに正入力A(+)が、他方のPMOSQ12のゲート
に負入力A(−)が入力され、NMOSQ13,Q15
の各ゲートに正入力B(+)が、NMOSQ14,Q1
6のゲートに負入力B(−)がそれぞれ入力される。ま
た、NMOSQ13のドレインからNAND出力が、N
MOSQ14,Q15及びQ16の各ドレインからAN
D出力がそれぞれ出力されるように構成される。
【0015】したがって、このAND/NAND回路で
は、入力Aと入力BによるANDとNANDの各出力の
論理表は図1(b)のようになる。例えば、正入力A
(+)に“1”が入力されたときにはMOSQ11がオ
フされ、このとき負入力A(−)の入力は“0”である
ためPPMOSQ12がオンされ、定電流源I11の電
流はPMOSQ12を通流し、NMOSQ15,Q16
はオフ状態となる。また、このときPMOSQ11はオ
フ状態であるため、NMOSQ13,Q14は定電流源
I12により正常動作状態となる。そして、これらNM
OSQ13,Q14に対し、正入力B(+)に“1”が
入力されると、NMOSQ13がオンし、このとき負入
力B(−)は“0”でNMOSQ14がオフとなるた
め、AND出力は“1”となり、NAND出力は“0”
となる。以下、各入力についてこのような動作が行われ
ることで、前記論理表の結果が得られる。
は、入力Aと入力BによるANDとNANDの各出力の
論理表は図1(b)のようになる。例えば、正入力A
(+)に“1”が入力されたときにはMOSQ11がオ
フされ、このとき負入力A(−)の入力は“0”である
ためPPMOSQ12がオンされ、定電流源I11の電
流はPMOSQ12を通流し、NMOSQ15,Q16
はオフ状態となる。また、このときPMOSQ11はオ
フ状態であるため、NMOSQ13,Q14は定電流源
I12により正常動作状態となる。そして、これらNM
OSQ13,Q14に対し、正入力B(+)に“1”が
入力されると、NMOSQ13がオンし、このとき負入
力B(−)は“0”でNMOSQ14がオフとなるた
め、AND出力は“1”となり、NAND出力は“0”
となる。以下、各入力についてこのような動作が行われ
ることで、前記論理表の結果が得られる。
【0016】そして、この回路では、入力A,Bが入力
されるPMOSQ11,Q12とNMOSQ13〜Q1
6はそれぞれ電源VDDとGNDとの間に単一状態でソ
ース・ドレインが接続されているため、入力A,Bによ
る動作点はMOS電流モード(MCML)となる。した
がって、このAND/NAND回路と図7に示したイン
バータ/ノンインバータ回路とを1つの半導体集積回路
として構成した場合でも、AND/NAND回路とイン
バータ/ノンインバータ回路の動作点を等しくでき、レ
ベルシフト回路が不要となり、集積回路の回路構成を簡
略化することが可能となる。
されるPMOSQ11,Q12とNMOSQ13〜Q1
6はそれぞれ電源VDDとGNDとの間に単一状態でソ
ース・ドレインが接続されているため、入力A,Bによ
る動作点はMOS電流モード(MCML)となる。した
がって、このAND/NAND回路と図7に示したイン
バータ/ノンインバータ回路とを1つの半導体集積回路
として構成した場合でも、AND/NAND回路とイン
バータ/ノンインバータ回路の動作点を等しくでき、レ
ベルシフト回路が不要となり、集積回路の回路構成を簡
略化することが可能となる。
【0017】図2(a)は本発明の第2実施例の回路図
であり、第1実施例と同様に本発明をAND/NAND
回路に適用した例である。ここでは、第1実施例のPM
OSQ11,Q12とNMOSQ13〜Q16とをそれ
ぞれ逆の極性のMOSトランジスタNMOSQ21,Q
22とPMOSQ23〜Q26に置き代え、かつこれに
対応して電源VDDとGNDに対する負荷抵抗R21,
R22と定電流源I21,I22,I23の接続点を相
違させたものである。また、入力A,Bについても逆の
接続構造としている。
であり、第1実施例と同様に本発明をAND/NAND
回路に適用した例である。ここでは、第1実施例のPM
OSQ11,Q12とNMOSQ13〜Q16とをそれ
ぞれ逆の極性のMOSトランジスタNMOSQ21,Q
22とPMOSQ23〜Q26に置き代え、かつこれに
対応して電源VDDとGNDに対する負荷抵抗R21,
R22と定電流源I21,I22,I23の接続点を相
違させたものである。また、入力A,Bについても逆の
接続構造としている。
【0018】このAND/NAND回路の論理表を図2
(b)に示す。そして、この回路においても、入力A,
Bが入力されるPMOSQ23〜Q26とNMOSQ2
1,Q22はそれぞれ電源VDDとGNDとの間に単一
状態でソース・ドレインが接続されているため、入力
A,Bによる動作点はMOS電流モード(MCML)と
なる。したがって、このAND/NAND回路を図7に
示したインバータ/ノンインバータ回路とを1つの半導
体集積回路として構成した場合でも、両者の動作点を等
しくでき、レベルシフト回路が不要となり、集積回路の
回路構成を簡略化することが可能となる。
(b)に示す。そして、この回路においても、入力A,
Bが入力されるPMOSQ23〜Q26とNMOSQ2
1,Q22はそれぞれ電源VDDとGNDとの間に単一
状態でソース・ドレインが接続されているため、入力
A,Bによる動作点はMOS電流モード(MCML)と
なる。したがって、このAND/NAND回路を図7に
示したインバータ/ノンインバータ回路とを1つの半導
体集積回路として構成した場合でも、両者の動作点を等
しくでき、レベルシフト回路が不要となり、集積回路の
回路構成を簡略化することが可能となる。
【0019】図3(a)は、本発明の第3実施例の回路
図であり、ここでは本発明をEXOR/EXNOR回路
に適用した例を示している。この構成において、一対の
PMOSQ31,Q32のソースを相互に接続して定電
流源I31に接続し、かつ各ドレインにそれぞれ定電流
源I32,I33を接続し、更に各ドレインに対を成す
逆極性のNMOSQ33,Q34とQ35,Q36を接
続する構成は前記第1実施例と同様である。また、各P
MOSQ31,32のゲートに正入力A(+)と負入力
A(−)を入力し、各NMOSQ33〜Q36のゲート
に正入力B(+)と負入力B(−)を入力する構成も同
じである。但し、EXOR出力はNMOSQ33とQ3
5のドレインを共に負荷抵抗R31に接続した箇所から
取り出し、EXNOR出力はNMOSQ34とQ36の
ドレインを共に負荷抵抗R32に接続した箇所から取り
出している。
図であり、ここでは本発明をEXOR/EXNOR回路
に適用した例を示している。この構成において、一対の
PMOSQ31,Q32のソースを相互に接続して定電
流源I31に接続し、かつ各ドレインにそれぞれ定電流
源I32,I33を接続し、更に各ドレインに対を成す
逆極性のNMOSQ33,Q34とQ35,Q36を接
続する構成は前記第1実施例と同様である。また、各P
MOSQ31,32のゲートに正入力A(+)と負入力
A(−)を入力し、各NMOSQ33〜Q36のゲート
に正入力B(+)と負入力B(−)を入力する構成も同
じである。但し、EXOR出力はNMOSQ33とQ3
5のドレインを共に負荷抵抗R31に接続した箇所から
取り出し、EXNOR出力はNMOSQ34とQ36の
ドレインを共に負荷抵抗R32に接続した箇所から取り
出している。
【0020】したがって、このEXOR/EXNOR回
路では、入力Aと入力BによるEXORとEXNORの
各出力の論理表は図3(b)のようになる。例えば、正
入力A(+)に“1”が入力されたときにはMOSQ3
1がオフされ、このとき負入力A(−)の入力は“0”
であるためPPMOSQ32がオンされ、定電流源I1
1の電流はPMOSQ32を通流し、NMOSQ35,
Q36はオフ状態となる。また、このときPMOSQ3
1はオフ状態であるため、NMOSQ33,Q34は定
電流源I12により正常動作状態となる。そして、これ
らNMOSQ33,Q34に対し、正入力B(+)に
“1”が入力されると、NMOSQ33がオンし、この
とき負入力B(−)は“0”でNMOSQ34がオフと
なるため、EXOR出力は“0”となり、EXNOR出
力は“1”となる。以下、各入力についてこのような動
作が行われることで、前記論理表の結果が得られる。
路では、入力Aと入力BによるEXORとEXNORの
各出力の論理表は図3(b)のようになる。例えば、正
入力A(+)に“1”が入力されたときにはMOSQ3
1がオフされ、このとき負入力A(−)の入力は“0”
であるためPPMOSQ32がオンされ、定電流源I1
1の電流はPMOSQ32を通流し、NMOSQ35,
Q36はオフ状態となる。また、このときPMOSQ3
1はオフ状態であるため、NMOSQ33,Q34は定
電流源I12により正常動作状態となる。そして、これ
らNMOSQ33,Q34に対し、正入力B(+)に
“1”が入力されると、NMOSQ33がオンし、この
とき負入力B(−)は“0”でNMOSQ34がオフと
なるため、EXOR出力は“0”となり、EXNOR出
力は“1”となる。以下、各入力についてこのような動
作が行われることで、前記論理表の結果が得られる。
【0021】この回路では、入力A,Bが入力されるP
MOSQ31,Q32とNMOSQ33〜Q36はそれ
ぞれ電源VDDとGNDとの間に単一状態でソース・ド
レインが接続されているため、入力A,Bによる動作点
はMOS電流モード(MCML)となる。したがって、
このEXOR/EXNOR回路と図7に示したインバー
タ/ノンインバータ回路とを1つの半導体集積回路とし
て構成した場合でも、両回路の動作点を等しくでき、レ
ベルシフト回路が不要となり、集積回路の回路構成を簡
略化することが可能となる。
MOSQ31,Q32とNMOSQ33〜Q36はそれ
ぞれ電源VDDとGNDとの間に単一状態でソース・ド
レインが接続されているため、入力A,Bによる動作点
はMOS電流モード(MCML)となる。したがって、
このEXOR/EXNOR回路と図7に示したインバー
タ/ノンインバータ回路とを1つの半導体集積回路とし
て構成した場合でも、両回路の動作点を等しくでき、レ
ベルシフト回路が不要となり、集積回路の回路構成を簡
略化することが可能となる。
【0022】図4(a)は本発明の第4実施例の回路図
であり、第3実施例と同様に本発明をEXOR/EXN
OR回路に適用した例である。ここでは、第3実施例の
PMOSQ31,Q32とNMOSQ33〜Q36とを
それぞれ逆の極性のMOSトランジスタのNMOSQ4
1,Q42とPMOSQ43〜Q46に置き代え、かつ
これに対応して電源VDDとGNDに対する負荷抵抗R
41,R42と定電流源I41,I42,I43の接続
点を相違させたものである。また、入力A,Bについて
も逆の接続構造としている。
であり、第3実施例と同様に本発明をEXOR/EXN
OR回路に適用した例である。ここでは、第3実施例の
PMOSQ31,Q32とNMOSQ33〜Q36とを
それぞれ逆の極性のMOSトランジスタのNMOSQ4
1,Q42とPMOSQ43〜Q46に置き代え、かつ
これに対応して電源VDDとGNDに対する負荷抵抗R
41,R42と定電流源I41,I42,I43の接続
点を相違させたものである。また、入力A,Bについて
も逆の接続構造としている。
【0023】このEXOR/EXNOR回路の論理表を
図4(b)に示す。この回路においても、入力A,Bが
入力されるNMOSQ43〜Q46とPMOSQ41,
Q42はそれぞれ電源VDDとGNDとの間に単一状態
でソース・ドレインが接続されているため、入力A,B
による動作点はMOS電流モード(MCML)となる。
したがって、このEXOR/EXNOR回路を図7に示
したインバータ/ノンインバータ回路とを1つの半導体
集積回路として構成した場合でも、両者の動作点を等し
くでき、レベルシフト回路が不要となり、集積回路の回
路構成を簡略化することが可能となる。
図4(b)に示す。この回路においても、入力A,Bが
入力されるNMOSQ43〜Q46とPMOSQ41,
Q42はそれぞれ電源VDDとGNDとの間に単一状態
でソース・ドレインが接続されているため、入力A,B
による動作点はMOS電流モード(MCML)となる。
したがって、このEXOR/EXNOR回路を図7に示
したインバータ/ノンインバータ回路とを1つの半導体
集積回路として構成した場合でも、両者の動作点を等し
くでき、レベルシフト回路が不要となり、集積回路の回
路構成を簡略化することが可能となる。
【0024】ここで、ダイオード接続されたトランジス
タ(ソース、ドレインの一方をゲートに接続する)はゲ
ートW/L比を小さくすれば、略線形に抵抗値が変化さ
れるため、前記各実施例の負荷抵抗の代わりにダイオー
ド接続されたトランジスタを利用してもよい。即ち、第
1及び第3実施例ではダイオード接続されたPMOSを
使用し、第2及び第4実施例ではダイオード接続された
NMOSを使用すればよい。
タ(ソース、ドレインの一方をゲートに接続する)はゲ
ートW/L比を小さくすれば、略線形に抵抗値が変化さ
れるため、前記各実施例の負荷抵抗の代わりにダイオー
ド接続されたトランジスタを利用してもよい。即ち、第
1及び第3実施例ではダイオード接続されたPMOSを
使用し、第2及び第4実施例ではダイオード接続された
NMOSを使用すればよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、第1の論
理値を差動入力とするソース結合対を構成する第1の極
性の一対のトランジスタを第1の定電流源で駆動し、第
2の論理値を差動入力とするソース結合対を構成してそ
れぞれが前記第1の極性のトランジスタ対の各ドレイン
に接続された第2の極性の二対のトランジスタを第2及
び第3の定電流源で駆動し、これら第2の極性の各トラ
ンジスタ対に対して第1及び第2の負荷を選択的に接続
した構成としているので、第1の極性の一対のトランジ
スタと第2の極性の二対のトランジスタはそれぞれ負荷
と定電流源とによって決定される動作点によって動作さ
れるため、インバータ/ノンインバータ回路と等しい動
作点に一定化することが可能となり、本発明回路をイン
バータ/ノンインバータ回路と一体化した場合にもレベ
ルシフト回路が不要となり、半導体集積回路の回路構成
を簡略化できる効果がある。
理値を差動入力とするソース結合対を構成する第1の極
性の一対のトランジスタを第1の定電流源で駆動し、第
2の論理値を差動入力とするソース結合対を構成してそ
れぞれが前記第1の極性のトランジスタ対の各ドレイン
に接続された第2の極性の二対のトランジスタを第2及
び第3の定電流源で駆動し、これら第2の極性の各トラ
ンジスタ対に対して第1及び第2の負荷を選択的に接続
した構成としているので、第1の極性の一対のトランジ
スタと第2の極性の二対のトランジスタはそれぞれ負荷
と定電流源とによって決定される動作点によって動作さ
れるため、インバータ/ノンインバータ回路と等しい動
作点に一定化することが可能となり、本発明回路をイン
バータ/ノンインバータ回路と一体化した場合にもレベ
ルシフト回路が不要となり、半導体集積回路の回路構成
を簡略化できる効果がある。
【0026】また、第2の極性の二対のトランジスタを
構成するトランジスタのうち、1つのトランジスタを第
1の負荷に、他の3つのトランジスタを第2の負荷にそ
れぞれ接続し、1つのトランジスタと第1の負荷との接
続点をNAND出力とし、3つのトランジスタと第2の
負荷との接続点をAND出力とすることで、動作点がイ
ンバータ/ノンインバータ回路と等しいAND/NAN
D回路が構成でき、レベルシフト回路が不要なAND/
NAND回路とインバータ/ノンインバータ回路を含む
半導体集積回路が構成できる。
構成するトランジスタのうち、1つのトランジスタを第
1の負荷に、他の3つのトランジスタを第2の負荷にそ
れぞれ接続し、1つのトランジスタと第1の負荷との接
続点をNAND出力とし、3つのトランジスタと第2の
負荷との接続点をAND出力とすることで、動作点がイ
ンバータ/ノンインバータ回路と等しいAND/NAN
D回路が構成でき、レベルシフト回路が不要なAND/
NAND回路とインバータ/ノンインバータ回路を含む
半導体集積回路が構成できる。
【0027】更に、第2の極性の二対のトランジスタを
構成するトランジスタのうち、各対の互いに逆極性の論
理値が入力されるトランジスタをそれぞれ組にして第1
の負荷と第2の負荷に接続し、一方のトランジスタ組と
第1の負荷との接続点をEXOR出力とし、他方のトラ
ンジスタ組と第2の負荷との接続点をEXNOR出力と
することで、動作点がインバータ/ノンインバータ回路
と等しいEXOR/EXNOR回路が構成でき、レベル
シフト回路が不要なEXOR/EXNOR回路とインバ
ータ/ノンインバータ回路を含む半導体集積回路が構成
できる。
構成するトランジスタのうち、各対の互いに逆極性の論
理値が入力されるトランジスタをそれぞれ組にして第1
の負荷と第2の負荷に接続し、一方のトランジスタ組と
第1の負荷との接続点をEXOR出力とし、他方のトラ
ンジスタ組と第2の負荷との接続点をEXNOR出力と
することで、動作点がインバータ/ノンインバータ回路
と等しいEXOR/EXNOR回路が構成でき、レベル
シフト回路が不要なEXOR/EXNOR回路とインバ
ータ/ノンインバータ回路を含む半導体集積回路が構成
できる。
【図1】本発明をAND/NAND回路に適用した第1
実施例の回路図とその論理表である。
実施例の回路図とその論理表である。
【図2】本発明をAND/NAND回路に適用した第2
実施例の回路図とその論理表である。
実施例の回路図とその論理表である。
【図3】本発明をEXOR/EXNOR回路に適用した
第3実施例の回路図とその論理表である。
第3実施例の回路図とその論理表である。
【図4】本発明をEXOR/EXNOR回路に適用した
第4実施例の回路図とその論理表である。
第4実施例の回路図とその論理表である。
【図5】従来のAND/NAND回路の一例の回路図と
その論理表である。
その論理表である。
【図6】従来のEXOR/EXNOR回路の一例の回路
図とその論理表である。
図とその論理表である。
【図7】従来のインバータ/ノンインバータ回路の一例
の回路図とその論理表である。
の回路図とその論理表である。
Q11,Q12,Q23〜Q26,Q31,Q32,Q
43〜Q46 PMOSQ13〜Q16,Q21,Q2
2,Q33〜Q36,Q41,Q42 NMOSI1
1,I12,I13〜I41,I42,I43 定電流 R11,R12〜R41,R42 負荷抵抗
43〜Q46 PMOSQ13〜Q16,Q21,Q2
2,Q33〜Q36,Q41,Q42 NMOSI1
1,I12,I13〜I41,I42,I43 定電流 R11,R12〜R41,R42 負荷抵抗
Claims (3)
- 【請求項1】 第1の論理値を差動入力とするソース結
合対を構成する第1の極性の一対のトランジスタと、こ
の第1の極性のトランジスタ対を駆動するための第1の
定電流源と、第2の論理値を差動入力とするソース結合
対を構成し、かつそれぞれが前記第1の極性のトランジ
スタ対の各ドレインに接続された第2の極性の二対のト
ランジスタと、前記第2の極性のそれぞれのトランジス
タ対を駆動する第2及び第3の定電流源と、これら第2
の極性の各トランジスタ対に接続される第1及び第2の
負荷とを備え、前記第2の極性の二対のトランジスタを
構成する4個のトランジスタのうち、1つのトランジス
タを前記第1の負荷に接続し、他の3つのトランジスタ
を前記第2の負荷に接続し、前記1つのトランジスタと
第1の負荷との接続点をNAND出力とし、前記3つの
トランジスタと第2の負荷との接続点をAND出力とし
てAND/NAND回路を構成することを特徴とする半
導体集積回路。 - 【請求項2】 第1の論理値を差動入力とするソース結
合対を構成する第1の極性の一対のトランジスタと、こ
の第1の極性のトランジスタ対を駆動するための第1の
定電流源と、第2の論理値を差動入力とするソース結合
対を構成し、かつそれぞれが前記第1の極性のトランジ
スタ対の各ドレインに接続された第2の極性の二対のト
ランジスタと、前記第2の極性のそれぞれのトランジス
タ対を駆動する第2及び第3の定電流源と、これら第2
の極性の各トランジスタ対に接続される第1及び第2の
負荷とを備え、前記第2の極性の二対のトランジスタを
構成する4個のトランジスタのうち、各対の互いに逆極
性の論理値が入力されるトランジスタをそれぞれ組に
し、一方のトランジスタ組に前記第1の負荷を接続し、
他方のトランジスタ組に前記第2の負荷を接続し、前記
一方のトランジスタ組と第1の負荷との接続点をEXO
R出力とし、他方のトランジスタ組と第2の負荷との接
続点をEXNOR出力としてEXOR/EXNOR回路
を構成することを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項3】 トランジスタの差動対で構成されるイン
バータ/ノンインバータ回路と一体に形成される請求項
1または2の半導体集積回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6222747A JP2630272B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 半導体集積回路 |
US08/519,172 US5583456A (en) | 1994-08-25 | 1995-08-25 | Differentially coupled AND/NAND and XOR/XNOR circuitry |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6222747A JP2630272B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 半導体集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0865148A JPH0865148A (ja) | 1996-03-08 |
JP2630272B2 true JP2630272B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=16787279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6222747A Expired - Lifetime JP2630272B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 半導体集積回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5583456A (ja) |
JP (1) | JP2630272B2 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5668750A (en) * | 1995-07-28 | 1997-09-16 | Nec Corporation | Bipolar multiplier with wide input voltage range using multitail cell |
US5926408A (en) * | 1995-07-28 | 1999-07-20 | Nec Corporation | Bipolar multiplier with wide input voltage range using multitail cell |
US6002270A (en) * | 1995-11-09 | 1999-12-14 | Spaceborne, Inc. | Synchronous differential logic system for hyperfrequency operation |
US5909127A (en) * | 1995-12-22 | 1999-06-01 | International Business Machines Corporation | Circuits with dynamically biased active loads |
AU730555B2 (en) * | 1996-04-12 | 2001-03-08 | Nec Corporation | Bipolar translinear four-quadrant analog multiplier |
US5978379A (en) | 1997-01-23 | 1999-11-02 | Gadzoox Networks, Inc. | Fiber channel learning bridge, learning half bridge, and protocol |
US6008670A (en) * | 1997-08-19 | 1999-12-28 | Hewlett-Packard | Differential CMOS logic family |
KR100275948B1 (ko) * | 1998-04-14 | 2000-12-15 | 김영환 | 차동모드낸드/노어게이트 |
JP2000011661A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Nec Corp | データアウトバッファ回路 |
US6094074A (en) * | 1998-07-16 | 2000-07-25 | Seiko Epson Corporation | High speed common mode logic circuit |
US7430171B2 (en) | 1998-11-19 | 2008-09-30 | Broadcom Corporation | Fibre channel arbitrated loop bufferless switch circuitry to increase bandwidth without significant increase in cost |
US6424194B1 (en) * | 1999-06-28 | 2002-07-23 | Broadcom Corporation | Current-controlled CMOS logic family |
US6294940B1 (en) * | 2000-06-21 | 2001-09-25 | Infineon Technologies North America Corp. | Symmetric clock receiver for differential input signals |
US6414519B1 (en) | 2000-09-15 | 2002-07-02 | Applied Micro Circuits Corporation | Equal delay current-mode logic circuit |
DE10063686A1 (de) * | 2000-12-20 | 2002-07-18 | Infineon Technologies Ag | Schaltungsanordnung zur Pegelerhöhung, insbesondere zum Ansteuern einer programmierbaren Verbindung |
US6429691B1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-08-06 | International Business Machines Corporation | Differential-input circuit |
US7239636B2 (en) | 2001-07-23 | 2007-07-03 | Broadcom Corporation | Multiple virtual channels for use in network devices |
US7295555B2 (en) | 2002-03-08 | 2007-11-13 | Broadcom Corporation | System and method for identifying upper layer protocol message boundaries |
US7346701B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-03-18 | Broadcom Corporation | System and method for TCP offload |
US7411959B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-08-12 | Broadcom Corporation | System and method for handling out-of-order frames |
US7934021B2 (en) | 2002-08-29 | 2011-04-26 | Broadcom Corporation | System and method for network interfacing |
US7313623B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-12-25 | Broadcom Corporation | System and method for TCP/IP offload independent of bandwidth delay product |
US8180928B2 (en) | 2002-08-30 | 2012-05-15 | Broadcom Corporation | Method and system for supporting read operations with CRC for iSCSI and iSCSI chimney |
JP2005151508A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | 電流モードロジック回路 |
US11144316B1 (en) | 2018-04-17 | 2021-10-12 | Ali Tasdighi Far | Current-mode mixed-signal SRAM based compute-in-memory for low power machine learning |
RU2712412C1 (ru) * | 2018-12-25 | 2020-01-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Токовый пороговый логический элемент "равнозначность" |
US10915298B1 (en) | 2019-10-08 | 2021-02-09 | Ali Tasdighi Far | Current mode multiply-accumulate for compute in memory binarized neural networks |
US11615256B1 (en) | 2019-12-30 | 2023-03-28 | Ali Tasdighi Far | Hybrid accumulation method in multiply-accumulate for machine learning |
US11610104B1 (en) | 2019-12-30 | 2023-03-21 | Ali Tasdighi Far | Asynchronous analog accelerator for fully connected artificial neural networks |
RU2727145C1 (ru) * | 2020-03-03 | 2020-07-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Токовый пороговый троичный элемент "минимум" |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4558236A (en) * | 1983-10-17 | 1985-12-10 | Sanders Associates, Inc. | Universal logic circuit |
US4686392A (en) * | 1985-10-30 | 1987-08-11 | International Business Machines Corporation | Multi-functional differential cascode voltage switch logic |
US4833347A (en) * | 1986-02-28 | 1989-05-23 | Honeywell, Inc. | Charge disturbance resistant logic circuits utilizing true and complement input control circuits |
US5216295A (en) * | 1991-08-30 | 1993-06-01 | General Instrument Corp. | Current mode logic circuits employing IGFETS |
JP2752839B2 (ja) * | 1992-04-14 | 1998-05-18 | シャープ株式会社 | 複合論理回路 |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP6222747A patent/JP2630272B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-08-25 US US08/519,172 patent/US5583456A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0865148A (ja) | 1996-03-08 |
US5583456A (en) | 1996-12-10 |
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