JP2655913B2 - FET semiconductor integrated circuit - Google Patents

FET semiconductor integrated circuit

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JP2655913B2
JP2655913B2 JP1129477A JP12947789A JP2655913B2 JP 2655913 B2 JP2655913 B2 JP 2655913B2 JP 1129477 A JP1129477 A JP 1129477A JP 12947789 A JP12947789 A JP 12947789A JP 2655913 B2 JP2655913 B2 JP 2655913B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、FET(電界効果トランジスタ)半導体集積
回路に関し、特にガリウム砒素等の化合物半導体基板上
に形成されるFET半導体集積回路に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an FET (field effect transistor) semiconductor integrated circuit, and more particularly to an FET semiconductor integrated circuit formed on a compound semiconductor substrate such as gallium arsenide. .

(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、特開昭62−
6412号公報、特開昭62−172817号公報に記載されるも
のがあった。以下、この構成を図を用いて説明する。
(Prior art) Conventionally, the technology in such a field is disclosed in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6412 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-172817. Hereinafter, this configuration will be described with reference to the drawings.

第2図は、前記文献に記載された従来のFET半導体
集積回路を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional FET semiconductor integrated circuit described in the above document.

このFET半導体集積回路は、レベルシフト部1を備
え、そのレベルシフト部1は、ダイオード1aおよびノー
マリオン型FET1bを備え、そのダイオード1aのアノード
が入力端子2に、カソードがFET1bのドレインにそれぞ
れ接続されている。そのFET1bのソースおよびゲートは
負の基準電位VSSに共通接続され、そのドレインが、ノ
ードN1を介してDCFL(Direct Coupled FET Logic)回路
である論理部3に接続されている。
This FET semiconductor integrated circuit includes a level shift unit 1, which includes a diode 1a and a normally-on type FET 1b, and has an anode connected to the input terminal 2 and a cathode connected to the drain of the FET 1b. Have been. The source and the gate of the FET 1b are commonly connected to a negative reference potential VSS, and the drain is connected to a logic unit 3 which is a DCFL (Direct Coupled FET Logic) circuit via a node N1.

論理部3は、ノードN1にゲートが接続されたノーマリ
オン型FET3a、およびノーマリオン型FET3bを備えてい
る。FET3aはソースが接地電位GNDに、ドレインがノード
N2にそれぞれ接続されている。FET3bがソースが正の基
準電位VDDに、ドレインおよびゲートがノードN2にそれ
ぞれ接続され、そのノードN2がレベルシフト部4に接続
されている。
The logic unit 3 includes a normally-on type FET 3a and a normally-on type FET 3b whose gate is connected to the node N1. FET3a has its source at ground potential GND and its drain at node
Each is connected to N2. The FET 3b has a source connected to the positive reference potential VDD, a drain and a gate connected to the node N2, and the node N2 is connected to the level shift unit 4.

レベルシフト部4は、ノードN2にアノードが接続され
たダイオード4a、およびノーマリオフ型FET4bを備え、
そのダイオード4aのカソードが、FET4bのドレインに接
続されている。そのFET4bのソースおよびゲートは、負
の基準電位VSSに共通接続され、そのドレインがバッフ
ァ部5に接続されている。
The level shift unit 4 includes a diode 4a having an anode connected to the node N2, and a normally-off FET 4b,
The cathode of the diode 4a is connected to the drain of the FET 4b. The source and the gate of the FET 4b are commonly connected to a negative reference potential VSS, and the drain is connected to the buffer unit 5.

バッファ部5は、FET4bのドレインがゲートに接続さ
れたノーマリオン型FET5a、およびノーマリオン型FET5b
を備え、そのFET5aのドレインが正の基準電位VDDに、ソ
ースが、ノードN3を介してFET5bのドレインにそれぞれ
接続されている。そして、FET5bのソースが接地電位GND
に、ゲートがノードN1にそれぞれ接続され、さらに、ノ
ードN3が出力端子6に接続されている。
The buffer unit 5 includes a normally-on type FET 5a in which the drain of the FET 4b is connected to the gate, and a normally-on type FET 5b.
The drain of the FET 5a is connected to the positive reference potential VDD, and the source is connected to the drain of the FET 5b via the node N3. And the source of FET5b is ground potential GND.
The gate is connected to the node N1 and the node N3 is connected to the output terminal 6.

次に動作を説明する。 Next, the operation will be described.

入力端子2の入力電位VIが“L"レベルであれば、FET5
bがオフ状態となる。一方、論理部3の出力側ノードN2
は、“H"レベルとなってFET5aがオン状態となるため、
出力端子6には“H"レベルの出力電位OUTが出力され
る。また、入力電位VIが“H"レベルであれば、FET5bは
オン状態であり、ノードN2が“L"レベルとなるので、出
力端子6には“L"レベルの出力電位OUTが出力される。
If the input potential VI of the input terminal 2 is at “L” level, FET5
b is turned off. On the other hand, the output node N2 of the logic unit 3
Becomes “H” level and the FET5a is turned on.
An “H” level output potential OUT is output to the output terminal 6. If the input potential VI is at the “H” level, the FET 5b is in the ON state and the node N2 is at the “L” level, so that the output terminal OUT outputs the “L” level output potential OUT.

ノードN2の“L"レベルは、接地電位GNDとほぼ等しい
0.2Vである。ところが、FET5aは、ゲート電圧が、ノー
マリオン型FETのスレッショルド電圧Vtd(=−0.5V)よ
り低くないと完全にオフしない。そこで、レベルシフト
部4によりノードN2の“L"レベルである0.2Vを−0.5V以
下の負の電位VSSに引き下げてFET5aのゲートに印加する
ことで、出力端子6が“L"レベルのときにFET5aが確実
にオフし、FET5aとFET5bとを相補的にオン・オフ動作さ
せている。これにより、バッファ部5における正の基準
電位VDDと接地電位GNDとの間に貫通電流が流れるのを防
止し、低消費電力化を図っている。
“L” level of node N2 is almost equal to ground potential GND
0.2V. However, the FET 5a does not turn off completely unless the gate voltage is lower than the threshold voltage Vtd (= −0.5 V) of the normally-on type FET. Therefore, the level shift unit 4 reduces the "L" level of the node N2, that is, 0.2 V, to a negative potential VSS of -0.5 V or less and applies the same to the gate of the FET 5a. The FET 5a is surely turned off, and the FET 5a and the FET 5b are turned on / off complementarily. This prevents a through current from flowing between the positive reference potential VDD and the ground potential GND in the buffer unit 5, thereby reducing power consumption.

しかし、第2図に示すFET半導体集積回路では、回路
構成素子の段数が多いため、入出力端子2,6間の自己遅
延が大きくなるという欠点があった。
However, the FET semiconductor integrated circuit shown in FIG. 2 has a drawback that the self-delay between the input / output terminals 2 and 6 becomes large because of the large number of circuit components.

そこで、前記文献において第3図のようなFET半導
体集積回路が提案されている。
Therefore, the above-mentioned document proposes an FET semiconductor integrated circuit as shown in FIG.

第3図は、従来の他のFET半導体集積回路を示す回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another conventional FET semiconductor integrated circuit.

このFET半導体集積回路は、第2図中のノーマリオン
型FET5aをノーマリオフ型FET5Aに置き換えると共に、同
図のレベルシフト部4を削除し、ノードN2とノーマリオ
フ型FET5Aのゲートを直結した回路構成となっている。
This FET semiconductor integrated circuit has a circuit configuration in which the normally-on type FET 5a in FIG. 2 is replaced with a normally-off type FET 5A, the level shift unit 4 in FIG. 2 is deleted, and the node N2 and the gate of the normally-off type FET 5A are directly connected. ing.

このような回路構成にすることで、ノーマリオフ型FE
T5Aのスレッショルド電圧は約0.2Vであるため、FET5Aと
FET5bとが相補的にオン・オフ動作でき、しかも自己遅
延の小さいFET半導体集積回路が得られる。
With such a circuit configuration, normally-off type FE
Since the threshold voltage of T5A is about 0.2V,
An FET semiconductor integrated circuit that can perform on / off operations complementary to the FET 5b and has a small self-delay is obtained.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成のFET半導体集積回路では、
次のような課題があった。
(Problems to be solved by the invention) However, in the FET semiconductor integrated circuit having the above configuration,
There were the following issues.

ノーマリオフ型FET5Aは、ノーマリオン型FET5aに比べ
てチャネルが浅いことから、同一チャネル幅であれば、
オン抵抗がノーマリオン型FET5aよりも大きくなる。そ
のため、前記文献で提案されたFET半導体集積回路は
駆動能力が減殺されるという問題を生ずる。
The normally-off type FET 5A has a shallower channel than the normally-on type FET 5a.
The on-resistance becomes larger than that of the normally-on type FET 5a. For this reason, the FET semiconductor integrated circuit proposed in the above document has a problem that the driving capability is reduced.

この問題を解決するためには、前記文献において示
されるような解決法がある。即ち、第2図中のレベルシ
フト部4のダイオード4aの両端に、このダイオード4aに
対して逆向きのダイオードを並列接続させ、スピードア
ップ・キャパシタとして機能させるものである。しか
し、スピードアップ・キャパシタの効果を大きくするた
め、その容量を増加させると、前段の論理部3の遅延が
拡大する等の問題が生ずる。
To solve this problem, there is a solution as shown in the above-mentioned document. That is, a diode opposite to the diode 4a is connected in parallel to both ends of the diode 4a of the level shift unit 4 in FIG. 2 to function as a speed-up capacitor. However, if the capacitance of the speed-up capacitor is increased in order to increase the effect of the speed-up capacitor, problems such as an increase in the delay of the logic unit 3 in the preceding stage occur.

したがって、上記いずれの構成のFET半導体集積回路
であっても、自己遅延が小さく、低消費電力で、しかも
高駆動能力のFET半導体集積回路を実現することは困難
であった。
Therefore, it has been difficult to realize an FET semiconductor integrated circuit having a small self-delay, low power consumption, and high driving capability, in any of the above-described FET semiconductor integrated circuits.

本発明は前記従来技術が持っていた課題として、自己
遅延が大きい、高消費電力、駆動能力が減殺される等の
点について解決したFET半導体集積回路を提供するもの
である。
An object of the present invention is to provide an FET semiconductor integrated circuit which solves the problems of the prior art, such as large self-delay, high power consumption, and reduced driving capability.

(課題を解決するための手段) 第1の発明では、前記課題を解決するために、1つま
たは複数の入力電位を所定のレベルにシフトするレベル
シフト部と、前記レベルシフト部の出力の論理をとりそ
の論理結果を出力側ノードから出力する論理部と、第1
の正の基準電位と接地電位との間に直列接続され、前記
出力側ノードと前記レベルシフト部の出力とに基づきそ
れぞれ相補的にオン・オフ動作する第1および第2のノ
ーマリオン型FETを有するバッファ部とを、備えたFET半
導体集積回路において、次の手段を講じたものである。
(Means for Solving the Problems) In the first invention, in order to solve the problems, a level shift unit that shifts one or a plurality of input potentials to a predetermined level, and a logic of an output of the level shift unit A logic unit which takes the logical result from the output side node and
Are connected in series between the positive reference potential and the ground potential of the first and second normally-on type FETs, which are turned on / off complementarily based on the output side node and the output of the level shift unit. And a buffer unit having the following features.

前記論理部は、前記出力側ノードと負の基準電位との
間に接続され、前記レベルシフト部の出力によりオン・
オフ動作するノーマリオフ型FETと、前記第1の正の基
準電位より低い第2の正の基準電位と前記出力側ノード
との間に接続された負荷用の第3のノーマリオン型FET
とで構成したものである。
The logic unit is connected between the output node and a negative reference potential, and is turned on / off by an output of the level shift unit.
A normally-off type FET that is turned off, and a third normally-on type FET for a load connected between the second positive reference potential lower than the first positive reference potential and the output side node
It is composed of

第2の発明は、第1の発明のFET半導体集積回路にお
いて、前記第2の正の基準電位を前記接地電位と等しく
したものである。
According to a second aspect, in the FET semiconductor integrated circuit according to the first aspect, the second positive reference potential is equal to the ground potential.

(作 用) 第1の発明によれば、以上のようにFET半導体集積回
路を構成したので、論理部のノーマリオフ型FETは、レ
ベルシフト部の出力によりオン・オフ動作し、オンのと
きに出力側ノードを負の基準電位とほぼ等しい電位にす
るように働く。また、論理部のノーマリオン型FETは、
第1の正の基準電位より低い第2の正の基準電位によ
り、出力側ノードに常に一定電流を供給し、ノーマリオ
フ型FETがオフのときに、出力側ノードを第2の正の基
準電位と同電位にするように働く。これにより、論理部
とバッファ部とが直結するように働く。
(Operation) According to the first invention, since the FET semiconductor integrated circuit is configured as described above, the normally-off type FET of the logic unit performs on / off operation by the output of the level shift unit, and outputs the output when it is on. It works to set the side node to a potential substantially equal to the negative reference potential. In addition, the normally-on type FET of the logic section
A constant current is always supplied to the output side node by the second positive reference potential lower than the first positive reference potential. When the normally-off type FET is off, the output side node is connected to the second positive reference potential. It works to make it the same potential. Thus, the logical unit and the buffer unit work so as to be directly connected.

第2の発明によれば、接地電位に等しい第2の正の基
準電位は、基準電源数を減ずるように働く。したがっ
て、前記課題を解決することができるのである。
According to the second aspect, the second positive reference potential equal to the ground potential acts to reduce the number of reference power supplies. Therefore, the above problem can be solved.

(実施例) 第1の実施例 第1図は、本発明の第1の実施例を示すFET半導体集
積回路の回路図であり、インバータとしての機能を有す
る回路である。
First Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram of an FET semiconductor integrated circuit showing a first embodiment of the present invention, which is a circuit having a function as an inverter.

このFET半導体集積回路は、入力電位VIを引き下げる
レベルシフト部10を有し、そのレベルシフト部10は、ダ
イオード10aおよびノーマリオン型FET10bを備えてい
る。そのダイオード10aのアノードが入力端子20に、カ
ソードが、FET10bのドレインにそれぞれ接続され、その
FET10bのソースおよびゲートが負の基準電位VSSに共通
接続されている。さらに、そのFET10bのドレインが、ノ
ードN10を介してDCFL回路である論理部30に接続されて
いる。
This FET semiconductor integrated circuit has a level shift unit 10 for lowering an input potential VI, and the level shift unit 10 includes a diode 10a and a normally-on type FET 10b. The anode of the diode 10a is connected to the input terminal 20, and the cathode is connected to the drain of the FET 10b.
The source and the gate of the FET 10b are commonly connected to a negative reference potential VSS. Further, the drain of the FET 10b is connected to the logic unit 30 which is a DCFL circuit via the node N10.

論理部30は、ノードN10の論理を取り、その論理を反
転させて出力側ノードN20から出力させる回路であり、
ノードN10にゲートが接続されたノーマリオフ型FET30
a、およびノーマリオン型FET30bを備えている。FET30a
はソースが負の基準電位VSSに、ドレインがノードN20に
それぞれ接続されている。さらに、FET30bのドレインが
正の基準電位VBBに、ソースおよびゲートがノードN20に
それぞれ接続され、そのノードN20がバッファ部40に接
続されている。
The logic unit 30 is a circuit that takes the logic of the node N10, inverts the logic, and outputs the inverted logic from the output node N20,
Normally-off FET30 with gate connected to node N10
a, and a normally-on type FET 30b. FET30a
Has a source connected to the negative reference potential VSS and a drain connected to the node N20. Further, the drain of the FET 30b is connected to the positive reference potential VBB, the source and the gate are connected to the node N20, and the node N20 is connected to the buffer unit 40.

バッファ部40は、ノードN20の電位を取り込み、その
電位を駆動して出力端子50に出力する回路であり、ノー
ドN20がゲートに接続されたノーマリオン型FET40a、お
よびノーマリオン型FET40bを備えている。そのFET40aの
ドレインが正の基準電位VDDに、ゲートがノードN20に、
ソースがノードN30を介してFET40bのドレインにそれぞ
れ接続されている。FET40aは、例えば、ゲート電圧が−
0.5V以下でオフし、ゲート電圧が−0.5Vより大きくなる
とオンし、そのゲート電圧の上昇に伴ってソース・ドレ
イン間の電流値が増加していく特性を有している。FET4
0bのソースは接地電位GNDに、ゲートがノードN10にそれ
ぞれ接続され、ノードN30が出力電位OUT用の出力端子50
に接続されている。
The buffer unit 40 is a circuit that takes in the potential of the node N20, drives the potential, and outputs the potential to the output terminal 50. . The drain of the FET 40a is at the positive reference potential VDD, the gate is at the node N20,
The sources are respectively connected to the drains of the FETs 40b via the nodes N30. The FET 40a has, for example, a gate voltage of −
It has a characteristic that it is turned off at 0.5 V or less, turned on when the gate voltage becomes larger than -0.5 V, and the current value between the source and the drain increases as the gate voltage increases. FET4
The source of 0b is connected to the ground potential GND, the gate is connected to the node N10, and the node N30 is connected to the output terminal 50 for the output potential OUT.
It is connected to the.

ここで、正の基準電位VDD,VBB、負の基準電位VSSおよ
び接地電位GNDは次の関係が成り立つ。
Here, the following relationship holds between the positive reference potentials VDD and VBB, the negative reference potential VSS, and the ground potential GND.

VSS<GND、VBB<VDD GND=VBB=0V VSS=−VF 但し、VF;タイオード10aのターンオン電圧(0.7V) 次に、入力電位VIが、“L"レベルの場合と“H"レベル
の場合の動作(A),(B)を説明する。
VSS <GND, VBB <VDD GND = VBB = 0V VSS = −VF where VF; turn-on voltage of diode 10a (0.7V) Next, when input potential VI is “L” level and “H” level (A) and (B) will be described.

(A) VIが“L"レベル(=0V)の場合 VSS=−VFであるので、 VI−VSS=VF となり、ダイオード10aはオフ状態である。したがっ
て、ノードN10の電位V10は、 V10=VSS(=−0.7V) となり、FET30a,40bが共にオフ状態となる。この結果、
論理部30の出力電位は“H"レベルとなるので、ノードN2
0の電位V20は、 V20=VBB(=0V) となる。さらに、 V20>VTD 但し、VTD;FET40aのスレッショルド電圧(≦−0.5V) であるので、FET40aがオンし、出力電位OUTは“H"レベ
ル(=VDD)となる。
(A) When VI is at “L” level (= 0 V) Since VSS = −VF, VI−VSS = VF, and the diode 10a is off. Therefore, the potential V10 of the node N10 becomes V10 = VSS (= -0.7 V), and both the FETs 30a and 40b are turned off. As a result,
Since the output potential of logic unit 30 attains an "H" level, node N2
The potential V20 of 0 is as follows: V20 = VBB (= 0V). Further, V20> VTD, where VTD; the threshold voltage of the FET 40a (≦ −0.5 V), so that the FET 40a is turned on, and the output potential OUT becomes “H” level (= VDD).

(B) VIが“H"レベル(=VDD)の場合 ダイオード10aの電位V10がターンオンする。FET30aの
ゲート電圧は、 V10−VSS>VTE 但し、VTE;FET30aのスレッショルド電圧 であり、FET40bのゲート電圧V10は、 V10−0>VTE であるので、FET30a,40bが共にオンする。FET30aがオン
するので、ノードN20の電位V20は、 V20=VSS+VDS=−0.6V 但し、VDS;FET30bのドレイン・ソース間の電圧(0.1
V)であり、“L"レベルとなる。
(B) When VI is at “H” level (= VDD) The potential V10 of the diode 10a is turned on. The gate voltage of the FET 30a is V10−VSS> VTE where VTE is the threshold voltage of the FET 30a, and the gate voltage V10 of the FET 40b is V10−0> VTE, so that both the FETs 30a and 40b are turned on. Since the FET 30a is turned on, the potential V20 of the node N20 is V20 = VSS + VDS = −0.6V, where VDS; the voltage between drain and source of the FET 30b (0.1
V), which is the “L” level.

ここで、出力電位OUTの“L"レベル電位VOL≒0Vとする
と、FET40aのゲート電圧は、 V20−VOL=−0.6V(<VTD) となるので、FET40aが完全にオフする。なお、V20−VOL
が−0.5Vより大きければFET40aは完全にはオフしない
が、V20−VOLが−0.5Vを大きく越えない限りそのFET40a
のソース・ドレイン間に大電流が流れない。
Here, assuming that the output potential OUT is at the “L” level potential VOL ≒ 0 V, the gate voltage of the FET 40a is V20−VOL = −0.6V (<VTD), so that the FET 40a is completely turned off. V20-VOL
Is higher than -0.5V, the FET 40a does not turn off completely, but as long as V20-VOL does not greatly exceed -0.5V, the FET 40a
Large current does not flow between the source and the drain.

一方、前述のようにFET40bがオンするから、出力電位
OUTは“L"レベル(VOL)となる。この時、出力電位OUT
が最も低い値になったとしても、FET40aがオンすること
はなく、無用な貫通電流が流れない。したがって、FET4
0bに電圧降下が生ずることもなく、VOL=0Vが成立す
る。
On the other hand, since the FET 40b is turned on as described above, the output potential
OUT becomes “L” level (VOL). At this time, the output potential OUT
Even if the value of is low, the FET 40a does not turn on, and no unnecessary through current flows. Therefore, FET4
VOL = 0V holds without any voltage drop at 0b.

前述のV20=−0.6Vという値は、FET30a,30bの利得に
よって変化するものであるが、ノーマリオン型FETおよ
びノーマリオフ型FETを用いるこの種のDCFL型のインバ
ータ回路としては、充分に実現可能である。
The above-mentioned value of V20 = -0.6V varies depending on the gain of the FETs 30a and 30b. However, this type of DCFL inverter circuit using a normally-on type FET and a normally-off type FET can be sufficiently realized. is there.

この第1の実施例では、次のような利点がある。 The first embodiment has the following advantages.

(1) 最終段のバッファ部40のFET40a,40bが相補的に
オン・オフ動作するので、駆動能力を高めるために、FE
T40a,40bの利得を大きくしても、低消費電力を実現でき
る。
(1) Since the FETs 40a and 40b of the buffer section 40 in the final stage perform on / off operations complementarily, the FE
Even if the gain of T40a, 40b is increased, low power consumption can be realized.

(2) バッファ部40のFET40a,40bは、チャネルの深い
ノーマリオン型FETであるので、小さいチャネル幅であ
っても大きい駆動能力を得ることができる。
(2) Since the FETs 40a and 40b of the buffer unit 40 are normally-on FETs having a deep channel, a large driving capability can be obtained even with a small channel width.

(3) バッファ部40のFET40a,40bのチャネル幅を小さ
くできるので、前段の論理部30の動作速度が向上する。
(3) Since the channel width of the FETs 40a and 40b of the buffer unit 40 can be reduced, the operation speed of the logic unit 30 in the preceding stage is improved.

(4) 従来、論理部3とバッファ部5との間に必要と
されたレベルシフト部4が不要となったので、その分、
自己遅延を小さくできる。
(4) Conventionally, the level shift unit 4 required between the logic unit 3 and the buffer unit 5 is no longer necessary.
Self delay can be reduced.

(5) 出力電位OUTの論理振幅VHLは0.7Vになるので、
無理無くDCFL回路を駆動でき、DCFLと、出力段にバッフ
ア部を有するBFL(Buffered FET Logic)とを混用する
回路に用いることで特に有用となる。
(5) Since the logic amplitude VHL of the output potential OUT becomes 0.7 V,
A DCFL circuit can be driven without difficulty, and it is particularly useful when used in a circuit in which the DCFL and a BFL (Buffered FET Logic) having a buffer section in an output stage are mixed.

第2の実施例 第4図は、本発明の第2の実施例を示すFET半導体集
積回路の回路図であり、2入力NOR回路としての機能を
有する回路である。
Second Embodiment FIG. 4 is a circuit diagram of an FET semiconductor integrated circuit showing a second embodiment of the present invention, which is a circuit having a function as a two-input NOR circuit.

このFET半導体集積回路は、第1図中のレベルシフト
部10をレベルシフト部10Aに置き換えた回路構成であ
り、第1図中の要素と共通の要素には同一の符号が付さ
れている。
This FET semiconductor integrated circuit has a circuit configuration in which the level shift unit 10 in FIG. 1 is replaced with a level shift unit 10A, and the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

レベルシフト部10Aは、ダイオード10A−1,10A−2お
よびノーマリオン型FET10A−3を備えている。そのダイ
オード10A−1,10A−2のアノードが、入力端子20a,20b
にそれぞれ接続され、ダイオード10A−1,10A−2のカソ
ードが、FET10A−3のドレインにそれぞれ接続されてい
る。そのFET10A−3のソースおよびゲートは、負の基準
電位VSSに共通接続され、そのドレインがノードN10に接
続されている。このノードN10と出力端子50との間は、
第1図と同様に接続されている。
The level shift unit 10A includes diodes 10A-1, 10A-2 and a normally-on type FET 10A-3. The anodes of the diodes 10A-1, 10A-2 are connected to the input terminals 20a, 20b.
, And the cathodes of the diodes 10A-1 and 10A-2 are connected to the drain of the FET 10A-3, respectively. The source and gate of the FET 10A-3 are commonly connected to a negative reference potential VSS, and the drain is connected to the node N10. Between the node N10 and the output terminal 50,
They are connected in the same way as in FIG.

次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.

入力端子20a,20bの一方でも“H"レベルになれば、ダ
イオード10A−1,10A−2のうち、アノードの“H"レベル
になった方がターンオンする。その結果、ノードN10が
“H"レベルになるので、出力電位OUTは“L"レベルとな
る。また、入力端子20a,20bが共に“L"レベルであれ
ば、ダイオード10A−1,10A−2は共にターンオフし、FE
T10A−3を介して負の基準電位VSSがそのままノードN10
に加わり、ノードN10は“L"レベルになるので、出力電
位OUTは“H"レベルになる。このように、NOR機能が実現
でき、第1の実施例と同様な効果が期待できる。
If one of the input terminals 20a, 20b also goes to "H" level, the diode 10A-1, 10A-2, which has the anode at "H" level, turns on. As a result, the node N10 goes to “H” level, so that the output potential OUT goes to “L” level. If the input terminals 20a and 20b are both at the "L" level, the diodes 10A-1 and 10A-2 are both turned off, and the FE
The negative reference potential VSS is directly applied to the node N10 via T10A-3.
And the node N10 goes to the “L” level, so that the output potential OUT goes to the “H” level. As described above, the NOR function can be realized, and the same effect as in the first embodiment can be expected.

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。その変形例として、例えば次のような
ものがある。
Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications are possible. For example, there are the following modifications.

(I) 第1の実施例では、VBB=GNDとしたが、GND<V
BB<VDDとすることも可能である。
(I) In the first embodiment, VBB = GND, but GND <V
It is also possible to set BB <VDD.

(II) 第2の実施例では、2入力NOR回路として構成
したが、2入力以上の多入力NOR回路として構成するこ
とも可能である。その場合、レベルシフト部10Aにダイ
オードを入力数に対応させて設ける必要がある。
(II) In the second embodiment, a two-input NOR circuit is used. However, a multi-input NOR circuit having two or more inputs can be used. In that case, it is necessary to provide diodes in the level shift unit 10A in correspondence with the number of inputs.

(III) 第1図及び第4図において、基準電位VDD,VSS
の極性を逆にし、それに対応して回路を構成する各FET
の極性を逆にすることも可能である。
(III) In FIGS. 1 and 4, the reference potentials VDD, VSS
Each FET that reverses the polarity of the corresponding circuit
Can be reversed.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、第1の発明によれば、論
理部において第2の正の基準電位と負の基準電位との間
に直列接続されたノーマリオン型FETとノーマリオフ型F
ETを用い、第2の正の基準電位を第1の正の基準電位よ
り低い電位としたので、バッファ部をオン抵抗の小さい
ノーマリオン型FETで構成でき、さらに論理部とバッフ
ァ部とを直結することができる。これにより、低消費電
力で、駆動能力が高く、しかも自己遅延の小さいFET半
導体集積回路を得ることができる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the first invention, the normally-on type FET and the normally-off FET connected in series between the second positive reference potential and the negative reference potential in the logic unit. Type F
Since the ET is used to set the second positive reference potential lower than the first positive reference potential, the buffer section can be constituted by a normally-on type FET having a small on-resistance, and the logic section and the buffer section are directly connected. can do. As a result, it is possible to obtain an FET semiconductor integrated circuit with low power consumption, high driving capability, and small self-delay.

第2の発明によれば、第2の正の基準電位を接地電位
と等しくしたので、その分、基準電源数を減らすことが
でき、回路構成を簡単化できる。
According to the second aspect, since the second positive reference potential is equal to the ground potential, the number of reference power supplies can be reduced accordingly, and the circuit configuration can be simplified.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示すFET半導体集積回
路の回路図、第2図は従来のFET半導体集積回路の回路
図、第3図は従来の他のFET半導体集積回路の回路図、
第4図は本発明の第2の実施例を示すFET半導体集積回
路の回路図である。 10,10A……レベルシフト部、20,20a,20b……入力端子、
30……論理部、40……バッファ部、50……出力端子、10
a,10A−1,10A−2……ダイオード、10b,10A−3,30b,40
a,40b……ノーマリオン型FET、30a……ノーマリオフ型F
ET、N10,N30……ノード、N20……出力側ノード、VI……
入力電位、OUT……出力電位、VDD……第1の正の基準電
位、VBB……第2の正の基準電位、GND……接地電位、VS
S……負の基準電位。
FIG. 1 is a circuit diagram of an FET semiconductor integrated circuit showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional FET semiconductor integrated circuit, and FIG. 3 is a circuit of another conventional FET semiconductor integrated circuit. Figure,
FIG. 4 is a circuit diagram of an FET semiconductor integrated circuit showing a second embodiment of the present invention. 10, 10A: Level shift unit, 20, 20a, 20b: Input terminal
30 ... Logic part, 40 ... Buffer part, 50 ... Output terminal, 10
a, 10A-1,10A-2 ... Diode, 10b, 10A-3,30b, 40
a, 40b… normally on type FET, 30a… normally off type F
ET, N10, N30 …… Node, N20 …… Output node, VI ……
Input potential, OUT: Output potential, VDD: First positive reference potential, VBB: Second positive reference potential, GND: Ground potential, VS
S ... Negative reference potential.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】1つまたは複数の入力電位を所定のレベル
にシフトするレベルシフト部と、 前記レベルシフト部の出力の論理をとりその論理結果を
出力側ノードから出力する論理部と、 第1の正の基準電位と接地電位との間に直列接続され、
前記出力側ノードと前記レベルシフト部の出力とに基づ
きそれぞれ相補的にオン・オフ動作する第1および第2
のノーマリオン型FETを有するバッファ部とを、備えたF
ET半導体集積回路において、 前記論理部は、 前記出力側ノードと負の基準電位との間に接続され、前
記レベルシフト部の出力によりオン・オフ動作するノー
マリオフ型FETと、前記第1の正の基準電位より低い第
2の正の基準電位と前記出力側ノードとの間に接続され
た負荷用の第3のノーマリオン型FETとで構成したこと
を特徴とするFET半導体集積回路。
A level shifter for shifting one or more input potentials to a predetermined level; a logic unit for taking a logic of an output of the level shifter and outputting a logic result from an output node; Connected in series between the positive reference potential of
First and second complementary ON / OFF operations based on the output side node and the output of the level shift unit, respectively.
And a buffer section having a normally-on type FET of
In the ET semiconductor integrated circuit, the logic unit is connected between the output node and a negative reference potential, and operates normally on / off by an output of the level shift unit. An FET semiconductor integrated circuit, comprising: a third normally-on FET for load connected between a second positive reference potential lower than a reference potential and the output node.
【請求項2】請求項1記載のFET半導体集積回路におい
て、 前記第2の正の基準電位を前記接地電位と等しくしたFE
T半導体集積回路。
2. The FET semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said second positive reference potential is equal to said ground potential.
T semiconductor integrated circuit.
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