JP2919524B2 - Logic gate - Google Patents
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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、ディジタル回路における論理ゲート、特に
NANDゲート及びNORゲートの回路構成に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a logic gate in a digital circuit,
The present invention relates to a circuit configuration of a NAND gate and a NOR gate.
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、例えばD.A.Ho
dges,H.G.Jackson“Analysis And Design Of Digital I
ntegrated Circuits"McGRAW-HILL Int.Co.P.104に記載
されるものがあった。以下、その構成を図を用いて説明
する。(Prior art) Conventionally, techniques in such a field include, for example, DAHo
dges, HG Jackson “Analysis And Design Of Digital I
There was a circuit described in “MgGRAW-HILL Int. Co.P.104. Integrated Circuits”. The configuration will be described below with reference to the drawings.
第2図は、従来の論理ゲートの一構成例を示すNANDゲ
ートの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a NAND gate showing one configuration example of a conventional logic gate.
このNANDゲート1は、入力端子2,3,4,5及び出力端子
6を有している。電源電位VCCと接地電位GNDとの間には
出力端子6を挟んでディプレッション形の負荷用MOSFET
7とエンハンスメント形のスイッチング用MOSFET8が接続
されている。MOSFET8のゲート電極と入力端子2との間
には、トランスミッションゲート用MOSFET9,10,11が接
続されている。各MOSFET9,10,11のゲート電極には、入
力端子3,4,5がそれぞれ接続されている。The NAND gate 1 has input terminals 2, 3, 4, 5 and an output terminal 6. A depletion type load MOSFET with the output terminal 6 interposed between the power supply potential VCC and the ground potential GND.
7 and an enhancement-type switching MOSFET 8 are connected. Transmission gate MOSFETs 9, 10, 11 are connected between the gate electrode of the MOSFET 8 and the input terminal 2. Input terminals 3, 4, and 5 are connected to gate electrodes of the MOSFETs 9, 10, and 11, respectively.
このNANDゲート1は、入力端子2,3,4,5のすべてがハ
イレベル(以下、Hレベルという)の時にMOSFET8のゲ
ート電圧がHレベルになり、MOSFET8がオンして出力端
子6がローレベル(以下、Lレベルという)になる。入
力端子2,3,4,5のいずれか1つでもLレベルになると、M
OSFET8のゲート電圧がLレベルになり、MOSFET8はオフ
して出力端子6がHレベルになる。In the NAND gate 1, when all of the input terminals 2, 3, 4, and 5 are at a high level (hereinafter, referred to as an H level), the gate voltage of the MOSFET 8 becomes the H level, the MOSFET 8 turns on, and the output terminal 6 becomes the low level. (Hereinafter, referred to as L level). When any one of the input terminals 2, 3, 4, and 5 becomes L level, M
The gate voltage of the OSFET 8 goes low, the MOSFET 8 turns off, and the output terminal 6 goes high.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の論理ゲートでは次のような
課題があった。(Problems to be solved by the invention) However, the logic gate having the above configuration has the following problems.
MOSFET8は、ゲート電圧がHレベルからLレベルに変
わる時、そのゲート電極の電荷の放出経路がないので、
ゲート電圧がLレベルに下がるのに時間がかかる。その
ため、出力端子6がLレベルからHレベルへ立ち上がる
のに時間を要し、NANDゲート1の高速化が妨げられる。When the gate voltage changes from the H level to the L level, the MOSFET 8 has no path for discharging the charge of the gate electrode.
It takes time for the gate voltage to drop to the L level. Therefore, it takes time for the output terminal 6 to rise from the L level to the H level, thereby preventing the NAND gate 1 from operating at a higher speed.
さらに、MOSFET8のゲート電圧のレベルは、入力端子
2,3,4,5に印加される印加電圧に依存するが、この印加
電圧は電源電位VCCの変動によって変化することがあ
る。そのため、MOSFET8のゲート電圧のレベルは電源電
位VCCの変動の影響を受け易く、MOSFET8のスイッチング
動作に誤動作が生じるおそれがある。Furthermore, the gate voltage level of MOSFET 8 is
Although it depends on the applied voltage applied to 2, 3, 4, and 5, this applied voltage may change due to the fluctuation of the power supply potential VCC. Therefore, the level of the gate voltage of the MOSFET 8 is easily affected by the fluctuation of the power supply potential VCC, and a malfunction may occur in the switching operation of the MOSFET 8.
本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、高
速動作が得られない点、電源電位の変動によってスイッ
チング用FETに誤動作が生じ易い点について解決した論
理ゲートを提供するものである。An object of the present invention is to provide a logic gate that solves the problems of the prior art that high-speed operation cannot be obtained and that a switching FET is likely to malfunction due to fluctuations in power supply potential.
(課題を解決するための手段) 前記課題を解決するために、本発明の内の第1の発明
は、論理ゲートにおいて、第1と第2の電源電位間に直
列接続された負荷用FET及びスイッチング用FETで構成さ
れるインバータと、前記スイッチング用FETのゲート電
極に直列接続された1つまたは複数のトランスミッショ
ンゲート用FETと、前記スイッチング用FETのゲート電極
と前記第2の電源電位との間に接続され、前記インバー
タの入力論理レベルを設定し、該スイッチング用FETの
ゲート電極の蓄積電荷を放電するための抵抗素子とを、
備えている。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, a first invention of the present invention provides a load FET connected in series between a first and a second power supply potential in a logic gate. An inverter including a switching FET, one or more transmission gate FETs connected in series to a gate electrode of the switching FET, and a gate between the switching FET gate electrode and the second power supply potential. A resistance element for setting the input logic level of the inverter and discharging the accumulated charge of the gate electrode of the switching FET;
Have.
第2の発明は、第1の発明の論理ゲートにおいて、前
記負荷用FET、前記スイッチング用FET及び前記トランス
ミッションゲート用FETをショットキー障壁ゲートFETで
構成し、前記トランスミッションゲート用FETの降伏電
圧値と前記スイッチング用FETの降伏電圧値との和以下
の降伏電圧値を有し、かつ該トランスミッションゲート
用FETのゲート・ソース間抵抗値及び前記抵抗素子の抵
抗値の和よりも小さい順方向抵抗値を有するダイオード
を、前記トランスミッションゲート用FETのゲート電極
と前記第2の電源電位との間に接続している。According to a second aspect, in the logic gate according to the first aspect, the load FET, the switching FET, and the transmission gate FET are each configured by a Schottky barrier gate FET, and a breakdown voltage value of the transmission gate FET is determined. It has a breakdown voltage value equal to or less than the breakdown voltage value of the switching FET and a forward resistance smaller than the sum of the gate-source resistance of the transmission gate FET and the resistance of the resistance element. And a diode having the same connected between the gate electrode of the transmission gate FET and the second power supply potential.
(作用) 第1の発明によれば、以上のように論理ゲートを構成
したので、抵抗素子は、例えば、スイッチング用FETの
ゲート電圧がHレベルからLレベルへ変化する際に、そ
のゲート電極の電荷を放出する経路を確保し、かつスイ
ッチング用FETのゲート電圧のレベルを設定するように
働く。(Operation) According to the first aspect, since the logic gate is configured as described above, when the gate voltage of the switching FET changes from the H level to the L level, for example, the resistance element is connected to the gate electrode of the switching element. It works to secure a path for releasing charges and to set the level of the gate voltage of the switching FET.
第2の発明によれば、負荷用FET、スイッチング用FET
及びトランスミッションゲート用FETは、ショットキー
障壁ゲートFETで構成したので、相互コンダクタンス特
性等に起因して高速特性を有するように働く。ダイオー
ド及び抵抗素子は、電源電位の変動等によってトランス
ミッションゲート用FETにショットキー電流が流れた際
にバイパス回路として機能して、そのショットキー電流
がスイッチング用FETに流れるのを阻止するように働
く。According to the second invention, a load FET and a switching FET
Further, since the transmission gate FET is constituted by a Schottky barrier gate FET, it works to have a high speed characteristic due to a mutual conductance characteristic and the like. The diode and the resistance element function as a bypass circuit when a Schottky current flows through the transmission gate FET due to fluctuations in the power supply potential or the like, and function to prevent the Schottky current from flowing through the switching FET.
(実施例) 第1図は、本発明の第1の実施例の論理ゲートを示す
NANDゲートの回路図である。FIG. 1 shows a logic gate according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a NAND gate.
このNANDゲート21は、入力端子22,23,24,25及び出力
端子26を有している。The NAND gate 21 has input terminals 22, 23, 24, 25 and an output terminal 26.
出力端子26と、第1の電源電位である電源電位VCCと
の間には、ディプレッション形の負荷用MOSFET27が接続
され、MOSFET27のゲート電極は出力端子26に接続されて
いる。出力端子26と、第2の電源電位である接地電位GN
Dとの間には、エンハンスメント形のスイッチング用MOS
FET28が接続されている。MOSFET27及び28によって、DCF
L(Direct Coupled FET Logic)インバータが構成され
ている。A depletion-type load MOSFET 27 is connected between the output terminal 26 and a power supply potential VCC as a first power supply potential, and a gate electrode of the MOSFET 27 is connected to the output terminal 26. An output terminal 26 and a ground potential GN which is a second power supply potential
Between D and enhancement type switching MOS
FET28 is connected. DCF by MOSFETs 27 and 28
An L (Direct Coupled FET Logic) inverter is configured.
MOSFET28のゲート電極と、入力端子22との間には、エ
ンハンスメント形のトランスミッションゲート用MOSFET
29,30,31が直列接続されている。各MOSFET29,30,31のゲ
ート電極は、それぞれ入力端子23,24,25に接続されてい
る。Between the gate electrode of the MOSFET 28 and the input terminal 22, an enhancement-type transmission gate MOSFET
29, 30, and 31 are connected in series. Gate electrodes of the respective MOSFETs 29, 30, 31 are connected to input terminals 23, 24, 25, respectively.
MOSFET28のゲート電極と接地電位GNDとの間には抵抗
素子32が接続されている。抵抗素子32は、MOSFET28のし
きい値電圧に応じた抵抗値を有している。The resistance element 32 is connected between the gate electrode of the MOSFET 28 and the ground potential GND. Resistance element 32 has a resistance value according to the threshold voltage of MOSFET.
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
NANDゲート21は、入力端子22,23,24,25がすべてHレ
ベルの時にMOSFET28のゲート電圧がHレベルになり、MO
SFET28がオンして出力端子26がLレベルになる。When the input terminals 22, 23, 24 and 25 are all at H level, the gate voltage of the MOSFET 28 becomes H level and the NAND gate 21
The SFET 28 turns on, and the output terminal 26 goes low.
入力端子22,23,24,25のいずれか1つがLレベルにな
ると、MOSFET28のゲート電圧がLレベルになる。この
時、MOSFET28のゲート電極の電荷は、抵抗素子32を介し
て接地電位GNDに流れるため、急速にMOSFET28がオフし
て出力端子26がHレベルになる。When any one of the input terminals 22, 23, 24, 25 goes low, the gate voltage of the MOSFET 28 goes low. At this time, since the electric charge of the gate electrode of the MOSFET 28 flows to the ground potential GND via the resistance element 32, the MOSFET 28 is rapidly turned off and the output terminal 26 goes to the H level.
本実施例では、次のような利点を有している。 This embodiment has the following advantages.
(a)NANDゲート21は抵抗素子32を設けて構成したの
で、MOSFET28のゲート電圧がHレベルからLレベルに切
換わる際に、急速にLレベルに下がる。そのため、出力
端子26がLレベルからHレベルへ立ち上がる時間が短く
なり、MOSFET28のスイッチング動作が高速になるので、
NANDゲート21の高速化が図れる。(A) Since the NAND gate 21 is provided with the resistance element 32, when the gate voltage of the MOSFET 28 switches from the H level to the L level, it rapidly drops to the L level. Therefore, the time for the output terminal 26 to rise from the L level to the H level is shortened, and the switching operation of the MOSFET 28 is accelerated.
The speed of the NAND gate 21 can be increased.
(b)MOSFET28のゲート電圧のレベル(Hレベル、Lレ
ベル)は、抵抗素子32の電圧降下値によって決まるた
め、電源電位VCCの変動による影響を受けにくくなる。
そのため、NANDゲート21は、電源電位VCCの変動によるM
OSFET28の誤動作が防止され、安定動作特性に優れる。(B) Since the level (H level, L level) of the gate voltage of the MOSFET 28 is determined by the voltage drop value of the resistance element 32, it is less affected by the fluctuation of the power supply potential VCC.
Therefore, the NAND gate 21 is driven by the change in the power supply potential VCC.
The malfunction of OSFET28 is prevented and the stable operation characteristics are excellent.
第3図は、本発明の第2の実施例の論理ゲートを示す
NANDゲートの回路図である。FIG. 3 shows a logic gate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a NAND gate.
このNANDゲート41は、入力端子42,43,44及び出力端子
45を有している。This NAND gate 41 has input terminals 42, 43, 44 and an output terminal
Has 45.
出力端子45と、第1の電源電位である電源電位VCCと
の間には、負荷用のショットキー障壁ゲートFETである
ディプレッション形の負荷用MESFET(Metal Semiconduc
tor FET)46が接続されている。MESFET46のゲート電極
は出力端子45に接続されている。出力端子45と、第2の
電源電位である接地電位GNDとの間には、スイッチング
用のショットキー障壁ゲートFETであり、降伏電圧値
(ショットキー電流が流れる限界の電圧値)がVfである
エンハンスメント形のスイッチング用MESFET47が接続さ
れている。MESFET46及び47によって、DCFLインバータが
構成されている。A depletion type load MESFET (Metal Semiconducduc), which is a load Schottky barrier gate FET, is provided between the output terminal 45 and the power supply potential VCC which is the first power supply potential.
tor FET) 46 is connected. The gate electrode of the MESFET 46 is connected to the output terminal 45. A switching Schottky barrier gate FET is provided between the output terminal 45 and the ground potential GND as the second power supply potential, and the breakdown voltage value (the limit voltage value at which the Schottky current flows) is Vf. An enhancement type switching MESFET 47 is connected. The MESFETs 46 and 47 form a DCFL inverter.
MESFET47のゲート電極と入力端子42との間には、ショ
ットキー障壁ゲートFETであって、降伏電圧値がVfであ
り、ゲート・ソース間抵抗値がRgsであるエンハンスメ
ント形のトランスミッションゲート用MESFET48,49が接
続されている。MESFET48は、例えばドレイン電極が入力
端子42に接続され、ソース電極がMESFET49のドレイン電
極に接続されており、MESFET49のソース電極はMESFET47
のゲート電極に接続されている。各MESFET48,49のゲー
ト電極には、それぞれ入力端子43,44が接続されてい
る。MESFET48のゲート電極と接地電位GNDとの間には、
ショットキーダイオード50,51がそれぞれ接地電位GND側
をカソードにして縦続接続され、MESFET49のゲート電極
と接地電位GNDとの間には、ショットキーダイオード52,
53がそれぞれ接地電位GND側をカソードにして縦続接続
されている。MESFET47のゲート電極と接地電位GNDとの
間には、抵抗素子54が接続されている。Between the gate electrode of the MESFET 47 and the input terminal 42, there is a Schottky barrier gate FET, a breakdown voltage value of which is Vf, and a gate-source resistance value of which is R gs . 49 is connected. The MESFET 48 has, for example, a drain electrode connected to the input terminal 42, a source electrode connected to the drain electrode of the MESFET 49, and a source electrode of the MESFET 49
Is connected to the gate electrode of Input terminals 43 and 44 are connected to gate electrodes of the MESFETs 48 and 49, respectively. Between the gate electrode of MESFET48 and the ground potential GND,
Schottky diodes 50 and 51 are connected in cascade with the ground potential GND side as a cathode, and between the gate electrode of MESFET 49 and ground potential GND,
53 are connected in cascade with the ground potential GND side as a cathode. A resistance element 54 is connected between the gate electrode of the MESFET 47 and the ground potential GND.
ここで、抵抗素子54は、MESFET47のしきい値電圧に応
じた抵抗値Rlを有している。ショットキーダイオード50
〜53は、それぞれ降伏電圧値がVfであり、それぞれ順方
向抵抗値がRs(<[Rgs+Rl]/2)である。Here, the resistive element 54 has a resistance value R l in accordance with the threshold voltage of MESFET47. Schottky diode 50
To 53 are each breakdown voltage value Vf, respectively forward resistance value R s (<[R gs + R l] / 2).
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
NANDゲート41は、入力端子42〜44に印加される印加電
圧によって各端子のレベルがHレベル(通常は、<2V
f)、またはLレベルになることによって、次のように
動作する。入力端子42がHレベルで、入力端子43,44の
いずれかがLレベルの時、MESFET48,49のいずれかが開
放状態になり、MESFET47のゲート電圧はLレベルになっ
て出力端子45はHレベルになる。The level of each terminal of the NAND gate 41 is set to the H level (usually, <2 V) by the applied voltage applied to the input terminals 42 to 44.
f) or the L level causes the following operation. When the input terminal 42 is at the H level and one of the input terminals 43 and 44 is at the L level, one of the MESFETs 48 and 49 is open, the gate voltage of the MESFET 47 is at the L level, and the output terminal 45 is at the H level. become.
入力端子42がLレベルの時は、入力端子43,44のレベ
ルにならずMESFET47のゲート電圧はLレベルになり、出
力端子45はHレベルになる。When the input terminal 42 is at the L level, the levels of the input terminals 43 and 44 are not attained, the gate voltage of the MESFET 47 is at the L level, and the output terminal 45 is at the H level.
入力端子42,43,44がすべてHレベルの時、MESFET47の
ゲート電圧はHレベルになり、出力端子45はLレベルに
なる。入力端子42,43,44のいずれか1つでもLレベルに
なると、MESFET47のゲート電圧はLレベルになる。ここ
で、MESFET47のゲート電圧がHレベルからLレベルに変
わる時、MESFET47のゲート電極の電荷は抵抗素子54を介
して接地電位GNDに流れる。When the input terminals 42, 43 and 44 are all at H level, the gate voltage of the MESFET 47 is at H level and the output terminal 45 is at L level. When any one of the input terminals 42, 43, and 44 becomes L level, the gate voltage of the MESFET 47 becomes L level. Here, when the gate voltage of the MESFET 47 changes from the H level to the L level, the charge of the gate electrode of the MESFET 47 flows to the ground potential GND via the resistance element 54.
入力端子44がHレベルで、かつ入力端子42,43の一方
または両方がLレベルの時に、入力端子44に印加される
印加電圧が電源電位VCCの変動等によって2Vfを越える
と、MESFET49にショットキー電流が流れる。このショッ
トキー電流はMESFET47に流れ込む。ところが、このショ
ットキー電流は、ショットキーダイオード52,53にも分
流し、これによってMESFET49のゲート電圧は低下する。
MESFET49のゲート電圧が低下すると、抵抗素子54の抵抗
値に対して、MESFET47のゲート・ソース間抵抗値が相対
的に大きくなるため、ショットキー電流は抵抗素子54の
方に流れ、MESFET47のゲート電圧はLレベルに帰着す
る。これは、入力端子43及びMESFET48についても同様で
ある。When the input terminal 44 is at the H level and one or both of the input terminals 42 and 43 are at the L level and the applied voltage applied to the input terminal 44 exceeds 2 Vf due to fluctuations in the power supply potential VCC, etc., the MESFET 49 is set to the Schottky. Electric current flows. This Schottky current flows into MESFET47. However, this Schottky current is also shunted to the Schottky diodes 52 and 53, whereby the gate voltage of the MESFET 49 decreases.
When the gate voltage of the MESFET 49 decreases, the resistance value between the gate and the source of the MESFET 47 becomes relatively larger than the resistance value of the resistance element 54, so that the Schottky current flows toward the resistance element 54, and Results in the L level. This is the same for the input terminal 43 and the MESFET 48.
第2の実施例は、次のような利点を有している。 The second embodiment has the following advantages.
(A)NANDゲート41に、第1の実施例と同様にして抵抗
素子54を設けたことにより、MESFET47のゲート電圧のH
レベルからLレベルへの立ち下がりが急速になる。その
ため、出力端子45は、LレベルからHレベルへの立ち上
がりが速くなり、NANDゲート41の動作が高速化する。さ
らに、MESFET46〜49は、ショットキー障壁ゲートFETな
ので、相互コンダクタンス特性に優れ、素子自体の高速
動作が得られる。(A) Since the resistance element 54 is provided in the NAND gate 41 in the same manner as in the first embodiment, the H level of the gate voltage of the MESFET 47 is increased.
The fall from the level to the L level becomes rapid. Therefore, the output terminal 45 rises quickly from the L level to the H level, and the operation of the NAND gate 41 is accelerated. Further, since the MESFETs 46 to 49 are Schottky barrier gate FETs, they have excellent transconductance characteristics, and high-speed operation of the device itself can be obtained.
したがって、NANDゲート41全体の高速化が促進され
る。Therefore, the speeding up of the entire NAND gate 41 is promoted.
(B)NANDゲート41に、抵抗素子54に加えて、ショット
キーダイオード50〜53を設けた。そのため、MESFET47の
ゲート電圧がLレベルの時に、MESFET48,49にショット
キー電流が流れても、MESFET47のゲート電圧がHレベル
にならずに、Lレベルに帰着する。したがって、NANDゲ
ート41の誤動作を防止できる。(B) In addition to the resistance element 54, Schottky diodes 50 to 53 are provided in the NAND gate 41. Therefore, even when a Schottky current flows through the MESFETs 48 and 49 when the gate voltage of the MESFET 47 is at the L level, the gate voltage of the MESFET 47 does not go to the H level but returns to the L level. Therefore, malfunction of the NAND gate 41 can be prevented.
(C)第1の実施例と同様に、MESFET47のゲート電圧の
レベルは、抵抗素子54の電圧降下値によって決まる。そ
のため、MESFET47のスイッチング動作は、電源電位VCC
の変動による影響を受けにくくなる。したがって、NAND
ゲート41の動作特性の安定化が図れる。(C) As in the first embodiment, the level of the gate voltage of the MESFET 47 is determined by the voltage drop value of the resistance element 54. Therefore, the switching operation of MESFET 47
Less sensitive to fluctuations in Therefore, NAND
The operation characteristics of the gate 41 can be stabilized.
(D)NANDゲート41は、ショットキーダイオード50〜53
を、例えばMESFETによって構成できる。即ち、MESFETの
ゲートをアノードとして、そのソース及びドレインを共
通接続してカソードにすればよい。そのため、NANDゲー
ト41は、新たな回路設計及び製造工程の付加等を行わな
くてもよく、簡単な製造工程によって実現可能である。(D) The NAND gate 41 includes Schottky diodes 50 to 53
Can be constituted by, for example, a MESFET. That is, the gate of the MESFET may be used as an anode, and its source and drain may be commonly connected and used as a cathode. Therefore, the NAND gate 41 does not need to add a new circuit design and manufacturing process, and can be realized by a simple manufacturing process.
(E)NANDゲート41は、MESFET46〜49を用いて構成して
いるので、NANDゲート41をGaAs及びInP等の化合物半導
体による集積回路等に設ける場合にも、しきい値が均一
で再現性のよいMESFET46〜49を製作でき、NANDゲート41
の動作特性の向上が図れる。(E) Since the NAND gate 41 is configured using the MESFETs 46 to 49, even when the NAND gate 41 is provided in an integrated circuit or the like using a compound semiconductor such as GaAs and InP, the threshold value is uniform and the reproducibility is high. Good MESFET 46-49 can be manufactured, NAND gate 41
Can be improved.
なお、本発明は第1及び第2の実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。Note that the present invention is not limited to the first and second embodiments,
Various modifications are possible. For example, there are the following modifications.
(I)ショットキーダイオード50〜53は、ショットキー
ダイオード以外のダイオードで構成することもできる。
また、そのダイオードの数は、それぞれのダイオードの
順方向抵抗値及び降伏電圧値の設定によって適宜変更可
能である。さらにショットキーダイオード50〜53の降伏
電圧はVfよりも小さく設定してもよい。(I) The Schottky diodes 50 to 53 can be constituted by diodes other than the Schottky diode.
Further, the number of the diodes can be appropriately changed by setting the forward resistance value and the breakdown voltage value of each diode. Further, the breakdown voltage of Schottky diodes 50 to 53 may be set lower than Vf.
(II)MESFET46〜49及びMOSFET27〜31は、ディプレッシ
ョン形またはエンハンスメント形を逆にして構成するこ
とも可能である。その場合には、電源電位VCC及び接地
電位GNDの設定を適宜変更する。また、MESFET47,48,49
等の降伏電圧値は同一である必要はない。(II) The MESFETs 46 to 49 and the MOSFETs 27 to 31 can be configured by reversing the depletion type or the enhancement type. In that case, the settings of the power supply potential VCC and the ground potential GND are changed as appropriate. Also, MESFET47,48,49
Etc. need not be the same.
(III)抵抗素子32及び54は、負荷用FET等で構成するこ
とが可能である。(III) The resistance elements 32 and 54 can be constituted by load FETs or the like.
(IV)NANDゲート21及び41の入力数(入力端子の数)
は、トランスミッションゲート用のFETの数を変えるこ
とにより、適宜変更することができる。(IV) Number of inputs of NAND gates 21 and 41 (number of input terminals)
Can be changed as appropriate by changing the number of transmission gate FETs.
(V)第1及び第2の実施例では、NANDゲートについて
説明したが、本発明はNORゲートに対しても適用が可能
である。(V) In the first and second embodiments, the NAND gate has been described, but the present invention is also applicable to a NOR gate.
(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、抵
抗素子を設けたので、スイッチング用FETのスイッチン
グ動作を高速にすると共に、該スイッチング用FETのゲ
ート電圧のレベルが電源電位の変動によって変化するの
を防止できる。(Effect of the Invention) As described above in detail, according to the first invention, since the resistance element is provided, the switching operation of the switching FET can be performed at high speed, and the level of the gate voltage of the switching FET can be reduced. It can be prevented from changing due to the fluctuation of the power supply potential.
第2の発明によれば、抵抗素子を設けたので、第1の
発明と同様の効果を有する。According to the second aspect, since the resistance element is provided, the same effect as that of the first aspect is obtained.
負荷用FET、スイッチング用FET及びトランスミッショ
ンゲート用FETを、ショットキー障壁ゲートFETで構成し
たので、論理ゲートの動作の高速化をさらに促進するこ
とができる。その上、論理ゲートを化合物半導体系の集
積回路等に形成する場合に、しきい値等の設定を精度よ
く行え、該論理ゲートの動作特性を向上させることがで
きる。Since the load FET, the switching FET, and the transmission gate FET are constituted by Schottky barrier gate FETs, it is possible to further accelerate the operation of the logic gate. In addition, when a logic gate is formed in a compound semiconductor integrated circuit or the like, a threshold value and the like can be accurately set, and the operation characteristics of the logic gate can be improved.
さらに、ダイオードを設けたので、該ダイオードは、
抵抗素子と連携して、トランスミッションゲート用FET
にショットキー電流が流れた場合にも、スイッチング用
FETのゲート電圧が変動して該スイッチング用FETが誤動
作するのを阻止する。Further, since a diode is provided, the diode is
FET for transmission gate in cooperation with resistive element
For switching even if a Schottky current flows through
This prevents the switching FET from malfunctioning due to fluctuations in the gate voltage of the FET.
したがって、高速動作特性及び動作安定性に優れた論
理ゲートを実現できる。Therefore, a logic gate having excellent high-speed operation characteristics and operation stability can be realized.
第1図は本発明の第1の実施例の論理ゲートを示すNAND
ゲートの回路図、第2図は従来の論理ゲートを示すNAND
ゲートの回路図、第3図は本発明の第2の実施例の論理
ゲートを示すNANDゲートの回路図である。 21,41……NANDゲート、27……負荷用MOSFET、28……ス
イッチング用MOSFET、29〜31……トランスミッションゲ
ート用MOSFET、32,54……抵抗素子、46……負荷用MESFE
T、47……スイッチング用MESFET、48,49……トランスミ
ッションゲート用MESFET、50〜53……ショットキーダイ
オード。FIG. 1 is a NAND circuit showing a logic gate according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a gate, and FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of a NAND gate showing a logic gate according to a second embodiment of the present invention. 21,41… NAND gate, 27… Load MOSFET, 28… Switching MOSFET, 29-31… Transmission gate MOSFET, 32,54… Resistance element, 46… Load MESFE
T, 47: MESFET for switching, 48, 49: MESFET for transmission gate, 50-53: Schottky diode.
Claims (2)
負荷用FET及びスイッチング用FETで構成されるインバー
タと、 前記スイッチング用FETのゲート電極に直列接続された
1つまたは複数のトランスミッションゲート用FETと、 前記スイッチング用FETのゲート電極と前記第2の電源
電位との間に接続され、前記インバータの入力論理レベ
ルを設定し、該スイッチング用FETのゲート電極の蓄積
電荷を放電するための抵抗素子とを、備えたことを特徴
とする論理ゲート。An inverter comprising a load FET and a switching FET connected in series between first and second power supply potentials; and one or more inverters connected in series to a gate electrode of the switching FET. A transmission gate FET, which is connected between the gate electrode of the switching FET and the second power supply potential, sets an input logic level of the inverter, and discharges accumulated charges in the gate electrode of the switching FET. A logic element comprising:
スミッションゲート用FETをショットキー障壁ゲートFET
で構成し、 前記トランスミッションゲート用FETの降伏電圧値と前
記スイッチング用FETの降伏電圧値との和以下の降伏電
圧値を有し、かつ該トランスミッションゲート用FETの
ゲート・ソース間抵抗値及び前記抵抗素子の抵抗値の和
よりも小さい順方向抵抗値を有するダイオードを、前記
トランスミッションゲート用FETのゲート電極と前記第
2の電源電位との間に接続したことを特徴とする論理ゲ
ート。2. The logic gate according to claim 1, wherein said load FET, said switching FET and said transmission gate FET are Schottky barrier gate FETs.
Having a breakdown voltage value equal to or less than the sum of the breakdown voltage value of the transmission gate FET and the breakdown voltage value of the switching FET, and the gate-source resistance value of the transmission gate FET and the resistance. A logic gate, wherein a diode having a forward resistance smaller than the sum of the resistances of the elements is connected between the gate electrode of the transmission gate FET and the second power supply potential.
Priority Applications (1)
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JP2012856A JP2919524B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Logic gate |
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JPH03217117A JPH03217117A (en) | 1991-09-24 |
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-
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