JP3082340B2 - BiCMOS logic circuit - Google Patents

BiCMOS logic circuit

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JP3082340B2 JP03243733A JP24373391A JP3082340B2 JP 3082340 B2 JP3082340 B2 JP 3082340B2 JP 03243733 A JP03243733 A JP 03243733A JP 24373391 A JP24373391 A JP 24373391A JP 3082340 B2 JP3082340 B2 JP 3082340B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CMOSトランジスタ
とバイポーラトランジスタとを含み構成される、いわゆ
るBiCMOS論理回路に利用する。
The present invention is applied to a so-called BiCMOS logic circuit including a CMOS transistor and a bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のBiCMOS論理回路の内、代表
的なインバータ回路を図4に示す。図4において、Q1
はPチャネルMOSトランジスタ、Q2 とQ3 はNチャ
ネルMOSトランジスタ、Q4 とQ5 はNPNバイポー
ラトランジスタ、R1 は抵抗、VCCは高電圧電源(電
圧もVCCとする)、INは入力端子、ならびにOUT
は出力端子を示している。
2. Description of the Related Art A typical inverter circuit of a conventional BiCMOS logic circuit is shown in FIG. In FIG. 4, Q 1
Is a P-channel MOS transistor, Q 2 and Q 3 are N-channel MOS transistors, Q 4 and Q 5 are NPN bipolar transistors, R 1 is a resistor, VCC is a high voltage power supply (voltage is also VCC), IN is an input terminal, And OUT
Indicates an output terminal.

【0003】入力端子INが「H」レベルの場合、Nチ
ャネルMOSトランジスタQ2 とQ3 およびNPNバイ
ポーラトランジスタQ5 が「オン」し、出力端子OUT
はほぼGND(接地電位)レベルの「L」レベルとな
る。一方、入力端子INが「L」レベルの場合、Pチャ
ネルMOSトランジスタQ1 とNPNバイポーラトラン
ジスタQ4 が「オン」し、出力端子OUTはVCCより
ほぼ0.6V低いほぼ(VCC−0.6)Vレベルとな
る。
[0003] When the input terminal IN is at "H" level, N-channel MOS transistor Q 2 and Q 3 and NPN bipolar transistor Q 5 is turned "on", the output terminal OUT
Is almost at the “L” level of the GND (ground potential) level. On the other hand, when the input terminal IN is at "L" level. Therefore, P channel MOS transistor Q 1, NPN bipolar transistor Q 4 is turned "on", the output terminal OUT is substantially approximately 0.6V lower than VCC (VCC-0.6) It becomes V level.

【0004】BiCMOS型論理回路は、出力の負荷容
量が大きい場合、バイポーラトランジスタの高駆動能力
により、急速にスイッチングでき、その高速性のために
ゲートアレイおよびメモリ等の種々の製品に用いられて
いる。
When the output load capacity is large, the BiCMOS type logic circuit can switch rapidly due to the high driving capability of the bipolar transistor, and is used in various products such as gate arrays and memories because of its high speed. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般のLSIと同様
に、BiCMOS論理回路も種々多数の回路の高集積
化、大規模化が進んでいる。従って、BiCMOS論理
回路の出力配線が長距離にわたり隣接してレイアウトさ
れ、かつ隣接間容量もますます増加してくる。このBi
CMOS論理回路の出力配線が隣接することにより、隣
接する配線間容量が問題を起こすことを図5を用いて説
明する。
As in the case of a general LSI, BiCMOS logic circuits are also becoming more highly integrated and larger in scale. Therefore, the output wirings of the BiCMOS logic circuit are laid out adjacently over a long distance, and the capacitance between the adjacent wirings is further increased. This Bi
With reference to FIG. 5, the fact that output wirings of a CMOS logic circuit are adjacent to each other will cause a problem of capacitance between adjacent wirings.

【0006】図5は、横軸に時間、縦軸に二つのBiC
MOS論理回路の出力電圧を示している。図5におい
て、12は図4に示したBiCMOS論理回路であるイ
ンバータ回路の「H」レベル状態の出力電圧を示し、1
3は他方のBiCMOS論理回路の出力電圧を示してい
る。他方のBiCMOS論理回路の出力電圧がほぼGN
Dレベルの「L」状態から、時間t1 で急速に「H」レ
ベル状態へ変化した場合、出力電圧12は、配線間容量
により、ほぼ(VCC−0.6)Vに保持している電圧
が持ち上げられる。この持ち上げられた電圧は、BiC
MOS論理回路では、正常なほぼ(VCC−0.6)V
にもどすことができず、長期にわたり本来とは異なる
「H」レベル状態の電圧を保持し続けることになる。
FIG. 5 shows time on the horizontal axis and two BiCs on the vertical axis.
The output voltage of the MOS logic circuit is shown. In FIG. 5, reference numeral 12 denotes an "H" level output voltage of the inverter circuit which is the BiCMOS logic circuit shown in FIG.
Reference numeral 3 denotes the output voltage of the other BiCMOS logic circuit. The output voltage of the other BiCMOS logic circuit is almost GN
When the D level changes from the “L” state to the “H” level state rapidly at time t 1 , the output voltage 12 is substantially equal to (VCC−0.6) V due to the capacitance between wirings. Is lifted. This raised voltage is BiC
In a MOS logic circuit, a normal (VCC-0.6) V
Therefore, the voltage of the “H” level state different from the original state is maintained for a long time.

【0007】以上説明したように、従来のBiCMOS
論理回路では、出力配線の隣接する回路が動作時、本来
の「H」レベル、つまりほぼ(VCC−0.6)Vが保
持できなくなり、不安定な「H」レベル状態となる欠点
があった。
As described above, the conventional BiCMOS
The logic circuit has a drawback that when the circuit adjacent to the output wiring operates, the original "H" level, that is, almost (VCC-0.6) V cannot be held, and the state becomes unstable "H" level. .

【0008】本発明の目的は、前記の欠点を除去するこ
とにより、隣接出力配線信号の影響で「H」レベル状態
が本来のレベル以上に持ち上げられ不安定となることの
ない、BiCMOS論理回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a BiCMOS logic circuit which eliminates the above-mentioned drawbacks so that the "H" level state is not raised to an original level or becomes unstable due to the influence of an adjacent output wiring signal. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、高電圧電源と
接地電位間にそれぞれ接続され、ゲートが入力端子に接
続されたCMOSインバータと、縦続接続された二つの
NPNバイポーラトランジスタから構成され共通接続点
が出力端子に接続された出力回路とを含むBiCMOS
論理回路において、ソースが前記高電圧電源にドレイン
が前記出力端子にゲートが前記入力端子にそれぞれ接続
されたPチャネルMOSトランジスタを含むことを特徴
とする。
The present invention comprises a CMOS inverter connected between a high voltage power supply and a ground potential and having a gate connected to an input terminal, and two NPN bipolar transistors connected in cascade. BiCMOS including output circuit having connection point connected to output terminal
In the logic circuit, a P-channel MOS transistor having a source connected to the high-voltage power supply, a drain connected to the output terminal, and a gate connected to the input terminal is included.

【0010】また、本発明は、前記PチャネルMOSト
ランジスタのソースが前記高電圧電源に代えて接続され
た定電圧回路を含むことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a source of the P-channel MOS transistor includes a constant voltage circuit connected in place of the high voltage power supply.

【0011】また、本発明は、前記定電圧回路は、一端
が前記高電圧電源に他端が前記PチャネルMOSトラン
ジスタのソースにそれぞれ接続された第一の抵抗と、一
端が第一の抵抗の他端に他端が接地電位にそれぞれ接続
された第二の抵抗とを含むことが好ましい。
Further, in the present invention, the constant voltage circuit preferably includes a first resistor having one end connected to the high voltage power supply and the other end connected to the source of the P-channel MOS transistor, and one end having the first resistor. Preferably, the other end includes a second resistor having the other end connected to the ground potential.

【0012】[0012]

【作用】出力回路に接続されたPチャネルMOSトラン
ジスタは、出力端子が「H」レベル状態になると「オ
ン」し、出力端子のレベルを強制的にほぼVCCレベル
の一定電圧に保持し続ける。
The P-channel MOS transistor connected to the output circuit is turned "ON" when the output terminal attains the "H" level, and forcibly keeps the level of the output terminal at a constant voltage of approximately VCC level.

【0013】従って、隣接出力配線信号の影響で出力端
子の「H」レベル状態が不安定となることはない。
Therefore, the "H" level state of the output terminal does not become unstable due to the influence of the adjacent output wiring signal.

【0014】さらに、PチャネルMOSトランジスタの
ソースを高電圧電源(VCC)ではなく、例えば、(V
CC−0.6)Vの出力電圧を有する定電圧回路に接続
することで、始めから変化を受けないで(VCC−0.
6)Vの「H」レベル状態を保持することができる。
Further, the source of the P-channel MOS transistor is set to, for example, (V) instead of the high voltage power supply (VCC).
By connecting to a constant voltage circuit having an output voltage of (CC-0.6) V, there is no change from the beginning (VCC-0.
6) The "H" level state of V can be maintained.

【0015】なお、この定電圧回路は高電圧電源と接地
電位間に接続された分割抵抗により簡単に実現できる。
The constant voltage circuit can be easily realized by a dividing resistor connected between the high voltage power supply and the ground potential.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0017】図1は本発明の第一実施例を示す回路図
で、インバータ回路を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, showing an inverter circuit.

【0018】本第一実施例のインバータ回路は、高電圧
電源VCCと接地電位GND間にそれぞれ接続され、P
チャネルMOSトランジスタQ1 とNチャネルMOSト
ランジスタQ2 から構成され、共通接続されたゲートが
入力端子INに接続されたCMOSインバータと、縦続
接続された二つのNPNバイポーラトランジスタQ4
よびQ5 から構成され、共通接続点が出力端子OUTに
接続されNPNバイポーラトランジスタQ4 のベースが
PチャネルMOSトランジスタQ1 とNチャネルMOS
トランジスタQ2 の共通接続点に接続された出力回路
と、ドレインが出力端子OUTに接続されソースが抵抗
1 を介して接地電位GNDに接続されるとともにNP
NバイポーラトランジスタQ5 のベースに接続されゲー
トが入力端子INに接続されたNチャネルMOSトラン
ジスタQ3 とを含み、さらに、本発明の特徴とするとこ
ろの、ソースが高電圧電源VCCにドレインが出力端子
OUTにゲートが入力端子INにそれぞれ接続されたP
チャネルMOSトランジスタQ6 を含んでいる。すなわ
ち、本第一実施例は、図4の従来例に対して、Pチャネ
ルMOSトランジスタQ6 を付加したものである。
The inverter circuit according to the first embodiment is connected between a high voltage power supply VCC and a ground potential GND, respectively.
Consists channel MOS transistor Q 1, N-channel MOS transistor Q 2, and CMOS inverters commonly connected gates are connected to the input terminal IN, is composed of two NPN bipolar transistors Q 4 and Q 5 connected in cascade , The common connection point is connected to the output terminal OUT, and the base of the NPN bipolar transistor Q 4 is a P-channel MOS transistor Q 1 and an N-channel MOS transistor.
And connected to the output circuit to the common connection point of the transistors Q 2, together with the drain source connected to the output terminal OUT is connected to the ground potential GND via the resistor R 1 NP
And a N bipolar transistor Q N-channel MOS transistor Q 3 having its gate connected to the base is connected to the input terminal IN of 5, furthermore, the it is an aspect of the present invention, source drain output to a high voltage power supply VCC P whose gate is connected to the input terminal IN at the terminal OUT
It includes a channel MOS transistor Q 6. That is, the first embodiment book, the conventional example of FIG. 4, it is obtained by adding a P-channel MOS transistor Q 6.

【0019】次に、本第一実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the first embodiment will be described.

【0020】入力端子INが「H」レベルの場合、Nチ
ャネルMOSトランジスタQ2 とQ3 、およびNPNバ
イポーラトランジスタQ5 が「オン」し、出力端子OU
TはほぼGNDレベルの「L」レベル状態となる。入力
端子INが「L」レベルの場合、PチャネルMOSトラ
ンジスタQ1 とQ6 、およびNPNバイポーラトランジ
スタQ4 が「オン」し、出力端子OUTは「H」レベル
となる。
[0020] When the input terminal IN is at "H" level, N-channel MOS transistor Q 2 and Q 3, and NPN bipolar transistor Q 5 is turned "on", the output terminal OU
T is substantially in the “L” level state of the GND level. When the input terminal IN is at "L" level. Therefore, P channel MOS transistor Q 1, Q 6, and the NPN bipolar transistor Q 4 is turned "on", the output terminal OUT becomes "H" level.

【0021】この論理回路の出力端子OUTが「L」レ
ベル状態から「H」レベル状態への遷移を詳しく説明す
ると、入力端子INが「H」レベル状態から「L」レベ
ル状態へ移ることにより、NチャネルMOSトランジス
タQ2 とQ3 およびNPNバイポーラトランジスタQ5
が「オフ」する。そして、PチャネルMOSトランジス
タQ1 とNPNバイポーラトランジスタQ4 が「オン」
することで、NPNバイポーラトランジスタQ4 の高駆
動能力により急速に「L」レベル状態からほぼ(VCC
−0.6)Vの「H」レベル状態へ変化し、さらに、P
チャネルMOSトランジスタQ6 の「オン」により出力
端子OUTはほぼVCCレベルとなる。
The transition of the output terminal OUT of the logic circuit from the "L" level state to the "H" level state will be described in detail. The input terminal IN changes from the "H" level state to the "L" level state. N channel MOS transistors Q 2 and Q 3 and NPN bipolar transistor Q 5
Turns off. Then, P-channel MOS transistor Q 1 and the NPN bipolar transistor Q 4 is "on"
Doing, almost rapidly from "L" level state by high drive capability of the NPN bipolar transistor Q 4 (VCC
−0.6) V changes to the “H” level state,
The output terminal OUT by "on" channel MOS transistor Q 6 is substantially VCC level.

【0022】出力端子OUTがほぼVCCレベルとなっ
ている状態で、隣接出力配線信号が図5の12に示すよ
うに急速に変化し、配線間容量により持ち上げられて
も、「オン」しているPチャネルMOSトランジスタQ
6 により、出力端子OUTの「H」レベル状態の電圧は
急速にほぼVCCレベルとなる。
When the output terminal OUT is almost at the VCC level, the adjacent output wiring signal changes rapidly as shown at 12 in FIG. 5 and remains "ON" even if it is lifted by the capacitance between the wirings. P channel MOS transistor Q
Due to 6 , the voltage of the output terminal OUT in the “H” level state rapidly becomes almost the VCC level.

【0023】すなわち、本第一実施例のインバータ回路
においては、出力配線の隣接する信号が動作しても、本
来の「H」レベル状態、つまりほぼVCCレベルを保持
でき、安定な出力電圧となることができる。
That is, in the inverter circuit according to the first embodiment, the original "H" level state, that is, almost the VCC level can be maintained even when the signal adjacent to the output wiring operates, and a stable output voltage is obtained. be able to.

【0024】図2は本発明の第二実施例を示す回路図
で、インバータ回路を示す。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, showing an inverter circuit.

【0025】本第二実施例は、図1の第一実施例におい
て、PチャネルMOSトランジスタのソースの接続を高
電圧電源VCCから、本発明の特徴とするところの、所
定の出力電圧を有する定電圧回路10へ代えたものであ
る。
The second embodiment differs from the first embodiment in FIG. 1 in that the connection of the source of the P-channel MOS transistor is changed from the high voltage power supply VCC to the constant voltage having a predetermined output voltage, which is a feature of the present invention. The voltage circuit 10 is replaced.

【0026】図1の第一実施例によると、出力端子OU
Tの「H」レベルの電位は、ほぼVCCレベルに保持さ
れ、PチャネルMOSトランジスタQ6 がない場合の本
来のほぼ(VCC−0.6)Vレベルとは異なってい
る。
According to the first embodiment of FIG. 1, the output terminal OU
The potential of "H" level of the T is held substantially VCC level is different from the original approximately (VCC-0.6) V level in the absence of a P-channel MOS transistor Q 6.

【0027】ところが、本第二実施例において、定電圧
回路10の出力電圧を(VCC−0.6)Vと設定する
ことにより、たとえ隣接配線の影響があったとしても、
常に出力端子OUTの「H」レベルを(VCC−0.
6)Vに保持することができるようになる。
However, in the second embodiment, by setting the output voltage of the constant voltage circuit 10 to (VCC-0.6) V, even if there is an influence of the adjacent wiring,
Always keep the “H” level of the output terminal OUT at (VCC-0.
6) It can be held at V.

【0028】図3は本発明の第三実施例を示す回路図
で、インバータ回路を示す。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, showing an inverter circuit.

【0029】本第三実施例は、図2の第二実施例におい
て、本発明の特徴とするところの、定電圧回路10を、
一端が高電圧電源VCCに他端がPチャネルMOSトラ
ンジスタQ6 のソースにそれぞれ接続された第一の抵抗
3 と、一端が抵抗R3 の他端に他端が接地電位GND
にそれぞれ接続された第二の抵抗R2 とを含み構成した
ものである。
The third embodiment differs from the second embodiment shown in FIG. 2 in that the constant voltage circuit 10 which is a feature of the present invention is
First resistor and R 3, one end and the other end to the other end with the ground potential GND of the resistor R 3 having one end and the other end to the high voltage power supply VCC is connected to the source of P-channel MOS transistor Q 6
And a second resistor R 2 connected to the second resistor R 2 .

【0030】一例として抵抗R3 が1KΩ、抵抗R2
7.3KΩおよびVCCが5Vの場合、接点11の電圧
は、(7.3×5)/(7.3+1)≒4.4Vとな
る。
As an example, when the resistance R 3 is 1 KΩ, the resistance R 2 is 7.3 KΩ, and VCC is 5 V, the voltage at the contact 11 is (7.3 × 5) / (7.3 + 1) ≒ 4.4 V. .

【0031】本第三実施例の出力端子OUTの「H」レ
ベルは、この場合ほぼ(VCC−0.6)Vの4.4V
の電位となっており、隣接出力配線信号が図5に示すよ
うに急速に変化して配線間容量により持ち上げられて
も、「オン」しているPチャネルMOSトランジスタQ
6 により、出力端子OUTの「H」レベル状態の電圧は
急速にほぼ(VCC−0.6)Vの電圧となり、論理回
路の「H」レベル状態の出力電圧はほぼ(VCC−0.
6)Vの電圧を保持し続けることになる。
The "H" level of the output terminal OUT of the third embodiment is approximately (VCC-0.6) V, that is, 4.4V.
The potential of the adjacent output wiring changes rapidly as shown in FIG. 5 and is raised by the capacitance between the wirings.
As a result, the voltage of the output terminal OUT in the "H" level state rapidly becomes almost (VCC-0.6) V, and the output voltage of the logic circuit in the "H" level state is almost (VCC-0.
6) The voltage of V is maintained.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、BiC
MOS論理回路において、論理回路が「H」レベル状態
時に「オン」するトランジスタを論理回路の出力に片方
の端子、他方の端子を高電圧電源または定電圧回路に接
続することにより、隣接出力配線信号が動作してもその
影響をうけることなく安定した「H」レベル状態を保持
することができる優れた効果がある。
As described above, according to the present invention, BiC
In a MOS logic circuit, a transistor that is turned "ON" when the logic circuit is at "H" level is connected to one terminal of the output of the logic circuit, and the other terminal is connected to a high voltage power supply or a constant voltage circuit, so that an adjacent output wiring signal is output. Has an excellent effect that a stable "H" level state can be maintained without being affected by the operation.

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

【図1】本発明の第一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二実施例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三実施例を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】従来例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図5】隣接出力配線の影響による出力電圧の変化を示
すタイミイグ図。
FIG. 5 is a timing chart showing a change in output voltage due to the influence of an adjacent output wiring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 定電圧回路 11 接点 12、13 出力電圧特性 GND 接地電位 IN 入力端子 OUT 出力端子 Q1 、Q6 PチャネルMOSトランジスタ Q2 、Q3 NチャネルMOSトランジスタ Q4 、Q5 NPNバイポーラトランジスタ VCC 高電圧電源10 constant voltage circuit 11 contacts 12 and 13 output voltage characteristic GND ground IN input terminal OUT output terminal Q 1, Q 6 P-channel MOS transistors Q 2, Q 3 N-channel MOS transistors Q 4, Q 5 NPN bipolar transistor VCC high voltage Power supply

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高電圧電源と接地電位間にそれぞれ接続
され、ゲートが入力端子に接続されたCMOSインバー
タと、縦続接続された二つのNPNバイポーラトランジ
スタから構成され共通接続点が出力端子に接続された出
力回路とを含むBiCMOS論理回路において、 ソースが前記高電圧電源にドレインが前記出力端子にゲ
ートが前記入力端子にそれぞれ接続されたPチャネルM
OSトランジスタを含むことを特徴とするBiCMOS
論理回路。
1. A CMOS inverter having a gate connected to an input terminal and a cascade-connected two NPN bipolar transistors connected between a high voltage power supply and a ground potential, and a common connection point connected to an output terminal. A P-channel M circuit having a source connected to the high-voltage power supply, a drain connected to the output terminal, and a gate connected to the input terminal.
BiCMOS including an OS transistor
Logic circuit.
【請求項2】 請求項1に記載のCMOS論理回路にお
いて、 前記PチャネルMOSトランジスタのソースが前記高電
圧電源に代えて接続された定電圧回路を含むことを特徴
とするBiCMOS論理回路。
2. The BiCMOS logic circuit according to claim 1, wherein a source of said P-channel MOS transistor includes a constant voltage circuit connected in place of said high voltage power supply.
【請求項3】 前記定電圧回路は、一端が前記高電圧電
源に他端が前記PチャネルMOSトランジスタのソース
にそれぞれ接続された第一の抵抗と、一端が第一の抵抗
の他端に他端が接地電位にそれぞれ接続された第二の抵
抗とを含む請求項2に記載のBiCMOS論理回路。
3. The constant voltage circuit includes a first resistor having one end connected to the high voltage power supply and the other end connected to the source of the P-channel MOS transistor, and one end connected to the other end of the first resistor. 3. The BiCMOS logic circuit according to claim 2, further comprising a second resistor having an end connected to the ground potential.
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