JP3767095B2 - Input interface device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は入力インターフェイス装置に関する。特に、Si論理回路(CMOS)の出力信号をGaAs論理回路(DCFL)に入力する際に使用する入力インターフェイス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話を始めとする高周波通信機器では、音声などの低周波信号処理にはSi(シリコン)素子を用い、送受信電波などの高周波信号処理にはGaAs素子を使用している。近年、GaAs素子を用いた信号処理回路においては電力増幅器、低雑音増幅器、スイッチ等のフロントエンド部をワンチップに集積化したICの実用化が進んでおり、この機能制御を行うためのGaAs論理回路もフロントエンド部と同一ICに集積化されるようになっている。
【0003】
一方、GaAs論理回路は低周波信号処理側で用いられているSi論理回路によって制御される。そのためには、Si論理回路の出力信号をGaAs論理回路へ入力する必要がある。
【0004】
しかし、Si論理回路は、一般にMOSFETで構成されたCMOSであり、出力論理振幅(以下、単に論理振幅という)は電源電圧VDD(及びグランド電位)である。また、Si論理回路は、出力インピーダンスが大きいため、ドライブ電流を大きくとることができない。これに対し、GaAs論理回路は、MESFETで構成されたDCFL(Direct Coupled FET Logic)の場合、入力論理振幅(以下、単に論理振幅という)は電源電圧VDDの値によらず、MESFETのゲートのダイオード特性(以下、ゲートダイオードという)の立ち上がり電圧(及びグランド電位)となる。また、GaAs論理回路は、立ち上がり電圧入力時にはゲートダイオードに順方向電流が流入するため、ドライブ電流が必要である。従って、Si論理回路の出力とGaAs論理回路の入力は、直接接続することができず、入力インターフェイス回路が必要となる。なお、一般に、ダイオードの立ち上がり電圧は0.6〜0.7Vであるが、以下の説明においては、ゲートダイオードの立ち上がり電圧は0.7Vであると仮定する。
【0005】
このような問題を解決するため、従来においては、図1に示すように、一般にインピーダンス変換回路として使用されているソースフォロワ回路をSi論理回路1の出力段とGaAs論理回路3の入力段の間に挿入し、入力インターフェイス回路2としている。図1では、Si論理回路1の出力段としてpMOS4とnMOS5を縦列に接続したインバータ型のCMOSを示しており、GaAs論理回路3の入力段としてデプレッション型FET(以下、D−FETという)9とエンハンスメント型FET(以下、E−FETという)10をカスケードに接続し、D−FET9のゲートとソースを接続したDCFLを示している。また、Si論理回路1はSi・ICとなっており、入力インターフェイス回路2及びGaAs論理回路3はGaAs・ICとしてワンチップ化されている。
【0006】
図2は、図1の回路から入力インターフェイス回路2のみを取り出したものであって、E−FET6のドレインに電源電圧VDDを印加し、抵抗7,8を介してソースをグランドに接地するとともに、ゲートから入力端子11を取り出し、直列に接続された抵抗7,8間から出力端子12を取り出している。この入力インターフェイス回路2は、エンハンスメント型のFET6で構成されているため、ソースフォロワ構成とすることで高入力インピーダンス、低出力インピーダンスを実現できる。また、E−FET6のソース電位を抵抗7,8で分圧して出力することにより、Si論理回路1の論理振幅である電源電圧VDDを、GaAs論理回路3の論理振幅である0.7Vに変換している。
【0007】
電源電圧VDD=3Vとしたときの入力インターフェイス回路2の特性を図3に示す。図3に示されているように、この入力インターフェイス回路2では、Si論理回路1側からの入力電圧Vinが0V、3Vの場合には、GaAs論路回路3側への出力電圧Voutはそれぞれ0V、0.7Vとなっており、所望どおりの論理振幅の変換が実現されている。しかも、入力電流Iinもほとんど0(入力電圧がVin=3Vのときに0.3μA)であり、高入力インピーダンス(3V/0.3μA=10MΩ)となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Si論理回路においては、微細加工技術の進歩により電源電圧が2Vで駆動するものが実用化されてきている。そのため、GaAsのフロントエンドICを制御するSi論理回路は、現在2Vで駆動するものと3Vで駆動するものが混在している。
【0009】
ところが、従来の入力インターフェイス回路では、この2V駆動のSi論理回路と3V駆動のSi論理回路の両者に同時に対応することはできない。すなわち、3V駆動のSi論理回路を対象に設計した入力インターフェイス回路に2V駆動のSi論理回路を接続すると、図3から分かるように、入力インターフェイス回路の出力電圧Voutは0.4V程度までしか上昇しない。そのため、GaAs論理回路は正常な動作を行わない。
【0010】
逆に、2V駆動のSi論理回路を対象に設計した入力インターフェイス回路に3V駆動のSi論理回路を接続すると、図4に示すように、入力インターフェイス回路のオープン出力電圧は1V程度に上昇する。よって、GaAs論理回路の入力段のE−FETのゲートダイオードには、入力インターフェイス回路の出力電圧を0.7V程度にクランプするために大電流が流れる。よって、回路の信頼性が低下し、最悪の場合には、GaAs論理回路のFETの破壊に至る。
【0011】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、論理振幅(駆動電圧)の異なる複数のSi論理回路に対応可能な入力インターフェイス装置を提供することにある。
【0012】
【発明の開示】
本発明の入力インターフェイス装置は、論理振幅の異なる2つの論理回路のうち、一方の論理回路の出力を他方の論理回路の入力につなげるための入力インターフェイス装置であって、ソースフォロワ型回路の出力とグランドとの間に定電圧素子を接続したことを特徴としている。
【0013】
本発明の入力インターフェイス装置にあっては、定電圧素子の定電圧値たとえば定電圧ダイオードの降伏電圧を、入力インターフェイス装置の次段に接続される論理回路の論理振幅と等しくしておく。そして、入力インターフェイス装置の前段に最も論理振幅の小さな論理回路が接続された場合でも、入力インターフェイス装置のソースフォロア型回路から出力される電圧が、次段の論理回路の論理振幅よりも大きくなるようにすれば、前段の論理回路の論理振幅によらず入力インターフェイス装置から次段の論理回路へ出力する電圧を次段の論理回路の論理振幅に適合させることができる。
【0014】
従って、本発明の入力インターフェイス装置によれば、論理振幅の異なる複数の前段論理回路に対して入力インターフェイス装置を共用化することができる。
【0015】
また、上記入力インターフェイス装置においては、前記定電圧素子としてダイオードを用い、このダイオードのアノード電極を、次段の論理回路の入力部に用いられている電界効果トランジスタのゲート電極と同じ材料によって形成し、当該アノード電極の面積を当該ゲート電極の面積よりも大きくするとよい。
【0016】
定電圧ダイオードのアノード電極面積を次段の電界効果トランジスタのゲート電極面積よりも大きくすると、定電圧ダイオードに流れる電流を多くして次段の論理回路に流れる電流を少なくすることができ、論理回路の信頼性を向上させることができる。
【0017】
また、上記インターフェイス装置においては、前記定電圧素子としてダイオードを用いた場合に、このダイオードのアノード電極のバリアハイトを、次段の論理装置の入力部に用いられている電界効果トランジスタのゲート電極のバリアハイトよりも低くするとよい。
【0018】
定電圧ダイオードのバリアハイトを低くすると、定電圧ダイオードの面積を大きくすることなく定電圧ダイオードに流れる電流を多くして次段の論理回路に流れる電流を少なくすることができ、論理回路の信頼性を向上させることができる。しかも、定電圧ダイオードのアノード電極を大きくする必要がないので、入力インターフェイス装置を小型集積化することができ、コストダウンも図れる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図5は本発明の一実施形態によるSi論理回路1とGaAs論理回路3を接続する入力インターフェイス回路21の構成を示す回路図である。なお、従来例の構成と同一部分には、同一の符号を付すことによって、説明の繰り返しを省略する。
【0020】
この入力インターフェイス回路21は、ソースフォロワ型E−FET(従来の入力インターフェイス回路2にあたるもの)の分圧用の抵抗7,8間から引き出された出力端子12に定電圧ダイオード(13)のアノードを接続し、定電圧ダイオード(13)のカソードをグランド(GND)に接続している。ここで、E−FET6としては、GaAsMESFETを用い、定電圧ダイオードとしては、ショットキーバリアダイオード(SBD)13を用いている。
【0021】
また、Si論理回路1の出力段は、CMOSによって構成されており、GaAs論理回路3の入力段は、DCFLによって構成されている。ここで、Si論理回路1と入力インターフェイス回路21は別チップとなっているが、入力インターフェイス回路21とGaAs論理回路3とはワンチップに形成されている。
【0022】
しかして、この入力インターフェイス回路21を2V駆動のSi論理回路1を対象に設計し、Si論理回路1からの出力電圧が2VのときにE−FET6のソース電圧を抵抗7,8で分圧したものが0.7V以上になるようにし、ショットキーバリアダイオード13の立ち上がり電圧が約0.7Vとなるようにしておけば、入力インターフェイス回路21のオープン出力電圧は、図6に示すように、入力電圧Vinが2V以上ではショットキーバリアダイオード13の立ち上がり電圧(=約0.7V)にクランプされる。よって、2V駆動のSi論理回路1を入力インターフェイス回路21に接続している場合でも、3V駆動のSi論理回路1を入力インターフェイス回路21に接続している場合でも、入力インターフェイス回路21からGaAs論理回路3に加わる電圧は約0.7Vとなり、従来のように1V程度にまで上昇することはない。従って、この入力インターフェイス回路21は、2V駆動のSi論理回路1にも3V駆動のSi論理回路1にも用いることができ、入力インターフェイス回路21に汎用性を持たせることができる。
【0023】
従って、本発明の入力インターフェイス回路21を2V駆動のSi論理回路1を対象に設計しておけば、それ以上の駆動電圧をもつSi論理回路1にも対応可能となるので、従来のように異なる論理振幅をもつSi論理回路1毎に、それぞれに対応させて入力インターフェイス回路21のみが異なるGaAs・ICを数品種も作る必要が無くなり、ただ一品種のみで済む。これは、半導体産業においては、量産性の向上、すなわちコストダウンにつながる利点となる。
【0024】
また、この実施形態では、入力インターフェイス回路21に用いられているショットキーバリアダイオード13のアノード電極と、次段のGaAs論理回路3に用いられているE−FET10のゲート電極とを同じショットキー金属によって形成している。すなわち、ショットキーバリアダイオード13のアノード電極のバリアハイト(バリア障壁高さ)と、次段のGaAs論理回路3に用いられているE−FET10のゲート電極のバリアハイトとを等しくしている。しかも、ショットキーバリアダイオード13のアノード電極の面積は、次段のGaAs論理回路3のE−FET10のゲート電極の面積より十分大きくしている。従って、ショットキーバリアダイオード13の直列抵抗を低減することができ、同じ印加電圧Vであれば、図7に示すように、ショットキーバリアダイオード(SBD)13に流れる電流Iよりも次段のGaAs論理回路3のE−FET10に流れ込む電流Iを小さくして論理回路の信頼性を向上させることができる。
【0025】
(第2の実施形態)
この実施形態の入力インターフェイス回路21の回路構成は第1の実施形態と同じであるが、この実施形態では、入力インターフェイス回路21に用いているショットキーバリアダイオード13のアノード電極の面積と、次段のGaAs論理回路3のE−FET10(GaAsMESFET)のゲート電極の面積とをほぼ等しくしている。さらに、ショットキーバリアダイオード13のアノード電極のバリアハイトを、GaAs論理回路3のE−FET10のゲート電極のバリアハイトよりも低くしている。このためには、ショットキーバリアダイオード13のアノード電極とE−FET10のゲート電極とを、例えば異なるショットキー金属によって形成すればよい。
【0026】
この実施形態にあっても、入力インターフェイス回路21のオープン出力電圧は、図8に示すように、入力電圧Vinが2V以上ではショットキーバリアダイオード13の立ち上がり電圧(=約0.6V)にクランプされる。よって、2V駆動のSi論理回路1を入力インターフェイス回路21に接続している場合でも、3V駆動のSi論理回路1を入力インターフェイス回路21に接続している場合でも、入力インターフェイス回路21からGaAs論理回路3に加わる電圧は約0.6Vとなり、ほぼその論理振幅に保たれる。従って、この入力インターフェイス回路21も、2V駆動のSi論理回路1にも3VのSi論理回路1にも用いることができ、入力インターフェイス回路21に汎用性を持たせることができる。
【0027】
また、この実施形態では、ショットキーバリアダイオード13のアノード電極のバリアハイトを次段のGaAs論理回路3に用いられているE−FET10のゲート電極のバリアハイトよりも低くしているから、図9に示すように、ショットキーバリアダイオード13の立ち上がり電圧(例えば、約0.6V)では、次段のE−FET10のゲートダイオードは完全に立ち上がっておらず、順方向抵抗は非常に高い状態にある。よって、第1の実施形態のようにショットキーバリアダイオード13のアノード電極面積を次段のE−FET10のゲート電極面積より特に大きくしなくても、ショットキーバリアダイオード13に大きな電流を流して次段のGaAs論理回路3のE−FET10に流れ込む電流Iを小さくできる。従って、ショットキーバリアダイオード13の面積を小さくでき、ICの小型化とコストダウンにつながる。
【0028】
なお、上記実施形態では、例としてGaAsMESFETとショットキーバリアダイオードの場合について説明したが、GaAsの代わりに他の化合物半導体を用いた場合、MESFETとショットキーバリアダイオードの代わりにpn接合FETとpn接合ダイオードを用いた場合においても、本発明で示したソースフォロワ型入力インターフェイス回路を使用する場合には、全て適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の入力インターフェイス回路によって接続されたSi論理回路とGaAs論理回路とを示す回路図である。
【図2】同上の入力インターフェイス回路を示す回路図である。
【図3】3V駆動用のSi論理回路を対象とする入力インターフェイス回路の入出力特性を示す図である。
【図4】2V駆動用のSi論理回路を対象とする入力インターフェイス回路の入出力特性を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態による入力インターフェイス回路により接続されるSi論理回路とGaAs論理回路を示す回路図である。
【図6】同上の入力インターフェイス回路の入出力特性を示す図である。
【図7】同上の入力インターフェイス回路のショットキーバリアダイオードの電圧−電流特性と、次段のGaAs論理回路のE−FET(ゲートダイオード)の電圧−電流特性を示す図である。
【図8】本発明の別な実施形態による入力インターフェイス回路の入出力特性を示す図である。
【図9】同上の入力インターフェイス回路のショットキーバリアダイオードの電圧−電流特性と、次段のGaAs論理回路のE−FET(ゲートダイオード)の電圧−電流特性を示す図である。
【符号の説明】
1 Si論理回路
3 GaAs論理回路
6 エンハンスメント型FET(E−FET)
7,8 抵抗
10 GaAs論理回路のE−FET
11 入力端子
12 出力端子
13 ショットキーバリアダイオード
21 入力インターフェイス回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an input interface device. More particularly, the present invention relates to an input interface device used when inputting an output signal of a Si logic circuit (CMOS) to a GaAs logic circuit (DCFL).
[0002]
[Prior art]
In high-frequency communication equipment such as mobile phones, Si (silicon) elements are used for low-frequency signal processing such as voice, and GaAs elements are used for high-frequency signal processing such as transmission / reception radio waves. In recent years, in a signal processing circuit using a GaAs element, an IC in which a front end portion such as a power amplifier, a low noise amplifier, and a switch is integrated on a single chip has been put into practical use. The circuit is also integrated in the same IC as the front end unit.
[0003]
On the other hand, the GaAs logic circuit is controlled by the Si logic circuit used on the low frequency signal processing side. For this purpose, it is necessary to input the output signal of the Si logic circuit to the GaAs logic circuit.
[0004]
However, the Si logic circuit is generally a CMOS composed of MOSFETs, and the output logic amplitude (hereinafter simply referred to as logic amplitude) is the power supply voltage V DD (and ground potential). Also, since the Si logic circuit has a large output impedance, it cannot take a large drive current. On the other hand, when the GaAs logic circuit is a DCFL (Direct Coupled FET Logic) composed of MESFETs, the input logic amplitude (hereinafter simply referred to as logic amplitude) does not depend on the value of the power supply voltage V DD , and the gate of the MESFET. A rising voltage (and ground potential) of diode characteristics (hereinafter referred to as a gate diode). Further, the GaAs logic circuit requires a drive current because a forward current flows into the gate diode when the rising voltage is input. Therefore, the output of the Si logic circuit and the input of the GaAs logic circuit cannot be directly connected, and an input interface circuit is required. In general, the rising voltage of the diode is 0.6 to 0.7V, but in the following description, it is assumed that the rising voltage of the gate diode is 0.7V.
[0005]
In order to solve such a problem, conventionally, as shown in FIG. 1, a source follower circuit generally used as an impedance conversion circuit is provided between the output stage of the Si logic circuit 1 and the input stage of the GaAs logic circuit 3. The input interface circuit 2 is inserted. FIG. 1 shows an inverter type CMOS in which pMOS 4 and nMOS 5 are connected in series as an output stage of the Si logic circuit 1, and a depletion type FET (hereinafter referred to as D-FET) 9 as an input stage of the GaAs logic circuit 3. A DCFL is shown in which enhancement type FETs (hereinafter referred to as E-FETs) 10 are connected in cascade, and the gate and source of a D-FET 9 are connected. Further, the Si logic circuit 1 is made of Si · IC, and the input interface circuit 2 and the GaAs logic circuit 3 are made into one chip as GaAs · IC.
[0006]
FIG. 2 shows only the input interface circuit 2 taken out from the circuit of FIG. 1. The power supply voltage V DD is applied to the drain of the E-FET 6 and the source is grounded through the resistors 7 and 8. The input terminal 11 is taken out from the gate, and the output terminal 12 is taken out between the resistors 7 and 8 connected in series. Since the input interface circuit 2 is composed of the enhancement type FET 6, a high input impedance and a low output impedance can be realized by adopting a source follower configuration. Further, by dividing the source potential of the E-FET 6 by the resistors 7 and 8 and outputting it, the power supply voltage V DD which is the logic amplitude of the Si logic circuit 1 is set to 0.7 V which is the logic amplitude of the GaAs logic circuit 3. It has been converted.
[0007]
FIG. 3 shows the characteristics of the input interface circuit 2 when the power supply voltage V DD = 3V. As shown in FIG. 3, in this input interface circuit 2, when the input voltage Vin from the Si logic circuit 1 side is 0V or 3V, the output voltage Vout to the GaAs logic circuit 3 side is 0V, respectively. 0.7V, and the conversion of the logical amplitude as desired is realized. Moreover, the input current Iin is also almost 0 (0.3 μA when the input voltage is Vin = 3 V), and has a high input impedance (3 V / 0.3 μA = 10 MΩ).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, Si logic circuits that are driven with a power supply voltage of 2 V have been put into practical use due to advances in microfabrication technology. For this reason, Si logic circuits that control GaAs front-end ICs are currently mixed with those driven by 2V and those driven by 3V.
[0009]
However, the conventional input interface circuit cannot simultaneously cope with both the 2V drive Si logic circuit and the 3V drive Si logic circuit. That is, when a 2 V drive Si logic circuit is connected to an input interface circuit designed for a 3 V drive Si logic circuit, the output voltage Vout of the input interface circuit only rises to about 0.4 V, as can be seen from FIG. . Therefore, the GaAs logic circuit does not operate normally.
[0010]
Conversely, when a 3V drive Si logic circuit is connected to an input interface circuit designed for a 2V drive Si logic circuit, as shown in FIG. 4, the open output voltage of the input interface circuit rises to about 1V. Therefore, a large current flows through the gate diode of the E-FET in the input stage of the GaAs logic circuit in order to clamp the output voltage of the input interface circuit to about 0.7V. Therefore, the reliability of the circuit is lowered, and in the worst case, the FET of the GaAs logic circuit is destroyed.
[0011]
The present invention has been made in view of the drawbacks of the above conventional example, and an object of the present invention is to provide an input interface device capable of dealing with a plurality of Si logic circuits having different logic amplitudes (drive voltages). It is in.
[0012]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
Input interface device of the present invention, one of the two logic circuits having different logical amplitudes, a input interface device for connecting the output of one logic circuit to the input of the other logic circuit, the output of the source follower type circuit A constant voltage element is connected to the ground.
[0013]
In the input interface device of the present invention, the constant voltage value of the constant voltage element, for example, the breakdown voltage of the constant voltage diode, is set equal to the logic amplitude of the logic circuit connected to the next stage of the input interface device. Even when a logic circuit having the smallest logic amplitude is connected to the previous stage of the input interface device, the voltage output from the source follower type circuit of the input interface device is larger than the logic amplitude of the logic circuit of the next stage. By doing so, the voltage output from the input interface device to the next-stage logic circuit can be adapted to the logic amplitude of the next-stage logic circuit regardless of the logic amplitude of the previous-stage logic circuit.
[0014]
Therefore, according to the input interface device of the present invention, it is possible to share the input interface device for a plurality of preceding logic circuits having different logic amplitudes.
[0015]
In the input interface device, a diode is used as the constant voltage element, and an anode electrode of the diode is formed of the same material as that of the gate electrode of the field effect transistor used in the input portion of the logic circuit in the next stage. The area of the anode electrode is preferably larger than the area of the gate electrode.
[0016]
When the anode electrode area of the constant voltage diode is made larger than the gate electrode area of the field effect transistor in the next stage, the current flowing in the constant voltage diode can be increased and the current flowing in the logic circuit in the next stage can be reduced. Reliability can be improved.
[0017]
In the interface device, when a diode is used as the constant voltage element, the barrier height of the anode electrode of the diode is set to the barrier height of the gate electrode of the field effect transistor used in the input unit of the logic device in the next stage. Should be lower.
[0018]
If the barrier height of the constant voltage diode is lowered, the current flowing through the constant voltage diode can be increased without increasing the area of the constant voltage diode, and the current flowing through the logic circuit of the next stage can be reduced. Can be improved. In addition, since it is not necessary to increase the anode electrode of the constant voltage diode, the input interface device can be miniaturized and the cost can be reduced.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the input interface circuit 21 for connecting the Si logic circuit 1 and the GaAs logic circuit 3 according to the embodiment of the present invention. The same parts as those in the configuration of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description will not be repeated.
[0020]
In this input interface circuit 21, the anode of the constant voltage diode (13) is connected to the output terminal 12 drawn out between the resistors 7 and 8 for voltage division of the source follower type E-FET (corresponding to the conventional input interface circuit 2). The cathode of the constant voltage diode (13) is connected to the ground (GND). Here, a GaAs MESFET is used as the E-FET 6 and a Schottky barrier diode (SBD) 13 is used as the constant voltage diode.
[0021]
Further, the output stage of the Si logic circuit 1 is constituted by CMOS, and the input stage of the GaAs logic circuit 3 is constituted by DCFL. Here, the Si logic circuit 1 and the input interface circuit 21 are separate chips, but the input interface circuit 21 and the GaAs logic circuit 3 are formed in one chip.
[0022]
The input interface circuit 21 is designed for the Si logic circuit 1 driven by 2V, and the source voltage of the E-FET 6 is divided by the resistors 7 and 8 when the output voltage from the Si logic circuit 1 is 2V. If the voltage is set to 0.7 V or more and the rising voltage of the Schottky barrier diode 13 is set to about 0.7 V, the open output voltage of the input interface circuit 21 is the input voltage as shown in FIG. When the voltage Vin is 2 V or higher, the voltage is clamped to the rising voltage (= about 0.7 V) of the Schottky barrier diode 13. Therefore, even when the Si logic circuit 1 driven by 2V is connected to the input interface circuit 21 or when the Si logic circuit 1 driven by 3V is connected to the input interface circuit 21, the input interface circuit 21 changes to the GaAs logic circuit. The voltage applied to 3 is about 0.7 V, and does not increase to about 1 V as in the prior art. Therefore, the input interface circuit 21 can be used for both the 2V-drive Si logic circuit 1 and the 3V-drive Si logic circuit 1, and the input interface circuit 21 can have general versatility.
[0023]
Therefore, if the input interface circuit 21 according to the present invention is designed for the Si logic circuit 1 driven by 2V, it can be applied to the Si logic circuit 1 having a higher driving voltage, so that it differs from the conventional one. For each Si logic circuit 1 having a logic amplitude, it is not necessary to make several types of GaAs ICs that are different only in the input interface circuit 21 from each other, and only one type is required. In the semiconductor industry, this is an advantage that leads to improvement in mass productivity, that is, cost reduction.
[0024]
In this embodiment, the same Schottky metal is used for the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 used in the input interface circuit 21 and the gate electrode of the E-FET 10 used in the next stage GaAs logic circuit 3. Is formed by. That is, the barrier height (barrier barrier height) of the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 and the barrier height of the gate electrode of the E-FET 10 used in the next stage GaAs logic circuit 3 are made equal. Moreover, the area of the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 is made sufficiently larger than the area of the gate electrode of the E-FET 10 of the GaAs logic circuit 3 at the next stage. Therefore, the series resistance of the Schottky barrier diode 13 can be reduced, and if the same applied voltage V, the GaAs at the next stage than the current I flowing through the Schottky barrier diode (SBD) 13 as shown in FIG. The current I flowing into the E-FET 10 of the logic circuit 3 can be reduced to improve the reliability of the logic circuit.
[0025]
(Second Embodiment)
The circuit configuration of the input interface circuit 21 of this embodiment is the same as that of the first embodiment. In this embodiment, the area of the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 used in the input interface circuit 21 and the next stage The area of the gate electrode of the E-FET 10 (GaAs MESFET) of the GaAs logic circuit 3 is made substantially equal. Further, the barrier height of the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 is set lower than the barrier height of the gate electrode of the E-FET 10 of the GaAs logic circuit 3. For this purpose, the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 and the gate electrode of the E-FET 10 may be formed of different Schottky metals, for example.
[0026]
Even in this embodiment, the open output voltage of the input interface circuit 21 is clamped to the rising voltage (= about 0.6 V) of the Schottky barrier diode 13 when the input voltage Vin is 2 V or more, as shown in FIG. The Therefore, even when the Si logic circuit 1 driven by 2V is connected to the input interface circuit 21 or when the Si logic circuit 1 driven by 3V is connected to the input interface circuit 21, the input interface circuit 21 changes to the GaAs logic circuit. The voltage applied to 3 is about 0.6 V, and is almost kept at its logical amplitude. Therefore, this input interface circuit 21 can also be used for both the 2V-driven Si logic circuit 1 and the 3V Si logic circuit 1, and the input interface circuit 21 can have general versatility.
[0027]
Further, in this embodiment, the barrier height of the anode electrode of the Schottky barrier diode 13 is set lower than the barrier height of the gate electrode of the E-FET 10 used in the GaAs logic circuit 3 in the next stage. As described above, at the rising voltage (for example, about 0.6 V) of the Schottky barrier diode 13, the gate diode of the E-FET 10 in the next stage is not completely raised, and the forward resistance is in a very high state. Therefore, even if the anode electrode area of the Schottky barrier diode 13 is not particularly larger than the gate electrode area of the E-FET 10 at the next stage as in the first embodiment, a large current is passed through the Schottky barrier diode 13 to The current I flowing into the E-FET 10 of the stage GaAs logic circuit 3 can be reduced. Therefore, the area of the Schottky barrier diode 13 can be reduced, leading to a reduction in size and cost of the IC.
[0028]
In the above embodiment, the case of a GaAs MESFET and a Schottky barrier diode has been described as an example. However, when another compound semiconductor is used instead of GaAs, a pn junction FET and a pn junction are used instead of the MESFET and the Schottky barrier diode. Even when a diode is used, all can be applied when the source follower type input interface circuit shown in the present invention is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a Si logic circuit and a GaAs logic circuit connected by a conventional input interface circuit.
FIG. 2 is a circuit diagram showing the input interface circuit of the above.
FIG. 3 is a diagram showing input / output characteristics of an input interface circuit intended for a 3 V drive Si logic circuit;
FIG. 4 is a diagram showing input / output characteristics of an input interface circuit intended for a Si logic circuit for 2V driving.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a Si logic circuit and a GaAs logic circuit connected by an input interface circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing input / output characteristics of the input interface circuit of the above.
FIG. 7 is a diagram showing voltage-current characteristics of a Schottky barrier diode of the input interface circuit and the voltage-current characteristics of an E-FET (gate diode) of a GaAs logic circuit in the next stage.
FIG. 8 is a diagram showing input / output characteristics of an input interface circuit according to another embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram showing voltage-current characteristics of a Schottky barrier diode of the input interface circuit and the voltage-current characteristics of an E-FET (gate diode) of a GaAs logic circuit in the next stage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Si logic circuit 3 GaAs logic circuit 6 Enhancement type FET (E-FET)
7,8 Resistance 10 E-FET of GaAs logic circuit
11 Input terminal 12 Output terminal 13 Schottky barrier diode 21 Input interface circuit

Claims (3)

論理振幅の異なる2つの論理回路のうち、一方の論理回路の出力を他方の論理回路の入力につなげるための入力インターフェイス装置であって、
ソースフォロワ型回路の出力とグランドとの間に定電圧素子を接続したことを特徴とする入力インターフェイス装置。
An input interface device for connecting the output of one logic circuit to the input of the other logic circuit of two logic circuits having different logic amplitudes,
An input interface device comprising a constant voltage element connected between an output of a source follower type circuit and a ground .
前記定電圧素子はダイオードであって、このダイオードのアノード電極は、次段の論理回路の入力部に用いられている電界効果トランジスタのゲート電極と同じ材料によって形成され、当該アノード電極の面積は当該ゲート電極の面積よりも大きくなっていることを特徴とする、請求項1に記載の入力インターフェイス装置。  The constant voltage element is a diode, and the anode electrode of the diode is formed of the same material as the gate electrode of the field effect transistor used in the input part of the next stage logic circuit, and the area of the anode electrode is The input interface device according to claim 1, wherein the input interface device is larger than an area of the gate electrode. 前記定電圧素子はダイオードであって、このダイオードのアノード電極のバリアハイトは、次段の論理回路の入力部に用いられている電界効果トランジスタのゲート電極のバリアハイトよりも低くなっていることを特徴とする、請求項1に記載の入力インターフェイス装置。  The constant voltage element is a diode, and the barrier height of the anode electrode of the diode is lower than the barrier height of the gate electrode of the field effect transistor used in the input part of the logic circuit in the next stage. The input interface device according to claim 1.
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