JPH01241218A - Logic circuit - Google Patents

Logic circuit

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JPH01241218A
JPH01241218A JP63067886A JP6788688A JPH01241218A JP H01241218 A JPH01241218 A JP H01241218A JP 63067886 A JP63067886 A JP 63067886A JP 6788688 A JP6788688 A JP 6788688A JP H01241218 A JPH01241218 A JP H01241218A
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JP
Japan
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fet
source
potential
diode
logic circuit
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JP63067886A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Suyama
須山 勝彦
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To attain a logic circuit contrived to be operated by a single power supply by providing a bias generating means so as to boost a source potential of a depletion field effect transistor(TR) to a positive potential larger than a threshold voltage of the said TR. CONSTITUTION:With a power voltage VDD supplied to a logic circuit 21, a constant current decided by a load FET 6 flows to a diode 25 via a driver FET 5 or a bypass means 22. That is, while the FET 5 is turned on, a constant current decided by a FET 6, that is, a drain current of the FET 5 flows to a diode 25. While the FET 6 is turned off, a constant current decided by the FET 6 flows to the diode 25 via the means 22. A forward voltage drop in response to the constant current is caused across the diode 25. Since the anode of the diode 25 is connected to the source of the FET 5, the source of the FET 5 is boosted to a positive potential by the forward voltage drop of the diode 25 with respect to a power line VEE.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 超高速論理演算集積回路に適用して好適な論理回路に関
し、 デプレッション型の電界効果トランジスタを用いつつ一
電源化した論理回路を提供することを目的とし、 ソース電位に対して所定の負の基準電位を境にした人力
論理レベルに応じ、高電位側あるいは低電位側の論理値
を選択して出力するデプレッション型の電界効果トラン
ジスタと、該電界効果トランジスタのドレイン−ソース
間に並列に接続され、該電界効果トランジスタが導通し
たときのドレイン電流と同一の電流をソース側にバイパ
スするバイパス手段と、該電界効果トランジスタが導通
したときのドレイン電流、あるいはバイパス手段による
バイパス電流に基づき、前記所定の負の基準電位の絶対
値よりも大きな正の電圧を発生し、該電圧を前記電界効
果トランジスタのソースに印加してソース電位をシフト
アップさせるバイアス発生手段と、により構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a logic circuit suitable for application to an ultra-high-speed logic operation integrated circuit, an object of the present invention is to provide a logic circuit that uses a depletion type field effect transistor and has a single power supply. A depletion type field effect transistor that selects and outputs a logic value on the high potential side or the low potential side according to a human logic level with a predetermined negative reference potential as the boundary with respect to the source potential; a bypass means that is connected in parallel between the drain and the source and bypasses the same current as the drain current when the field effect transistor is conductive to the source side; and a drain current when the field effect transistor is conductive, or the bypass means bias generating means that generates a positive voltage greater than the absolute value of the predetermined negative reference potential based on a bypass current caused by the bias current, and applies the voltage to the source of the field effect transistor to shift up the source potential; Consisting of:

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、論理回路に関し、詳細には、デプレッション
型電界効果トランジスタを用いつつ一電源化した超高速
論理演算集積回路に適用して好適な論理回路に関する。
The present invention relates to a logic circuit, and more particularly to a logic circuit suitable for application to an ultra-high-speed logic operation integrated circuit using a single power supply while using depletion type field effect transistors.

近時、半導体集積回路には高速動作に対する要求が高ま
っており、ヒ化ガリウム(GaAs)に代表される化合
物半導体からなるショットキー障壁ゲート型FET (
以下、ME S F ET : metalSemio
nductor  F E Tという)の実用化によっ
て、高速動作の実現が図られつつある。
Recently, there has been an increasing demand for high-speed operation in semiconductor integrated circuits, and Schottky barrier gate type FETs (
Below, MESFET: metalSemio
The realization of high-speed operation is being achieved through the practical application of FET (inductor FET).

GaAsは電子の移動度がシリコンに比較しておよそ5
倍以上大きく、高速、高周波用デバイス材料として優れ
た物性を種々備えている。例えば、GaAsはバンドキ
ャップがシリコンに比較して大きいことから半絶縁性結
晶と呼ばれる高抵抗の結晶を得ることができる。この場
合半絶縁性結晶をベースとして単体のMESFETある
いはMESFETによる集積回路を構成することにより
寄生容量を小さくできることから素子間の分離を容易に
行うことができ、超高速動作が可能な集積回路が実現で
きる。
GaAs has an electron mobility of approximately 5 compared to silicon.
It is more than twice as large and has various excellent physical properties as a high-speed, high-frequency device material. For example, GaAs has a larger band gap than silicon, so it is possible to obtain a high-resistance crystal called a semi-insulating crystal. In this case, parasitic capacitance can be reduced by configuring a single MESFET or an integrated circuit using MESFETs based on semi-insulating crystals, making it easy to separate elements, and realizing an integrated circuit capable of ultra-high-speed operation. can.

また、化合物半導体としてはGaAsの他にリン化ガリ
ウム(GaP)、リン化インジュウム(InP)、ヒ化
インジュウム(InAs)等種々の組合わせがあり、■
族および■族の各元素からなる上記化合物半導体を以下
、m−v族生導体という。
In addition to GaAs, there are various combinations of compound semiconductors such as gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), and indium arsenide (InAs).
The above-mentioned compound semiconductors composed of elements of groups 1 and 2 are hereinafter referred to as m-v group raw conductors.

m−v族生導体からなるMES  FETは前述のよう
に超高速動作が可能であり、30GHz程度の周波数に
対しても増幅作用を発揮することができる。したがって
、高速、高周波領域の信号を扱う各種の分野に適用が可
能であり、例えば、論理演算を超高速で行う論理回路に
適用されて超高速論理演算集積回路を実現している。
MES FETs made of m-v group raw conductors are capable of ultra-high-speed operation as described above, and can exhibit an amplification effect even at frequencies of about 30 GHz. Therefore, it can be applied to various fields that handle high-speed, high-frequency signals, and for example, it has been applied to logic circuits that perform logic operations at ultra-high speeds to realize ultra-high-speed logic operation integrated circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

このような従来の論理回路としては例えば第3図に示す
ようなS D F L (Shottky Diode
 FET Logic)や第4図に示すようなり F 
L (Buffered FETLogic)がある。
An example of such a conventional logic circuit is an S D F L (Shottky Diode) as shown in FIG.
FET Logic) or as shown in Figure 4.
There is L (Buffered FETLogic).

第3図において、1は5DFLによる論理回路であり、
論理回路1は入力論理レベルを反転させて出力するイン
バータとして機能する。論理回路lには電源ラインVs
sを共通にする正の電源ラインVDDおよび負の電源ラ
インVEEによって〔+2V〕および(−1V)の電源
電圧が印加されており、入力信号D i nはレベルシ
フトダイオード2および定電流接続されたプルダウンF
ET3からなるレベルシフト回路4によって、デプレッ
ション型MESFETによるドライバFET5のスレッ
ショルド電圧■いを境にした論理レベルの信号に変換さ
れ、ドライバFET5のゲートに人力される。ドライバ
FET5のドレインは定電流接続された負荷FET6を
介して電源ラインvDDに接続されるとともに、ソース
は電源ラインVSSに接続されており、ドライバFET
5のゲート電位がスレッショルド電圧Vい、例えば(−
0,3V)以上の高電位になるとドライバFET5がO
Nするので出力信号Doutはほぼ電源ラインVSSの
電位に一致したLレベルになる。また、ドライバFET
5のゲート電位がスレッショルド電圧Vth以下の低電
位になるとドライバFET5がOFFするので、出力信
号Doutはほぼ電源ラインVDtlに一致した11レ
ベルになる。すなわち、入力信号り8.、がHレベル、
例えば2Vのときはレベルシフトダイオード2およびプ
ルダウンFET3を介して負の電源ラインVEHに電流
が流れ、ドライバFET5のゲート電位は入力信号のI
]レベル、すなわち2■よりもレベルシフトダイオード
2の順方向降下電圧分だけ低い電位となるが、このとき
ドライバFET5のゲート電位はスレッショルド電圧V
thよりも十分高い電位になるのでドライバFET5が
ONする。また、入力信号D i nがLレベル、例え
ばOVのときはドライバFET5のゲート電位がレベル
シフトダイオード2の順方向降下電位分だけ負の電位と
なり、ドライバFET5のゲート電位がスレッショルド
電圧Vthよりも低下してドライバFET5がOFFす
る。この場合、論理回路1を多数組合わせて集積回路を
実現するためには、入力信号D i nと出力信号り。
In FIG. 3, 1 is a logic circuit using 5DFL,
Logic circuit 1 functions as an inverter that inverts the input logic level and outputs it. The logic circuit l has a power supply line Vs
Power supply voltages [+2V] and (-1V) are applied by a positive power supply line VDD and a negative power supply line VEE that share s, and the input signal D in is connected to a level shift diode 2 and a constant current. pull down F
A level shift circuit 4 consisting of an ET3 converts the signal into a signal at a logic level bordering on the threshold voltage of a driver FET5 formed by a depletion type MESFET, and inputs the signal to the gate of the driver FET5. The drain of the driver FET 5 is connected to the power line vDD via the constant current-connected load FET 6, and the source is connected to the power line VSS.
The gate potential of 5 is the threshold voltage V, for example (-
When the potential becomes high (0.3V) or higher, driver FET5 becomes O.
Therefore, the output signal Dout becomes an L level that almost matches the potential of the power supply line VSS. Also, driver FET
When the gate potential of FET 5 becomes a low potential below the threshold voltage Vth, the driver FET 5 is turned off, so the output signal Dout becomes level 11, which almost matches the power supply line VDtl. That is, input signal 8. , is H level,
For example, when the voltage is 2V, a current flows to the negative power supply line VEH via the level shift diode 2 and pull-down FET3, and the gate potential of the driver FET5 is
] level, that is, the potential is lower than 2■ by the forward drop voltage of the level shift diode 2, but at this time, the gate potential of the driver FET 5 is equal to the threshold voltage V.
Since the potential is sufficiently higher than th, the driver FET 5 is turned on. Furthermore, when the input signal D in is L level, for example OV, the gate potential of the driver FET 5 becomes negative by the forward drop potential of the level shift diode 2, and the gate potential of the driver FET 5 decreases below the threshold voltage Vth. As a result, driver FET5 is turned off. In this case, in order to realize an integrated circuit by combining a large number of logic circuits 1, an input signal D in and an output signal are required.

、、の論理レベルの規定値、すなわち、HレベルとLレ
ベルの各電位が入出力間で一致している必要があり、入
力信号り、。側にプルダウンFET3を設けて負の電源
ライン■、にプルダウンすることによって入力端と出力
側の論理レベルの規定値を一致したものにしている。
, , the prescribed values of the logic levels, that is, the H level and L level potentials must match between the input and output, and the input signal. By providing a pull-down FET 3 on the side and pulling it down to the negative power supply line (2), the prescribed values of the logic levels on the input and output sides are made to match.

一方、第4図において11はBFLによる論理回路であ
り、前述の論理回路lと同様にインバータとして機能す
る。論理回路11には電源ラインV3Sを共通にする正
の電源ライン■。。および負の電源ラインVEEによっ
て(+ 2 V)および(−1V)の電源電圧が印加さ
れている。なお、同図において、前述の論理回路lと同
一構成部材には同一符号を付してその説明を省略する。
On the other hand, in FIG. 4, reference numeral 11 denotes a logic circuit using a BFL, which functions as an inverter similarly to the logic circuit 1 described above. The logic circuit 11 has a positive power line ■ that shares the power line V3S. . Power supply voltages of (+2V) and (-1V) are applied by a negative power supply line VEE. In addition, in the figure, the same components as those of the logic circuit 1 described above are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

入力信号り、。はドライバFET5をONあるいはOF
FさせることによりソースフオワFET12のゲート電
位を電源ラインVSSあるいは電源ラインVDDの電位
にする。すなわち、入力信号D inがドライバFET
5のスレッショルド電圧Vいよりも高電位のときはトラ
イバFET5がONしてソースフオワFET12のゲー
ト電位がほぼ電源ラインVSSの電位になり、このとき
ソースフオワFET12がOFFするので、出力信号り
。、は定電流接続されたプルダウンFET13を介して
ほぼ負の電源ラインVEEの電位になる。また、入力信
号D i nがスレッショルド電圧Vthよりも低電位
のときはドライバFET5がOFFしてソースフオワF
ET12のゲート電位がほぼ電源ラインVDDの電位に
なり、このとき、ソースフオワFET12がONするの
で出力信号り。utは正の電源ラインVDDの電位より
もレベルシフトダイオード14の順方向降下電圧骨だけ
低く、かつドライバFET5のスレッショルド電圧Vい
よりも高い電位になる。
Input signal. turns driver FET5 ON or OFF
By setting F, the gate potential of the source follower FET 12 is set to the potential of the power supply line VSS or power supply line VDD. That is, the input signal D in is connected to the driver FET.
When the potential is higher than the threshold voltage V of 5, the triver FET 5 is turned on and the gate potential of the source follower FET 12 becomes almost the potential of the power supply line VSS. At this time, the source follower FET 12 is turned off, so the output signal changes. , becomes almost the negative potential of the power supply line VEE via the pull-down FET 13 connected with a constant current. Furthermore, when the input signal D in has a lower potential than the threshold voltage Vth, the driver FET 5 is turned off and the source follower FET5 is turned off.
The gate potential of ET12 becomes almost the potential of the power supply line VDD, and at this time, the source follower FET12 is turned on, so the output signal is increased. The potential of ut is lower than the potential of the positive power supply line VDD by the forward drop voltage of the level shift diode 14, and higher than the threshold voltage V of the driver FET 5.

この場合、前述のように入力信号D i nおよび出力
信号り。。、の論理レベルの規定値が一致している必要
があることから出力信号り。uL側にプルダウンFET
13を設けて負の電源ラインVEEにプルダウンするこ
とにより、入力側と出力側の論理レベルの規定値を一致
したものにしている。
In this case, the input signal D in and the output signal are as described above. . Since the specified logic levels of the output signals must match, the output signal will change. Pull-down FET on uL side
13 and pulls down to the negative power supply line VEE, the prescribed values of the logic levels on the input side and the output side are made to match.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来の論理回路にあっては、
デプレッション型のMESFETをドライバFET5に
用いて入力側と出力側の論理レベルの規定値を一致させ
る必要があったため、異なる種類の電源、すなわち、正
負2系統の電源が必要となるという問題点があった。
However, in such conventional logic circuits,
Since it was necessary to use a depletion type MESFET as the driver FET 5 and to match the specified logic levels on the input and output sides, there was a problem in that different types of power supplies, that is, two power supply systems, positive and negative, were required. Ta.

この場合、論理回路1あるいは論理回路11を用いて所
定の超高速論理演算集積回路を実現しても正負2系統の
電源を外部に設ける必要があり、該集積回路の電源装置
の構成や配線が複雑となる。
In this case, even if a predetermined ultra-high-speed logic operation integrated circuit is realized using logic circuit 1 or logic circuit 11, it is necessary to provide two external power supplies for positive and negative systems, and the configuration and wiring of the power supply device of the integrated circuit are It becomes complicated.

ところが、実際の使用上からは一系統の電源のみで動作
するものが求められる傾向にあり、−電源化することが
望ましい。
However, from the viewpoint of actual use, there is a tendency to require a device that operates with only one power source, and it is desirable to use a single power source.

そこで、本発明は、デプレッション型の電界効果トラン
ジスタを用いつつ一電源化した論理回路を提供すること
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a logic circuit using a depletion type field effect transistor and using a single power source.

(課題を解決するための手段) 本発明による論理回路は上記目的達成のため、ソース電
位に対して所定の負の基準電位を境にした入力論理レベ
ルに応じ、高電位側あるいは低電位側の論理値を選択し
て出力するデプレッション型の電界効果トランジスタと
、該電界効果トランジスタのトレイン−ソース間に並列
に接続され、該電界効果トランジスタが導通したときの
ドレイン電流と同一の電流をソース側にバイパスするノ
゛イパス手段と、該電界効果トランジスタが導通したと
きのドレイン電流、あるいはバイパス手段によるバイパ
ス電流に基づき前記所定の負の基準電位の絶対値よりも
大きな正の電圧を発生し、該電圧を前記電界効果トラン
ジスタのソースに印加してソース電位をシフトアップさ
せるバイアス発生手段と、を備えている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the logic circuit according to the present invention has a high potential side or a low potential side, depending on the input logic level with a predetermined negative reference potential as a boundary with respect to the source potential. A depletion type field effect transistor that selects and outputs a logical value is connected in parallel between the train and source of the field effect transistor, and the same current as the drain current when the field effect transistor is conductive is passed to the source side. Generates a positive voltage larger than the absolute value of the predetermined negative reference potential based on the drain current when the field effect transistor is conductive or the bypass current by the bypass means, and bias generating means for applying the voltage to the source of the field effect transistor to shift up the source potential.

〔作 用〕[For production]

本発明では、デプレッション型の電界効果トランジスタ
の1”レイン電流あるいは該ドレイン電流をバイパスし
て流れる同し大きさのバイパス電流に、lづき、電界効
果トランジスタのスレッショルド電圧よりも大きな正の
電圧がバイアス発生手段によって発生するとともに、該
電圧が電界効果トランジスタのソース側に印加される。
In the present invention, a positive voltage larger than the threshold voltage of the field effect transistor is applied to bias the 1" drain current of a depletion type field effect transistor or a bypass current of the same magnitude that flows by bypassing the drain current. The voltage is generated by the generating means and applied to the source side of the field effect transistor.

したがって、電界効果トランジスタのソース電位がスレ
ッショルド電位よりも大きな正の電位にシフトアップさ
れ、ゲート電位をソースに対して負にするための電圧が
内部発生し、−電源化が図られる。
Therefore, the source potential of the field effect transistor is shifted up to a positive potential greater than the threshold potential, and a voltage is generated internally to make the gate potential negative with respect to the source, thereby achieving negative power supply.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明に係る論理回路の第1実施例を示す図で
あり、本実施例は第3図に示す5DFLの一電源化を図
ったものであって、第3図に示す論理回路lと同一構成
部材には同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the logic circuit according to the present invention, and this embodiment is an attempt to unify the 5DFL shown in FIG. 3, and the logic circuit shown in FIG. The same reference numerals are given to the same constituent members as those in FIG.

まず、構成を説明する。第1図において、21は論理回
路であり、論理回路21には電源ラインV。
First, the configuration will be explained. In FIG. 1, 21 is a logic circuit, and the logic circuit 21 is connected to a power supply line V.

を基準にする電源ラインVDDが接続されており、電源
ラインVDDは(+3V)の電圧を論理回路21に印加
する。レベルシフト回路4の出力はトライバFET (
電界効果トランジスタ)5のゲートに入力され、ドライ
バFET5のドレイン−ソースの間にはバイパス手段2
2が接続される。バイパス手段22はダイオード23お
よび24からなりダイオード23.24はそれぞれのカ
ソードがドライバFET5のソース側に向くようにして
直列に接続される。
A power supply line VDD is connected to the logic circuit 21, and the power supply line VDD applies a voltage of (+3V) to the logic circuit 21. The output of the level shift circuit 4 is a triver FET (
A bypass means 2 is input between the drain and source of the driver FET 5.
2 is connected. The bypass means 22 consists of diodes 23 and 24, which are connected in series with their respective cathodes facing the source side of the driver FET 5.

各ダイオード23.24はドライバFET5がOFFし
ているとき、ドレイン−ソース間の電圧を各ダイオード
23.24の順方向降下電圧の総和に一致した電圧にク
ランプするとともに、負荷FET6により定まる一定電
流をドライバFET5のソース側にバイパスする。ドラ
イバFET5のソースと電源ラインVEEとの間にはダ
イオード(バイアス発生手段)25が接続されており、
ダイオード25はカソードが電源ラインVEE側に位置
して接続される。ダイオード25はドライバFET5の
ソース側の電位をダイオード25の順方向降下電圧分だ
けプラス側にシフトアップするものであり、ダイオード
25の形状はダイオード25の順方向降下電圧がドライ
バFET5のスレッショルド電圧よりも大きな値となる
ように決定すればよい。例えば、ダイオード25を含め
た各構成部材は次表1に示すような形状寸法で形成する
ことが好ましい。
When the driver FET 5 is off, each diode 23.24 clamps the drain-source voltage to a voltage that matches the sum of the forward drop voltages of each diode 23.24, and also carries a constant current determined by the load FET 6. Bypass to the source side of driver FET5. A diode (bias generation means) 25 is connected between the source of the driver FET 5 and the power supply line VEE.
The diode 25 is connected with its cathode located on the power supply line VEE side. The diode 25 shifts the potential on the source side of the driver FET 5 to the positive side by the forward drop voltage of the diode 25, and the shape of the diode 25 is such that the forward drop voltage of the diode 25 is higher than the threshold voltage of the driver FET 5. It may be determined to have a large value. For example, each component including the diode 25 is preferably formed with shapes and dimensions as shown in Table 1 below.

表1 但し、Lg:ゲート長 Wg:ゲート幅 Vth:スレッショルド電圧 次に、作用を説明する。Table 1 However, Lg: gate length Wg: Gate width Vth: threshold voltage Next, the effect will be explained.

いま、論理回路21に電源電圧VDDが供給されると、
ダイオード25には負荷FET6により定まる一定電流
がドライバFET5あるいはバイパス手  −段22を
介して流れる。すなわち、ドライバFET5がONして
いるときは負荷FET6により定まる一定電流、すなわ
ちドライバFET5のドレイン電流がダイオード25に
流れ、ドライバFET5がOFFしているときは負荷F
ET6により定まる一定電流がバイパス手段22を介し
てダイオード25に流れる。したがって、ダイオード2
5にはドライバFET5のON、OFFとは無関係に負
荷FET6により定まる一定電流が流れることになり、
ダイオード25のアノード−カソード間には負荷FET
6による一定電流に応じた順方向降下電圧が発生する。
Now, when the power supply voltage VDD is supplied to the logic circuit 21,
A constant current determined by the load FET 6 flows through the diode 25 via the driver FET 5 or the bypass means 22. That is, when the driver FET 5 is ON, a constant current determined by the load FET 6, that is, the drain current of the driver FET 5, flows to the diode 25, and when the driver FET 5 is OFF, the load FET 5 flows through the diode 25.
A constant current determined by ET6 flows through the diode 25 via the bypass means 22. Therefore, diode 2
5, a constant current determined by the load FET 6 will flow regardless of whether the driver FET 5 is ON or OFF.
A load FET is connected between the anode and cathode of the diode 25.
6, a forward voltage drop is generated in accordance with the constant current.

この場合、ダイオード25のアノードはドライバFET
5のソースに接続されているので、ドライバFET5の
ソースは電源ラインVEEに対してダイオード25の順
方向電圧降下分だけ正の電位にシフトアップされる。
In this case, the anode of the diode 25 is connected to the driver FET.
Since the source of the driver FET 5 is connected to the source of the driver FET 5, the source of the driver FET 5 is shifted up to a positive potential by the forward voltage drop of the diode 25 with respect to the power supply line VEE.

したがって、ドライバI;’ E T 5をOF Fさ
せる場合であっても、ドライバFET5のゲートをソー
スに対してスレッショルド電圧■いよりも大きな負の電
位にすればよく、ドライバFET5のソースが電源ライ
ンVEEに対して正の電位にシフトアップされているこ
とからドライバFET5のゲート電位はドライバFET
5のON、OFFにかかわらず、電源ラインVEEに対
して常に正の電位となる。
Therefore, even if the driver I;'ET 5 is to be turned off, the gate of the driver FET 5 should be set at a negative potential higher than the threshold voltage with respect to the source, and the source of the driver FET 5 may be connected to the power supply line. Since the potential is shifted up to a positive potential with respect to VEE, the gate potential of driver FET5 is the same as that of driver FET5.
Regardless of whether 5 is ON or OFF, the potential is always positive with respect to the power supply line VEE.

このように本実施例では、従来必要であった電源ライン
VS5に対する電源ラインVEEの電位をダイオード2
5により内部発生させることができるので論理回路21
に必要な電源を一系統のものとすることができ、論理回
路21の一電源化を図ることができる。この場合、ダイ
オード25は出力信号り。uLのLレベルをクランプす
ることになり、バイパス手段22は出力信号り。uLの
Lレベルに対して11レヘルをクランプすることになる
ので、電源ラインVOOによる供給電圧が変動したよう
な場合であっても所定の規定値を維持することができ、
出力論理レベルの安定度を向上させることができる。ま
た、出力信号り。uuの振幅はバイパス手段22のクラ
ンプ電圧に一致するため、従来と比較して論理振幅が小
さなものとなる。したがって、論理回路21の負荷とな
る容量成分が同一であれば負荷容量に対する論理回B2
1の出力応答性を高めることができる。すなわち、容量
負荷による信号の遅延を少ないものとすることができ、
応答性の高速化を図ることができる。
In this way, in this embodiment, the potential of the power supply line VEE with respect to the power supply line VS5, which was conventionally required, is changed to the diode 2.
5, the logic circuit 21 can be generated internally.
The power supply required for this can be made into one system, and the logic circuit 21 can be provided with a single power supply. In this case, the diode 25 is connected to the output signal. The L level of uL is clamped, and the bypass means 22 outputs an output signal. Since 11 levels are clamped to the L level of uL, a predetermined specified value can be maintained even if the voltage supplied by the power line VOO fluctuates.
The stability of the output logic level can be improved. Also, the output signal. Since the amplitude of uu matches the clamp voltage of the bypass means 22, the logic amplitude is smaller than in the conventional case. Therefore, if the capacitance components serving as the load of the logic circuit 21 are the same, the logic circuit B2 for the load capacitance
1 can improve the output responsiveness. In other words, signal delay due to capacitive load can be reduced,
It is possible to achieve faster responsiveness.

以上の第1実施例では第3図に示す5DFLの一電源化
を図った場合を示したが、次に、第2実施例として第4
図に示すBFLの一電源化を図った場合を第2図を参照
して説明する。なお、第2図において第4図に示すBF
Lと同一構成部材には同一符号を付し、その説明を省略
する。
In the above first embodiment, a case was shown in which the 5DFL shown in FIG.
A case in which the BFL shown in the figure is made to have a single power source will be described with reference to FIG. 2. In addition, in FIG. 2, the BF shown in FIG.
Components that are the same as those in L are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

同図において、31は論理回路であり、論理回路31に
は電源ラインVEEを基準にする電源ラインV9.によ
って(+ 3 V)の電圧が印加される。ドライバFE
T5のドレイン−ソース間にはダイオード32.33か
らなるバイパス手段34が接続されており、各ダイオー
ド32.33はそれぞれのカソードがドライバFET5
のソース側を向(ようにして直列に接続される。ドライ
バFET5のソースと電源ラインVEEの間にはダイオ
ード35.36からなるバイアス発生手段37が接続さ
れており、各ダイオード35.36はそれぞれのカソー
ドが電源ラインVI側を向くようにして直列に接続され
る。したがって、バイアス発生手段37には負荷F E
 T 6により定まる一定電流がドライバFET5ある
いはバイパス手段34を介して常に流れることになり、
ドライバFET5のソース電位は電源ラインV、に対し
て各ダイオード35.36の順方向降下電圧の総和分だ
け正の電位にシフトアップされる。この場合、ダイオー
ド35.36の形状は各ダイオード35.36の順方向
降下電圧の総和がドライバFET5のスレッショルド電
圧よりも大きな値となるように決定すればよく、例えば
、各ダイオード35.36を含めた各構成部材は次表2
に示すような形状寸法で形成することが好ましい。
In the figure, 31 is a logic circuit, and the logic circuit 31 includes a power line V9. A voltage of (+3 V) is applied. Driver FE
A bypass means 34 consisting of diodes 32, 33 is connected between the drain and source of T5, and each diode 32, 33 has its cathode connected to the driver FET 5.
A bias generating means 37 consisting of diodes 35 and 36 is connected between the source of the driver FET 5 and the power supply line VEE, and each diode 35 and 36 are connected in series with the cathodes facing the power supply line VI side. Therefore, the bias generating means 37 has a load F E
A constant current determined by T6 always flows through the driver FET5 or the bypass means 34,
The source potential of the driver FET 5 is shifted up to a positive potential with respect to the power supply line V by the sum of the forward drop voltages of the diodes 35 and 36. In this case, the shape of the diodes 35, 36 may be determined so that the sum of the forward drop voltages of the diodes 35, 36 is larger than the threshold voltage of the driver FET 5. Each component is shown in Table 2 below.
It is preferable to form the shape and dimensions as shown in FIG.

表  2 但し、Lg:ゲート長 Wg :ゲート幅 Vth:スレッショルド電圧 このように本実施例でも、ドライバFET5のソース電
位が電源ラインVEEに対してドライバFET5のスレ
ッショルド電圧■いよりも大きな正の電位にシフトアッ
プされるので第1実施例と同様に論理回路31の一電源
化を図ることができる。
Table 2 However, Lg: Gate length Wg: Gate width Vth: Threshold voltage As described above, in this embodiment as well, the source potential of the driver FET 5 becomes a larger positive potential with respect to the power supply line VEE than the threshold voltage of the driver FET 5. Since it is shifted up, it is possible to use one power source for the logic circuit 31 as in the first embodiment.

また、バイパス手段34およびバイアス発生手段37に
よってドライバFET5のソース電位、すなわちLレベ
ルとドライバFE75のドレイン電位、すなわち1(レ
ベルとがクランプされるので、第1実施例と同様の作用
効果を得ることができる。
Furthermore, since the bypass means 34 and the bias generation means 37 clamp the source potential of the driver FET 5, that is, the L level, and the drain potential of the driver FE 75, that is, the 1 (level), the same effect as in the first embodiment can be obtained. Can be done.

〔効 果〕〔effect〕

本発明によれば、デプレッション型の電界効果トランジ
スタのソース電位をバイアス発生手段を設けて該電界効
果1−ランジスタのスレッショルド電圧よりも大きな正
の電位にシフトアップしているので、ゲート電位をソー
スに対して負にするための電圧を内部発生させることが
でき、−電源化を図った論理回路を得ることができる。
According to the present invention, the source potential of the depletion type field effect transistor is shifted up to a positive potential greater than the threshold voltage of the field effect transistor by providing the bias generating means, so that the gate potential is shifted to the source potential. A voltage for making the voltage negative can be internally generated, and a logic circuit that can be used as a negative power source can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る論理回路の第1実施例を示すその
回路図、 第2図は本発明に係る論理回路の第2実施例を示すその
回路図、 第3.4図は従来の論理回路を示す図であり、第3図は
その5DFLによる構成を示す回路図、第4図はそのB
FLによる構成を示す回路図、である。 21.31・・・・・・論理回路、 5・・・・・ドライバFET (電界効果トランジスタ
)、 22.34・・・・・・バイパス手段、25・・−・・
・ダイオード(バイアス発生手段)、37・・・・・・
バイアス発生手段。 特許出願人 富士通株式会社  3、 代 理 人 弁理士  井 桁 貞  −1,6′9謁 υ旺    唯 21; を教jりtax−22;’\°イ/1ゝZ亭J
虻?;  p/7/f’A−丁  2ダニソイオーh゛
$1 ’j;e’)// tyr 74jp’lj/、
E’l l 77 f)、!’31J第1図 J2オ冶1維紗3Eテ?’/E/!との第2図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a logic circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of a logic circuit according to the present invention, and FIG. 3.4 is a circuit diagram of a conventional logic circuit. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration using 5DFL, and FIG. 4 is a diagram showing a logic circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration using FL. 21.31...Logic circuit, 5...Driver FET (field effect transistor), 22.34...Bypass means, 25...
・Diode (bias generation means), 37...
Bias generation means. Patent applicant: Fujitsu Limited 3. Agent: Patent attorney Igata Tei -1,6'9 謁υ王ゆう 21;
A horsefly? ; p/7/f'A-ding 2 Danisoioh゛$1 'j;e') // tyr 74jp'lj/,
E'l l 77 f),! '31J Figure 1 J2 Oji 1 Wasa 3E Te? '/E/! Figure 2 with

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ソース電位に対して所定の負の基準電位を境にした入力
論理レベルに応じ、高電位側あるいは低電位側の論理値
を選択して出力するデプレッション型の電界効果トラン
ジスタと、該電界効果トランジスタのドレイン−ソース
間に並列に接続され、該電界効果トランジスタが導通し
たときのドレイン電流と同一の電流をソース側にバイパ
スするバイパス手段と、 該電界効果トランジスタが導通したときのドレイン電流
、あるいはバイパス手段によるバイパス電流に基づき、
前記所定の負の基準電位の絶対値よりも大きな正の電圧
を発生し、該電圧を前記電界効果トランジスタのソース
に印加してソース電位をシフトアップさせるバイアス発
生手段と、を備えたことを特徴とする論理回路。
[Claims] A depletion type field effect transistor that selects and outputs a logic value on the high potential side or the low potential side according to the input logic level with a predetermined negative reference potential as the boundary with respect to the source potential. , a bypass means connected in parallel between the drain and source of the field effect transistor to bypass the same current as the drain current when the field effect transistor is conductive to the source side; Based on the drain current or bypass current by bypass means,
Bias generating means for generating a positive voltage larger than the absolute value of the predetermined negative reference potential and applying the voltage to the source of the field effect transistor to shift up the source potential. A logic circuit that
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