JPH01286616A - BiCMOS論理回路 - Google Patents

BiCMOS論理回路

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Publication number
JPH01286616A
JPH01286616A JP63116597A JP11659788A JPH01286616A JP H01286616 A JPH01286616 A JP H01286616A JP 63116597 A JP63116597 A JP 63116597A JP 11659788 A JP11659788 A JP 11659788A JP H01286616 A JPH01286616 A JP H01286616A
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JP
Japan
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logic
pull
channel mos
output
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP63116597A
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English (en)
Inventor
Tomoji Nukiyama
抜山 知二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバイポーラ素子と相補型MOS(以下CMOS
という)素子とを複合して構成する論理回路(以下B 
iCMOS論理回路という)に関し、特にバイポーラ素
子をファンアウトの高負荷駆動手段としてCMOS論理
ゲートと組合せて用いるB1CMOS論理回路に関する
〔従来の技術〕
バイポーラ素子の電流駆動能力やオフセット精度とCM
OS素子の集積性や省消費電力といった両者の特徴を生
かしたB iCMOS論理回路の構成が可能になってい
る。特に、BiCMOS論理回路は大規模集積回路内の
論理ゲートに一般的に要請される特質としての高速動作
、高負荷駆動能力に併せて高集積性、低消費電力、また
ノイズ余裕や他の素子との整合性も考慮した十分な論理
振幅がとれるなどの特長があげられる。
従来提案されているB iCMOS論理回路は、電子情
報通信学会論文誌(C) vol、j70−C,No8
.pP1115〜1122に見られるような一般的なC
MOS論理回路の駆動段にトーテムポール接続されたバ
イポーラを組合せた構成が採られている。第3図(a)
、(b)、(C)はそれぞれ上記B i CMOS論理
回路の具体的な回路図で、基本的には駆動段のバイポー
ラトランジスタをCMOSゲートの出力電流で駆動し、
トーテムポール接続されたプルアップ素子とプルダウン
素子とが相補動作するように工夫されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間
のインピーダンス素子Zl、Z2はバイポーラトランジ
スタを遮断する際、ベースの電荷を引抜くため不可欠で
あり、この構成法が問題となっている。第3図(b)、
(C)は能動素子だけで回路が構成されているので集積
回路化に有利であるが、第3図(a)、(b)は抵抗素
子に常時電流が流れるので抵抗値を低消費電力化するた
めには低く採れないし、抵抗値を高くするとバイポーラ
トランジスタの遮断時の応答が遅れ貫通電流が免れない
。また、第3図(c)は完全相補動作が保証されるもの
のプルダウン素子のバイポーラトランジスタQ2のベー
ス駆動源が自身の出力に負っているため遮断付近の駆動
能力に難があると云う問題点を有している。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のBiCMOS論理回路は、それぞれnpn型の
バイポーラトランジスタで構成されたプルアップ用およ
びプルダウン用の素子をトーテムポール接続し、相補型
MOS論理ゲート回路の出力で前記プルアップ用の素子
のゲートが制御される負荷駆動回路と、前記相補型MO
S論理ゲート回路の出力でプルアップ用のpチャネルM
OSトランジスタのゲートが制御され、前記負荷駆動回
路の出力でプルダウン用のnチャネルトランジスタのゲ
ートが制御され、出力が前記負荷駆動回路のプルダウン
用の素子のゲートを制御するpチャネルおよびnチャネ
ルの1対のMOSトランジスタからなる制御回路とを有
することにより構成される。
以上の構成により、バイポーラトランジスタで構成され
た負荷駆動回路のプルアップ素子の駆動、遮断時のベー
スの電荷の引抜きは論理ゲートの出力自身で制御し、一
方、プルダウン素子の駆動は論理ゲートの出力を基に生
成された情報で、遮断時のベースの電荷の引抜きは負荷
駆動回路自身の出力を基に生成された情報に呼応して制
御される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第1の実施例の回路図で、NANDゲ
ートに適用されたものであり、nチャネルMOSトラン
ジスタn□+n2およびn3と、pチャネルMoSトラ
ンジスタルt * 92およびp、と、npn型のバイ
ポーラトランジスタQt。
Q2とから構成される。
同図によれば、nチャネルMOSトランジスタn I 
r n 2およびpチャネルMOSトランジスタル1+
 P2は一般的な正論理(71CMOSのNAND論理
回路を構成しており、バイポーラトランジスタQl、Q
2はトテムボール接続された駆動(バッファ)回路を構
成している。nチャネルMOSトランジスタn3、Pチ
ャネルMOSトランジスタル3はnチャネルMOSトラ
ンジスタn1+n2およびpチャネルMOSトランジス
タpH22と同様に、適当なしきい電圧のエンハンスメ
ントモードのトランジスタで構成される制御回路である
入力i1.i2は共に論理“1” (エンハンスメント
モードのnチャネルMOSトランジスタを導通させ、エ
ンハンスメントモードのpチャネルMOSトランジスタ
を遮断させるに十分な電位の印加)の場合、pチャネル
MOSトランジスタPl + p2が遮断でnチャネル
MOSトランジスタn1+ n2が導通し、この結果に
呼応してpチャネルMOSトランジスタp3が導通して
バイポーラトランジスタQ2のベース電流を駆動すると
同時に、バイポーラトランジスタQ1のベース電荷が引
抜かれてバイポーラトランジスタQ1は遮断するので、
出力o1は論理°“0゛°に強く駆動される。更に、こ
の結果に呼応してnチャネルMOSトランジスタn、は
遮断するからプルアップ側とプルダウン側との素子の電
流通路はバイポーラ駆動段を含めて全く存在しない。
次に、入力il、i2の何れか、または共に論理”O”
(エンハンスメントモードのnチャネルMOS)−ラン
ジスタを導通させ、エンハンスメントモードのnチャネ
ルMoSトランジスタを遮断させるに十分な低い電位の
印加)の場合、pチャネルM OS +−ランジスタp
+ 、I)2を介してバイポーラトランジスタQ1のベ
ース電流が駆動されると同時に、pチャネルMOSトラ
ンジスタル3は遮断し、バイポーラトランジスタQ2に
はベース電流が供給されなくなる。従ってバイポーラM
OSトランジスタQ1により出力o1は論理゛1″に強
く駆動される。更に、この結果に呼応してnチャネルM
OSトランジスタn3は導通するからバイポーラトラン
ジスタQ2のベース電荷が引抜かれて、バイポーラトラ
ンジスタQ2が完全に遮断するので、前と同様にプルア
ップ側とプルダウン側との素子の電流通路はバイポーラ
駆動段を含めて全く存在しない。
以上説明したように本実施例は、NAND論理の完全相
補動作を提供すると同時にバイポーラトランジスタによ
る強い負荷駆動も実現している。
第2図は本発明の第2の実施例の回路図で、NORゲー
トに適用されたものであり、nチャネルMOSトランジ
スタn1 r n 2およびn3と、nチャネルMOS
トランジスタI)t 、 p2およびp3と、npn型
のバイポーラトランジスタQt。
Q2とから構成される。
同図によれば、nチャネルMOSトランジスタnl 、
n2およびnチャネルMOSトランジスタP 1r p
2は一般的な正論理の0MOSのNOR論理回路を構成
しており、バイポーラトランジスタQl、Q2はトテム
ボール接続された駆動(バッファ)回路を構成している
。nチャネルMOSトランジスタns 、PチャネルM
OSトランジスタル3は第1の実施例と同じ働きをする
制御回路である。
入力i+、i2は共に論理”O”(エンハンスメントモ
ードのnチャネルMOSトランジスタを遮断させ、エン
ハンスメントモードのnチャネルMOSトランジスタを
導通させるに十分の電位の印加)の場合、nチャネルM
OSトランジスタP+ 、P2が導通でnチャネルMO
S)−ランジスタnl 、n3が遮断し、この結果に呼
応してpチャネルMOSトランジスタル、が遮断してバ
イポーラI・ランジスタQ2のベース電流を遮断すると
同時に、バイポーラトランジスタQ、のベースを駆動し
てバイポーラトランジスタQ、は導通ずるので、出力0
1は論理“1”に強く駆動される。
更に、この結果に呼応してnチャネルMOSトランジス
タn3は導通するから、バイポーラトランジスタQ2の
ベース電荷が引抜かれてバイポーラトランジスタQ2は
完全に遮断するので、プルアップ側とプルダウン側との
素子の電流通路はバイポーラ駆動段を含めて全く存在し
ない。
次に、入力i1.i2の何れか、または共に論理“1”
  (エンハンスメントモードのnチャネルMOSトラ
ンジスタを遮断させ、エンハンスメントモードのnチャ
ネルMOSトランジスタを導通させるに十分な電位の印
加)の場合、nチャネルMOSトランジスタpt 、P
2を介してバイポーラトランジスタQ1ヘベース電流が
供給されなくなり、nチャネルMOSトランイジスタn
l+n2を介してベース電流が引抜かれてバイポーラト
ランジスタQ+が遮断すると同時に、pチャネルMOS
トランジスタル、は導通してバイポーラトランジスタQ
2のベースに駆動電流が流入する。そこでバイポーラト
ランジスタQ2により出力01は論理゛″0”に強く駆
動される。更に、この結果に呼応してnチャネルMOS
トランジスタn、は遮断するから、前と同様にプルアッ
プ側とプルダウン側との素子の電流通路はバイポーラ駆
動段を含めて全く存在しない。
以上説明したように本実施例は、NOR論理の完全相補
動作を提供すると同時にバイポーラトランジスタによる
強い負荷駆動も実現している。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のBiCMOS論理回路は、
それぞれnpn型バイポーラトランジスタで構成された
プルアップ、プルダウン素子をトーテムポール接続した
負荷駆動回路と、相補型Mo8論理ゲートの出力でプル
アップルチャネルMOSトランジスタのゲートが制御さ
れ、負荷駆動回路の出力でプルダウンnチャネルMOS
トランジスタのゲートが制御されるよう構成された1対
のMOSトランジスタによる制御回路から成り、相補型
MOS論理ゲートの出力電流で負荷駆動回路のプルアッ
プ素子のベースを駆動し、更に1対のMo8トランジス
タによる制御回路の出力電流で負荷駆動回路のプルダウ
ン素子のベースを駆動するように構成することで、ベー
スの電荷の引抜き時のみ、活性化するベース回路の構成
が採れ、更にプルアップとプルダウンとの画素子のベー
スをスタテックに駆動する構成が可能になるので極めて
高速な負荷駆動能力を有し、貫通電流や常時電流の少な
いBiCMOS論理回路を構成することができる効果が
ある。また、負荷駆動バイポーラ回路とCMO9Mo9
論理ゲートに、負荷駆動バイポーラ回路のプルダウン側
素子のベース制御を司どるpチャネルおよびnチャネル
の1対のMoSトランジスタしか要しないので構成素子
数の面からも有利であり、更にバイポーラトランジスタ
はnpn型だけで構成できるので製造上も有利であると
云う効果がある。
なお実施例では2種の論理ゲートについて説明したが、
他のいかなる論理ゲートにでも本発明の応用は容易であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2図は本発
明の第2の実施例の回路図、第3図(a)、(b)およ
び(C)はそれぞれ従来のBicMOS論理回路の代表
的な回路図である。 nl 、n2 、n3−nチャネルMOSトランジスタ
、ps r P2 r P3・・・pチャネルMOSト
ランジスタ、Ql、Q2・・・バイポーラトランジスタ
、11+12・・・入力端子、Ol・・・出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  それぞれnpn型のバイポーラトランジスタで構成さ
    れたプルアップ用およびプルダウン用の素子をトーテム
    ポール接続し、相補型MOS論理ゲート回路の出力で前
    記プルアップ用の素子のゲートが制御される負荷駆動回
    路と、前記相補型MOS論理ゲート回路の出力でプルア
    ップ用のpチャネルMOSトランジスタのゲートが制御
    され、前記負荷駆動回路の出力でプルダウン用のnチャ
    ネルトランジスタのゲートが制御され、出力が前記負荷
    駆動回路のプルダウン用の素子のゲートを制御するpチ
    ャネルおよびnチャネルの1対のMOSトランジスタか
    らなる制御回路とを有することを特徴とするBiCMO
    S論理回路。
JP63116597A 1988-05-13 1988-05-13 BiCMOS論理回路 Pending JPH01286616A (ja)

Priority Applications (1)

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JP63116597A JPH01286616A (ja) 1988-05-13 1988-05-13 BiCMOS論理回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63116597A JPH01286616A (ja) 1988-05-13 1988-05-13 BiCMOS論理回路

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Publication Number Publication Date
JPH01286616A true JPH01286616A (ja) 1989-11-17

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ID=14691087

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63116597A Pending JPH01286616A (ja) 1988-05-13 1988-05-13 BiCMOS論理回路

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JP (1) JPH01286616A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754061A (en) * 1993-03-17 1998-05-19 Fujitsu Limited Bi-CMOS circuits with enhanced power supply noise suppression and enhanced speed

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5754061A (en) * 1993-03-17 1998-05-19 Fujitsu Limited Bi-CMOS circuits with enhanced power supply noise suppression and enhanced speed

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