JPH01295526A - BiCMOS論理回路 - Google Patents

BiCMOS論理回路

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Publication number
JPH01295526A
JPH01295526A JP63126582A JP12658288A JPH01295526A JP H01295526 A JPH01295526 A JP H01295526A JP 63126582 A JP63126582 A JP 63126582A JP 12658288 A JP12658288 A JP 12658288A JP H01295526 A JPH01295526 A JP H01295526A
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JP
Japan
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pull
transistor
bipolar
output
cut
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Pending
Application number
JP63126582A
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English (en)
Inventor
Takao Kusano
隆夫 草野
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
Priority to JP63126582A priority Critical patent/JPH01295526A/ja
Publication of JPH01295526A publication Critical patent/JPH01295526A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/09448Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET in combination with bipolar transistors [BIMOS]
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/001Arrangements for reducing power consumption in bipolar transistor circuits

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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CM
OSと称す)素子を複合して構成する論理回路(以下B
iCMO9論理回路と称す)に関し、特に、ダーリント
ン接続した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B i
 CMOS論理回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のB iCMOS論理回路は第3図3に示
す様な構成となっていた。
出力段はバイポーラトランジスタQl、Q2と03、Q
4のダーリントン接続になっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のB iCMOS論理回路は、遮断時に、
ダーリントン接続後段のベース電荷を直接引抜く電流経
路がない為、特に出力の切換時に貫通電流を小さく出来
ない、更に、この結果出力の切換のスピードが遅くなる
という欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のBiCMOS論理回路は、各々2段ないし、そ
れ以上のダーリントン接続されたバイポーラトランジス
タで構成されたプルアップ、プルタ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Mo3論理ゲー
トと、前記相補型MoS論理ゲート出力でプルアップP
チャンネルMOSトランジスタのゲートが、前記負荷駆
動回路の出力でプルダウンnチャンネルMOSトランジ
スタのゲートが制御される様に構成された制御回路と、
前記相補型Mo3論理ゲートの出力をゲート入力とし、
前記負荷駆動回路のプルダウン素子を構成するダーリン
トン接続されたバイポーラトランジスタの後段側のベー
ス電極と接地電位間に接続されたnチャンネルMo3)
ランジスタと、前記制御回路の出力をゲート入力とし、
前記負荷駆動回路のプルアップ素子を構成するダーリン
トン接続されたバイポーラトランジスタの後段側のベー
ス電極と接地電位間に接続されたnチャンネルMo3)
ランジスタとを有し、前記相補型Mo8論理ゲートの出
力電流で前記負荷駆動回路のプルアップ素子のベースを
駆動し、更に前記制御回路の出力電流で前記負荷駆動回
路のプルダウン素子のベースを駆動するように構成され
る。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図で、NAN
Dゲートに適用されたものであり、nチャンネルMOS
トランジスタn1〜n5及び、PチャンネルMOS)ラ
ンジスタPl〜P3、npn型バイポーラトランジスタ
Q1〜Q4より構成される。
Mo8)ランジスタPI 、P2 、nt 、n2は正
論理のNANDゲートを構成し、MOSトランジスタP
 3 + n3は適当なしきい値電圧のエンハンスメン
トトランジスタで構成される制御回路であり、バイポー
ラトランジスタQ1.Q2及びQ3.Q4は各々ダーリ
ントン接続されて、それぞれ負荷駆動回路のトーテムポ
ール接続のプルアップ及びプルダウン素子を構成し、更
にMOSトランジスタn4 、n5は各々バイポーラト
ランジスタQ2.Q4のゲート電極に接続された適当な
しきい値電圧のエンハンスメントトランジスタで、それ
ぞれ制御回路の出力と、NANDゲートの出力で制御さ
れている。
入力i1.i2が共に論理“°1“ (エンハンスメン
トnチャンネルMOS)ランジスタを導通させ、エンハ
ンスメントnチャンネルMOS)ランジスタを遮断させ
るに十分な電位が印加された時)の場合、Mo5)−ラ
ンジスタPl、P2は遮断し、Mo3)ランジスタnl
 、n2が導通し、この結果に呼応してMOSトランジ
スタP3が導通、MOSトランジスタn5が遮断し、バ
イポーラトランジスタQ1のベース電荷が引抜かれ、バ
イポーラトランジスタQ1は遮断する。Mo6)ランジ
スタP3の導通に伴い、バイポーラトランジスタQ3の
ベース電流を駆動すると同時にMOSトランジシタn3
が導通し、MOSトランジスタn4が導通し、Mo3)
ランジスタn4を介してバイポーラトランジスタQ2の
ベース電荷が引抜かれバイポーラトランジスタQ2は完
全に遮断する。バイポーラトランジスタQ3のコレクタ
電流はバイポーラトランジスタQ3のベース電流に対し
、バイポーラトランジスタQ3の駆動能力分増幅されて
おり、これがバイポーラトランジスタQ4のベース電流
となる。又、バイポーラトランジスタQ4のベース・コ
レクタ間でも同様の増幅がなされ、これにより、出力0
1の負荷駆動能力はバイポーラトランジスタQ3.Q4
の各々の駆動能力の積で与えられる。
この結果出力01は論理” o ”に強く駆動される。
更にこの結果に呼応してMo8)ランジスタn3は遮断
するからプルアップ側とプルダウン側素子の電流通路は
バイポーラ駆動段を含め全く存在しない。
次に入力11゜12の何れか、又は共に論理“0” (
エンハンスメントドチャンネルMOSトランジスタを導
通させエンハンスメントnチャンネルMOSトランジス
タを遮断させるに十分低い電位が印加された時)の場合
、Mo3)ランジスタP、又はP2が導通し、MOSト
ランジスタn!又はn2が遮断し、この結果に呼応して
MOSトランジスタP3が遮断、MOSトランジスタn
5が導通し、バイポーラトランジスタQlのベース電流
が駆動される。
MOSトランジスタP3の遮断に伴いバイポーラトラン
ジスタQ3にはベース電流が供給されなくなる。バイポ
ーラトランジスタQ!のコレクタ電流により、バイポー
ラトランジスタQ2のベース電流が駆動され前述しなと
同様に出力01はバイポーラトランジスタQ1.Q2の
各々の駆動能力の積で駆動され強力に論理“1°′に駆
動される。更にこの結果に呼応して、MoSトランジス
タn3が導通し、MOSトランジスタn4が遮断し、M
OS)ランイスタn3を介しバイポーラトランジスタQ
3のMOSトランジスタn5を介しバイポーラトランジ
スタQ4のベース電荷が引抜かれ、バイポーラトランジ
スタQ4のベース電荷が引抜かれ、バイポーラトランジ
スタQ3.Q4は完全に遮断する。
前例同様、プルアップ側とプルダウン側素子の電流通路
はバイポーラ駆動段を含め全く存在しない。
第2図は、本発明の第2の実施例を示す回路図でNOR
ゲートに適用されたものであり、nチャンネルMo8)
ランジスタn1〜n5、及びPチャンネルMOSトラン
ジスタレ1〜P3、npn型バイポーラトランジスタQ
1〜Q4より構成される。
MoSトランジスタPl 、P2 、nl 、n2は正
論理のNORゲートを構成し、Mo8)ランジスタP3
 、n3は適当なしきい値電圧のエンハンスメントトラ
ンジスタで構成される制御回路であり、バイポーラトラ
ンジスタQ!、Qa及びQ3.Q4は各々ダーリントン
接続されて、それぞれ負荷駆動回路のトーテムポール接
続のプルアップ及びプルダウン素子を構成し、更にMo
3)ランジスタn4+ n5は各々バイポーラトランジ
スタQ2.Q4のゲート電極に接続された適当なしきい
値電圧のエンハンスメントトランジスタで、それぞれ制
御回路の出力と、NORゲートの出力で制御されている
入力11+12が共に論理“0”の場合、MOSトラン
ジスタP、、P2が導通し、MOSトランジスタnl 
、n2が遮断し、この結果に呼応して、Mo3)ランジ
スタP、が遮断、Mo8)ランジスタn5が導通し、バ
イポーラトランジスタQ+のベース電流が駆動される。
MOSトランジスタP3の遮断に伴いバイポーラトラン
ジスタQ3にはベース電流が供給されなくなる。バイポ
ーラトランジスタQ+のコレクタ電流により、バイポー
ラトランジスタQ2のベース電流が駆動され第1の実施
例と同様に出力01はバイポーラトランジスタQ1.Q
2の駆動能力の積で駆動され強力に論理“1”に駆動さ
れる。
更に、この結果に呼応して、Mo8)−ランジスタn3
が導通し、Mo3)ランジスタn4が遮断し、MOSト
ランジスタn3を介しバイポーラトランジスタQ3のM
o3)ランジスタn5を介しバイポーラトランジスタQ
4のベース電荷が引抜かれ、バイポーラトランジスタQ
3.Q4は完全に遮断する。この為、プルアップ側とプ
ルダウン側素子の電流通路はバイポーラ駆動段を含め全
く存在しない。
次に入力11+12が何れか、又は、共に論理°“1゛
の場合、MOS)ランジスタP、又はP2が遮断し、M
o3)ランジスタn1又はn2が導通し、この結果に呼
応してMOSトランジスタP3が導通、MoSトランジ
スタn5が遮断し、バイポーラトランジスタQlのベー
ス電荷が引抜かれ、バイポーラトランジスタQ1は遮断
する。
MOS)ランジスタP3の導通に伴い、バイポーラトラ
ンジスタQ3のベース電流を駆動すると同時にMOS)
−ランジスタn4が導通し、MOSトランジスタn4を
介してバイポーラトランジスタQ2のベース電荷が引抜
かれバイポーラトランジスタQ2は完全に遮断する。バ
イポーラトランジスタQ3のコレクタ電流によりバイポ
ーラトランジスタQ4のベース電流が駆動され、前述と
同様に出力01はバイポーラトランジスタQ3゜Q4の
各々の駆動能力の積で駆動され強力に論理” o ”に
駆動される。更に、この結果に呼応して、MOSトラン
ジスタn3が遮断し、プルアップ、プルダウン素子間に
はバイポーラ素子を含め電流通路は全く存在しない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、B i CMOS論理回
路のトーテムポール接続されたプルアップ・プルダウン
素子を構成する各々ダーリントン接続されたバイポーラ
トランジスタの後段側のベース電荷を引抜く為のMOS
トランジスタと、その制御回路を有する事により、出力
切換時の貫通電流を小さくし、更には、出力切換のスピ
ードを向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
、本発明の第2の実施例を示す回路図、第3図は従来の
一例を示す回路図である。 n、〜n、・・・エンハンスメント型nチャンネルMO
Sトランジスタ、P、〜P3・・・エンハンスメント型
Pチャ゛ンネルMOSトランジスタ、Q+〜Q4・・・
npn型バイポーラトランジスタ、11゜12・・・入
力、01・・・出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各々2段ないし、それ以上のダーリントン接続されたバ
    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MOS論理ゲートと、前記相補型MOS論理ゲート
    出力でプルアップPチャンネルMOSトランジスタのゲ
    ートが、前記負荷駆動回路の出力でプルダウンnチャン
    ネルMOSトランジスタのゲートが制御される様に構成
    された制御回路と、前記相補型MOS論理ゲートの出力
    をゲート入力とし、前記負荷駆動回路のプルダウン素子
    を構成するダーリントン接続されたバイポーラトランジ
    スタの後段側のベース電極と接地電位間に接続されたn
    チャンネルMOSトランジスタと、前記制御回路の出力
    をゲート入力とし、前記負荷駆動回路のプルアップ素子
    を構成するダーリントン接続されたバイポーラトランジ
    スタの後段側のベース電極と接地電位間に接続されたn
    チャンネルMOSトランジスタとを有し、前記相補型M
    OS論理ゲートの出力電流で前記負荷駆動回路のプルア
    ップ素子のベースを駆動し、更に前記制御回路の出力電
    流で前記負荷駆動回路のプルダウン素子のベースを駆動
    するように構成を備える事を特徴としたBiCMOS論
    理回路。
JP63126582A 1988-05-23 1988-05-23 BiCMOS論理回路 Pending JPH01295526A (ja)

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JP63126582A JPH01295526A (ja) 1988-05-23 1988-05-23 BiCMOS論理回路

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ID=14938742

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JP (1) JPH01295526A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117725A (ja) * 1990-09-03 1992-04-17 Nec Ic Microcomput Syst Ltd エミッタ結合論理回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117725A (ja) * 1990-09-03 1992-04-17 Nec Ic Microcomput Syst Ltd エミッタ結合論理回路

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