JPH02182026A - Semiconductor logic circuit - Google Patents

Semiconductor logic circuit

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Publication number
JPH02182026A
JPH02182026A JP1002227A JP222789A JPH02182026A JP H02182026 A JPH02182026 A JP H02182026A JP 1002227 A JP1002227 A JP 1002227A JP 222789 A JP222789 A JP 222789A JP H02182026 A JPH02182026 A JP H02182026A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
drain
driving
input signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP1002227A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Hirakata
宣行 平方
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP1002227A priority Critical patent/JPH02182026A/en
Publication of JPH02182026A publication Critical patent/JPH02182026A/en
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  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To constitute a gate logic circuit stacked longitudinally and withstanding the dispersion in the component by employing an enhancement type MESFET for a driving transistor(TR), connecting an input terminal to its gate and connecting an output terminal to its drain. CONSTITUTION:Driving TRs 1, 2 are enhancement type MESFETs. Load elements 3, 4 are connected respectively to each drain of the driving TRs, the gate connects to input terminals 34, 35 and its drain connects to output terminals 36, 37 respectively. When a complementary input signal is given to the input terminals 34, 35, a current flows to either the TR 1 or the TR 2. When the input signal is switched, the current is also switched. When the input signal is inverted, the current is also switched and the output is also inverted. Since the enhancement type MESFET is employed for the driving TRs 1, 2, the output level is made coincident with the input signal level.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体論理回路、特に、ショットキゲート電
界効果トランジスタ(ME S F ET)を用いた半
導体論理回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor logic circuit, and particularly to a semiconductor logic circuit using a Schottky gate field effect transistor (MESFET).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

情報化社会の発展にともない、より高速の情報処理を行
う装置に対する需要が高まり、これを構成する半導体装
置にも、より高速の動作が求められている。GaAs 
ICは、GaAs自身の持つ高電子移動度、半絶縁性基
板などの特徴からこれらの分野での貢献が期待されてい
る。
2. Description of the Related Art With the development of an information society, there is an increasing demand for devices that process information at higher speeds, and the semiconductor devices that make up these devices are also required to operate at higher speeds. GaAs
ICs are expected to contribute to these fields due to the characteristics of GaAs itself, such as high electron mobility and semi-insulating substrates.

第4図は、GaAs ICに多く用いられるSCF L
 (Source Coupled FET Logi
c)回路によるインバータ回路を示すものである。同図
において、符号21.22は負荷素子、符号23.24
は駆動用トランジスタ、符号25.27はソースホロワ
トランジスタ、符号26.28はレベルシフト用素子、
29.30,31は電流源、符号32.33は電源用端
子、符号34.35は入力端子、符号36〜39は出力
端子をそれぞれ示している。
Figure 4 shows SCF L, which is often used in GaAs ICs.
(Source Coupled FET Logi
c) shows an inverter circuit according to the circuit. In the same figure, 21.22 is a load element, and 23.24 is a load element.
is a driving transistor, 25.27 is a source follower transistor, 26.28 is a level shift element,
29, 30, 31 are current sources, 32, 33 are power supply terminals, 34, 35 are input terminals, and 36 to 39 are output terminals, respectively.

人力信号は、入力端子34.35に相補的に与えられ、
基本の出力信号は出力端子36.37から得ることがで
きる。
The human power signal is given to the input terminals 34.35 in a complementary manner,
The basic output signals are available at output terminals 36,37.

5CFL回路では、一般にトランジスタにディブリージ
ョン型が用いられており、次段の論理回路との整合性か
ら、出力信号の電位を駆動用トランジスタのドレイン端
子よりも低くする必要があり、そのためにソースホロワ
回路40が常に付加されている。第3図の回路ではソー
スホロワトランジスタ25.27のゲート−ソース間電
圧により、信号レベルのシフトが行われている。
In a 5CFL circuit, a deregion type transistor is generally used for the transistor, and for consistency with the next stage logic circuit, the potential of the output signal needs to be lower than the drain terminal of the driving transistor, so a source follower circuit is used. 40 is always added. In the circuit shown in FIG. 3, the signal level is shifted by the voltage between the gate and source of the source follower transistors 25 and 27.

第5図は、SCFLM路のインバータを2段接続して構
成されたリセットセット−フリップフロップ回路(R5
−FF回路)を示すものである。
FIG. 5 shows a reset set flip-flop circuit (R5
-FF circuit).

このR5−FF回路は、第4図のインバータに、トラン
ジスタ41.42.43.44が付加されたものであり
、トランジスタ43.44のゲートに接続する端子45
.46には相補的なりロックC1Cがそれぞれ印加され
る。第6図は、このR5−FF回路をシンボル表示した
ものであり、端子り、D、QSQ、C,Cがそれぞれ第
4図の端子34.35.36.37.45.46に相当
する。このR3−FF回路は、クロックCが71イレベ
ルのときに、端子34.35に与えられる相補的な人力
信号がそれぞれ駆動用トランジスタ23.24で反転さ
れソースホロワトランジスタ25.27でレベルシフト
されて駆動用トランジスタ41.42のゲートに印加さ
れている。この状態からクロックCがローレベルとなる
と、トランジスタ43がオフすると共に44がオンする
ため、駆動用トランジスタ41.42に印加されていた
信号の反転信号がソースホロワトランジスタ27.25
の各ゲートに戻され、クロックCがローレベルの間この
状態が保持される。
This R5-FF circuit has transistors 41, 42, 43, and 44 added to the inverter shown in FIG.
.. Complementary locks C1C are applied to 46, respectively. FIG. 6 shows this R5-FF circuit as a symbol, and terminals D, QSQ, C, and C correspond to terminals 34, 35, 36, 37, 45, and 46 in FIG. 4, respectively. In this R3-FF circuit, when the clock C is at the 71 level, complementary human input signals applied to the terminals 34 and 35 are respectively inverted by the driving transistors 23 and 24 and level-shifted by the source follower transistors 25 and 27. is applied to the gates of driving transistors 41 and 42. When the clock C becomes low level from this state, the transistor 43 is turned off and the transistor 44 is turned on, so that the inverted signal of the signal applied to the driving transistor 41.42 is transferred to the source follower transistor 27.25.
This state is maintained while the clock C is at a low level.

5CFL回路は、電流切替型なので素子のバラツキに強
く、また、縦積みのゲート論理を構成することができる
という利点をもっている。
Since the 5CFL circuit is a current switching type, it is resistant to variations in elements and has the advantage of being able to form a vertically stacked gate logic.

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

しかし、5CFL回路は上述したようにソースホロワ回
路を常に備えている必要があるので、この部分の電流の
ために消費電力が大きいという欠点を有していた。その
ため、大規模回路には特に不向きであった。
However, as described above, the 5CFL circuit always needs to include a source follower circuit, so it has the drawback of high power consumption due to the current in this part. Therefore, it was particularly unsuitable for large-scale circuits.

本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。
An object of the present invention is to solve these problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するために、本発明の半導体論理回路は
、ソースが共通に接続された一対の駆動用トランジスタ
と、これらの駆動用トランジスタの各ドレインにそれぞ
れ接続された一対の負荷抵抗と、駆動用トランジスタの
ソースに接続された電流源とを備え、駆動用トランジス
タがエンハンスメント型MESFETであり、そのゲー
トに入力端子が接続されドレインに出力端子が接続され
ているものである。
In order to solve the above problems, a semiconductor logic circuit of the present invention includes a pair of driving transistors whose sources are connected in common, a pair of load resistors connected to each drain of these driving transistors, and a driving transistor. The drive transistor is an enhancement-type MESFET, and has an input terminal connected to its gate and an output terminal connected to its drain.

〔作用〕[Effect]

各駆動用トランジスタのそれぞれのゲートに相補的な入
力信号を与えることによりいずれか一方の駆動用トラン
ジスタに選択的に電流が流れるために、各駆動用トラン
ジスタのドレインに出力信号としての電圧が相補的に現
れる。そして、入力信号を切り替えることにより、駆動
用トランジスタを流れる電流が切り替わり、各駆動用ト
ランジスタのそれぞれのドレイン電位(出力信号)が反
転する。駆動用トランジスタにはエンハンスメント型の
MESFETが用いられているので、入力信号レベルと
出力信号レベルを一致させることができる。
By applying a complementary input signal to each gate of each driving transistor, a current selectively flows to one of the driving transistors, so that the voltage as an output signal at the drain of each driving transistor is complementary. appears in Then, by switching the input signal, the current flowing through the drive transistor is switched, and the drain potential (output signal) of each drive transistor is inverted. Since an enhancement type MESFET is used as the driving transistor, the input signal level and the output signal level can be matched.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の一実施例を示す回路図であり、イン
バータを構成している。駆動用トランジスタ1.2は、
エンハンスメント型のME S F ETである。駆動
用トランジスタ1.2の各ソースは互いに接続されてお
り、定電流源5を介して電圧V88の電源端子33に接
続されている。駆動用トランジスタの各ドレインには負
荷素子3.4がそれぞれ接続され、負荷素子3.4の他
端は電圧VDoの電源端子32に接続されている。駆動
用トランジスタ1及び2のゲートはそれぞれ入力端子3
4.35に接続され、ドレインはそれぞれ出力端子36
.37に接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, which constitutes an inverter. The driving transistor 1.2 is
It is an enhancement type MESFET. The respective sources of the driving transistors 1.2 are connected to each other, and are connected to a power supply terminal 33 at a voltage V88 via a constant current source 5. A load element 3.4 is connected to each drain of the driving transistor, and the other end of the load element 3.4 is connected to a power supply terminal 32 of voltage VDo. The gates of drive transistors 1 and 2 are connected to input terminal 3, respectively.
4.35, and the drains are connected to output terminals 36 and 36 respectively.
.. It is connected to 37.

この回路の入力端子34.35に相補的な入力信号を与
えると、電流が駆動用トランジスタ1または2のいずれ
か一方を流れる。そして、入力信号を切り替えると電流
が切り替わる。例えば、駆動用トランジスタ1のゲート
にハイレベル、駆動用トランジスタ2のゲートにローレ
ベルが印加されていているときには、駆動用トランジス
タ1がオンして出力端子36の出力がローレベルであり
、駆動用トランジスタ2がオフして出力端子37の出力
がハイレベルとなる。入力信号反転すると電流も切り替
わり、出力も反転する。出力レベルは、駆動用トランジ
スタ1.2がエンハンスメント型MESFETであるの
で、入力信号レベルと一致させることができる。
When complementary input signals are applied to the input terminals 34, 35 of this circuit, a current flows through either driving transistor 1 or 2. Then, when the input signal is switched, the current is switched. For example, when a high level is applied to the gate of the driving transistor 1 and a low level is applied to the gate of the driving transistor 2, the driving transistor 1 is turned on and the output of the output terminal 36 is low level, and the driving transistor 1 is turned on and the output of the output terminal 36 is at a low level. The transistor 2 is turned off and the output of the output terminal 37 becomes high level. When the input signal is reversed, the current is also switched and the output is also reversed. Since the driving transistors 1.2 are enhancement-type MESFETs, the output level can be made to match the input signal level.

第2図は本発明の他の実施例を示す回路図であり、R5
−FF回路を構成している。この回路は、第1図のイン
バータに、その負荷素子3.4を共通に利用した駆動用
トランジスタ6.7からなるインバータが付加され、二
つのインバータには互いに相補的なりロック信号C1C
でオンオフする駆動用トランジスタ8.9がそれぞれ直
列に接続されている。そして、駆動用トランジスタ6.
7の各ドレインがそれぞれ反対側のトランジスタ7.6
のゲートにフィードバラツクされて後段のインバータが
情報保持用の回路となっている。この回路図から判るよ
うに、前段のインバータの出力がソースホロワ回路を介
することなく後段の情報保持用のインバータに与えられ
ている。このようにソースホロワ回路が不要なのは、駆
動用トランジスタにエンハンスメント型のものが用いら
れているためであり、各インバータの入出力レベルが一
致しているからである。ただし、入出力レベルとクロッ
クレベルとは、一致していない。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, in which R5
-Constitutes an FF circuit. In this circuit, an inverter consisting of a driving transistor 6.7 which commonly uses the load element 3.4 is added to the inverter shown in FIG.
Driving transistors 8 and 9 that are turned on and off are connected in series. And a driving transistor 6.
Transistors 7.6 with each drain on the opposite side of the transistor 7.
The inverter in the latter stage serves as a circuit for holding information. As can be seen from this circuit diagram, the output of the inverter at the front stage is given to the inverter at the rear stage for holding information without passing through the source follower circuit. The reason why a source follower circuit is not necessary is because an enhancement type drive transistor is used, and the input and output levels of each inverter are the same. However, the input/output level and the clock level do not match.

このR5−FF回路は、端子35.34にそれぞれ相補
的な人力信号り、Dバーが与えられると、クロックCが
ハイレベルのときに、その情報が駆動用トランジスタ1
.2を持つ前段インバータに取り込まれ、クロックCが
ローレベル、すなわちクロックCがハイレベルになった
ときに、その情報が後段の情報保持用のインバータに保
持される。
In this R5-FF circuit, when complementary human input signals and D bar are applied to the terminals 35 and 34, when the clock C is at a high level, the information is transferred to the driving transistor 1.
.. When the clock C becomes low level, that is, the clock C becomes high level, the information is held in the information holding inverter at the subsequent stage.

第3図は、R3−FF回路を2段接続して構成したマス
クやスレーブトグルフリップフロップ(M S −T 
F F )回路を示すものである。マスク側のR5−F
F回路10のQSQ出力がスレーブ側のR3−FF回路
11のDSD人力に供給され、スレーブ側のR5−FF
回路11のQSQ出力がマスク側のり、D入力に与えら
れる。このように、〜l5−TFF回路では、マスク側
からスレーブ側への信号伝達か、信号レベルの一致した
Q、Q、D、Dの間で行われるため、その接続は容易で
ある。
Figure 3 shows a mask and slave toggle flip-flop (MS-T) constructed by connecting two stages of R3-FF circuits.
F F ) circuit is shown. R5-F on the mask side
The QSQ output of the F circuit 10 is supplied to the DSD circuit of the R3-FF circuit 11 on the slave side, and the R5-FF circuit on the slave side
The QSQ output of the circuit 11 is applied to the mask side and is applied to the D input. In this manner, in the ~l5-TFF circuit, signal transmission is performed from the mask side to the slave side or between Q, Q, D, and D whose signal levels match, so the connection is easy.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の半導体論理回路によれば
、従来の5CFL回路のように電流切替により駆動させ
るので、素子のバラツキに強く、縦積みのゲート論理が
可能であり、しかも、従来の5CFL回路では必ず必要
であったレベルシフト用のソースホロワが不要であるの
で消費電力が小さく、能動素子の数も少ない。したがっ
て、本発明の回路を用いれば、集積回路の規模をさらに
大きくすることが容易となる。
As explained above, according to the semiconductor logic circuit of the present invention, since it is driven by current switching like the conventional 5CFL circuit, it is resistant to variations in elements and allows vertically stacked gate logic. Since there is no need for a source follower for level shifting, which is always necessary in the 5CFL circuit, power consumption is low and the number of active elements is small. Therefore, by using the circuit of the present invention, it becomes easy to further increase the scale of the integrated circuit.

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

第1図は、本発明の一実施例であるインバータを示す回
路図、第2図は、本発明の他の実施例であるRS−FF
回路を示す回路図、第3図は、R3−FF回路を2段用
いて構成されるMS−TFF回路のブロック図、第4図
は、従来の5CFL回路によるインバータを示す回路図
、第5図は、従来の5CFL回路によるR5−FF回路
を示す回路図、第6図は、このR8−FF回路をシンボ
ル表示した図である。 112.6.7.8.9・・・エンハンスメント型FE
Tによる駆動用トランジスタ、3.4・・・負荷索子、
5・・・電流源、32.33・・・ffi源端子、34
.35.36.37.45.46・・・信号端子。 特許出願人  住友電気工業株式会社 代理人弁理士   長谷用  芳  樹間      
   塩   1)  辰   也曵方セダJでaるイ
シノ\゛−り 第 図 MS−丁丁回腎 第 図 冥震謬Iで゛ある R、5−M門回給 第 図 ss 択氷の、3CFLff″”PF5−+=よるインノマー
ツ第 図
FIG. 1 is a circuit diagram showing an inverter which is one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an RS-FF which is another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an MS-TFF circuit configured using two stages of R3-FF circuits, FIG. 4 is a circuit diagram showing an inverter using a conventional 5CFL circuit, and FIG. 5 is a circuit diagram showing the circuit. is a circuit diagram showing an R5-FF circuit based on a conventional 5CFL circuit, and FIG. 6 is a diagram showing this R8-FF circuit in symbols. 112.6.7.8.9...Enhancement type FE
Driving transistor by T, 3.4...Load cord,
5... Current source, 32.33... ffi source terminal, 34
.. 35.36.37.45.46...Signal terminal. Patent applicant: Sumitomo Electric Industries, Ltd. Representative patent attorney Yoshiki Hase
Salt 1) Tatsuya Hibakata Seda J aru Ishino "゛-ri diagram MS-Ding Chinyouki diagram Meishinban I, R, 5-M gate return diagram ss choice ice, 3CFLff'' ``PF5-+= Innomarts Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、ソースが共通に接続された一対の駆動用トランジス
タと、これらの駆動用トランジスタの各ドレインにそれ
ぞれ接続された一対の負荷抵抗と、駆動用トランジスタ
のソースに接続された電流源とを備え、前記駆動用トラ
ンジスタがエンハンスメント型MESFETであり、そ
のゲートに入力端子が接続されドレインに出力端子が接
続されている半導体論理回路。
1. A pair of driving transistors whose sources are connected in common, a pair of load resistors each connected to each drain of these driving transistors, and a current source connected to the source of the driving transistor, A semiconductor logic circuit in which the driving transistor is an enhancement type MESFET, an input terminal is connected to its gate, and an output terminal is connected to its drain.
JP1002227A 1989-01-09 1989-01-09 Semiconductor logic circuit Pending JPH02182026A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1002227A JPH02182026A (en) 1989-01-09 1989-01-09 Semiconductor logic circuit

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JP (1) JPH02182026A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7629814B2 (en) 2006-12-18 2009-12-08 Fujitsu Limited Latch circuit and deserializer circuit

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