JPH0271612A - Semiconductor logic circuit with improved active current source - Google Patents

Semiconductor logic circuit with improved active current source

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JPH0271612A
JPH0271612A JP63223742A JP22374288A JPH0271612A JP H0271612 A JPH0271612 A JP H0271612A JP 63223742 A JP63223742 A JP 63223742A JP 22374288 A JP22374288 A JP 22374288A JP H0271612 A JPH0271612 A JP H0271612A
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current source
fets
gate
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JP63223742A
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Japanese (ja)
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Nobuyuki Hirakata
宣行 平方
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
    • H03K19/01721Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by means of a pull-up or down element
    • 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
    • H03K19/09432Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors with coupled sources or source coupled logic

Abstract

PURPOSE:To surely perform a push-pull operation, to heighten driving capacity, and to realize a stable logic operation by keeping the sum of the currents of a pair of current sources constant and varying the distribution ratio of the current. CONSTITUTION:When a signal of (H) is inputted to input IN1 and a signal of (L) to input IN2 after inverting their phases mutually, a transistor Q1 is turned on, a Q2 is turned off. Thereby, a Q4 is turned off, and a Q5 is turned on, and the gate of a Q7 is set at (L) during charging a capacitor C2, and the Q7 is turned off, and the source potential of the Q5 is shifted by the potential drop of a Schottky barrier diode comprising a level shift element 22, then, a signal of (H) is outputted to output OUT2. Also, a Q6 is turned on, then, out OUT1 goes to (L). As a result, it is possible to vary the distribution ratio of each current that flows on the Q6 and the Q7 by the push-pull operation as keeping the sum of the currents that flow on the Q6 and Q7 constant.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体回路、特にショットキゲート電界効果
トランジスタ(MESFET)を用いた半導体回路に関
するものであり、更に詳述するならば、そのような半導
体論理回路の出力段のソースフォロワのための能動電流
源回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to semiconductor circuits, particularly semiconductor circuits using Schottky gate field effect transistors (MESFETs), and more particularly to semiconductor logic circuits using Schottky gate field effect transistors (MESFETs). The present invention relates to an active current source circuit for a source follower in the output stage of the circuit.

従来の技術 高速、高周波動作や低消費電力等の点で、ガリウム砒素
(GaAs)等の化合物半導体を用いた集積回路が近年
になって注目され、デジタル回路への応用が精力的に進
められている。GaAs等の化合物半導体回路では、ト
ランジスタは、シリコン(Si)の場合とは異なり、M
ESFETで構成されることが多い。そして、デジタル
集積回路の極めて重要な回路要素である論理ゲートにつ
いても、MESFETを用いた種々の回路が知られてい
る。
Conventional technology Integrated circuits using compound semiconductors such as gallium arsenide (GaAs) have attracted attention in recent years due to their high speed, high frequency operation, and low power consumption, and their application to digital circuits is being actively promoted. There is. In compound semiconductor circuits such as GaAs, transistors are made of M
It is often composed of ESFET. As for logic gates, which are extremely important circuit elements of digital integrated circuits, various circuits using MESFETs are known.

第2図は、MESFETを用いた従来の代表的な回路の
一つであるS CF L (Source Coupl
edFET Logic)回路によるインバータ回路を
示す。
Figure 2 shows SCF L (Source Couple), which is one of the typical conventional circuits using MESFET.
edFET Logic) circuit is shown.

図示の論理回路は、論理段10と出力段兼レベルシフト
段12とから構成されている。
The illustrated logic circuit is composed of a logic stage 10 and an output stage/level shift stage 12.

論理段10は、一対のス・イツチングMESFETQ1
及びQ2を具備している。トランジスタQ1及びQ2の
各ドレインは、負荷抵抗R1及びR2にそれぞれ接続さ
れ、それら負荷抵抗R1及びR2は更に負荷抵抗R3を
介して第1の電源端子14に接続されている。また、ト
ランジスタQ1及びQ2のゲートはそれぞれ入力INI
及びIN2に接続され、互いに相補的な関係にある入力
論理信号を受ける。
Logic stage 10 includes a pair of switching MESFETs Q1.
and Q2. The drains of the transistors Q1 and Q2 are connected to load resistors R1 and R2, respectively, and the load resistors R1 and R2 are further connected to the first power supply terminal 14 via a load resistor R3. Also, the gates of transistors Q1 and Q2 are connected to the input INI
and IN2, and receive input logic signals that are complementary to each other.

更に、トランジスタQl及びQ2のソースは、共通接続
されて、MESFETQ3のドレインに接続されている
。そのトランジスタQ3のソースは、電流設定用の抵抗
R4を介して、第2の電源端子16に接続されている。
Furthermore, the sources of transistors Ql and Q2 are commonly connected and connected to the drain of MESFET Q3. The source of the transistor Q3 is connected to the second power supply terminal 16 via a current setting resistor R4.

この第2の電源端子16は、第1の電源端子14に対し
てマイナスの関係にある。また、トランジスタQ3のゲ
ートは、バイアス抵抗R5を介してバイアス用固定電圧
端子18に接続されている。従って、トランジスタQ3
と抵抗R4及びR5は、能動電流源を構成している。
This second power supply terminal 16 has a negative relationship with respect to the first power supply terminal 14. Further, the gate of the transistor Q3 is connected to the bias fixed voltage terminal 18 via a bias resistor R5. Therefore, transistor Q3
and resistors R4 and R5 constitute an active current source.

トランジスタQ1及びQ2のドレインは、出力段兼レベ
ルシフト段12の一対のMESFETQ4及びQ5のゲ
ートに接続されている。それらトランジスタQ4及びQ
5のドレインは、第1の電源端子14に接続されている
。また、トランジスタQ4及びQ5のソースはそれぞれ
、レベルシフト用素子20及び22(例えば、抵抗、M
ESFET、ショットキーバリアダイオードなどで構成
可能)を介して、一対のMESFETQ6及びQ7のド
レインに接続されている。それらトランジスタQ6及び
Q7のゲート及びソースは、第2の電源端子16に接続
されている。従って、トランジスタQ6及びQ7は、能
動電流源を構成している。
The drains of the transistors Q1 and Q2 are connected to the gates of a pair of MESFETs Q4 and Q5 of the output stage/level shift stage 12. Those transistors Q4 and Q
The drain of 5 is connected to the first power supply terminal 14. Further, the sources of transistors Q4 and Q5 are connected to level shifting elements 20 and 22 (for example, resistors, M
It is connected to the drains of a pair of MESFETs Q6 and Q7 via an ESFET, a Schottky barrier diode, etc.). The gates and sources of these transistors Q6 and Q7 are connected to the second power supply terminal 16. Transistors Q6 and Q7 thus constitute an active current source.

レベルシフト用素子20及び22のカソードとトランジ
スタQ6及びQ7のドレイン端子との間のそれぞれのノ
ードが、出力0UT1及び0IJT2に接続されている
。かくして、トランジスタQ4及びQ5はソースフォロ
ワを構成している。
Respective nodes between the cathodes of level shifting elements 20 and 22 and the drain terminals of transistors Q6 and Q7 are connected to outputs 0UT1 and 0IJT2. Transistors Q4 and Q5 thus constitute a source follower.

このような差動構成の回路は、チップ内における特性の
バラツキさえなければ、多少、設計値から個々の素子の
特性がズしても動作するので、高い動作歩留りを期待す
ることができる。ところが、回路規模が大きくなるに連
れ、第2図の通常のソースフォロワ回路では負荷駆動能
力が不足し、高速動作が望めなくなってきた。
A circuit with such a differential configuration can be expected to have a high operating yield because it can operate even if the characteristics of individual elements deviate from the designed values to some extent as long as there are no variations in characteristics within the chip. However, as the circuit scale increases, the normal source follower circuit shown in FIG. 2 lacks load driving ability, and high-speed operation cannot be expected.

そこで、ソースフォロワ回路の負荷駆動能力を増すため
に、第3図に示すように、論理第10の出力レベルのハ
イ、ローの切り替わりの瞬間にソースフォロワ回路の電
流源FETQ6及びQ7のゲート端子を制御する方法が
考えられた。
Therefore, in order to increase the load driving capability of the source follower circuit, as shown in FIG. A method of control was devised.

第3図において、第2図に示す回路の構成要素と同一の
要素には同一の参照番号及び参照符号を付してあり、同
一要素についての説明は省略する。
In FIG. 3, the same elements as those of the circuit shown in FIG. 2 are given the same reference numerals and symbols, and explanations of the same elements will be omitted.

第2図及び第3図との比較から明らかなように、第3図
の回路では、ソースフォロワのための電流71FETQ
6のゲートは、そのソースフォロワFETQ4が接続さ
れた論理段10のスイッチングFETQIと反対側のス
イッチングFETQ2のドレイン端子に、コンデンサC
1を介して接続されると共に、バイアス抵抗R6を介し
てバイアス用固定電圧端子18に接続されている。同様
に、電流源FETQ7のゲートは、そのソースフォロワ
FETQ5が接続された論理段10のスイッチングFE
TQ2と反対側のスイッチングFETQIのドレイン端
子に、コンデンサC2を介して接続されると共に、バイ
アス抵抗R7を介してバイアス用固定電圧端子18に接
続されている。かくして、ソースフォロワ回路部分はブ
ツシュ・プル動作を行うことになる。
As is clear from the comparison with FIGS. 2 and 3, in the circuit of FIG. 3, the current 71FETQ for the source follower
The gate of No. 6 is connected to the drain terminal of the switching FET Q2 on the opposite side to the switching FET QI of the logic stage 10 to which the source follower FET Q4 is connected.
1 and is also connected to the bias fixed voltage terminal 18 via a bias resistor R6. Similarly, the gate of current source FET Q7 is connected to the switching FE of logic stage 10 to which its source follower FET Q5 is connected.
It is connected to the drain terminal of the switching FET QI on the opposite side to TQ2 via a capacitor C2, and is also connected to the bias fixed voltage terminal 18 via a bias resistor R7. Thus, the source follower circuit portion performs a push-pull operation.

ところで、5CFL回路においては、高速度動作のため
に全てのFETを飽和領域で動作し、かつ論理振幅を小
さ(するように設計されるので、通常、閾値電圧Vth
は、−0,1V〜−0,4vのものが選ばれる。しかし
、このような浅いVthを持つFETのゲート、ソース
を接続して電流源を構成すると、Vihの設計値からの
ズレにより電流源の電流値が極端に変わってしまう。例
えば、Vthの設計値が−0,2Vの時電流源の設計値
を1とすると、Vthが±0.1V変化することにより
電流源は0.25〜2.25と9倍ものバラツキが生ず
ることになる。
By the way, in a 5CFL circuit, all FETs operate in the saturation region for high-speed operation and are designed to have a small logic amplitude, so the threshold voltage Vth
is selected from -0.1V to -0.4V. However, if a current source is configured by connecting the gate and source of an FET having such a shallow Vth, the current value of the current source changes drastically due to deviation from the designed value of Vih. For example, if the design value of the current source is 1 when the design value of Vth is -0.2V, a variation of ±0.1V in Vth will cause the current source to vary by 9 times from 0.25 to 2.25. It turns out.

そこで、第4図に示すように、ソースフォロワ回路の電
流源を構成するFETQ6及びQ7のソース端子と第2
の電源端子との間に、それぞれ抵抗R8及びR9を接続
し、ゲート端子には、抵抗R6及びR7を介してバイア
ス用固定電圧端子18から固定電位を与えて、電流源を
構成することが一般に行われている。なお、第4図にお
いて、第2図に示す回路の構成要素と同一の要素には同
一の参照番号及び参照符号を付してあり、同一要素につ
いての説明は省略する。
Therefore, as shown in FIG. 4, the source terminals of FETQ6 and Q7 and the second
Generally, a current source is configured by connecting resistors R8 and R9 between the power supply terminals of the gate terminal and applying a fixed potential to the gate terminal from the bias fixed voltage terminal 18 via resistors R6 and R7. It is being done. In FIG. 4, the same elements as those of the circuit shown in FIG. 2 are given the same reference numerals and symbols, and explanations of the same elements will be omitted.

この構成によれば、接続された抵抗が負帰還素子として
作用し、固定電位が安定してさえいれば、ゲート、ソー
スを短絡しただけの電流源に比べ電流のVthのバラツ
キに対する依存性を小さくすることができる。
According to this configuration, the connected resistor acts as a negative feedback element, and as long as the fixed potential is stable, the dependence of the current on variations in Vth is reduced compared to a current source whose gate and source are simply shorted. can do.

発明が解決しようとする問題点 ところが、この構成をソースフォロワ回路をブツシュ・
プルさせる回路に適用しようとすると、電流源FETの
ゲート電位の変化に対応してソース電位も変化してしま
い、結果として電流源の電流値が一定に保たれるためブ
ツシュ・プルの効果が失われてしまう。
Problems to be Solved by the Invention However, it is difficult to convert this configuration into a bushing with a source follower circuit.
If you try to apply it to a pull circuit, the source potential will change in response to changes in the gate potential of the current source FET, and as a result, the current value of the current source will be kept constant, so the bush-pull effect will be lost. I'll get lost.

そこで、本発明は、上記問題点を解消して、半導体論理
回路のソースフォロワのための電流源FETの閾値のバ
ラツキによる駆動能力のバラツキを抑えて、安定な論理
動作を実現できる半導体論理回路を提供せんとするもの
である。
Therefore, the present invention solves the above problems, and provides a semiconductor logic circuit that can realize stable logic operation by suppressing variations in drive capability due to variations in the threshold values of current source FETs for source followers of semiconductor logic circuits. This is what we intend to provide.

問題点を解決するための手段 本発明によるならば、一対のスイッチング用FETと、
入力と、一対の相補的な関係の出力電位をとることがで
きる一対の出力とを有する論理段と、該論理段の一対の
出力にそれぞれゲートが接続された一対のソースフォロ
ワFETを有するソースフォロワ回路と、前記一対のソ
ースフォロワFETのそれぞれのソース端子に接続され
た一対の電流源FETを有する能動電流源とを具備し、
前記一対の電流源FETの各々のゲートは、抵抗を介し
て固定バイアス電圧端子に接続されると共に、該電流源
FETが継続された前記ソースフォロワFETのゲート
が接続されていない方の前記論理段の出力にコンデンサ
を介して接続されている半導体論理回路において、前記
電流源FETのソース端子が互いに共通接続されており
、その共通接続されたソース端子は、抵抗素子を電源端
子に接続される。
Means for Solving the Problems According to the present invention, a pair of switching FETs,
A source follower having a logic stage having an input and a pair of outputs capable of taking a pair of complementary output potentials, and a pair of source follower FETs each having a gate connected to the pair of outputs of the logic stage. and an active current source having a pair of current source FETs connected to respective source terminals of the pair of source follower FETs,
The gate of each of the pair of current source FETs is connected to a fixed bias voltage terminal via a resistor, and the gate of the source follower FET to which the current source FET is connected is connected to the logic stage to which the gate of the source follower FET is not connected. In the semiconductor logic circuit connected to the output of the current source FET via a capacitor, the source terminals of the current source FETs are commonly connected to each other, and the commonly connected source terminals connect the resistance element to the power supply terminal.

作用 以上のように、本発明の半導体回路は、半導体論理回路
の出力段を構成するソースフォロワのための一対の電流
源FETのゲート端子に、コンデンサを介して論理段か
ら相補的な信号が印加されることに加えて、一対の電流
源FETのソース端子が共通接続される共に、抵抗を介
して電源端子に接続されている。
As described above, in the semiconductor circuit of the present invention, complementary signals are applied from the logic stage via the capacitor to the gate terminals of the pair of current source FETs for the source followers that constitute the output stage of the semiconductor logic circuit. In addition, the source terminals of the pair of current source FETs are connected in common and are also connected to a power supply terminal via a resistor.

かかる構成により、両型流源の電流の和を一定に保ちつ
つ、ブツシュ・プル動作のために電流の分配比を変化さ
せる・ことができる。従って、確実にブツシュ・プル動
作を行うことができ、駆動能力の大きな回路を実現でき
る。
With this configuration, it is possible to change the current distribution ratio for the bush-pull operation while keeping the sum of the currents of both types of current sources constant. Therefore, the bush-pull operation can be performed reliably, and a circuit with a large driving capacity can be realized.

実施例 以下、添付図面を参照して本発明による半導体論理回路
の実施例を説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of a semiconductor logic circuit according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明による半導体論理回路の一実施例を示
す回路図である。本実施例の半導体論理回路は、第2図
から第4図に示した従来の半導体論理回路と同様に、イ
ンバータ回路であり、第2図から第4図に示した従来の
半導体論理回路の回路要素と同一の回路要素には、同一
の参照番号または参照符号を付しである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a semiconductor logic circuit according to the present invention. The semiconductor logic circuit of this embodiment is an inverter circuit similar to the conventional semiconductor logic circuit shown in FIGS. 2 to 4, and the circuit of the conventional semiconductor logic circuit shown in FIGS. Identical circuit elements have the same reference numbers or symbols.

第1図に示す本発明による半導体論理回路は、論理段1
0と出力段兼レベルシフト段12とから構成されている
The semiconductor logic circuit according to the present invention shown in FIG.
0 and an output stage/level shift stage 12.

論理段10は、一対のスイッチングMESFETQ1及
びC2を具備している。トランジスタQ1及びC2の各
ドレインは、負荷抵抗R1及びR2にそれぞれ接続され
、それら負荷抵抗R1及びR2は更に負荷抵抗R3を介
して第1の電源端子14に接続されている。また、トラ
ンジスタQ1及びC2のゲートはそれぞれ入力INI及
びIN2に接続され、互いに相補的な関係にある入力論
理信号を受ける。
Logic stage 10 includes a pair of switching MESFETs Q1 and C2. The drains of the transistors Q1 and C2 are connected to load resistors R1 and R2, respectively, and the load resistors R1 and R2 are further connected to the first power supply terminal 14 via a load resistor R3. Furthermore, the gates of transistors Q1 and C2 are connected to inputs INI and IN2, respectively, and receive input logic signals that are complementary to each other.

更に、トランジスタQ1及びC2のソースは、共通接続
されて、MESFETQ3のドレインに接続されている
。そのトランジスタQ3のソースは、電流設定用の抵抗
R4を介して、第2の電源端子16に接続されている。
Furthermore, the sources of transistors Q1 and C2 are commonly connected and connected to the drain of MESFET Q3. The source of the transistor Q3 is connected to the second power supply terminal 16 via a current setting resistor R4.

この第2の電源端子16は、第1の電源端子14に対し
てマイナスの関係にある。また、トランジスタQ3のゲ
ートは、バイアス抵抗R5を介してバイアス用固定電圧
端子18に接続され、トランジスタQ3と抵抗R4及び
R5は、能動電流源を構成している。
This second power supply terminal 16 has a negative relationship with respect to the first power supply terminal 14. Further, the gate of the transistor Q3 is connected to the bias fixed voltage terminal 18 via the bias resistor R5, and the transistor Q3 and the resistors R4 and R5 constitute an active current source.

トランジスタQ1及びC2のドレインは、出力段兼レベ
ルシフト段12の一対のMESFETQ4及びC5のゲ
ートに接続されている。それらトランジスタQ4及びC
5のドレインは、第1の電源端子14に接続されている
。また、トランジスタQ4及びC5のソースはそれぞれ
、ショットキーバリアダイオード(SBD)を3つ直列
に接続して構成されるレベルシフト用素子20及び22
を介して、一対のMESFETQ6及びC7のドレイン
に接続されている。それらトランジスタQ6及びC7の
ゲートは、コンデンサC1及びC2をそれぞれ介して、
トランジスタQ2及びQlのドレインに接続され、更に
、抵抗R6及びR7をそれぞれ介して、バイアス用固定
電圧端子18に接続されている。そして、トランジスタ
Q6及びC7のソースは、共通に接続されて、抵抗RI
Oを介して第2の電源端子16に接続されている。更に
、レベルシフト用素子20及び22とトランジスタQ6
及びC7とのそれぞれの間のノードが、出力0UTI及
び0UT2に接続されている。かくして、トランジスタ
Q4及びC5はソースフォロワを構成し、トランジスタ
Q6及びC7は、電流源を構成している。
The drains of the transistors Q1 and C2 are connected to the gates of a pair of MESFETs Q4 and C5 of the output stage/level shift stage 12. Those transistors Q4 and C
The drain of 5 is connected to the first power supply terminal 14. Further, the sources of the transistors Q4 and C5 are level shift elements 20 and 22, respectively, which are constructed by connecting three Schottky barrier diodes (SBD) in series.
is connected to the drains of a pair of MESFETs Q6 and C7. The gates of these transistors Q6 and C7 are connected via capacitors C1 and C2, respectively.
It is connected to the drains of the transistors Q2 and Ql, and further connected to the bias fixed voltage terminal 18 via resistors R6 and R7, respectively. The sources of transistors Q6 and C7 are connected in common and resistor RI
It is connected to the second power supply terminal 16 via O. Furthermore, level shifting elements 20 and 22 and transistor Q6
and C7, respectively, are connected to outputs 0UTI and 0UT2. Transistors Q4 and C5 thus constitute a source follower and transistors Q6 and C7 constitute a current source.

上記した回路の構成要素を具体的に例示するならば、次
の如くである。
A concrete example of the components of the circuit described above is as follows.

MESFETQIからC7は、ゲート幅20μm。The gate width of MESFETQI to C7 is 20 μm.

Vth=  0.3VのGaAsME S F E T
GaAsME SFET with Vth=0.3V
.

レベルシフト用素子20及び22は、SBDが3つ直列
に接続されたもの、 負荷抵抗R1、R2及びR3は5にΩ、バイアス用の抵
抗R4、R6及びR7は、3にΩ、電流設定用の抵抗R
5は、5にΩ、 コンデンサC1及びC2は、40fF程度、抵抗RIO
は、2.5にΩ、 第1の電源端子の電圧VDDはOV1 V2O3源端子の電圧VSSは一5V、電流安定化のた
めのバイアス用固定電圧端子18の固定電位は、−4,
4V。
Level shift elements 20 and 22 are composed of three SBDs connected in series, load resistors R1, R2 and R3 are 5 ohms, bias resistors R4, R6 and R7 are 3 ohms, and current setting resistance R
5 is Ω, capacitors C1 and C2 are about 40 fF, resistor RIO
is 2.5Ω, the voltage VDD of the first power supply terminal is OV1, the voltage VSS of the V2O3 source terminal is -5V, and the fixed potential of the bias fixed voltage terminal 18 for current stabilization is -4,
4V.

上記した半導体インバータ回路は、次のように動作する
。入力INIにハイレベルの信号が入力され、入力IN
2にローレベルの信号が入力されて、入力INI及びI
N2にそれぞれ互いに位相が反転した信号が入力される
とすると、トランジスタQ1がオンとなり、トランジス
タQ2がオフとなる。従って、トランジスタQ1のドレ
インがローレベルとなり、トランジスタQ4のゲートが
ローレベルとなり、トランジスタQ4はオフとなる。一
方、トランジスタQ2のドレインがハイレベルとなり、
トランジスタQ5のゲートがハイレベルとなり、トラン
ジスタQ5はオンとなる。
The semiconductor inverter circuit described above operates as follows. A high level signal is input to the input INI, and the input IN
A low level signal is input to input INI and I
When signals having mutually inverted phases are input to N2, the transistor Q1 is turned on and the transistor Q2 is turned off. Therefore, the drain of transistor Q1 becomes low level, the gate of transistor Q4 becomes low level, and transistor Q4 is turned off. On the other hand, the drain of transistor Q2 becomes high level,
The gate of transistor Q5 becomes high level, and transistor Q5 is turned on.

更に、トランジスタQ7のゲートに一端が接続されてい
るコンデンサC2の他端は、トランジスタQ1のドレイ
ンに接続されているので、ローレベルとなり、従って、
トランジスタQ7のゲートは、コンデンサC2が充電さ
れる間、ローレベルに落とされ、その結果として、トラ
ンジスタQ7はオフ状態に置かれる。それ故、トランジ
スタQ5のソース電位が、レベルシフト素子22を構成
するSBDの電位降下分だけシフトされて、出力0UT
2からハイレベル信号として出力される。他方、トラン
ジスタQ6のゲートに一端が接続されているコンデンサ
C1の他端は、トランジスタQ2のドレインに接続され
ているので、ハイレベルとなり、トランジスタQ6のゲ
ートは、ハイレベルとなり、その結果として、トランジ
スタQ6はオン状態に置かれる。それ故、出力0UT1
は、トランジスタQ6及び抵抗RIOを介して、ローレ
ベルに落とされ、出力0UTIからローレベル信号とし
て出力される。
Furthermore, one end of the capacitor C2 is connected to the gate of the transistor Q7, and the other end of the capacitor C2 is connected to the drain of the transistor Q1, so it becomes low level, and therefore,
The gate of transistor Q7 is pulled low while capacitor C2 is being charged, so that transistor Q7 is placed in an off state. Therefore, the source potential of the transistor Q5 is shifted by the potential drop of SBD constituting the level shift element 22, and the output is 0UT.
2 is output as a high level signal. On the other hand, the other end of the capacitor C1, whose one end is connected to the gate of the transistor Q6, is connected to the drain of the transistor Q2, so it becomes high level, and the gate of the transistor Q6 becomes high level, and as a result, the transistor Q6 is placed in the on state. Therefore, the output 0UT1
is dropped to a low level via the transistor Q6 and the resistor RIO, and is output as a low level signal from the output 0UTI.

入力INI及びIN2にそれぞれ入力されている信号が
、上記した動作の場合と逆転すると、上記した動作のお
いてハイレベルであったものがローレベルとなり、ロー
レベルであったものがハイレベルとなることを除いて、
同様に動作する。
When the signals input to inputs INI and IN2 are reversed from the above operation, the high level in the above operation becomes low level, and the low level becomes high level. Except that
Works similarly.

ソースフォロワの能動電流源を構成するトランジスタQ
6及びQlのソース端子は共通接続されているので、ト
ランジスタQ6及びQlを流れる電流の和を一定に維持
しつつ、プッシュプル動作により、トランジスタQ6及
びQlをそれぞれ流れる電流の分配比を変えることがで
きる。
Transistor Q that constitutes the active current source of the source follower
Since the source terminals of transistors Q6 and Ql are commonly connected, the distribution ratio of the currents flowing through transistors Q6 and Ql can be changed by push-pull operation while keeping the sum of the currents flowing through transistors Q6 and Ql constant. can.

なお、上記した本発明の実施例は、インバータ機能をも
つゲート回路であるが、本発明の応用範囲は、これに限
られるものではなく、−船釣に差動の出力を得ることが
できるORゲート回路、NORゲート回路、ANDゲー
ト回路、NANDゲート回路、ラッチ回路その他の回路
に適用できることは明らかである。
Although the embodiment of the present invention described above is a gate circuit having an inverter function, the scope of application of the present invention is not limited to this. It is obvious that the present invention can be applied to gate circuits, NOR gate circuits, AND gate circuits, NAND gate circuits, latch circuits, and other circuits.

発明の効果 従来の5CFL回路に比べ駆動能力を増した回路を、F
ETのVthのバラツキによる消費電流・駆動能力のバ
ラツキを抑え歩留り良く製造できる。
Effects of the invention A circuit with increased driving capacity compared to the conventional 5CFL circuit is
Variations in current consumption and drive capacity due to variations in ET Vth can be suppressed, and manufacturing can be performed with high yield.

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

第1図は、本発明による半導体論理回路の1実施例を示
す回路図、 第2図は、従来の5CFL回路を示す回路図、第3図は
、5CFL回路のソースフォロワの能動電流源のプッシ
ユ・プル動作を可能にした従来の回路の回路図、 第4図は、消費電流・駆動能力のバラツキを抑えた従来
型の5CFL回路の一例を示す回路図である。 〔主な参照番号〕 10・・論理段 12・・出力没前レベルシフト段14
・・第1の電源端子 16・・第2の電源端子18・・
バイアス用固定電圧端子 20.22・・レベルシフト素子 Ql−Ql ・ ・MESFET R1〜RIO・・抵抗 01〜C2・・コンデンサ
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a semiconductor logic circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional 5CFL circuit, and FIG.・Circuit diagram of a conventional circuit that enables pull operation. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional 5CFL circuit that suppresses variations in current consumption and drive capacity. [Main reference numbers] 10... Logic stage 12... Output pre-dead level shift stage 14
...First power terminal 16...Second power terminal 18...
Bias fixed voltage terminal 20.22...Level shift element Ql-Ql...MESFET R1~RIO...Resistor 01~C2...Capacitor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一対のスイッチング用FETと、入力と、一対の
相補的な関係の出力電位をとることができる一対の出力
とを有する論理段と、該論理段の一対の出力にそれぞれ
ゲートが接続された一対のソースフォロワFETを有す
るソースフォロワ回路と、前記一対のソースフォロワF
ETのそれぞれのソース端子に接続された一対の電流源
FETを有する能動電流源とを具備し、前記一対の電流
源FETの各々のゲートは、抵抗を介して固定バイアス
電圧端子に接続されると共に、該電流源FETが継続さ
れた前記ソースフォロワFETのゲートが接続されてい
ない方の前記論理段の出力にコンデンサを介して接続さ
れている半導体論理回路において、前記電流源FETの
ソース端子が互いに共通接続されており、その共通接続
されたソース端子は、抵抗素子を介して電源端子に接続
されていることを特徴とする半導体論理回路。
(1) A logic stage having a pair of switching FETs, an input, and a pair of outputs capable of taking a pair of complementary output potentials, and a gate connected to each of the pair of outputs of the logic stage. a source follower circuit having a pair of source follower FETs, and a source follower circuit having a pair of source follower FETs;
an active current source having a pair of current source FETs connected to respective source terminals of the ET, the gate of each of the pair of current source FETs being connected to a fixed bias voltage terminal via a resistor; , in a semiconductor logic circuit in which the current source FET is connected to the output of the logic stage to which the gate of the source follower FET is not connected via a capacitor, the source terminals of the current source FETs are connected to each other. A semiconductor logic circuit characterized in that the commonly connected source terminals are connected to a power supply terminal via a resistive element.
(2)前記スイッチング用FET、前記ソースフォロワ
FET及び前記電流源FETは、GaAsMESFET
であることを特徴とする請求項(1)記載の半導体論理
回路。
(2) The switching FET, the source follower FET, and the current source FET are GaAs MESFETs.
The semiconductor logic circuit according to claim 1, characterized in that:
(3)前記一対の電流源FETは、レベルシフト素子を
介して前記一対のソースフォロワFETのそれぞれのソ
ース端子に接続されていることを特徴とする請求項(1
)または2記載の半導体論理回路。
(3) The pair of current source FETs are connected to respective source terminals of the pair of source follower FETs via a level shift element.
) or the semiconductor logic circuit according to 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001003300A1 (en) * 1999-07-01 2001-01-11 Vitesse Semiconductor Corporation Method and circuitry for high speed buffering of clocks signals
US6633191B2 (en) 2001-02-05 2003-10-14 Vitesse Semiconductor Corporation Clock buffer with DC offset suppression

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