JPH0313121A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH0313121A
JPH0313121A JP1148934A JP14893489A JPH0313121A JP H0313121 A JPH0313121 A JP H0313121A JP 1148934 A JP1148934 A JP 1148934A JP 14893489 A JP14893489 A JP 14893489A JP H0313121 A JPH0313121 A JP H0313121A
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JP
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transistor
potential
source
source follower
current
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JP1148934A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaomi Okabe
岡辺 雅臣
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent a software error caused by an alpha line, etc., without increasing energy consumption and delay time by providing a source follower current control means. CONSTITUTION:A source follower control circuit, which controls a current to flow to a source follower transistor Q4, is composed of a transistor Q5 and resistor RSF. When the potential of an input terminal CIN is a low logical level, the transistor Q5 is set in a low current state and an output terminal C is a high logical level. At such a time, the source current of the transistor Q4 is small and the output impedance of the transistor Q4 is high. Accordingly, in such a state, when the potential of a node N1 is momentarily flowered by a spike noise caused by the alpha line, the output of the transistor Q4 is lowered according to a time constant to be determined by product between the output impedance and load capacity and the potential of the output terminal C is not fluctuated but still the high logical level. Thus, without increasing the energy consumption or delay time, durability to the software error to be caused by the alpha line can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関し、特にソース結
合型論理回路(SCFL)またはエミッタ結合型論理回
路(ECL)からなる半導体集積回路装置に関するもの
である。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to a semiconductor integrated circuit device comprising a source-coupled logic circuit (SCFL) or an emitter-coupled logic circuit (ECL). It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来のソース結合型論理回路(,5CFL)に
より構成されたゲート回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a gate circuit constructed from a conventional source-coupled logic circuit (5CFL).

第2図において、トランジスタQl、Q2のソースはト
ランジスタQ3のドレインに共通接続されている。また
、トランジスタQ1.Q2のドレインはそれぞれ抵抗R
!1..  R,、を介してレベルシフト用ダイオード
D1のカソードに共通接続され、そのダイオードD1の
アノードは接地端子■。に接続されている。一方、トラ
ンジスタQ3のソースは抵抗R1を介して負電源端子V
ccに接続されている。このトランジスタQ3と抵抗R
5とが定電流回路を構成している。
In FIG. 2, the sources of transistors Ql and Q2 are commonly connected to the drain of transistor Q3. Also, the transistor Q1. The drain of Q2 is each resistor R
! 1. .. It is commonly connected to the cathode of the level shift diode D1 through R, , and the anode of the diode D1 is the ground terminal. It is connected to the. On the other hand, the source of transistor Q3 is connected to negative power supply terminal V through resistor R1.
connected to cc. This transistor Q3 and resistor R
5 constitutes a constant current circuit.

トランジスタQ1のゲートは信号を入力する入力端子C
INに接続され、トランジスタQ2のゲートは基準電位
を与える基準電圧端子V0Fに接続されている。また、
トランジスタQ3のゲートは定電流回路用基準電圧端子
vc3に接続されている。トランジスタQl、Q2.Q
3及び抵抗RD l *R0,R5が差動ロジック部を
構成している。
The gate of transistor Q1 is an input terminal C that inputs a signal.
IN, and the gate of the transistor Q2 is connected to a reference voltage terminal V0F that provides a reference potential. Also,
The gate of transistor Q3 is connected to constant current circuit reference voltage terminal vc3. Transistors Ql, Q2. Q
3 and the resistors RD l *R0 and R5 constitute a differential logic section.

トランジスタQlのドレイン電位N1はソースフォロワ
トランジスタQ4によって取り出される。
Drain potential N1 of transistor Ql is taken out by source follower transistor Q4.

即ち、トランジスタQ4のゲートがトランジスタQ1の
ドレインにノードN1において接続され、トランジスタ
Q4・のドレインが接地端子■。に接続されている。そ
して、トランジスタQ4のソースはレベルシフト用ダイ
オードD2を介してトランジスタQ5のドレインに接続
されており、トランジスタQ5のソースは抵抗Rsrを
介して負電源端子VSSに接続されている。このトラン
ジスタQ5と抵抗R□とが定電流回路を構成している。
That is, the gate of the transistor Q4 is connected to the drain of the transistor Q1 at the node N1, and the drain of the transistor Q4 is connected to the ground terminal ■. It is connected to the. The source of the transistor Q4 is connected to the drain of the transistor Q5 via the level shifting diode D2, and the source of the transistor Q5 is connected to the negative power supply terminal VSS via the resistor Rsr. This transistor Q5 and resistor R□ constitute a constant current circuit.

また、ダイオードD2とトランジスタQ5のドレインと
の接続点が出力端子Cに接続されている。
Further, a connection point between the diode D2 and the drain of the transistor Q5 is connected to the output terminal C.

次に、第2図の回路の動作について説明する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 2 will be explained.

入力端子CINに加えられる信号の電位が基準電圧端子
v 11!Fの電位よりも高い場合にはトランジスタQ
1はオンし、トランジスタQ2はオフする。従って、電
流は抵抗R1)lに流れ、ノードN1の電位は抵抗R1
IIにおける電圧降下分だけ低下する。この電位の低下
がトランジスタQ4により取り出され、出力端子Cは低
論理レベルとなる。
The potential of the signal applied to the input terminal CIN is the reference voltage terminal v11! If the potential of transistor Q is higher than that of F,
1 is turned on and transistor Q2 is turned off. Therefore, the current flows through the resistor R1)l, and the potential of the node N1 becomes the resistor R1)
It decreases by the voltage drop at II. This drop in potential is taken out by transistor Q4, and output terminal C becomes a low logic level.

一方、入力端子CINに加えられる電位が基準電圧端子
V□、の電位よりも低い場合には、トランジスタQ1は
オフし、トランジスタQ2はオンする。従って電流は抵
抗RDffiに流れ、抵抗R口、にはほとんど流れない
ため、ノードN1の電位は上昇する。ノードN1の電位
の上昇がトランジスタQ4により取り出され、出力端子
Cは高論理レベルとなる。
On the other hand, when the potential applied to the input terminal CIN is lower than the potential of the reference voltage terminal V□, the transistor Q1 is turned off and the transistor Q2 is turned on. Therefore, current flows through the resistor RDffi and almost no current flows through the resistor R, so that the potential of the node N1 increases. The increase in the potential of node N1 is taken out by transistor Q4, and output terminal C becomes a high logic level.

第3図は第2図のゲート回路とDラッチ回路とを組み合
わせた回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram combining the gate circuit of FIG. 2 and the D latch circuit.

第3図において、Dラッチ回路20はデータ入力端子R
,クロック端子CK、  リセット端子R2出力端子Y
、及び反転出力端子■を備えており、クロック端子CK
には第2図に示したゲート回路10の出力を介してクロ
ック信号が加えられる。
In FIG. 3, the D latch circuit 20 has a data input terminal R.
, clock terminal CK, reset terminal R2 output terminal Y
, and an inverted output terminal ■, and a clock terminal CK.
A clock signal is applied to the gate circuit 10 via the output of the gate circuit 10 shown in FIG.

このDラッチ回路20の動作について説明する。The operation of this D latch circuit 20 will be explained.

リセット端子Rに入力されるリセット信号Rは、以後の
説明の本質には関係ないので、ここでは低論理レベルと
しておく。
Since the reset signal R input to the reset terminal R is not related to the essence of the explanation that follows, it is assumed to be at a low logic level here.

まず、クロック端子CKに入力されるクロック信号が低
論理レベルのときは、データ入力端子りに入力されてい
るデータDが出力端子yに出力され、そのデータDを反
転したデータDが反転出力端子7に出力される。
First, when the clock signal input to the clock terminal CK is at a low logic level, the data D input to the data input terminal is output to the output terminal y, and the data D obtained by inverting the data D is output to the inverted output terminal. 7 is output.

そして、クロック端子CKに入力されるクロック信号が
高論理レベルになると、このDラッチ回路20は保持状
態となり、出力端子Yに出力されているデータD及び反
転出力端子Yに出力されている反転データ百が保持され
る。この後、データ入力端子りに人力されるデータDの
論理レベルが変化しても、出力状態は保持されたままで
変化しない。
Then, when the clock signal input to the clock terminal CK becomes a high logic level, this D latch circuit 20 enters the holding state, and the data D output to the output terminal Y and the inverted data output to the inversion output terminal Y Hundreds are retained. Thereafter, even if the logic level of the data D input manually to the data input terminal changes, the output state remains unchanged and remains unchanged.

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

ところで、近年、素子の微細化が進むにつれて、パッケ
ージ等が発生するα線によるソフトエラーがSiのLS
Iにおいて無視できない状況となっている。
By the way, in recent years, with the progress of miniaturization of devices, soft errors due to alpha rays generated by packages, etc.
This is a situation that cannot be ignored in I.

また、GaAsのMESFETにおいてもα線が照射さ
れたときの収集電荷量がSiと比較して10倍と大きい
という報告(アイイーイーイーエレクトロン・デバイス
・レターズ(IEEE Electron Devic
e Letters、 Vol、 HD−7+ p、3
96+ June 1986))やGaAsスタティッ
クRAMのソフトエラー率が31のスタティックRAM
に比較して104倍程炭火き(問題であるという報告(
アイニスニスシーシー ダイジェスト・オン・テクニカ
ル・ペーパーズ((ISSCCDigest of t
echnicalpaperJ p、138−139:
 Feb、、 19B?))に見られるように、GaA
sにおいてもSi同様α線によるソフトエラーが重大な
問題となっている。
In addition, it has been reported that the amount of charge collected in GaAs MESFETs when irradiated with alpha rays is 10 times larger than that of Si (IEEE Electron Device Letters).
e Letters, Vol, HD-7+ p, 3
96+ June 1986)) and GaAs static RAM with a soft error rate of 31.
104 times more than charcoal (reported to be a problem)
Digest of Technical Papers (ISSCCDigest of t
electrical paper J p, 138-139:
Feb,, 19B? )), GaA
Similarly to Si, soft errors caused by α rays are a serious problem in S.

第2図の回路において、入力端子CINに加えられる信
号が低論理レベルで、ノードN1の電位が高電位となっ
ている場合を考える。このとき、α線がトランジスタQ
1に照射されると、電子・正孔対が発生する。そして、
ドレイン領域に電子が収集されると、ドレイン電位、即
ちノードN1の電位が瞬間的に低下する。この電位の低
下を補うべく、ドレインは抵抗RIlllを介して接地
端子V■により充電されるので、最小でも数100ps
(ピコセカンド)のスパイク状のパルスが発生する。こ
のスパイク状のパルス、即ちスパイクノイズが各種回路
の誤動作の原因となる。
In the circuit of FIG. 2, consider the case where the signal applied to the input terminal CIN is at a low logic level and the potential at the node N1 is at a high potential. At this time, the α rays are transmitted to the transistor Q
When irradiated with 1, electron-hole pairs are generated. and,
When electrons are collected in the drain region, the drain potential, ie, the potential of node N1, drops instantaneously. In order to compensate for this drop in potential, the drain is charged by the ground terminal V■ via the resistor RIll, so at least several hundred ps
(picosecond) spike-like pulses are generated. This spike-like pulse, ie, spike noise, causes malfunctions of various circuits.

例えば、第3図に示した回路に2おいて、Dラッチ回路
20のクロック端子CKの入力が高論理レベルであり、
出力端子Yの出力が高論理レベルを保持している場合を
考える。
For example, in the circuit 2 shown in FIG. 3, the input of the clock terminal CK of the D latch circuit 20 is at a high logic level,
Consider the case where the output of output terminal Y maintains a high logic level.

その後、データ入力端子りに入力されるデータDが低論
理レベルに変化しても、出力端子Y及び反転出力端子Y
の出力状態は変化しない。
After that, even if the data D input to the data input terminal changes to a low logic level, the output terminal Y and the inverted output terminal
The output state of will not change.

この状態で、ゲート回路10に前記スパイク状のパルス
が発生すると、このパルスはDラッチ回路20のクロッ
ク端子CKに伝わり、Dラッチ回路20はデータ保持状
態からデータ書込状態となる。このとき既に入力データ
Dは低論理レベルとなっているので、このDラッチ回路
20には低論理レベルのデータが書込まれ、出力端子Y
の出力は低論理レベル、反転出力端子Yの出力は高論理
レベルとなり、保持されているデータの内容が反転する
In this state, when the spike-like pulse is generated in the gate circuit 10, this pulse is transmitted to the clock terminal CK of the D latch circuit 20, and the D latch circuit 20 changes from the data holding state to the data writing state. At this time, the input data D is already at a low logic level, so low logic level data is written into the D latch circuit 20, and the output terminal Y
The output from the inverting output terminal Y becomes a low logic level, and the output from the inverting output terminal Y becomes a high logic level, so that the content of the data held is inverted.

このようなα線により生じるスパイクノイズは、トラン
ジスタのドレインに付随する容量にほぼ反比例するため
、今後の素子の微細化とともにソフトエラーは不可避と
なる。
Since the spike noise caused by such alpha rays is almost inversely proportional to the capacitance attached to the drain of a transistor, soft errors will become inevitable as elements become smaller in the future.

第3図のような回路におけるソフトエラーに対して、エ
ミッタ結合論理回路(ECL)においては、Dラッチ回
路20のトランジスタに容量を付加する(特開昭60−
142619号公報)、あるいは電流を大きくする(特
開昭60−143019号公報)という解決法が考案さ
れている。また、GaAsRAMにおいては、クリティ
カルとなるドレイン・ノードに容量を付加してソフトエ
ラー率を5iLSI並みにするという方法((アイニス
ニスシーシー ダイジェスト・オブ・テクニカル・ペー
パーズ(ISSCCDigest of techni
cal papers、 p、138−139: Fe
b、、 1987)が提案されている。しかし、これら
の方法では遅延時間あるいは消費電力の増大を引き起こ
すという問題点があった。
In order to deal with soft errors in the circuit shown in FIG.
142619) or increasing the current (Japanese Unexamined Patent Publication No. 143019/1983). In addition, in GaAsRAM, there is a method of adding capacity to the critical drain node to make the soft error rate comparable to that of 5iLSI.
cal papers, p, 138-139: Fe
b, 1987) has been proposed. However, these methods have the problem of increasing delay time or power consumption.

こ・の発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、消費電力および遅延時間を増大させること
なく、α線等によるソフトエラーの問題を免れることの
できる半導体集積回路装置を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides a semiconductor integrated circuit device that can avoid the problem of soft errors caused by alpha rays, etc., without increasing power consumption or delay time. The purpose is to obtain.

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

この発明にかかる半導体集積回路装置は、少なくとも第
1のトランジスタ及び第2のトランジスタのソースを定
電流源に共通接続し、前記各トランジスタのゲートに与
える電位によって電流の通路を切り換え、前記第1のト
ランジスタ及び第2のトランジスタのドレイン電位をそ
れぞれ第1のソースフォロワ及び第2のソースフォロワ
により取り出して反転出力及び非反転出力を得るソース
結合型論理回路からなる半導体集積回路装置において、
ソースフォロワ電流制御手段を備えたもので、該ソース
フォロワ電流制御手段は、前記第1のトランジスタがオ
フ状態である場合における前記第1のソースフォロワの
ソースフォロワ電流を、前記第1のトランジスタがオン
状態である場合におけるソースフォロワ電流よりも小さ
くするよう制御するようにしたものである。
In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the sources of at least the first transistor and the second transistor are commonly connected to a constant current source, and a current path is switched by a potential applied to the gate of each of the transistors. In a semiconductor integrated circuit device comprising a source-coupled logic circuit that obtains an inverted output and a non-inverted output by extracting drain potentials of a transistor and a second transistor by a first source follower and a second source follower, respectively,
The source follower current control means controls the source follower current of the first source follower when the first transistor is in the off state, when the first transistor is in the on state. The source follower current is controlled to be smaller than the source follower current in the state.

〔作用〕[Effect]

この発明におけるソース結合型論理回路がノーマリオ形
FETで構成されている場合について説明する。
A case will be described in which the source-coupled logic circuit according to the present invention is composed of normally-mario FETs.

第1のトランジスタのゲート電位が低論理レベルとなっ
て第1のトランジスタがオフ状態となっている場合には
、第1のトランジスタのドレイン電位は高くなり、第1
のソースフォロワの出力は高論理レベルとなる。このと
き、ソースフォロワ電流制御手段によって第1のソース
フォロワのソースフォロワ電流が小さくなるように制御
され、第1のソースフォロワの出力インピーダンスが高
くなる。従って、この状態でα線によるスパイクノイズ
によって、第1のトランジスタのドレイン電位が瞬間的
に低下した場合は、第1のソースフォロワの出力は、そ
の出力インピーダンスと負荷容量との積で定まる大きな
時定数で低下しようとする。しかし、第1のソースフォ
ロワの出力が低下し始めたときには、第1のトランジス
タのドレイン電位は既に高レベルに戻っているので、第
1のソースフォロワの出力は高論理レベルのまま変動し
ないことになる。
When the gate potential of the first transistor is at a low logic level and the first transistor is in an off state, the drain potential of the first transistor is high and the first
The output of the source follower becomes a high logic level. At this time, the source follower current control means controls the source follower current of the first source follower to become small, and the output impedance of the first source follower becomes high. Therefore, in this state, if the drain potential of the first transistor drops instantaneously due to spike noise caused by alpha rays, the output of the first source follower will be reduced by a large amount of time determined by the product of its output impedance and load capacitance. Try to decrease by a constant. However, when the output of the first source follower starts to decrease, the drain potential of the first transistor has already returned to a high level, so the output of the first source follower remains at a high logic level and does not change. Become.

これに対して、通常の動作の場合、即ち第1のトランジ
スタのゲート電位が低論理レベルから高論理レベルに変
化して第1のトランジスタがオフ状態からオン状態にな
ったときには、ソースフォロワ電流制御手段によって第
1のソースフォロワのソースフォロワ電流が多(なるよ
うに制御され、第1のソースフォロワの出力インピーダ
ンスが小さくなる。従って、第1のトランジスタのドレ
イン電位が高レベルから低レベルへ変化したときには、
第1のソースフォロワの出力は小さな時定数で高論理レ
ベルから低論理レベルへと変化する。
On the other hand, in the case of normal operation, that is, when the gate potential of the first transistor changes from a low logic level to a high logic level and the first transistor changes from an off state to an on state, the source follower current control The source follower current of the first source follower is controlled to be high by the means, and the output impedance of the first source follower becomes small.Therefore, the drain potential of the first transistor changes from a high level to a low level. sometimes,
The output of the first source follower changes from a high logic level to a low logic level with a small time constant.

このように、スパイクノイズによって第1のトランジス
タのドレイン電位が瞬間的に低下しても、この電位の低
下は第1のソースフォロワの出力に伝達されないが、通
常の動作における第1のトランジスタのドレイン電位の
変化は第1のソースフォロワの出力に高速に伝達される
In this way, even if the drain potential of the first transistor momentarily decreases due to spike noise, this decrease in potential is not transmitted to the output of the first source follower; Changes in potential are rapidly transmitted to the output of the first source follower.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例による半導体集積回路装置
の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

第1図において、トランジスタQl、Q2のソースはレ
ベルシフト用の抵抗R7を介してトランジスタQ3のド
レインに共通接続されている。また、トランジスタQl
、Q2のドレインはそれぞれ抵抗Ret、  R,、を
介してレベルシフト用ダイオードD1のカソードに共通
接続され、そのダイオードD1のアノードは接地端子v
11Bに接続されている。一方、トランジスタQ3のソ
ースは抵抗R8を介して負電源端子vs3に接続されて
いる。
In FIG. 1, the sources of transistors Ql and Q2 are commonly connected to the drain of transistor Q3 via a level shift resistor R7. Also, the transistor Ql
, Q2 are commonly connected to the cathode of the level shifting diode D1 via resistors Ret, R, , respectively, and the anode of the diode D1 is connected to the ground terminal v.
11B. On the other hand, the source of transistor Q3 is connected to negative power supply terminal vs3 via resistor R8.

トランジスタQ1のゲートは信号を入力する入力端子C
INに接続され、トランジスタQ2のゲートは高電位側
の基準電圧端子v■、に接続されている。また、トラン
ジスタQ3のゲートは定電流回路用基準電圧端子VCS
に接続されている。トランジスタQl、Q2.Q3及び
抵抗Rn+* Raz+・R?、R,が差動ロジック部
を構成している。
The gate of transistor Q1 is an input terminal C that inputs a signal.
IN, and the gate of the transistor Q2 is connected to the reference voltage terminal v■ on the high potential side. In addition, the gate of transistor Q3 is connected to the constant current circuit reference voltage terminal VCS.
It is connected to the. Transistors Ql, Q2. Q3 and resistance Rn+*Raz+・R? , R, constitute a differential logic section.

ソースフォロワトランジスタQ4のゲートはノードN1
においてトランジスタQ1のドレインに接続され、トラ
ンジスタQ4のドレインは接地端子VDDに接続されて
いる。
The gate of source follower transistor Q4 is at node N1
is connected to the drain of transistor Q1, and the drain of transistor Q4 is connected to ground terminal VDD.

この発明においては、ソースフォロワトランジスタQ4
に流れる電流を制御するソースフォロワ電流制御回路が
設けられている。
In this invention, source follower transistor Q4
A source follower current control circuit is provided to control the current flowing to the source follower current control circuit.

このソースフォロワ電流制御回路は、トランジスタQ5
及び抵抗R3Fにより構成されている。トランジスタQ
5のソースは抵抗R1Fを介して負電源端子VSSに共
通接続されている。そして、トランジスタQ5のドレイ
ンはレベルシフト用ダイオードD2を介してソースフォ
ロワトランジスタQ4のソースに接続されている。
This source follower current control circuit consists of transistor Q5
and a resistor R3F. transistor Q
The sources of 5 are commonly connected to the negative power supply terminal VSS via a resistor R1F. The drain of the transistor Q5 is connected to the source of the source follower transistor Q4 via a level shift diode D2.

また、トランジスタQ5のゲートはトランジスタQ3の
ドレインに接続されている。出力端子Cはレベルシフト
用ダイオードD2のカソードとトランジスタQ5のドレ
インとの接続点に接続されている。なお、トランジスタ
Q1〜Q5はノーマリオン形FETである。
Further, the gate of the transistor Q5 is connected to the drain of the transistor Q3. The output terminal C is connected to the connection point between the cathode of the level shifting diode D2 and the drain of the transistor Q5. Note that the transistors Q1 to Q5 are normally-on type FETs.

次に、この半導体集積回路装置の動作について説明する
Next, the operation of this semiconductor integrated circuit device will be explained.

入力端子CINの電位が低論理レベルである場合には、
トランジスタQlは遮断状態、トランジスタQ2は導通
状態となるので、スイッチング電流1.は接地端子vD
11から抵抗R0、トランジスタQ2.抵抗R1,トラ
ンジスタQ3.抵抗R8を追って流れる。このときのト
ランジスタQ5のソース電位V*(Q5)は次式で近似
することがきる。
When the potential of the input terminal CIN is at a low logic level,
Since the transistor Ql is in a cut-off state and the transistor Q2 is in a conductive state, the switching current is 1. is the ground terminal vD
11 to resistor R0, transistor Q2. Resistor R1, transistor Q3. The current flows following resistance R8. The source potential V*(Q5) of the transistor Q5 at this time can be approximated by the following equation.

Vs  (Q5)=vm+−vt  (Q2)RTI。Vs (Q5) = vm+-vt (Q2) RTI.

−■ア (Q 5 )   (1)ここで、■□は高電
位側の基準電圧端子V R1゜の電位、vT (Q2)
はトランジスタQ2のしきい値電圧、Rtはレベルシフ
ト用抵抗RTの抵抗値、Ioはスイッチング電流、Vア
 (Q5)はトランジスタQ5のしきい値電圧である。
-■A (Q5) (1) Here, ■□ is the potential of the reference voltage terminal VR1° on the high potential side, vT (Q2)
is the threshold voltage of the transistor Q2, Rt is the resistance value of the level shift resistor RT, Io is the switching current, and VA(Q5) is the threshold voltage of the transistor Q5.

また、入力端子CINの電位が高論理レベルである場合
におけるトランジスタQ5のソース電位V、(Q5)は
、 V3(Q5)二V+s*  v、 (Ql)−R,1,
−Vy  (Q5)  (2)と表わされる。ここで、
V、NHは入力端子CINに与えられた高論理レベルの
信号の電位、V?  (Ql)はトランジスタQ1のし
きい値電圧である。
Further, when the potential of the input terminal CIN is at a high logic level, the source potential V, (Q5) of the transistor Q5 is V3(Q5)2V+s*v, (Ql)-R,1,
−Vy (Q5) (2). here,
V and NH are the potentials of the high logic level signal applied to the input terminal CIN, and V? (Ql) is the threshold voltage of transistor Q1.

今、再び入力端子CINの電位が低論理レベルである場
合を考えると、トランジスタQ5のソース電位V3 (
Q5)が低電位状態となっているので、ソースフォロワ
トランジスタQ4のソースフォロワ電流は低電流状態で
ある。よって、トランジスタQ4からみた出力インピー
ダンスは大きい。
Now, considering again the case where the potential of the input terminal CIN is at a low logic level, the source potential V3 of the transistor Q5 (
Q5) is in a low potential state, so the source follower current of source follower transistor Q4 is in a low current state. Therefore, the output impedance seen from transistor Q4 is large.

即ち、入力端子CINの電位が低論理レベルである場合
は、トランジスタQ1がオフ状態、トランジスタQ2が
オン状態となり、それによってカレントソーストランジ
スタQ5のソース電位は上記(1)式となり、該トラン
ジスタQ5は低電流状態となる。従って、出力端子Cは
高論理レベルとなるが、この時トランジスタQ4のソー
ス電流は少なく、トランジスタQ4は遮断状態に近い状
態となる。
That is, when the potential of the input terminal CIN is at a low logic level, the transistor Q1 is in the off state and the transistor Q2 is in the on state, so that the source potential of the current source transistor Q5 becomes the above equation (1), and the transistor Q5 becomes It becomes a low current state. Therefore, the output terminal C becomes a high logic level, but at this time, the source current of the transistor Q4 is small, and the transistor Q4 is almost in a cut-off state.

この状態でα線がこの回路に照射された場合を考える。Consider a case where this circuit is irradiated with alpha rays in this state.

今、トランジスタQ1のオフ状態であるので、ノードN
1の電位は高レベルとなっている。
Now, since the transistor Q1 is in the off state, the node N
The potential of 1 is at a high level.

このとき、トランジスタQ1にα線が照射されると、半
絶縁性基板中で電子・正孔対が発生し、発生した電子は
ドリフト及び拡散により数10〜数100psの時定数
で走行する。そして、この電子がドレイン領域に収集さ
れると、瞬間的にノードN1の電位が低下する。この電
位の低下は抵抗RDIを介して接地端子vanより充電
されることによって元の高レベルに復帰するが、この充
電により最小でも数100ps程度のパルス幅のスパイ
クノイズが発生する。
At this time, when the transistor Q1 is irradiated with alpha rays, electron-hole pairs are generated in the semi-insulating substrate, and the generated electrons travel with a time constant of several tens to several hundreds of ps due to drift and diffusion. Then, when these electrons are collected in the drain region, the potential of the node N1 drops instantaneously. This drop in potential returns to the original high level by being charged from the ground terminal van via the resistor RDI, but this charging generates spike noise with a pulse width of several hundred ps at the minimum.

この場合、前述したようにソースフォロワトランジスタ
Q4は遮断状態に近いので、ノードNlの電位が瞬間的
に低下した場合には、トランジスタQ4のゲート・ソー
ス間電圧がOボルトあるいは負となり、容易に遮断状態
となる。このため、トラ・ンジスタQ4の出力インピー
ダンスは非常に大きな値となるので、出力端子Cの電位
は非常に大きな時定数で降下することになる。しかしな
がら、出力端子Cの電位が降下し始めるときには、ノー
ドN1の電位は既に上昇中であり、トランジスタQ4の
ゲート・ソース間が順方向バイアスとなるので、出力端
子Cの電位は高論理レベルとなる。
In this case, as described above, the source follower transistor Q4 is close to the cutoff state, so if the potential of the node Nl drops momentarily, the gate-source voltage of the transistor Q4 becomes O volts or negative, and it is easily cut off. state. Therefore, the output impedance of the transistor Q4 becomes a very large value, so the potential at the output terminal C falls with a very large time constant. However, when the potential of the output terminal C starts to fall, the potential of the node N1 is already rising, and the gate and source of the transistor Q4 become forward biased, so the potential of the output terminal C becomes a high logic level. .

従って、ノードN1にスパイクノイズが発生してノード
N1が瞬間的に低レベルとなっても出力端子Cの電位は
高論理レベルのまま変動しない。
Therefore, even if spike noise occurs at the node N1 and the node N1 momentarily becomes a low level, the potential of the output terminal C remains at a high logic level and does not fluctuate.

以上のように、α線によるスパイクノイズに対してはソ
ースフォロワの応答速度は非常に遅くなるが、通常の動
作をする場合には、応答速度の低下をきたすことはない
As described above, the response speed of the source follower becomes extremely slow in response to spike noise caused by α rays, but the response speed does not decrease during normal operation.

これは、入力端子CINの電位が低論理レベルから高論
理レベルに変化してノードN1の電位が高レベルから低
レベルに変化する場合には、トランジスタQ5のゲート
電位が上昇してソースフォロワ電流(Isy)が高電流
状態となるので、トランジスタQ4の出力インピーダン
スが低くなるからである。即ち、負荷からの放電をトラ
ンジスタQ5により高速に行わせることができるためで
ある。
This is because when the potential of the input terminal CIN changes from a low logic level to a high logic level and the potential of the node N1 changes from a high level to a low level, the gate potential of the transistor Q5 rises and the source follower current ( This is because the output impedance of transistor Q4 becomes low because Isy) is in a high current state. That is, this is because the transistor Q5 can discharge the load more quickly.

なお、上記実施例においては、1人カゲートの例を示し
たが、第4図の第2の実施例に示すように、さらに作動
ロジック部用トランジスタQ1゜Q1″を設け、複数入
力ゲートとしてもよく、上記と同様の効果が得られる。
In the above embodiment, an example of a one-person gate was shown, but as shown in the second embodiment of FIG. In many cases, the same effect as above can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によればα線によるスパイクノ
イズがソースフォロワのゲートに入力されても、ソース
フォロワ電流制御手段の働きによってそのスパイクノイ
ズはソースフォロワの出力に減衰されて伝わり、一方、
第1のトランジスタがオフ状態からオン状態に変化する
通常の動作の場合には、ソースフォロワの出力は高速に
変化するようにしたので、消費電力の増加や遅延時間の
増大を伴わず、α線によるソフトエラー耐性を向上する
ことができる効果がある。
As described above, according to the present invention, even if spike noise due to alpha rays is input to the gate of the source follower, the spike noise is attenuated and transmitted to the output of the source follower by the function of the source follower current control means.
In normal operation when the first transistor changes from off to on, the output of the source follower changes quickly, so alpha rays can be used without increasing power consumption or delay time. This has the effect of improving soft error resistance.

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

第1図はこの発明の一実施例による半導体集積回路装置
を示す回路図、第2図は従来のゲート回路の回路図、第
3図は従来のゲート回路とDラッチ回路とを組み合わせ
た論理回路図、第4図は本発明の他の実施例“を示す図
である。 図において、Ql、Q2.Q3.Ql ’、Ql ”は
ソース結合型論理回路を構成するトランジスタ、Q4は
ソースフォロワトランジスタ、Q5はソースフォロワ電
流制御回路を構成するソースフォロワカレントソースト
ランジスタ、DI、D2はレベルシフト用ダイオード、
Rtはレベルシフト用抵抗である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional gate circuit, and FIG. 3 is a logic circuit that combines a conventional gate circuit and a D latch circuit. Figure 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention. In the figure, Ql, Q2.Q3.Ql', Ql' are transistors constituting a source-coupled logic circuit, and Q4 is a source follower transistor. , Q5 is a source follower current source transistor constituting a source follower current control circuit, DI and D2 are level shift diodes,
Rt is a level shift resistor. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも第1のトランジスタ及び第2のトラン
ジスタのソースを定電流源に共通接続し、前記各トラン
ジスタのゲートに与える電位によって電流の通路を切り
換え、少なくとも前記第1のトランジスタのドレイン電
位をソースフォロワにより取り出して出力させるソース
結合型論理回路からなる半導体集積回路装置において、 前記第1のトランジスタがオフ状態である場合における
ソースフォロワ電流を、前記第1のトランジスタがオン
状態である場合におけるソースフォロワ電流よりも小さ
くするソースフォロワ電流制御手段を備え、 該ソースフォロワ電流制御手段は、前記第1、第2のト
ランジスタの共通ソースの電位をそのソースに接続され
たレベルシフト用抵抗により電圧降下した信号をカレン
トソース用トランジスタのゲートに入力して構成したこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。
(1) The sources of at least the first transistor and the second transistor are commonly connected to a constant current source, the current path is switched by the potential applied to the gate of each transistor, and the drain potential of at least the first transistor is connected to the source. In a semiconductor integrated circuit device comprising a source-coupled logic circuit that is extracted and output by a follower, the source follower current when the first transistor is in an off state is compared to the source follower current when the first transistor is in an on state. A source follower current control means is provided, the source follower current control means is configured to generate a signal obtained by lowering the potential of the common source of the first and second transistors by a level shift resistor connected to the source. What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit device, characterized in that the semiconductor integrated circuit device is configured by inputting the input signal to the gate of a current source transistor.
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JPH04248192A (en) * 1991-01-23 1992-09-03 Nec Ic Microcomput Syst Ltd Output circuit for semiconductor memory device
JP2008017376A (en) * 2006-07-10 2008-01-24 Sharp Corp Semiconductor integrated circuit device

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