JPH04105420A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH04105420A
JPH04105420A JP2225481A JP22548190A JPH04105420A JP H04105420 A JPH04105420 A JP H04105420A JP 2225481 A JP2225481 A JP 2225481A JP 22548190 A JP22548190 A JP 22548190A JP H04105420 A JPH04105420 A JP H04105420A
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JP
Japan
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circuit
signal
input
current
integrated circuit
Prior art date
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Pending
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JP2225481A
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English (en)
Inventor
Kimimasa Maemura
公正 前村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US07/669,012 priority patent/US5173622A/en
Publication of JPH04105420A publication Critical patent/JPH04105420A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H03K19/09432Logic 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
    • 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
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits

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〕 この発明は、半導体集積回路に関し、特に、接合型電界
効果トランジスタによりソース結合型論理回路により構
成した集積回路の高性能化、特に回路の低消費電力化に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来の集積回路における機能切り替え回路を第5図を用
いて説明する。図において、11はOR回路であり、1
2は入力インターフェース回路、INIは集積回路内部
でOR回路11に入力される信号であり、0UTIはO
R回路11の出力、INは集積回路外部からOR回路1
1に入力される信号である。また、Nilは入力インタ
ーフェース回路の出力信号を表している。
次に動作について説明する。
外部から入力された信号INは入力インターフェース回
路12を通ってNilとなり、OR回路11に入力され
、INが°旧ghl の場合には、OR回路11の出力
0UTIは、入力信号INIに関係なく常に゛旧ghl
 となる。また、INがL。
−”の場合には、OR回路11の出力OUTには、入力
信号INIが表われることになる。このように外部から
入力信号INによって、OR回路11の出力信号OUT
にINIを出力するか、常に”High”を出力するか
の切り替えを行うことができる。
このOR回路11を接合型電界効果型トランジスタ(以
下、JFETと略す)を用いて構成した場合の一例を第
6図に示す。図において第5図と同一記号は同一のもの
か同様な機能を有しているものを表している。さらにJ
ll〜J16はJFETであり、R11,R12は負荷
抵抗で、INl、INIBは第3図に示した回路内部の
信号IN1の信号とその反転信号で、VDDは電源電圧
である。
次に動作について説明する。J13とJ16は定電流源
として動作し、R11とR12,JllとJ12.J1
3は差動動作でスイッチング動作を行い、J15とJ1
6はスイッチング部の信号を出力するためのソースフォ
ロア回路である。
まず、NilがINlおよびINIBより低い’ Lo
w”の場合にはJ14は電流を遮断するので回路の動作
はJ14を省いた場合と同様な動作を行う、すなわち通
常のソース結合型論理回路と同様な動作を行う、その動
作を説明すると、INIとINIBを比較して電圧の高
い側のJFETを流れる電流が太き(なり電流が増加す
ると負荷抵抗により電圧降下が生じて、それがソースフ
ォロアを通って出力される。例えばINがINIBに比
べて電位が高いとJllO方を多くの電流が流れ、J1
2を流れる電流が少なくなるので、抵抗R12での電圧
降下が少なくなり、出力電圧OUTは高く ゛旧ghl
 になる。またINIがINIBより低いとJ12を流
れる電流が多くなり、抵抗R12での電圧降下が大きく
なり、出力信号OUTは低(’Low’となる。
次にNilがINIおよびINIBより高いHigh’
の場合にはJ14が常に導通状態となるために、INと
INIBの信号に係わらず、抵抗R11の側を電流が流
れR12を流れる電流が少なくなり、出力信号OUTの
電圧が高く °旧gh” となる。
ここで上記の動作を行うにはNilの信号としては、°
旧ghlの場合にはINIおよびINIBより電圧が高
く、’ Low’の場合にはINI及びINIBより低
い必要があるなど、大きな信号の振幅(約2v以上)が
必要とされる。またこの様に外部から機能の切り替えの
できる回路は、外部の別の回路から信号が入力されるが
、この外部の回路としてCMO3ICが用いられ、電源
電圧として5Vが用いられると、CMO5ICからの出
力がOvから5Vであるので、外部からの信号INとし
てOvから5Vの信号振幅5■を有する信号が入力され
る。
ところがこの外部からの信号INが直接JFETのゲー
トに入力されると、JFETの場合にはゲートとソース
間電圧がゲート接合電圧(GaASを用いたJFETの
場合には約1.2V)より高くなるとゲート電流が流れ
るために、外部からの入力電流として大きな電流が必要
になったり、機能切り替え用の回路がこの電流のために
誤動作を行うことがある。この誤動作を防止するために
、第5図で示したように入力インターフェース回路が設
けられていた。
第7図に従来の入力インターフェース回路の構成の一例
を示す。図において第5図と同一の記号は同一のもの、
または同様な機能を有するものを示している。さらに、
J21.J22はJFETであり、D21はダイオード
である。
次に動作について説明する。
外部から入力された信号INは、JFETのJ21によ
りJ21のゲート・ソース間電圧(VgS)だけ電圧が
降下し、D21によりダイオードの順方向電圧(Vf)
分電圧が降下し出力信号N11が得られる。以上より、
Nilとしては電圧が高くてもVDD−V g s−V
 fの電圧となり、電源電圧VDDである5■まで上昇
することはなくなり、前述したような問題を防止するこ
とができる。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来の機能切り替え回路及び機能切り替
え信号用の入力インターフェース回路は以上のように構
成されていたので、入力インターフェース回路用の回路
電流が必要であり、これにより集積回路の消費電力が増
加するなどの問題があった。
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、回路の消費電力を低減することができる半導
体集積回路を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体集積回路は、外部からの信号によ
り回路動作の変更機能を有する電界効果型トランジスタ
を用いてソース結合型論理回路を構成したものにおいて
、外部からの信号に該信号の電流量を制限する電流制限
回路を設け、この回路からの出力を機能切替え回路のゲ
ートに入力するようにしたものである。
〔作用] この発明における接合型電界効果型トランジスタを用い
た集積回路は、機能切り替え用信号の入力部に電流制限
用の素子を設けており、外部からの電流の流れ込みを防
止すると同時に外部からの信号の電位は回路の内部に伝
えることができるので、従来の集積回路と同様な動作は
行うものの、回路の消費電力を低減することが可能とな
る。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について説明する。
第1図は本発明の半導体集積回路の一実施例と図に示し
た入力インターフェース回路とOR回路による機能切り
替え回路と同一記号は同一または同様な機能を有するも
のを示している。また、J31は接合型電界効果型トラ
ンジスタ(JFET)である。INは外部からの入力信
号であり、N11は機能切り替え回路に入力される信号
である。
次に、動作について説明する。
このJFETのJ31はゲートとソースが接続されてお
り、INがNllに比べて電位が高くなっても電流の制
限動作を行うようにしである。
さて、外部から入力された信号INは、J31を通って
NilとなりOR回路11に入力される(7)でINが
’High’ (7)場合には、OR回路11の出力0
UTIは、入力信号INIに関係なく常に゛旧gh” 
となる。
また、INがLow’の場合には、OR回路11の出力
OUTには、入力信号INIが表われることになる。こ
のように外部からの入力信号INによって、OR回路1
1の出力信号OUTにINIを出力するか、つねに゛旧
ghl を出力するかの切り替えを行うことができる。
以上のように、この発明による従来の機能切り替え機能
を有する集積回路と同様な動作を行うと同時に、外部か
らの入力電圧INが電S電圧と同様に高くなってもJl
lが電流の制限動作を行うのでNilの電圧は高くなら
ない。
たとえば、J31としてGaAs基板の金属半導体接合
電界効果型トランジスタ(以下、MESFETと称す)
を用い、このME S F ETのしきいち電圧が−0
,5Vでゲート長が5μmでゲート幅が3μmであれば
、INがJ31を通って流れる電流は最大30μAに制
限することができる。
このような本実施例においては、機能切り替え信号の入
力部に、外部からの電流の流れ込みを防止でき、かつ、
外部からの信号の電位は回路の内部に伝えることができ
るトランジスタJ31を設けるようにしたので、従来と
同様の動作を行う構成を、入力インターフェース回路を
用いることなく実現することができ、消費電力の低減2
回路の縮小化を図ることができる。
次に、この発明の他の実施例による接合型電界効果型ト
ランジスタ集積回路における機能切り替え回路を第2図
を用いて説明する。
第2図に示した回路において、第1図と同一記号は同一
または同様な機能を有するものを示している。また、D
31はダイオード、R31はダイオードD31に並列に
接続された高抵抗体である。
次に動作について説明する。
INとNilO間に挿入されたダイオードD31はIN
とNilとを容量により接続する役割を持ち、INの信
号が高速な信号の場合に信号はダイオードD31を通り
、INとNilO間に挿入された高抵抗体R31は低速
な信号を伝える働きをするので、集積回路の機能として
は従来と同様な動作を行う。
しかし、外部からの入力電圧INが電源電圧と同様に高
くなってもD31は逆バイアスとなっているのでINか
らNILに流れる電流はR31だけを通ることとなり、
入力電流の低減が図れる。
たとえばR31として200にΩを用いると入力電流は
25μA以下に低減することができる。
このような本実施例においても上記実施例と同様に、入
力インターフェース回路を用いることなく入力部の電流
量を制御することができるので、回路の消費電力の低減
を図ることができる。
以上、上記の実施例では電流制限用の回路としてJFE
Tや、ダイオードおよび抵抗を用いた構成方法を示した
が、これは電流が制限できれば別の構成方法を用いても
よく、以下、他の構成例を簡単に説明する。
第3図は機能切り替え信号の入力部に設ける電流制限用
回路として、高抵抗体R31とコンデンサC31の並列
接続からなる回路を設けたもの、また、第4図Ca)、
 (b)はダイオードD31のみを設けたもの及びその
等価回路を示す。これら電流制限用回路の動作は前記の
実施例の動作と同様であり、外部からの入力電圧INが
電源電圧と同様に高くなった際には、それぞれの抵抗成
分によりINからNilに流れる電流は低減される。
以上のように入力電圧INが電源電圧同様に高くなった
場合には同回路により入力電流の低減を図ることが可能
となり、上記の実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
この発明における接合電界効果型トランジスタを用いた
集積回路は、機能切り替え用信号の入力部に電流制限用
の素子を設けており、外部からの電流の流れ込みを防止
すると同時に外部からの信号の電位は回路の内部に伝え
ることができるので、従来の集積回路と同様な動作を行
うことができる上、従来の入力インターフェース回路を
不要とでき、回路の消費電力を低減を図ることができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の半導体集積回路の一実施例である外
部制御型の接合型電界効果型トランジスタ集積回路の構
成を示す図、第2図は本発明の半導体集積回路の他の実
施例による外部制御型の接合型電界効果型トランジスタ
集積回路の構成を示す図、第3図は本発明の半導体集積
回路のさらに他の実施例による外部制御型の接合型電界
効果型トランジスタ集積回路の構成を示す図、第4図は
本発明の半導体集積回路のさらに他の実施例による外部
制御型の接合型電界効果型トランジスタ集積回路の構成
を示す図、第5図は従来例による外部制御型の集積回路
の構成を示す図、第6図は外部制御型のOR回路の構成
方法の例を示す図、第7図は従来の入力インターフェー
ス回路の構成方法を示す図である。 図において、11はOR回路、工2は入力インターフェ
ース回路、INI、INIBは集積回路内部でOR回路
入力される信号、0UTIはOR回路出力、INは集積
回路外部から入力される信号、Nilは入力インターフ
ェース回路の出力信号、Jll〜J31は接合型電界効
果型トランジスタ、D21.D31はダイオード、R1
1−R31は抵抗体である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電界効果型トランジスタを用いたソース結合型論
    理回路により構成され、外部からの入力信号により回路
    機能を変更する機能を有する半導体集積回路において、 前記外部信号入力端子と、前記回路機能の変更機能を有
    する回路の一部を構成する電界効果型トランジスタのゲ
    ートとの間に、該信号の電流量を制限する電流制御手段
    を直列に配置したことを特徴とする半導体集積回路。
JP2225481A 1990-08-27 1990-08-27 半導体集積回路 Pending JPH04105420A (ja)

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JP2225481A JPH04105420A (ja) 1990-08-27 1990-08-27 半導体集積回路
EP91301651A EP0473248A1 (en) 1990-08-27 1991-02-28 Semiconductor integrated circuit
US07/669,012 US5173622A (en) 1990-08-27 1991-03-13 Source coupled logic circuit with reduced power consumption

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EP0473248A1 (en) 1992-03-04

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