JPH04271518A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- JPH04271518A JPH04271518A JP3103259A JP10325991A JPH04271518A JP H04271518 A JPH04271518 A JP H04271518A JP 3103259 A JP3103259 A JP 3103259A JP 10325991 A JP10325991 A JP 10325991A JP H04271518 A JPH04271518 A JP H04271518A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 8
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
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- Logic Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガリウムひ素基板上に
電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ)を含んで
形成された半導体集積回路に関するものである。
電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ)を含んで
形成された半導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体集積回路(以下、
GaAs ICと略称する。)においては、回路の簡
単さと低消費電力化の観点から、図5に示すE/D構成
DCFLと呼ばれるシングルエンド型論理回路が広く使
用されている。この論理回路は、2個のFET51,5
2と、電源端子(VDD)53と、電源端子(VSS)
54と、入力端子55と、出力端子56とから構成され
ている。このE/D構成DCFLは上記の特長により、
高集積度の集積回路に適している。しかし、速度の観点
からすると、その性能は極めて不十分である。即ち、E
/D構成DCFL回路では、無負荷遅延回路は10〜4
0psec/gateと優れてはいるが、単位配線長当
りの遅延時間増分は、1mm当り100〜200pse
c/gateおよび、ファンアウト当りの遅延時間増分
も20〜100psec/F.O.と大きく、実際に集
積回路を構成する標準的論理回路の遅延時間としては0
.5〜1nsec以上となる。従ってE/D構成DCF
L回路は、平均的な負荷が大きい高集積度の集積回路の
高速化には不適切である。
GaAs ICと略称する。)においては、回路の簡
単さと低消費電力化の観点から、図5に示すE/D構成
DCFLと呼ばれるシングルエンド型論理回路が広く使
用されている。この論理回路は、2個のFET51,5
2と、電源端子(VDD)53と、電源端子(VSS)
54と、入力端子55と、出力端子56とから構成され
ている。このE/D構成DCFLは上記の特長により、
高集積度の集積回路に適している。しかし、速度の観点
からすると、その性能は極めて不十分である。即ち、E
/D構成DCFL回路では、無負荷遅延回路は10〜4
0psec/gateと優れてはいるが、単位配線長当
りの遅延時間増分は、1mm当り100〜200pse
c/gateおよび、ファンアウト当りの遅延時間増分
も20〜100psec/F.O.と大きく、実際に集
積回路を構成する標準的論理回路の遅延時間としては0
.5〜1nsec以上となる。従ってE/D構成DCF
L回路は、平均的な負荷が大きい高集積度の集積回路の
高速化には不適切である。
【0003】図6に示した回路は、E/D構成DCFL
回路の欠点である負荷駆動能力改善のため提唱されてい
るものである。電源端子(VDD)61と電源端子(V
SS)62との間に構成されたFET63,64,65
から成る2入力NORと、FET66,67,68から
成るプッシュプル回路との組合せから形成されている。 なお、69,70は入力端子を、71は出力端子を示し
ている。この回路では、プッシュプルバッファ回路によ
り負荷駆動能力は改善されている。即ち、単位配線長当
りの遅延時間増分は、1mm当り20〜60psec/
gate及びファンアウト当りの遅延時間増分は10p
sec/F.O.以下となり格段の改善が見込める。し
かるに、この回路によればNOR回路の入力と同数のプ
ッシュプル回路ドライバ用FETを必要とする。図6で
は2入力の例を示したが、多入力・多機能化するほど、
この回路を構成する要素FET数は増加する。従ってこ
の回路は高集積化には適さないことは明かである。
回路の欠点である負荷駆動能力改善のため提唱されてい
るものである。電源端子(VDD)61と電源端子(V
SS)62との間に構成されたFET63,64,65
から成る2入力NORと、FET66,67,68から
成るプッシュプル回路との組合せから形成されている。 なお、69,70は入力端子を、71は出力端子を示し
ている。この回路では、プッシュプルバッファ回路によ
り負荷駆動能力は改善されている。即ち、単位配線長当
りの遅延時間増分は、1mm当り20〜60psec/
gate及びファンアウト当りの遅延時間増分は10p
sec/F.O.以下となり格段の改善が見込める。し
かるに、この回路によればNOR回路の入力と同数のプ
ッシュプル回路ドライバ用FETを必要とする。図6で
は2入力の例を示したが、多入力・多機能化するほど、
この回路を構成する要素FET数は増加する。従ってこ
の回路は高集積化には適さないことは明かである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点を解決し、GaAs ICにおける低消費電
力性,高集積性を損なうことなく速度の向上を実現した
半導体集積回路を提供することにある。
の問題点を解決し、GaAs ICにおける低消費電
力性,高集積性を損なうことなく速度の向上を実現した
半導体集積回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明の半導体集積
回路は、第1の電源端子にドレインを接続され、ゲート
とソースとを内部出力端子に接続された第1の負荷FE
Tと、前記内部出力端子にドレインを接続され互いにソ
ースを接続された第2の駆動FET群と、ドレインを第
1の電源端子に接続され、ゲートを前記内部出力端子に
接続された第3のFETと、出力端子にドレインを接続
され、前記第2の駆動FET群の共通ソースにゲートを
接続され、ソースを第2の電源端子に接続された第4の
FETとから成る論理回路を含んで構成されることを特
徴とする。
回路は、第1の電源端子にドレインを接続され、ゲート
とソースとを内部出力端子に接続された第1の負荷FE
Tと、前記内部出力端子にドレインを接続され互いにソ
ースを接続された第2の駆動FET群と、ドレインを第
1の電源端子に接続され、ゲートを前記内部出力端子に
接続された第3のFETと、出力端子にドレインを接続
され、前記第2の駆動FET群の共通ソースにゲートを
接続され、ソースを第2の電源端子に接続された第4の
FETとから成る論理回路を含んで構成されることを特
徴とする。
【0006】第2の発明の半導体集積回路は、第1の電
源端子にドレインを接続され、ゲートとソースとを出力
端子に接続された第1の負荷FETと、前記出力端子に
ドレインを接続され、互いにソースを接続された第2の
駆動FET群と、ドレインは電気的に開放状態とされ、
前記第2の駆動FET群の共通ソースにゲートを接続さ
れ、ソースを第2の電源端子に接続された第3のFET
とから成る論理回路と、請求項1記載の論理回路との2
種の回路が、所要箇所に対し配線工程のみで形成するマ
スタースライス方式により基板に形成されたことを特徴
とする。
源端子にドレインを接続され、ゲートとソースとを出力
端子に接続された第1の負荷FETと、前記出力端子に
ドレインを接続され、互いにソースを接続された第2の
駆動FET群と、ドレインは電気的に開放状態とされ、
前記第2の駆動FET群の共通ソースにゲートを接続さ
れ、ソースを第2の電源端子に接続された第3のFET
とから成る論理回路と、請求項1記載の論理回路との2
種の回路が、所要箇所に対し配線工程のみで形成するマ
スタースライス方式により基板に形成されたことを特徴
とする。
【0007】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0008】図1は第1の発明の実施例の等価回路図で
ある。この実施例の半導体集積回路は、ガリウムひ素基
板上に電界効果トランジスタを含んで形成された半導体
集積回路であり、その基本論理回路の構成として、電源
端子(VDD)1にドレインを接続されゲートとソース
とを内部出力端子2に接続された負荷FET3と、内部
出力端子2にドレインを接続され互いにソースを接続さ
れた駆動FET群、本実施例ではFET4,5と、ドレ
インを電源端子1に接続されゲートを内部出力端子2に
接続されたFET6と、出力端子7にドレインを接続さ
れ駆動FET群4,5の共通ソースにゲートを接続され
ソースを電源端子8(VSS)に接続されたFET9と
から成る論理回路を含んで構成される。なお、10,1
1は入力端子である。
ある。この実施例の半導体集積回路は、ガリウムひ素基
板上に電界効果トランジスタを含んで形成された半導体
集積回路であり、その基本論理回路の構成として、電源
端子(VDD)1にドレインを接続されゲートとソース
とを内部出力端子2に接続された負荷FET3と、内部
出力端子2にドレインを接続され互いにソースを接続さ
れた駆動FET群、本実施例ではFET4,5と、ドレ
インを電源端子1に接続されゲートを内部出力端子2に
接続されたFET6と、出力端子7にドレインを接続さ
れ駆動FET群4,5の共通ソースにゲートを接続され
ソースを電源端子8(VSS)に接続されたFET9と
から成る論理回路を含んで構成される。なお、10,1
1は入力端子である。
【0009】FET3,4,5は2入力NOR回路を構
成し、FET6,9はプッシュプル回路を構成する。2
入力NOR回路において、FET4と5とのソース端子
は接続されており、2入力信号についてのOR出力とな
っている。このソース端子はプッシュプル回路のドライ
バ用FET9のゲートに接続されており、従ってプッシ
ュプル回路出力端子7は2入力信号についてのNOR出
力となる。
成し、FET6,9はプッシュプル回路を構成する。2
入力NOR回路において、FET4と5とのソース端子
は接続されており、2入力信号についてのOR出力とな
っている。このソース端子はプッシュプル回路のドライ
バ用FET9のゲートに接続されており、従ってプッシ
ュプル回路出力端子7は2入力信号についてのNOR出
力となる。
【0010】この回路によれば、負荷駆動能力は従来の
プッシュプル付き回路と同一である。しかもプッシュプ
ルの回路ドライバ用FET9は、NOR入力数に拘わら
ず出力端子当り1個で済む。このため、従来困難であっ
た、高集積性と高速度性との両立を容易に実現し得る。
プッシュプル付き回路と同一である。しかもプッシュプ
ルの回路ドライバ用FET9は、NOR入力数に拘わら
ず出力端子当り1個で済む。このため、従来困難であっ
た、高集積性と高速度性との両立を容易に実現し得る。
【0011】図1では2入力NORを例にとり説明した
が、より多入力のNOR回路についても有効であり、か
つその効果はより顕著となっていくことは明かである。
が、より多入力のNOR回路についても有効であり、か
つその効果はより顕著となっていくことは明かである。
【0012】図2は、第2の発明に使用される論理回路
の一例の等価回路図である。この論理回路は、電源端子
(VDD)1にドレインを接続されゲートとソースとを
出力端子7に接続された負荷FET3と、出力端子7に
ドレインを接続され互いにソースを接続された駆動FE
T群、本実施例ではFET4,5と、ドレイン12は電
気的に開放状態とされ駆動FET4,5の共通ソースに
ゲートを接続されソースを電源端子(VSS)8に接続
されたFET9とから成る。
の一例の等価回路図である。この論理回路は、電源端子
(VDD)1にドレインを接続されゲートとソースとを
出力端子7に接続された負荷FET3と、出力端子7に
ドレインを接続され互いにソースを接続された駆動FE
T群、本実施例ではFET4,5と、ドレイン12は電
気的に開放状態とされ駆動FET4,5の共通ソースに
ゲートを接続されソースを電源端子(VSS)8に接続
されたFET9とから成る。
【0013】図2の2入力NOR回路においては、FE
T9のドレイン端子は開放とされており、プッシュプル
回路とはなっていない。FET4と5とのソース端子は
2入力信号に対するOR出力であり、FET9のゲート
・ソース間接合(ショットキー接合)ダイオードを介し
て電源端子(VSS)8に接続されている。この回路は
プッシュプル機能を持たないNOR回路であり、消費電
力を1/2以下に低減できる。また論理レベルも、図1
のプッシュプル機能付き回路と整合可能である。従って
、図1と図2の回路とはレベル整合回路を必要とせず、
接続可能である。
T9のドレイン端子は開放とされており、プッシュプル
回路とはなっていない。FET4と5とのソース端子は
2入力信号に対するOR出力であり、FET9のゲート
・ソース間接合(ショットキー接合)ダイオードを介し
て電源端子(VSS)8に接続されている。この回路は
プッシュプル機能を持たないNOR回路であり、消費電
力を1/2以下に低減できる。また論理レベルも、図1
のプッシュプル機能付き回路と整合可能である。従って
、図1と図2の回路とはレベル整合回路を必要とせず、
接続可能である。
【0014】これら2種の回路はマスタースライス方式
による配線工程のみで変換可能である。図3は配線工程
により、図1のプッシュプル機能付き回路を形成する例
を示したものである。また、図4は、図2のプッシュプ
ル機能のない低消費電力型回路の形成例である。
による配線工程のみで変換可能である。図3は配線工程
により、図1のプッシュプル機能付き回路を形成する例
を示したものである。また、図4は、図2のプッシュプ
ル機能のない低消費電力型回路の形成例である。
【0015】以上のように本発明により、下地プロセス
後の配線工程において、高速性を要する部分にのみプッ
シュプル機能を付与することにより、容易に高速性・集
積度を損なうことなく消費電力低減が可能となる。
後の配線工程において、高速性を要する部分にのみプッ
シュプル機能を付与することにより、容易に高速性・集
積度を損なうことなく消費電力低減が可能となる。
【0016】また、本発明では主として2入力NORを
例にとり説明したが、本発明の回路がより多入力のNO
R回路についても有効であり、かつその効果はより顕著
となって行くことは明かである。
例にとり説明したが、本発明の回路がより多入力のNO
R回路についても有効であり、かつその効果はより顕著
となって行くことは明かである。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はガリウム
ひ素基板上に電界効果トランジスタを含んで形成された
半導体集積回路において、FET数を増加することなく
プッシュプル機能付き多入力NOR回路を実現し、この
回路と論理レベル整合回路を必要とせず接続可能な低消
費電力型回路と、これら2種の回路を配線工程のみで変
換可能とし、同一下地プロセス後の配線工程において、
高速性を要する部分にのみプッシュプル機能を付与する
ことにより以下に示す効果を生ずる。■高集積性と高速
度性との両立を容易に実現し得る。■高速性・集積度を
損なうことなく消費電力低減を可能とする。
ひ素基板上に電界効果トランジスタを含んで形成された
半導体集積回路において、FET数を増加することなく
プッシュプル機能付き多入力NOR回路を実現し、この
回路と論理レベル整合回路を必要とせず接続可能な低消
費電力型回路と、これら2種の回路を配線工程のみで変
換可能とし、同一下地プロセス後の配線工程において、
高速性を要する部分にのみプッシュプル機能を付与する
ことにより以下に示す効果を生ずる。■高集積性と高速
度性との両立を容易に実現し得る。■高速性・集積度を
損なうことなく消費電力低減を可能とする。
【図1】本発明の2入力NORの等価回路図である。
【図2】図1の回路とレベル整合可能な低消費電力型2
入力NORの等価回路図である。
入力NORの等価回路図である。
【図3】図1の回路のマスタースライス方式による実現
例である。
例である。
【図4】図2の回路のマスタースライス方式による実現
例である。
例である。
【図5】従来のE/D構成DCFL回路を示す図である
。
。
【図6】従来のプッシュプル機能付き2入力NOR回路
である。
である。
1 電源端子(VDD)
2 内部出力端子
3,4,5,6,9 FET
7 出力端子
8 電源端子(VSS)
10,11 入力端子
Claims (2)
- 【請求項1】第1の電源端子にドレインを接続され、ゲ
ートとソースとを内部出力端子に接続された第1の負荷
FETと、前記内部出力端子にドレインを接続され互い
にソースを接続された第2の駆動FET群と、ドレイン
を第1の電源端子に接続され、ゲートを前記内部出力端
子に接続された第3のFETと、出力端子にドレインを
接続され、前記第2の駆動FET群の共通ソースにゲー
トを接続され、ソースを第2の電源端子に接続された第
4のFETとから成る論理回路を含んで構成されること
を特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項2】第1の電源端子にドレインを接続され、ゲ
ートとソースとを出力端子に接続された第1の負荷FE
Tと、前記出力端子にドレインを接続され、互いにソー
スを接続された第2の駆動FET群と、ドレインは電気
的に開放状態とされ、前記第2の駆動FET群の共通ソ
ースにゲートを接続され、ソースを第2の電源端子に接
続された第3のFETとから成る論理回路と、請求項1
記載の論理回路との2種の回路が、所要箇所に対し配線
工程のみで形成するマスタースライス方式により基板に
形成されたことを特徴とする半導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10325991A JP3418993B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10325991A JP3418993B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 半導体集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04271518A true JPH04271518A (ja) | 1992-09-28 |
JP3418993B2 JP3418993B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=14349447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10325991A Expired - Fee Related JP3418993B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 半導体集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3418993B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010129837A2 (en) | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Semisouth Laboratories, Inc. | High temperature gate drivers for wide bandgap semiconductor power jfets and integrated circuits including the same |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP10325991A patent/JP3418993B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010129837A2 (en) | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Semisouth Laboratories, Inc. | High temperature gate drivers for wide bandgap semiconductor power jfets and integrated circuits including the same |
EP2427964A2 (en) * | 2009-05-07 | 2012-03-14 | Ss Sc Ip, Llc | High temperature gate drivers for wide bandgap semiconductor power jfets and integrated circuits including the same |
JP2012526487A (ja) * | 2009-05-07 | 2012-10-25 | エスエス エスシー アイピー、エルエルシー | ワイドバンドギャップ半導体パワーjfetのための高温ゲートドライバ及びそれを含む集積回路 |
EP2427964A4 (en) * | 2009-05-07 | 2014-07-09 | Power Integrations Inc | HIGH-TEMPERATURE GATE DRIVER FOR SEMICONDUCTOR CURRENT JFETS WITH FURTHER BAND GAP AND INTEGRATED CIRCUITS THEREWITH |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3418993B2 (ja) | 2003-06-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |