JPH0449658A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0449658A
JPH0449658A JP15940690A JP15940690A JPH0449658A JP H0449658 A JPH0449658 A JP H0449658A JP 15940690 A JP15940690 A JP 15940690A JP 15940690 A JP15940690 A JP 15940690A JP H0449658 A JPH0449658 A JP H0449658A
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Takaaki Hayashi
孝明 林
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11896Masterslice integrated circuits using combined field effect/bipolar technology

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Bi−CMO3論理回路とCMOS論理回路
が組み合わされてなる高集積、高駆動出力を持つところ
のマスタースライス方式の半導体集積回路装置に関する
〔従来の技術〕
従来のマスタースライス方式の半導体集積回路装置は、
第7図にブロック図で示される様な入力論理回路部、出
力論理回路部、内部論理回路部が、ともにC−MOS論
理回路により構成されているか、または、第8図の様に
Bi−CMOS論理回路により構成されている。またさ
らには、第9図に示されるような入力論理回路部、出力
論理回路部が、Bipolarトランジスタ回路で構成
され、内部論理回路部は、CMOS回路で構成されてい
た。
[発明が解決しようとする課題] 近年においてマスタースライス方式の半導体集積回路装
置(ゲートアレイ半導体集積回路装置)は、高速、高駆
動出力、高集積、低消費電力が望まれてきている。この
観点においては、第7図に示す従来の半導体集積回路装
置は、入力回路部。
出力回路部、内部論理回路部が、C−MO3回路から構
成されている為、高集積に出来、又、高集積になっても
消費電力が小さい為、熱が発生しにくい特徴はあるもの
の、高駆動出力にすると、MOSトランジスタのサイズ
が大きなものとなり、チップサイズが大きくなる問題が
あった。また出力信号波形は、グランド電圧とプラス電
圧の振幅に振れる為、電磁波輻射ノイズ発生の点からも
問題があった。この様な点を解決しようと、第8図に示
す様なりi−CMOS論理回路によるゲートアレイ半導
体集積回路装置が、提案されているが、内部論理回路部
をBi−CMOS回路で構成すると、CMOS回路に新
たにB i po 1 ar回路が付加されるため、ベ
ーシック・セルの面積は、従来のCMOS回路と比較し
て1.5〜1.7倍程度面積が増加する問題がある。し
かし、ベーシック・セルが組み合わされて構成されるマ
クロセルにおいて、マクロセル、マクロセル間の負荷容
量と配線容量の和が大きい場合は、0M05回路におい
ては駆動能力が比較的に小さいため遅延時間の大きくな
る問題があった。この為、負荷容量と配線容量の和が大
きい場合は、比較的に駆動能力が大きいBi−CMOS
回路構成のマクロセルを使用する。しかし、逆に負荷容
量と配線容量の和が小さい場合は、Bi−CMO3回路
構成のマクロセルは、CMOS回路構成のマクロセルと
比較して遅延時間が大きくなる為、負荷容量と配線容量
の大きさにあわせて0M05回路かBi−0M05回路
を選択して使用す゛る。
穀にゲートアレイ半導体集積回路装置において内部論理
回路部の専有する割合は、チップ全体の80%〜90%
と大きな割合を占めているため、この内部論理回路部の
Bi−CMOS回路化の構成はチップサイズの大きな増
加をきたす為、特に負荷容量と配線容量の大きな場合に
のみ使用する。
又、この様な中で、第9図にしめず様な入力論理回路部
、出力論理回路部、をB i po l ar トラン
ジスタ回路で構成し、内部論理回路部は0M05回路で
構成する方法が提案されているが、この様な構成のゲー
トアレイ半導体集積回路装置は、入力論理回路部はB 
i po 1 ar トランジスタの為、高速動作をす
るが、消費電力が増加する問題がある。又、出力論理回
路部においてもBip。
larトランジスタの為、高速動作をするが、消費電力
が増加する問題がある。しかし内部論理回路部はCMO
S回路構成の為、高集積、並び低消費電力である。しか
し、負荷容量と配線容量の和が大きい場合は遅くなる問
題がある1以上述べた様に従来の回路構成によるゲート
アレイ半導体集積回路装置は、高速、高駆動出力、高集
積、低消費電力、を得ようとするとチップサイズが大き
くなったり、消費電力の増大する問題があった。そこで
本発明はかかる問題を解決するもので、その目的とする
ところは、チップサイズが大きくならず、高速、高駆動
出力、高集積、低消費電力、の半導体集積回路装置を提
供することである。
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体集積回路装置は、Bipolarトラン
ジスタとMOSトランジスタが、組合わされたB i−
0M05回路と、MO5I−ランジスタが組み合わされ
てなるCMOS回路がら構成されるマスタースライス方
式の半導体集積回路装置において、入力論理回路部、出
力論理回路部は、Bi−0M05回路から構成され、内
部論理回路部は、0M05回路とBi−0M05回路か
ら構成されることを特徴とする。
[作 用] 本発明の上述の構成によれば、入力論理回路部、出力論
理回路部は、B1−CMOS回路より構成されている為
、低消費電力であり、出力回路部を高駆動出力としても
、最終段トランジスタがB i po 1 ar トラ
ンジスタの為、面積が太き(ならない。又、出力波形も
振幅が小さいためits波輻射ノイズが小さい。その上
、内部論理回路部は、Bi−0M05回路とCMOS回
路から構成されるため、高速、高集積、低消費電力であ
る。
[実 施 例] 以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
1図は、本発明による半導体集積回路装置(ゲートアレ
イ半導体集積回路装置)の構成図である。第1図の(2
)はB i−CMOS回路から構成される入力論理回路
部であり、(1)は、外部からの入力信号端子、(3)
は、入力論理回路部と内部論理回路部を接続する信号線
である。
この入力論理回路部は、第2図の様にBipolarト
ランジスタとMOSトランジスタが、組合わされたBi
−CMOS回路構成となっている。
このため外部入力端子(21)の信号が、“L”の時の
初段のPNP トランジスタの入力電流は流れるものの
、次段以降のMOS)ランジスタ、Bi po l a
r l−ランジスタにおいては、信号の“L”又は、“
H”の定常時における定常電流が流れない為、消費電力
は小さい、(22)は、入力論理回路部から内部論理回
路部へ接続する信号ラインである。第1図の(4)は、
CMOS回路とBi−CMOS回路から構成される内部
論理回路部を表している。この内部論理回路部は、第3
図の様なCMOS回路と第4図の様なりi−0M08回
路より構成している。第5図は、CMOS論理回路、B
1−CMOS論理回路における、負荷容量と配線容量の
和と遅延時間(スピード)の関係を表わしている。負荷
容量と配線容量の和が、第5図(a)点より小さい場合
は、CMOS回路構成の方がスピードが速く、(a)点
より大きい場合は、B1−CMOS回路の方がスピード
が速くなる。ゆえにマクロセル間の負荷容量と配線容量
の和の大きさによりCMOS回路とBi−CMOS回路
を使いわけることにより、高速、高集積、低消費電力が
得られる。(31)、(41)は、入力論理回路部から
内部論理回路部へ入ってくる信号ラインであり、(32
)、(42)は、内部論理回路部から出力論理回路部へ
出てい(信号ラインである。第3図は、内部論理回路部
で組まれたCMO3)ランジスタ構成のTrue論理回
路の一例であり、第4図は、内部論理回路部で組まれた
Bi−CMOS回路構成のインパーク論理回路の一例で
ある。一般的には、各種の論理回路が構成される。第1
図の(6)はBi−CMOS回路から構成される出力論
理回路部を表している。(5)は、内部論理回路部と出
力論理回路部とを接続する信号ライン、(7)は、外部
出力信号端子である。この出力論理回路部は、第6図の
様にBipolarトランジスタとMOSトランジスタ
が、組合わされたBi−CMOS回路構成となっている
。(61)は、内部論理回路部から出力論理回路部へ入
ってくる信号ラインであり(62)は、出力論理回路部
から外部へ信号の出る出力端子である。このB i−C
MOS回路構成によれば、従来のBipolarトラン
ジスタのみから構成された出力論理回路部と比較すると
高駆動出力の点では変わらないが、CMOSと併合して
いる為、低消費電力である。又、CMOS回路構成と比
較すると、高駆動出力を得るためには、CMOS回路構
成の場合には、最終段の出力用MOSトランジスだが大
きなものとなるが、Bipolarトランジスタの場合
は、比較的に小さくて済む、更に出力信号の振幅波形も
CMOS回路に比較して小さいため、電磁波輻射ノイズ
が小さい。
[発明の効果] 本発明は以上説明したような構成をとることにより、従
来のゲートアレイ半導体集積回路装置では得られなかっ
た、高速、高駆動出力、高集積、低消費電力の半導体集
積回路装置が実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における半導体集積回路装置(ゲートア
レイ半導体集積回路装置)の構成図。 第2図は、本発明の半導体集積回路装置(ゲートアレイ
半導体集積回路装置)の構成要素であるところのB1−
CMOS回路より構成された入力論理回路部の回路図。 第3図は、本発明の半導体集積回路装置(ゲートアレイ
半導体集積回路装置)の構成要素であるところのCMO
S回路より構成された内部論理回路部の回路図。 第4図は、本発明の半導体集積回路装置(ゲートアレイ
半導体集積回路装置)の構成要素であるところのB i
−CMOS回路より構成された内部論理回路部の回路図
。 第5図は、本発明によけるCMOS回路とB1−CMO
S回路における負荷容量と配線容量の和に対する遅延時
間(スピード)の関係図。 第6図は、本発明の半導体集積回路装置(ゲートアレイ
半導体集積回路装置)の構成要素であるところのB i
−CMOS回路より構成された出力論理回路部の回路図
。 第7図は、従来のCMOS回路のみから構成された半導
体集積回路装置(ゲートアレイ半導体集積回路装置)の
構成図。 第8図は、従来のBi−CMOS回路のみから構成され
た半導体集積回路装置(ゲートアレイ半導体集積回路装
置)の構成図。 第9図は従来のCMOS回路とBipolar回路から
構成された半導体集積回路装置(ゲートアレイ半導体集
積回路装置)の構成図。 (1)・・・入力信号端子 (2)・・・B1−CMOS回路より構成された入力論
理回路部 (3)・・・入力論理回路部と内部論理回路部を接続す
る信号線 (4)・・・CMOS回路とB i−CMOS回路から
構成される内部論理回 路部 (5)・・・内部論理回路部と出力論理回路部を接続す
る信号線 (6)・・・B 1−CMOS回路から構成される出力
論理回路部 (7)・・・出力信号端子 (21)・・・外部入力信号端子 (22)・・・入力論理回路部から出力される信号ライ
ン (23)・・・Vdd電源 (24)・・・GND電源 (31)・・・入力論理回路部から内部論理回路部へ入
る信号ライン (32)・・・内部論理回路部から出力論理回路部へ出
力する信号ライン (33)・・・Vdd電源 (34)・・・GN011源 (41)・・・入力論理回路部から内部論理回路部へ入
る信号ライン (42)・・・内部論理回路部から出力論理回路部へ出
力する信号ライン (43)・・・Vddii源 (44)・・・GND電源 (a)点・・・0M08回路とBi−CMOS回路にお
いて遅延時間(スピー ド)の等しくなる負荷容量と配 線容量の和の値 (61)・・・内部論理回路から出力論理回路へ入る信
号ライン (62・・・外部出力信号端子 (63・・・Vddfi源 (64−−−Vsst源 (71・・・入力信号端子 (72・・・CMOS回路より構成された入力論理回路
部 (73)・・・入力論理回路部と内部論理回路部を接続
する信号線 (74)・・・CMOS回路から構成される内部論理回
路部 (75)・・・内部論理回路部と出力論理回路部を接続
する信号線 (76)・・・CMOS回路から構成される出力論理回
路部 (77)・・・出力信号端子 (81)・・・入力信号端子 (82)・・・Bi−CMOS回路より構成された入力
論理回路部。 (83)・・・入力論理回路部と内部論理回路部を接続
する信号線 (84)・・・B1−CMOS回路から構成される内部
論理回路部 (85)・・・内部論理回路部と出力論理回路部を接続
する信号線 (86)・・・B i−CMOS回路から構成される出
力論理回路部 (87)・・・出力信号端子 ・入力信号端子 ・Bipolar)ランジスタ回 路より構成された入力論理回路 部 ・入力論理回路部と内部論理回路 部を接続する信号線 ・CMOS回路から構成される内 部論理回路部 ・内部論理回路部と出力論理回路 部を接続する信号線 ・Bipolarトランジスタ回 路から構成される出力論理回路 部 ・出力信号端子 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  BipolarトランジスタとMOSトランジスタが
    、組合わされたBi−CMOS回路と、MOSトランジ
    スタが組み合わされてなるCMOS回路から構成される
    マスタースライス方式の半導体集積回路装置において、
    入力論理回路部、出力論理回路部は、Bi−CMOS回
    路から構成され、内部論理回路部は、CMOS回路とB
    i−CMOS回路から構成されることを特徴とする半導
    体集積回路装置。
JP15940690A 1990-06-18 1990-06-18 半導体集積回路装置 Pending JPH0449658A (ja)

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