JPH0642539B2 - Logic circuit - Google Patents

Logic circuit

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JPH0642539B2
JPH0642539B2 JP63186902A JP18690288A JPH0642539B2 JP H0642539 B2 JPH0642539 B2 JP H0642539B2 JP 63186902 A JP63186902 A JP 63186902A JP 18690288 A JP18690288 A JP 18690288A JP H0642539 B2 JPH0642539 B2 JP H0642539B2
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mos transistor
transistor
bipolar transistor
gate
mos
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徹 永松
浩幸 原
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は論理回路に関わり、特に、CMOSトランジス
タ及びバイポーラトランジスタから成る論理回路に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention relates to a logic circuit, and more particularly to a logic circuit including CMOS transistors and bipolar transistors.

(従来の技術) 従来のCMOSトランジスタ及びバイポーラトランジス
タ(以下Bi−CMOSトランジスタと呼ぶ)よりなる
2入力NAND回路を第8図に示す。
(Prior Art) FIG. 8 shows a 2-input NAND circuit including a conventional CMOS transistor and a bipolar transistor (hereinafter referred to as Bi-CMOS transistor).

この2入力NAND回路は第1信号入力端子1と、第2
信号入力端子3と、出力信号出力端子5と、第1MOS
トランジスタ7と、第2MOSトランジスタ9と、第3
MOSトランジスタ11と、第4MOSトランジスタ1
3と、第1バイポーラトランジスタ15と、第2バイポ
ーラトランジスタ17と、第1抵抗19と、第2抵抗2
1とを備えている(特願昭63−35171号、特開昭
59−11034号公報参照)。
This 2-input NAND circuit has a first signal input terminal 1
Signal input terminal 3, output signal output terminal 5, first MOS
The transistor 7, the second MOS transistor 9, and the third
MOS transistor 11 and fourth MOS transistor 1
3, the first bipolar transistor 15, the second bipolar transistor 17, the first resistor 19, and the second resistor 2
1 (see Japanese Patent Application No. 63-35171 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-11034).

前記第1MOSトランジスタ及び前記第2MOSトラン
ジスタ9はPチャネルトランジスタであり、前記第3M
OSトランジスタ11及び前記第4MOSトランジスタ
13はNチャネルトランジスタであり、前記第1バイポ
ーラトランジスタ11及び前記第2バイポーラトランジ
スタ17はNPNトランジスタである。
The first MOS transistor and the second MOS transistor 9 are P-channel transistors, and
The OS transistor 11 and the fourth MOS transistor 13 are N-channel transistors, and the first bipolar transistor 11 and the second bipolar transistor 17 are NPN transistors.

前記第1MOSトランジスタ7のソース、前記第2MO
Sトランジスタ9のソース及び前記第1バイポーラトラ
ンジスタ15のコレクタは正電源電位22に接続されて
いる。
The source of the first MOS transistor 7, the second MO
The source of the S transistor 9 and the collector of the first bipolar transistor 15 are connected to the positive power supply potential 22.

前記第1MOSトランジスタ7のドレイン、前記第2M
OSトランジスタ9のドレイン、前記第1バイポーラト
ランジスタ15のベース及び前記第1抵抗19の一端は
互いに接続されている。
The drain of the first MOS transistor 7, the second M
The drain of the OS transistor 9, the base of the first bipolar transistor 15, and one end of the first resistor 19 are connected to each other.

前記第1MOSトランジスタ7のゲート及び前記第3M
OSトランジスタ11のゲートは前記第1信号入力端子
1に接続されている。
The gate of the first MOS transistor 7 and the third M
The gate of the OS transistor 11 is connected to the first signal input terminal 1.

前記第2のMOSトランジスタ9のゲート及び前記第4
MOSトランジスタ13のゲートは前記第2信号入力端
子3に接続されている。
The gate of the second MOS transistor 9 and the fourth
The gate of the MOS transistor 13 is connected to the second signal input terminal 3.

前記第1バイポーラトランジスタ15のエミッタ、前記
第1抵抗19の他端、前記第3MOSトランジスタ11
のドレイン及び前記第2バイポーラトランジスタ17の
コレクタは前記出力信号出力端5に接続されている。
The emitter of the first bipolar transistor 15, the other end of the first resistor 19, the third MOS transistor 11
And the collector of the second bipolar transistor 17 are connected to the output signal output terminal 5.

前記第3MOSトランジスタ11のソースは前記第4M
OSトランジスタ13のドレインに接続されている。
The source of the third MOS transistor 11 is the fourth M
It is connected to the drain of the OS transistor 13.

前記第4MOSトランジスタ13のソース、前記第2バ
イポーラトランジスタ17のベースは前記第2抵抗21
の一端にそれぞれ接続されている。
The source of the fourth MOS transistor 13 and the base of the second bipolar transistor 17 are the second resistor 21.
Are connected to one end of each.

前記第2バイポーラトランジスタ17のエミッタ及び前
記第2抵抗21の他端は接地電位24に接続されてい
る。
The emitter of the second bipolar transistor 17 and the other end of the second resistor 21 are connected to the ground potential 24.

下記の表1はこの従来例に示したゲートの論理動作を示
すものである。
Table 1 below shows the logical operation of the gate shown in this conventional example.

この表1による動作の説明を以下に記す。 The operation of Table 1 will be described below.

まず、前記第1入力信号と、前記第2入力信号とのどち
らかが第2電位レベルの時、前記第1MOSトランジス
タ7と、前記第2MOSトランジスタ9とのどちらかが
オンとなり、前記第3MOSトランジスタ11と前記第
4MOSトランジスタ14とのどちらかがオフとなる。
その結果、第1MOSトランジスタ7または第2MOS
トランジスタ9を通し、第1バイポーラトランジスタ1
5のベース及び第1抵抗19へ電流が流れる。第3MO
Sトランジスタ11及び第4MOSトランジスタ14の
方向へは電流が流れないためこれらの電流は前記出力端
子5へ流れる。ここで第1抵抗19の両端に電位差が生
じ、これが第1バイポーラトランジスタ15のベース=
エミッタ間のビルトインポテンシァルに達すると、第1
バイポーラトランジスタ15がONし、ベース電流が増
巾された分のコレクタ電流が、エミッタを通り、出力端
子に付いた負荷容量を急速に充電する一方、この時第2
バイポーラトランジスタ17はベース蓄積電荷が第2抵
抗により急速に引き抜かれ第2バイポーラトランジスタ
17は急速にOFFするため、第2バイポーラトランジ
スタ17のコレクタ=エミッタ間に電流は流れず、出力
電位は急速に上昇する。第1バイポーラトランジスタ1
5のベース=エミッタ間の電圧がビルトインポテンシャ
ルより小さくなった時に第1バイポーラトランジスタ1
5はOFFするが第1MOSトランジスタまたは第2M
OSトランジスタ9が、出力電位を第1電源電位へ持ち
上げる。
First, when either the first input signal or the second input signal is at the second potential level, either the first MOS transistor 7 or the second MOS transistor 9 is turned on, and the third MOS transistor is turned on. 11 or the fourth MOS transistor 14 is turned off.
As a result, the first MOS transistor 7 or the second MOS transistor
Through the transistor 9, the first bipolar transistor 1
A current flows through the base of No. 5 and the first resistor 19. Third MO
Since no current flows in the direction of the S transistor 11 and the fourth MOS transistor 14, these currents flow to the output terminal 5. Here, a potential difference is generated across the first resistor 19, which is the base of the first bipolar transistor 15.
When the built-in potential between the emitters is reached, the first
The bipolar transistor 15 is turned on, the collector current corresponding to the increased base current passes through the emitter and rapidly charges the load capacitance attached to the output terminal, while the second
Since the base accumulated charge of the bipolar transistor 17 is rapidly extracted by the second resistance and the second bipolar transistor 17 is rapidly turned off, no current flows between the collector and the emitter of the second bipolar transistor 17, and the output potential rapidly rises. To do. First bipolar transistor 1
When the base-emitter voltage of 5 becomes smaller than the built-in potential, the first bipolar transistor 1
5 turns off, but the first MOS transistor or the second M
The OS transistor 9 raises the output potential to the first power supply potential.

前記第1入力信号と、前記第2入力信号とがともちに第
2電位レベルの時、前記第1MOSトランジスタ7及び
前記第2MOSトランジスタ9がともにオンし、前記第
3MOSトランジスタ11及び前記第4MOSトランジ
スタ14がオフとなるので、回路動作としては、前記第
1入力信号と、前記第2入力信号とのどちらかが、第2
電位レベルの時と全く同じで、出力は第1電源電位にな
る。
When the first input signal and the second input signal are both at the second potential level, both the first MOS transistor 7 and the second MOS transistor 9 are turned on, and the third MOS transistor 11 and the fourth MOS transistor are turned on. Since 14 is turned off, as the circuit operation, one of the first input signal and the second input signal is the second input signal.
The output becomes the first power supply potential, exactly as in the case of the potential level.

前記第1入力信号と前記第2入力信号とが両方とも第1
電位レベルである時には、前記第1MOSトランジスタ
7及び前記第2MOSトランジスタ9がオフとなり、前
記第3MOSトランジスタ11及び前記第4MOSトラ
ンジスタ13がオントなる。その結果出力電位が第1電
位レベルである時負荷容量の蓄積電荷が第3MOSトラ
ンジスタ11第4MOSトランジスタ13を通り、第2
バイポーラトランジスタ17のベースと、第2抵抗21
へと流れる。第2抵抗21の両端の電位差が、第2バイ
ポーラトランジスタ17のベース=エミッタ間のビルト
インポテンシャルに達すると第2バイポーラトランジス
タ17はONし、ベース電流と増巾したコクタ電流によ
り急速に負荷容量を放電する。この際第1バイポーラト
ランジスタ15は、第1抵抗19によりベース蓄積電荷
を引き抜かれ急速にOFFするため、第1バイポーラト
ランジスタ15のコレクタ=エミッタ間に電流は流れ
ず、出力電位は急速に下がる。第2バイポーラトランジ
スタ17のベース=エミッタ間電圧がビルトインポテン
シャル以下になると第2バイポーラトランジスタ17は
OFFするが、第3MOSトランジスタ11及び第4M
OSトランジスタ13が第2抵抗21を通して出力電位
を第2電位レベルまで下がる。
Both the first input signal and the second input signal are first
At the potential level, the first MOS transistor 7 and the second MOS transistor 9 are turned off, and the third MOS transistor 11 and the fourth MOS transistor 13 are turned on. As a result, when the output potential is at the first potential level, the accumulated charge of the load capacitance passes through the third MOS transistor 11 and the fourth MOS transistor 13,
The base of the bipolar transistor 17 and the second resistor 21
Flows to. When the potential difference across the second resistor 21 reaches the built-in potential between the base and the emitter of the second bipolar transistor 17, the second bipolar transistor 17 is turned on, and the load capacitance is rapidly discharged by the base current and the increased cotter current. To do. At this time, the first bipolar transistor 15 draws out the base accumulated charge by the first resistor 19 and turns off rapidly, so that no current flows between the collector and the emitter of the first bipolar transistor 15 and the output potential drops rapidly. When the base-emitter voltage of the second bipolar transistor 17 becomes equal to or lower than the built-in potential, the second bipolar transistor 17 turns off, but the third MOS transistor 11 and the fourth M transistor
The OS transistor 13 reduces the output potential to the second potential level through the second resistor 21.

第5図はこの従来例のBi−CMOSの2入力NAND
論理回路の基本セルパターン平面図である。
FIG. 5 shows a Bi-CMOS two-input NAND of this conventional example.
It is a basic cell pattern top view of a logic circuit.

この基本セルパターン平面図は1つの入力信号に対し、
2つのMOSトランジスタを用いて、構成している。以
下この構成をダブルゲート構成と呼ぶ。
This basic cell pattern plan is for one input signal,
It is configured by using two MOS transistors. Hereinafter, this configuration is referred to as a double gate configuration.

点線で示される第1アルミ配線と、2点破線で示される
第2アルミ配線と、方形中の斜線部であるコンタクトホ
ールと、方形中の2重斜線部であるビアホールとによっ
て、前記第1MOSトランジスタ7、前記第2MOSト
ランジスタ9、前記第3MOSトランジスタ11、前記
第4MOSトランジスタ13、前記第1バイポーラトラ
ンジスタ15、前記第2バイポーラトランジスタ17、
前記第1抵抗19及び前記第2抵抗21が接続されてい
る。
The first MOS transistor is formed by a first aluminum wiring shown by a dotted line, a second aluminum wiring shown by a two-dot broken line, a contact hole that is a shaded portion in a square, and a via hole that is a double shaded portion in the square. 7, the second MOS transistor 9, the third MOS transistor 11, the fourth MOS transistor 13, the first bipolar transistor 15, the second bipolar transistor 17,
The first resistor 19 and the second resistor 21 are connected.

前記第1信号は前記第1信号入力端子1に相当するビア
ホール23を通じて、第2アルミ配線により、前記第1
MOSトランジスタ7及び前記第3MOSトランジスタ
11に入力されている。
The first signal is transmitted through the via hole 23 corresponding to the first signal input terminal 1 through the second aluminum wiring to the first signal.
It is input to the MOS transistor 7 and the third MOS transistor 11.

前記第2信号は前記第2信号入力端子3に相当するビア
ホール25に通じて、第2アルミ配線により、前記第2
MOSトランジスタ9及び前記第4MOSトランジスタ
13に入力されている。
The second signal passes through the via hole 25 corresponding to the second signal input terminal 3 and is connected to the second signal via the second aluminum wiring.
It is input to the MOS transistor 9 and the fourth MOS transistor 13.

前記出力信号は前記出力信号出力端子5に相当するビア
ホール27を通じて、第2アルミ配線により、出力され
ている。
The output signal is output by the second aluminum wiring through the via hole 27 corresponding to the output signal output terminal 5.

図上左側の第1アルミ配線29は電源線であり、図上右
側の第1アルミ配線31は接地線である。
The first aluminum wiring 29 on the left side of the figure is a power supply line, and the first aluminum wiring 31 on the right side of the figure is a ground line.

前記電源線はウェルコンタクト領域33に接続され、N
ウェルを電源電位にしている。
The power supply line is connected to the well contact region 33, and N
The well is set to the power supply potential.

前記接地線は基板コンタクト領域35に接続され、基板
を接地電位している。
The ground line is connected to the substrate contact region 35 to bring the substrate to the ground potential.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来のBi−CMOSトランジスタを
用いた論理回路では、回路動作に於いて、立ち下がり動
作に関わる接地電位側のMOSトランジスタのソース電
位が接地電位側のバイポーラトランジスタのベース電位
と結びついているために、バイポーラトランジスタがオ
ンする時には電位がビルトインポテンシャル分上昇する
ため、出力端子と接地電位の間のMOSトランジスタに
対するバックゲートバイアス効果及びゲート=ソース間
の電圧の低下により、本来なら高速で動作するはずのダ
ブルゲート構造でありながら、立ち下がり特性がそれほ
ど高速にならなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the logic circuit using the conventional Bi-CMOS transistor, in the circuit operation, the source potential of the MOS transistor on the ground potential side involved in the fall operation is the ground potential. Since it is connected to the base potential of the side bipolar transistor, the potential rises by the built-in potential when the bipolar transistor is turned on. Therefore, the back gate bias effect on the MOS transistor between the output terminal and the ground potential and between the gate and the source are generated. Due to the voltage drop, the double gate structure, which should operate at a high speed, should not be used.

本発明の目的は、Bi−CMOSトランジスタを用いた
論理回路に於いて、1入力あたり2個のMOSトランジ
スタを備えたダブルゲート構造の立ち下がり動作の高速
な論理回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a logic circuit using a Bi-CMOS transistor, which has a double gate structure and has a high-speed falling operation, which has two MOS transistors per input.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明はBi−CMOS回路に於いて、MOSトランジ
スタを複数個並列につないで、論理ゲートを組む際に、
2つのバイポーラトランジスタが直列に接続されいてる
トーテムポール型Bi−CMOSゲートの立ち下がりに
関わる接地電位側のMOSトランジスタ、バイポーラト
ランジスタ及びインピーダンス素子に並列に出力信号出
力端子と接地電位との間に対応するCMOSゲートのM
OSトランジスタを接続する。
[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention relates to a Bi-CMOS circuit in which a plurality of MOS transistors are connected in parallel to form a logic gate.
Corresponding between the output signal output terminal and the ground potential in parallel with the ground potential side MOS transistor, the bipolar transistor and the impedance element involved in the fall of the totem pole type Bi-CMOS gate in which two bipolar transistors are connected in series. M of CMOS gate
Connect the OS transistor.

(作用) この発明は上述のように構成することにより、接地電位
側のバイポーラトランジスタのベース電位が接地電位よ
りも上昇して、ベース・コレクタ間に接続されたMOS
トランジスタの基板バイアス効果による駆動力の低下を
少なくし、立ち下がりの高速な論理回路となる。
(Operation) With the above-described configuration of the present invention, the base potential of the bipolar transistor on the ground potential side rises above the ground potential, and the MOS transistor connected between the base and collector is connected.
The decrease in driving force due to the substrate bias effect of the transistor is reduced, and the logic circuit has a high-speed fall.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1実施例の回路図である。ここで
は、ゲートアレイに於ける論理ゲートを例にとる。この
回路はインバータであり、入力端子37と、出力端子3
9と、第1MOSトランジスタ41と、第1バイポーラ
トランジスタ43と、第1インピーダンス素子45と、
第2MOSトランジスタ47と、第3MOSトランジス
タ49と、第2バイポーラトランジスタ51と、第2イ
ンピーダンス素子53とを備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram of the first embodiment of the present invention. Here, a logic gate in a gate array is taken as an example. This circuit is an inverter, and has an input terminal 37 and an output terminal 3
9, a first MOS transistor 41, a first bipolar transistor 43, a first impedance element 45,
The second MOS transistor 47, the third MOS transistor 49, the second bipolar transistor 51, and the second impedance element 53 are provided.

前記入力端子37には、第1電位レベル(ここでは高電
位レベル)又は第2電位レベル(ここでは低電位レベ
ル)の入力信号が入力される。
The input signal of the first potential level (here, high potential level) or the second potential level (here, low potential level) is input to the input terminal 37.

前記出力端子39より第1電位レベル又は第2電位レベ
ルの出力信号が出力される。
The output signal of the first potential level or the second potential level is output from the output terminal 39.

前記第1MOSトランジスタ41はソースが第1電源電
位(ここでは正電源電位)22に接続され、ゲートが前
記入力端子37に接続されている。
The source of the first MOS transistor 41 is connected to the first power supply potential (here, the positive power supply potential) 22, and the gate is connected to the input terminal 37.

前記第1バイポーラトランジスタ43は、コレクタが正
電源電位22に接続され、エミッタが前記出力端子39
に接続され、ベースが前記第1MOSトランジスタ41
のドレイン及び前記第1インピーダンス素子45の一端
に接続される。
The collector of the first bipolar transistor 43 is connected to the positive power supply potential 22, and the emitter of the first bipolar transistor 43 is the output terminal 39.
And the base is connected to the first MOS transistor 41.
Of the first impedance element 45 and the drain of the first impedance element 45.

前記第2MOSトランジスタ47は、ドレインが前記出
力端子39、前記第1バイポーラトランジスタ43のエ
ミッタ及び前記第1インピーダンス素子45の他端に接
続され、ゲートが前記入力端子37及び前記第1MOS
トランジスタ41のゲートに接続される。
The second MOS transistor 47 has a drain connected to the output terminal 39, an emitter of the first bipolar transistor 43 and the other end of the first impedance element 45, and a gate connected to the input terminal 37 and the first MOS.
It is connected to the gate of the transistor 41.

前記第3MOSトランジスタ49はドレインが前記第2
MOSトランジスタ47のドレインに接続され、ゲート
が前記第2MOSトランジスタ47のゲートに接続さ
れ、ソースが第2電源電位(ここでは低電源電位)24
に接続される。
The drain of the third MOS transistor 49 is the second
It is connected to the drain of the MOS transistor 47, the gate is connected to the gate of the second MOS transistor 47, and the source is the second power supply potential (here, low power supply potential) 24.
Connected to.

前記第2バイポーラトランジスタ51は、コレクタが前
記出力端子39に接続され、エミッタが接地電位に接続
され、ベースが前記第2MOSトランジスタ47のソー
スに接続される。
The second bipolar transistor 51 has a collector connected to the output terminal 39, an emitter connected to the ground potential, and a base connected to the source of the second MOS transistor 47.

尚、こで前記第1MOSトランジスタ41は第1導電型
MOSトランジスタ(ここではPチャネルMOSトラン
ジスタ)であり、前記第2MOSトランジスタ47及び
前記第3MOSトランジスタ49は第2導電型MOSト
ランジスタ(ここではNチャネルMOSトランジスタ)
であり、前記第1バイポーラトランジスタ43及び前記
第2バイポーラトランジスタ51はNPNトランジスタ
である。
Here, the first MOS transistor 41 is a first conductivity type MOS transistor (here, P channel MOS transistor), and the second MOS transistor 47 and the third MOS transistor 49 are second conductivity type MOS transistor (here, N channel). MOS transistor)
The first bipolar transistor 43 and the second bipolar transistor 51 are NPN transistors.

直列に接続された前記第1バイポーラトランジスタ43
と前記第2バイポーラトランジスタ51とをトーテムポ
ール出力段と呼ぶ。
The first bipolar transistor 43 connected in series
And the second bipolar transistor 51 are referred to as a totem pole output stage.

次にこの回路の動作を下記の表2を用いて説明する。Next, the operation of this circuit will be described using Table 2 below.

まず、前記入力端子37が第2電位レベル(低電位レベ
ル)の時、即ち立ち上がり時には、前記第1MOSトラ
ンジスタ41がオンとなり、前記第2MOSトランジス
タ47及び前記第3MOSトランジスタ49が共にオフ
となる。前記第1バイポーラトランジスタ43はオンと
なり、エミッタ電流は負荷を充電し、前記出力端子は第
1電位レベルとなる。前記第2バイポーラトランジスタ
51はオフであり、一方前記第2バイポーラトランジス
タ51のベース蓄積電荷は前記第2インピーダンス素子
53を通して、急速に引き抜かれ、急速にオフするの
で、前記トーテムポール出力段に貫通電流は流れない。
これにより消費電力の抑制が行なわれる。
First, when the input terminal 37 is at the second potential level (low potential level), that is, at the time of rising, the first MOS transistor 41 is turned on, and the second MOS transistor 47 and the third MOS transistor 49 are both turned off. The first bipolar transistor 43 is turned on, the emitter current charges the load, and the output terminal becomes the first potential level. The second bipolar transistor 51 is off, while the base accumulated charge of the second bipolar transistor 51 is rapidly extracted through the second impedance element 53 and rapidly turned off, so that a through current flows to the totem pole output stage. Does not flow.
As a result, power consumption is suppressed.

前記入力端子37が第1レベルの時の立ち下がり時に
は、前記第1MOSトランジスタ41はオフとなる。一
方、前記と第2MOSトランジスタ47及び前記第3M
OSトランジスタ49がオンとなる。これにより、前記
出力端子39の負荷容量を放電する。前記第1バイポー
ラトランジスタ43はベース・エミッタ間が前記第1イ
ンピーダンス素子45により、ベース蓄積電荷が急速に
引き抜かれ、前記第1バイポーラトランジスタ43は急
速にオフし、前記トーテムポール出力段に電流は流れな
いので、消費電力の抑制が行なわれる。
When the input terminal 37 falls at the first level, the first MOS transistor 41 is turned off. Meanwhile, the second MOS transistor 47 and the third M
The OS transistor 49 is turned on. As a result, the load capacitance of the output terminal 39 is discharged. The charge stored in the base of the first bipolar transistor 43 is rapidly extracted between the base and the emitter by the first impedance element 45, the first bipolar transistor 43 is rapidly turned off, and a current flows to the totem pole output stage. Since there is no power consumption, power consumption is suppressed.

前記第2バイポーラトランジスタ51のベース、コレク
タ間は前記第2MOSトランジスタ47を介していて、
前記第2バイポーラトランジスタ51のベースには前記
出力端子39から電流が供給され、前記第2バイポーラ
トランジスタ51はオンとなる。更に前記第3MOSト
ランジスタ49を介して負荷容量が放電され前記出力端
子39は急速に第2電位レベルとなる。
The second MOS transistor 47 is provided between the base and collector of the second bipolar transistor 51,
A current is supplied to the base of the second bipolar transistor 51 from the output terminal 39, and the second bipolar transistor 51 is turned on. Further, the load capacitance is discharged through the third MOS transistor 49, and the output terminal 39 rapidly becomes the second potential level.

本実施例では、前期第3MOSトランジスタ49を経由
する電流路ができるので、前期第2バイポーラトランジ
スタ51がオンする時に電位がビルトインポテンシャル
分上昇するためのバックゲートバイアス効果及びゲート
=ソース間電圧低下を緩和し、立ち下がり動作の高速化
か達成できる。
In the present embodiment, since a current path is formed through the third MOS transistor 49 in the previous term, a back gate bias effect for increasing the potential by the built-in potential and a voltage drop between the gate and the source when the second bipolar transistor 51 in the previous term is turned on. It can be mitigated to achieve a faster fall operation.

即ち、従来のダブルゲート構成のBi-CMOS ICにすること
で、駆動力があまり上らない分、MOSトランジスタを
用いた立ち下がり電流路を用いることにより、立ち下が
り動作の高速化が達成できる。
That is, by using the conventional Bi-CMOS IC having the double gate structure, the driving force does not increase so much, and the use of the falling current path using the MOS transistor makes it possible to speed up the falling operation.

又、前期第2バイポーラトランジスタ51のベースに接
続されないMOSトランジスタがあることにより、電流
線のノイズにより、電源電圧が低下しても、立上り立下
り動作時の遅延時間増加をも押えることができる。
Further, since there is a MOS transistor which is not connected to the base of the second bipolar transistor 51 in the previous period, even if the power supply voltage is lowered due to the noise on the current line, it is possible to suppress the increase in the delay time at the rising / falling operation.

この第1実施例では、前記出力端子39の負荷が標準負
荷(ファンアウト数が6程度)である場合に特に、立下
り動作の高速化が可能である。
In the first embodiment, especially when the load of the output terminal 39 is a standard load (fanout number is about 6), the falling operation can be speeded up.

本第1実施例では、前記第3MOSトランジスタ49を
設けて、CMOS動作を行なわせて、消費電力の抑制、
立ち下がり動作の高速化を達成し、ダブルゲートのMO
Sトランジスタを備えるBi−CMOSゲートの立ち下
がり特性を改善している。
In the first embodiment, the third MOS transistor 49 is provided to perform CMOS operation to suppress power consumption,
Achieves high-speed fall operation and double gate MO
The falling characteristic of the Bi-CMOS gate including the S transistor is improved.

第2図は第1実施例のインバータ回路の基本セルパター
ン平面図である。この基本セルを示す第2図では,ダブ
ルゲート構成であり、バイポーラトランジスタを隣接す
る基本セルと共用できる全面しきつめ型ゲートアレイ)
配線領域を特別に設けているゲートアレイ)を示してい
る。
FIG. 2 is a basic cell pattern plan view of the inverter circuit of the first embodiment. In FIG. 2 showing this basic cell, a double gate structure is adopted, and a bipolar transistor can be shared with an adjacent basic cell.
3 shows a gate array in which a wiring region is specially provided.

点線で示される第1アルミ配線と、2点破線で示される
第2アルミ配線と、方形中の斜線部であコンタクトホー
ルと、方形中の2重斜線部であるビアホールとによっ
て、前記第1MOSトランジスタ41、前記第2MOS
トランジスタ47、前記第3MOSトランジスタ49、
前記第1バイポーラトランジスタ43、前記第2バイポ
ーラトランジスタ51、前記第1インピーダンス素子4
5及び前記第2インピーダンス素子53が接続されてい
る。
The first MOS transistor is formed by a first aluminum wiring shown by a dotted line, a second aluminum wiring shown by a two-dot broken line, a contact hole in a hatched portion of a rectangle, and a via hole that is a double hatched portion in the rectangle. 41, the second MOS
A transistor 47, the third MOS transistor 49,
The first bipolar transistor 43, the second bipolar transistor 51, the first impedance element 4
5 and the second impedance element 53 are connected.

前記入力信号は前記入力端子37に相当するビアホール
55を通じて、第2アルミ配線により、前記第1MOS
トランジスタ41、前記第2MOSトランジスタ47及
び前記第3MOSトランジスタ49に入力されている。
The input signal is transmitted through the via hole 55 corresponding to the input terminal 37 through the second aluminum wiring to the first MOS transistor.
It is input to the transistor 41, the second MOS transistor 47, and the third MOS transistor 49.

前記出力信号は前記出力端子39に相当するビアホール
57を通じて、第2アルミ配線により、出力されてい
る。
The output signal is output by the second aluminum wiring through the via hole 57 corresponding to the output terminal 39.

図上左側の第1アルミ配線は電源線59であり、図上右
側の第1アルミ配線は接地線61である。
The first aluminum wiring on the left side of the figure is the power supply line 59, and the first aluminum wiring on the right side of the figure is the ground line 61.

前記電源線59はウエルコンタクト領域63に接続さ
れ、Mウエルを電源電位にしている。
The power supply line 59 is connected to the well contact region 63 and sets the M well at the power supply potential.

前記接地線61は基板コンタクト領域65に接続され、
基板を接地電位にしている。
The ground line 61 is connected to the substrate contact region 65,
The substrate is at ground potential.

このように前面しきつめ型ゲートアレーとしてインバー
タ回路を構成することで、レイアウトの配線が短かく集
積度の高い論理回路を構成できるBi−CMOSゲート
アレーが得られる。
By configuring the inverter circuit as the front-side tight gate type gate array in this way, a Bi-CMOS gate array can be obtained which can form a logic circuit having a short layout wiring and a high degree of integration.

又、前記第1インピーダンス素子45及び前記第2イン
ピーダンス素子53はここでは拡散抵抗であって、逆L
字型となっており、コンタクトホールのとり方により2
段階の抵抗値をとり得るようになっている。
Further, the first impedance element 45 and the second impedance element 53 are diffused resistors in this case, and have an inverse L
It has a letter shape, and it is 2 depending on how to make a contact hole.
It is possible to take the resistance value of a step.

以下、図面を参照して本発明の第2実施例を説明する。A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明の第2実施例の回路図である。ここでは
ゲートアレイに於けるダブルゲートの論理ゲートを例に
とる。この回路は2入力NAND回路であり、第1信号
入力端子67と、第2信号入力端子69と、出力端子7
1と、第1MOSトランジスタ73と、第2MOSトラ
ンジスタ75と、第1バイポーラトランジスタ77と、
第1インピーダンス素子79と、第3MOSトランジス
タ81と、第4MOSトランジスタ83と、第5MOS
トランジスタ85と、第6MOSトランジスタ87を、
第2バイポーラトランジスタ89と第2インピーダンス
素子91とを備えている。
FIG. 3 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention. Here, a double-gate logic gate in a gate array is taken as an example. This circuit is a 2-input NAND circuit, and has a first signal input terminal 67, a second signal input terminal 69, and an output terminal 7.
1, a first MOS transistor 73, a second MOS transistor 75, a first bipolar transistor 77,
First impedance element 79, third MOS transistor 81, fourth MOS transistor 83, fifth MOS
The transistor 85 and the sixth MOS transistor 87,
It has a second bipolar transistor 89 and a second impedance element 91.

前記第1信号入力端子67には第1電位レベル又は第2
電位レベルの第1の信号が入力される。
The first signal input terminal 67 has a first potential level or a second potential level.
The first signal of the potential level is input.

前記第2信号入力端子69には第1電位レベルまたは第
2電位レベルの信号が入力され。
A signal of the first potential level or the second potential level is input to the second signal input terminal 69.

前記出力端子71より第1電位レベル又は第2電位レベ
ルの出力信号が出力される。
The output signal of the first potential level or the second potential level is output from the output terminal 71.

前記第1MOSトランジスタ73はソースが正電源電位
22に接続され、ゲートが前記第1信号入力端子67に
接続される。
The first MOS transistor 73 has a source connected to the positive power supply potential 22 and a gate connected to the first signal input terminal 67.

前記第2MOSトランジスタ75はソースが正電源電位
22に接続され、ゲートが前記第2信号入力端子69に
接続される。
The second MOS transistor 75 has a source connected to the positive power supply potential 22 and a gate connected to the second signal input terminal 69.

前記第1バイポーラトランジスタ77はコレクタが正電
源電位22に接続され、エミッタが前記出力端子71に
接続され、ベースが前記第1MOSトランジスタ73ド
レイン及び前記第2MOSトランジスタ75のドレイン
に接続される。
The collector of the first bipolar transistor 77 is connected to the positive power supply potential 22, the emitter is connected to the output terminal 71, and the base is connected to the drain of the first MOS transistor 73 and the drain of the second MOS transistor 75.

前記第1インピーダンス素子79は一端が前記第1MO
Sトランジスタ73のドレイン、前記第2MOSトラン
ジスタ75のドレイン及び前記第1バイポーラトランジ
スタ77のベースに接続され、他端が前記第1バイポー
ラトランジスタ77のエミッタ及び前記出力端子71に
接続される。
One end of the first impedance element 79 has the first MO
The drain of the S transistor 73, the drain of the second MOS transistor 75 and the base of the first bipolar transistor 77 are connected, and the other end is connected to the emitter of the first bipolar transistor 77 and the output terminal 71.

前記第3MOSトランジスタ81は、ドレインが前記出
力端子71、前記第1バイポーラトランジスタ77のエ
ミッタ及び前記第1インピーダンス素子79の他端に接
続され、ゲートが前記第1信号入力端子67及び前記第
1MOSトランジスタ73のゲートに接続される。
A drain of the third MOS transistor 81 is connected to the output terminal 71, an emitter of the first bipolar transistor 77 and the other end of the first impedance element 79, and a gate thereof is connected to the first signal input terminal 67 and the first MOS transistor. It is connected to the gate of 73.

前記第4MOSトランジスタ83は、ドレインが前記第
3MOSトランジスタ81に接続され、ゲートが前記第
2信号入力端子69及び前記第2MOSトランジスタ7
5のゲートに接続される。前記第5MOSトランジスタ
85は、ドレインが前記出力端子71、前記第1バイポ
ーラトランジスタ77のエミッタ、前記第1インピーダ
ンス素子79の他端及び前記第3MOSトランジスタ8
1のドレインに接続され、ゲートが前記第1信号入力端
子67、前記第1MOSトランジスタ73のゲート及び
前記第3MOSトランジスタ81のゲートに接続され
る。
The drain of the fourth MOS transistor 83 is connected to the third MOS transistor 81, and the gate thereof is the second signal input terminal 69 and the second MOS transistor 7.
5 gate. The drain of the fifth MOS transistor 85 is the output terminal 71, the emitter of the first bipolar transistor 77, the other end of the first impedance element 79, and the third MOS transistor 8.
The first signal input terminal 67, the gate of the first MOS transistor 73 and the gate of the third MOS transistor 81 are connected to the drain of the first MOS transistor 73.

前記第6MOSトランジスタ87はドレインが前記第5
MOSトランジスタ85のソースに接続され、ソースが
第2電源電位に接続され、ゲートが前記第2信号入力端
子69、前記第2MOSトランジスタ75のゲート及び
前記第4MOSトランジスタ83のゲートに接続され
る。
The drain of the sixth MOS transistor 87 is the fifth
The source is connected to the source of the MOS transistor 85, the source is connected to the second power supply potential, and the gate is connected to the second signal input terminal 69, the gate of the second MOS transistor 75 and the gate of the fourth MOS transistor 83.

前記第2バイポーラトランジスタ89は、コレクタが前
記出力端子71、前記第1バイポーラトランジスタ77
のエミッタ、前記第1インピーダンス素子79の他端、
前記第3トランジスタ81のドレイン及び前記第5MO
Sトランジスタ85のドレインに接続され、エミッタが
接地電位24及び前記第5MOSトランジスタ87のソ
ースに接続され、ベースが前記第4MOSトランジスタ
83のソースに接続される。
The second bipolar transistor 89 has a collector having the output terminal 71 and the first bipolar transistor 77.
The emitter of the first impedance element 79, the other end of the first impedance element 79,
The drain of the third transistor 81 and the fifth MO
It is connected to the drain of the S transistor 85, the emitter is connected to the ground potential 24 and the source of the fifth MOS transistor 87, and the base is connected to the source of the fourth MOS transistor 83.

前記第2インピーダンス素子91は、一端が前記第4M
OSトランジスタ83のソース及び前記第2バイポーラ
トランジスタ89のベースに接続され、他端が前記接地
電位24、前記第6MOSトランジスタ87のソース及
び前記第2バイポーラトランジスタ89のエミッタに接
続される。
One end of the second impedance element 91 has the fourth M
The source of the OS transistor 83 is connected to the base of the second bipolar transistor 89, and the other end is connected to the ground potential 24, the source of the sixth MOS transistor 87 and the emitter of the second bipolar transistor 89.

尚、ここで前記第1MOSトランジスタ73及び前記第
2MOSトランジスタ75はPチャネルトランジスタで
あり、前記第3MOSトランジスタ81、前記第4MO
Sトランジスタ83、前記第5MOSトランジスタ85
及び前記第6MOSトランジスタ87はNチャネルトラ
ンジスタであり、前記第1バイポーラトランジスタ77
及び前記第2バイポーラトランジスタ89はNPNトラ
ンジスタである。
Here, the first MOS transistor 73 and the second MOS transistor 75 are P-channel transistors, and the third MOS transistor 81 and the fourth MO transistor are used.
S transistor 83, the fifth MOS transistor 85
And the sixth MOS transistor 87 is an N-channel transistor, and the first bipolar transistor 77
The second bipolar transistor 89 is an NPN transistor.

直列に接続された前記第1バイポーラトランジスタ77
と前記第2バイポーラトランジスタ89とをトーテムポ
ール出力段と呼ぶ。
The first bipolar transistor 77 connected in series
And the second bipolar transistor 89 are referred to as a totem pole output stage.

次にこの回路の動作を下記の素子を用いて説明する。Next, the operation of this circuit will be described using the following elements.

まず、前記第1信号と前記第2信号とのどちらか一方が
第2電位レベルの時には、前記第1MOSトランジスタ
73と前記第2MOSトランジスタ75とのどちらかが
オンとなり、前記第3MOSトランジスタ81及び前記
第5MOSトランジスタ85と前記第4MOSトランジ
スタ83及び前記第6MOSトランジスタ87とのそれ
ぞれの組合せのどちらかがオフとなる。前記第1バイポ
ーラトランジスタ77はオンとなり、前記第2バイポー
ラトランジスタ89はオフとなるので、前記第1バイポ
ーラトランジスタ77のエミッタ電流は負荷を充電し前
記出力信号は第1電位レベルとなる。
First, when one of the first signal and the second signal is at the second potential level, either the first MOS transistor 73 or the second MOS transistor 75 is turned on, and the third MOS transistor 81 and the One of the respective combinations of the fifth MOS transistor 85, the fourth MOS transistor 83, and the sixth MOS transistor 87 is turned off. Since the first bipolar transistor 77 is turned on and the second bipolar transistor 89 is turned off, the emitter current of the first bipolar transistor 77 charges the load and the output signal becomes the first potential level.

前記第1バイポーラトランジスタ77のベース電流が存
在することから、大きなコレクタ電流が発生し、前記出
力端子71についている負荷容量を急速に充電し、出力
電位を第1電位レベルにする。その一方で、前記第2バ
イポーラトランジスタ89のベース蓄積電荷は前記第2
インピーダンス素子89を通して急速に引き抜かれ、急
速にオフするため、前記トーテムポール出力段に貫通電
流は流れないので消費電力の抑制が行なわれる。
Since the base current of the first bipolar transistor 77 exists, a large collector current is generated, the load capacitance attached to the output terminal 71 is rapidly charged, and the output potential becomes the first potential level. On the other hand, the base accumulated charge of the second bipolar transistor 89 is equal to the second accumulated charge.
Since it is rapidly pulled out through the impedance element 89 and turned off rapidly, a through current does not flow in the totem pole output stage, so that power consumption is suppressed.

前記第1信号と前記第2信号とが両方とも第2電位レベ
ルの時には、前記第1MOSトランジスタ73と前記第
2MOSトランジスタ75の両方がオンとなり、前記第
3MOSトランジスタ81及び前記第5MOSトランジ
スタ85と前記第4MOSトランジスタ83及び前記第
6MOSトランジスタ87とがすべてオフとなるので、
前記第1バイポーラトランジスタ77のエミッタ電流は
負荷容量を充電し、前記出力信号第1電位レベルとな
る。
When both the first signal and the second signal are at the second potential level, both the first MOS transistor 73 and the second MOS transistor 75 are turned on, and the third MOS transistor 81, the fifth MOS transistor 85 and the Since the fourth MOS transistor 83 and the sixth MOS transistor 87 are all turned off,
The emitter current of the first bipolar transistor 77 charges the load capacitance and becomes the output signal first potential level.

前記第1信号と前記第2信号とが両方とも第1電位レベ
ルの時、即ち立ち上がり時には、前記第1MOSトラン
ジスタ73と前記第2MOSトランジスタ75との両方
がオフとなる。前記第3MOSトランジスタ81、前記
第4MOSトランジスタ83、前記第5MOSトランジ
スタ85及び前記第6MOSトランジスタ87はすべて
オンとなり、前記出力端子71の負荷容量を放電する。
前記第1バイポーラトランジスタ77はベース、エミッ
タ間が前記第1インピーダンス素子79を介して短絡さ
れ、ベース蓄積電荷が急速に引き抜かれ、前記第1バイ
ポーラトランジスタ77は急速にオフし、前記トーテム
ポール出力段に貫通電流は流れないので、消費電力の抑
制が行なわれる。
When both the first signal and the second signal are at the first potential level, that is, at the time of rising, both the first MOS transistor 73 and the second MOS transistor 75 are turned off. The third MOS transistor 81, the fourth MOS transistor 83, the fifth MOS transistor 85, and the sixth MOS transistor 87 are all turned on, and the load capacitance of the output terminal 71 is discharged.
The base and emitter of the first bipolar transistor 77 are short-circuited via the first impedance element 79, the electric charge accumulated in the base is rapidly extracted, the first bipolar transistor 77 is rapidly turned off, and the totem pole output stage is formed. Since a through current does not flow into the device, power consumption is suppressed.

前記第2バイポーラトランジスタ89のベース、コレク
タ間は前記第3MOSトランジスタ81及び前記第4M
OSトランジスタ83を介していて、前記第2バイポー
ラトランジスタ89のベースには前記負荷容量の放電に
より電流が供給され、前記第2バイポーラトランジスタ
89はオンとなり、前記出力信号は第2電位となる。
The third MOS transistor 81 and the fourth M transistor are provided between the base and collector of the second bipolar transistor 89.
A current is supplied to the base of the second bipolar transistor 89 through the OS transistor 83 by discharging the load capacitance, the second bipolar transistor 89 is turned on, and the output signal becomes the second potential.

本第2実施例では、前記第5MOSトランジスタ85及
び前記第6MOSトランジスタ87を経由する電流路を
設けることにより、前記第2バイポーラトランジスタ8
9がオンする時に電位がビルトインポテンシャル分上昇
するため生ずる前記第3MOSトランジスタ81及び前
記第4MOSトランジスタ83のバックゲートバイアス
効果及び、ゲート=ソース間電位低下を緩和し、立ち下
がり動作の高速化が達成できる。
In the second embodiment, the second bipolar transistor 8 is provided by providing a current path passing through the fifth MOS transistor 85 and the sixth MOS transistor 87.
The potential of the back gate bias of the third MOS transistor 81 and the fourth MOS transistor 83, which occurs because the potential rises by the built-in potential when 9 is turned on, and the potential drop between the gate and the source are alleviated, and the fall operation is accelerated. it can.

即ち、ダフルゲート構成のBi-CMOS ICにすることにより
駆動力があまり上らない分、MOSトランジスタを用い
た立ち下がり電流路を設けることにより、立ち下がり動
作の高速化が達成できる。
That is, since the driving force does not increase so much by using the Bi-CMOS IC having the dull gate structure, the fall operation can be speeded up by providing the fall current path using the MOS transistor.

又、前記第2バイポーラトランジスタ89のベースに接
続されないで接地電位に接続されるMOSトランジスタ
による電流路があるために、電流源のノイズにより、電
源電圧が低下しても立下り動作時の遅延時間増加を抑え
ることができる。
Further, since there is a current path by the MOS transistor which is not connected to the base of the second bipolar transistor 89 but is connected to the ground potential, the delay time at the fall operation even if the power supply voltage is lowered due to the noise of the current source. The increase can be suppressed.

この実施例では、前記出力端子71の負荷が標準負荷
(ファンアウト数が6程度)である場合に特に、立下り
動作の高速化の効果が大きい。
In this embodiment, particularly when the load of the output terminal 71 is a standard load (fanout number is about 6), the effect of speeding up the falling operation is great.

本実施例では、前記第5MOSトランジスタ85及び前
記第6MOSトランジスタ87を設けて、CMOS動作
を行なわせて、消費電力の抑制、立ち下がり動作の高速
化を達成し、4トランジスタのMOSトランジスタ構成
のBi−CMOSゲートの立ち下がり特性を改善してい
る。
In the present embodiment, by providing the fifth MOS transistor 85 and the sixth MOS transistor 87 to perform CMOS operation, power consumption is suppressed, the fall operation is speeded up, and a Bi transistor having a four-transistor MOS transistor configuration is achieved. -Improving the falling characteristics of the CMOS gate.

本実施例では2入力信号に対応したNAND回路を説明
したが、第4図に示されるように回路的には3入力信号
に対応したNAND回路に於いても、接地側バイポーラ
トランジスタに並列に入力信号入力端子の個数に応じた
個数のNチャネルMOSトランジスタを設けることで、
第2実施例と同様の効果を得ることができる。
Although the NAND circuit corresponding to the 2-input signal is described in the present embodiment, the NAND circuit corresponding to the 3-input signal is input in parallel with the ground side bipolar transistor as shown in FIG. By providing N-channel MOS transistors according to the number of signal input terminals,
The same effect as the second embodiment can be obtained.

すなわち、第3信号が入力される第3信号入力端子93
を設け、それぞれのゲートが前記第3信号入力端子93
に接続される第7MOSトランジスタ95、第8MOS
トランジスタ97及び第9MOSトランジスタ99を新
たに備えている。前記第7MOSトランジスタ95は前
記第1MOSトランジスタ73及び前記第2MOSトラ
ンジスタ75に並列に接続されている。前記第8MOS
トランジスタ97は前記第4MOSトランジスタ83に
直列に接続されている。前記第9MOSトランジスタ9
9は前記第6MOSトランジスタ87に直列に接続され
ている。
That is, the third signal input terminal 93 to which the third signal is input
And each gate has the third signal input terminal 93
MOS transistor 95 and eighth MOS connected to
A transistor 97 and a ninth MOS transistor 99 are newly provided. The seventh MOS transistor 95 is connected in parallel to the first MOS transistor 73 and the second MOS transistor 75. The eighth MOS
The transistor 97 is connected in series with the fourth MOS transistor 83. The ninth MOS transistor 9
9 is connected in series to the sixth MOS transistor 87.

この実施例では、入力端子は2個又は3個に限られるこ
とはない。即ち、前記第1バイポーラトランジスタ77
のベース、コレクタ間に入力端子の個数に応じていて、
各ゲートが各入力端子に接続されたMOSトランジスタ
トランジスタを並列に設け、前記第2バイポーラトラン
ジスタ89のベース、コレクタ間に入力端子の個数に応
じていて、各ゲートが各入力端子に接続されたMOSト
ランジスタを直列に設け、更に前記第2バイポーラトラ
ンジスタ89のコレクタ、エミッタ間に入力端子の個数
に応じていて、各ゲートが各入力端子に接続されたMO
Sトランジスタを直列に設けることで、入力端子が2個
又は3個の場合と同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the number of input terminals is not limited to two or three. That is, the first bipolar transistor 77
Depending on the number of input terminals between the base and collector of
A MOS transistor in which each gate is connected to each input terminal is provided in parallel, and a MOS transistor in which each gate is connected to each input terminal is provided between the base and collector of the second bipolar transistor 89 depending on the number of input terminals. Transistors are provided in series, and each gate is connected to each input terminal depending on the number of input terminals between the collector and emitter of the second bipolar transistor 89.
By providing S transistors in series, it is possible to obtain the same effect as in the case where there are two or three input terminals.

第5図は第1実施例の2入力NAND回路の基本セルパ
ターン平面図である。この基本セルを示す第5図は、ダ
ブルゲート構成であり、バイポーラトランジスタを隣接
する基本セルと共用できる全面しきつめ型ゲートアレイ
を示している。
FIG. 5 is a basic cell pattern plan view of the 2-input NAND circuit of the first embodiment. FIG. 5 showing this basic cell shows a full gate type gate array which has a double gate structure and can share a bipolar transistor with an adjacent basic cell.

点線で示される第1アルミ配線と、2点破線で示される
第2アルミ配線と、方形中の斜線部であるコンタクトホ
ールと、方形中の2重線部であるビアとによって、前記
第1MOSトランジスタ73、前記第2MOSトランジ
スタ75、前記第3MOSトランジスタ81、前記第4
MOSトランジスタ83、前記第5MOSトランジスタ
85、前記第6MOSトランジスタ87、前記第1バイ
ポーラトランジスタ77、前記第2バイポーラトランジ
スタ89、前記第1インピーダンス素子79及び第2イ
ンピーダンス素子91が接続されている。
The first MOS transistor is formed by a first aluminum wiring shown by a dotted line, a second aluminum wiring shown by a two-dot broken line, a contact hole that is a shaded portion in a square, and a via that is a double line portion in the square. 73, the second MOS transistor 75, the third MOS transistor 81, the fourth
The MOS transistor 83, the fifth MOS transistor 85, the sixth MOS transistor 87, the first bipolar transistor 77, the second bipolar transistor 89, the first impedance element 79 and the second impedance element 91 are connected.

前記第1位信号は前記第1信号入力端子67に相当する
ビアホール101を通じて、第2アルミ配線により、前記
第1MOSトランジスタ73、前記第3MOSトランジ
スタ81及び前記第5MOSトランジスタ85に入力さ
れている。
The first-order signal is input to the first MOS transistor 73, the third MOS transistor 81, and the fifth MOS transistor 85 through the second aluminum wiring through the via hole 101 corresponding to the first signal input terminal 67.

前記第2信号は前記第2信号入力端子69に相当するビ
アホール103を通じて、第2アルミ配線により、前記第
2MOSトランジスタ75、前記第4MOSトランジス
タ83及び前記第6MOSトランジスタ87に入力され
ている。
The second signal is input to the second MOS transistor 75, the fourth MOS transistor 83, and the sixth MOS transistor 87 via the second aluminum wiring through the via hole 103 corresponding to the second signal input terminal 69.

前記出力端子71に相当するビアホール105を通じて、
第2アルミ配線により、出力されている。
Through the via hole 105 corresponding to the output terminal 71,
It is output by the second aluminum wiring.

図上左側の第1アルミ配線107は電源線であり、図上右
側の第1アルミ配線109は接地線である。
The first aluminum wiring 107 on the left side of the figure is a power supply line, and the first aluminum wiring 109 on the right side of the figure is a ground line.

前記電源線107はウェルコンタクト領域111に接続され、
Nウェルを電源電位にしている。
The power supply line 107 is connected to the well contact region 111,
The N well is set to the power supply potential.

前記接地線109は基板コンタクト領域113に接続され、基
板を接地電位にしている。
The ground line 109 is connected to the substrate contact region 113 to bring the substrate to the ground potential.

ただし基板ゲート構成に於いては、ダブルゲート構成の
3入力NAND回路は考えられないので、レイアウト図
としては記載しない。
However, in the substrate gate structure, a 3-gate NAND circuit having a double gate structure cannot be considered, and therefore it is not shown in the layout diagram.

このように全面しきつめ型ゲートアレーにおいて2入力
NAND回路を構成することで、レイアウトの配線が短
かく、集積度の高い論理回路を構成できるBi−CMO
Sゲートアレーが得られる。
In this way, by constructing the 2-input NAND circuit in the full-tightness gate array, the Bi-CMO which can configure a logic circuit having a short layout wiring and a high degree of integration.
An S-gate array is obtained.

又、前記第1インピーダンス素子79及び前記第2イン
ピーダンス素子91である拡散抵抗は逆L字型となって
いる。このため、ここでは前記第1インピーダンス素子
79はインピーダンス値を半分に調整するために、横方
向の部分がインピーダンス素子として使われている。例
えば、インピーダンス素子が配置される基本セル内に複
数個インピーダンス素子を形成しておいて、これらの接
続方法の工夫でインピーダンス値を調整するようにして
もよい。前記第1インピーダンス素子79は抵抗値が低
い方が理論回路の動作速度はほぼ同じで、しかもベース
電荷の引き抜き能率が良く、消費電力を減らすことがで
き、前記第2インピーダンス素子91は抵抗値が高い方
が、消費電力はほぼ同じで、論絵回路の動作速度を向上
させることができる。そこで、ここでは前記第1インピ
ーダンス素子79の抵抗値を前記第2インピーダンス9
1の抵抗値よりも低くしてある。
Further, the diffused resistors, which are the first impedance element 79 and the second impedance element 91, have an inverted L shape. Therefore, here, the first impedance element 79 has a lateral portion used as an impedance element in order to adjust the impedance value to half. For example, a plurality of impedance elements may be formed in the basic cell in which the impedance elements are arranged, and the impedance value may be adjusted by devising the connection method of these elements. When the resistance value of the first impedance element 79 is lower, the operation speed of the theoretical circuit is substantially the same, moreover, the efficiency of extracting the base charge is good and the power consumption can be reduced, and the resistance value of the second impedance element 91 is low. The higher the power consumption is, the more the power consumption is almost the same, and the operating speed of the logic circuit can be improved. Therefore, here, the resistance value of the first impedance element 79 is set to the second impedance 9
It is lower than the resistance value of 1.

次に、本発明の第3の実施例を図面を参照して説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第6図は、本発明の第3実施例の回路図である。ここで
は、ゲートアレイに於けるダフルゲートの2入力NOR
ゲートを例にとる。この回路では第1信号入力端子115
と、第2信号入力端子117と、第1MOSトランジスタ1
19と、第2MOSトランジスタ121と、第1バイポーラ
トランジスタ123と、第1インピーダンス素子125と、第
3MOSトランジスタ127と、第4MOSトランジスタ1
29と、第5MOSトランジスタ131と、第6MOSトラ
ンジスタ133と、第2バイポーラトランジスタ135と、第
2インピーダンス素子137とを備えている。
FIG. 6 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention. Here is a 2-input NOR of a duffle gate in the gate array.
Take the gate as an example. In this circuit, the first signal input terminal 115
And the second signal input terminal 117 and the first MOS transistor 1
19, the second MOS transistor 121, the first bipolar transistor 123, the first impedance element 125, the third MOS transistor 127, and the fourth MOS transistor 1
29, a fifth MOS transistor 131, a sixth MOS transistor 133, a second bipolar transistor 135, and a second impedance element 137.

前記第1信号入力端子115には第1電位レベル又は第2
電位レベルの第1信号が入力される。
The first signal input terminal 115 has a first potential level or a second potential level.
The first signal at the potential level is input.

前記第2信号入力端子117には第1電位レベル又は第2
電位レベルの第2信号が出力される。
The second signal input terminal 117 has a first potential level or a second potential level.
The second signal at the potential level is output.

前記第1MOSトランジスタ119はソースが正電源電位
22に接続され、ゲートが前記第1信号入力端子115に
接続される。
The first MOS transistor 119 has a source connected to the positive power supply potential 22 and a gate connected to the first signal input terminal 115.

前記第1MOSトランジスタ121はソースが前記第1M
OSトランジスタ119のドレインに接続され、ゲートが
前記第2信号入力端子117に接続される。
The source of the first MOS transistor 121 has the first M
It is connected to the drain of the OS transistor 119 and its gate is connected to the second signal input terminal 117.

前記第1バイポーラトランジスタ123は、コレクタが前
記正電源電位22に接続され、エミッタが前記出力端子
119に接続され、ベースが前記第2MOSトランジスタ1
21のドレインに接続される。
The first bipolar transistor 123 has a collector connected to the positive power supply potential 22 and an emitter connected to the output terminal.
119, the base of which is the second MOS transistor 1
Connected to the drain of 21.

前記第1インピーダンス素子125は一端が前記第2MO
Sトランジスタ121のドレイン及び前記第1バイポーラ
トランジスタ123のベースに接続され、他端が前記第1
バイポーラトランジスタ123のエミッタ及び前記出力端
子119に接続される。
One end of the first impedance element 125 has the second MO.
The drain of the S-transistor 121 and the base of the first bipolar transistor 123 are connected, and the other end is connected to the first bipolar transistor 123.
It is connected to the emitter of the bipolar transistor 123 and the output terminal 119.

前記第3MOSトランジスタ127は、ドレインが前記出
力端子119、前記第1バイポーラトランジスタ123のエミ
ッタ及び前記第1インピーダンス素子125の他端に接続
され、ゲートが前記第2信号入力端子117に接続され
る。
The drain of the third MOS transistor 127 is connected to the output terminal 119, the emitter of the first bipolar transistor 123 and the other end of the first impedance element 125, and the gate is connected to the second signal input terminal 117.

前記第4MOSトランジスタ129は、ドレインが前記第
3MOSトランジスタ127のドレインに接続され、ゲー
トが前記第1信号入力端子115に接続される。
The fourth MOS transistor 129 has a drain connected to the drain of the third MOS transistor 127 and a gate connected to the first signal input terminal 115.

前記第5MOSトランジスタ131は、ドレインが前記第
3MOSトランジスタ127のドレイン及び前記第4MO
Sトランジスタ129のドレインに接続され、ゲートが前
記第2信号入力端子117に接続され、ソースが前記接地
電位24に接続される。
The drain of the fifth MOS transistor 131 has the drain of the third MOS transistor 127 and the fourth MO transistor 127.
It is connected to the drain of the S transistor 129, the gate is connected to the second signal input terminal 117, and the source is connected to the ground potential 24.

前記第6MOSトランジスタ133は、ドレインが前記第
3MOSトランジスタ127のドレイン、前記第4MOS
トランジスタ129のドレイン及び前記第5MOSトラン
ジスタ131のドレインに接続され、ゲートが前記第1信
号入力端子115に接続され、ソースが前記接地電位24
に接続される。
The sixth MOS transistor 133 has a drain that is the drain of the third MOS transistor 127 and the fourth MOS transistor 127.
The drain of the transistor 129 and the drain of the fifth MOS transistor 131 are connected, the gate is connected to the first signal input terminal 115, and the source is the ground potential 24.
Connected to.

前記第2バイポーラトランジスタ135は、コレクタが前
記出力端子119に接続され、エミッタが前記接地電位2
4に接続され、ベースが前記第3MOSトランジスタ12
7のソース及び前記第4MOSトランジスタ129のソース
に接続される。
The second bipolar transistor 135 has a collector connected to the output terminal 119 and an emitter connected to the ground potential 2
4 and the base is the third MOS transistor 12
7 and the source of the fourth MOS transistor 129.

前記第2インピーダンス素子137は一端が前記第3MO
Sトランジスタ127のソース、前記第4MOSトランジ
スタ129のソース及び前期第2バイポーラトランジスタ1
35のベースに接続され、他端が前記第5MOSトランジ
スタ131のソース、前記第6MOSトランジスタ133ょソ
ース、前記第2バイポーラトランジスタ135のエミッタ
及び前記接地電位24に接続される。
One end of the second impedance element 137 has the third MO
The source of the S transistor 127, the source of the fourth MOS transistor 129 and the second bipolar transistor 1
It is connected to the base of 35 and the other end is connected to the source of the fifth MOS transistor 131, the source of the sixth MOS transistor 133, the emitter of the second bipolar transistor 135 and the ground potential 24.

尚、ここで前記第1MOSトランジスタ119及び前記第
2MOSトランジスタ121はPチャネルトランジスタで
あり、前記第3MOSトランジスタ127、前記第4MO
Sトランジスタ129、前記第5MOSトランジスタ131及
び前記第6MOSトランジスタ133と、Nチャネルトラ
ンジスタであり、前記第1バイポーラトランジスタ123
及び前記第2バイポーラトランジスタ135はNPNトラ
ンジスタである。
Here, the first MOS transistor 119 and the second MOS transistor 121 are P-channel transistors, and the third MOS transistor 127 and the fourth MO transistor are
The S-transistor 129, the fifth MOS transistor 131 and the sixth MOS transistor 133, and an N-channel transistor, and the first bipolar transistor 123.
Also, the second bipolar transistor 135 is an NPN transistor.

直列に接続された前記第1バイポーラトランジスタ123
と前記第2バイポーラトランジスタ135とを合わせてト
ーテムポール出力段と呼ぶ。
The first bipolar transistor 123 connected in series
And the second bipolar transistor 135 are collectively referred to as a totem pole output stage.

次にこの回路の動作を下記の表4を用いて説明する。Next, the operation of this circuit will be described with reference to Table 4 below.

まず、前記第1信号と前記第2信号とのどちらか一方が
第2電位レベルの時、即ち立ち下がり時には前記第1M
OSトランジスタ119と前記第2MOSトランジスタ121
とのどちらかがオフとなり、前記第3MOSトランジス
タ127及び前記第5MOSトランジスタ131と、前記第4
MOSトランジスタ129及び前記第6MOSトランジス
タ133とのそれぞれの組合せのどちらかがオフとなる。
この時、前記第1バイポーラトランジスタ123はオフと
なり、前記第2バイポーラトランジスタ135はオンとな
り、ベース、コレクタ間は前記第3MOSトランジスタ
127又は前記第4MOSトランジスタ129により、ベース
に前記出力端子119から電流が供給され、前記第2バイ
ポーラトランジスタ135はONし、前記出力信号は第2
電位レベルとなる。
First, when one of the first signal and the second signal is at the second potential level, that is, when the signal falls, the first M
OS transistor 119 and the second MOS transistor 121
Is turned off, and the third MOS transistor 127, the fifth MOS transistor 131, and the fourth MOS transistor 127
Either one of the respective combinations of the MOS transistor 129 and the sixth MOS transistor 133 is turned off.
At this time, the first bipolar transistor 123 is turned off, the second bipolar transistor 135 is turned on, and the third MOS transistor is provided between the base and the collector.
A current is supplied to the base from the output terminal 119 by the 127 or the fourth MOS transistor 129, the second bipolar transistor 135 is turned on, and the output signal is the second signal.
It becomes the potential level.

前記第1信号と前記第2信号とが両方とも第2電位レベ
ルの時、即ち立ち上がり時には、前記第1MOSトラン
ジスタ119と前記第2MOSトランジスタ121との両方が
オンとなり、前記第3MOSトランジスタ127、前記第
4MOSトランジスタ129、前記第5MOSトランジス
タ131、前記第6MOSトランジスタ133はすべてオフと
なり、前記第1バイポーラトランジスタ123がONし、
前記第1バイポーラトランジスタ123のエミッタ電流に
は負荷を充電し、一方、前記第2バイポーラトランジス
タ135のベース蓄積電荷は前記第2インピーダンス素子1
37を介して引き抜かれ前記第2バイポーラトランジスタ
135は急速にOFFするので、前記出力信号は第1電位
レベルとなる。
When both the first signal and the second signal are at the second potential level, that is, at the time of rising, both the first MOS transistor 119 and the second MOS transistor 121 are turned on, and the third MOS transistor 127 and the third MOS transistor 127. The fourth MOS transistor 129, the fifth MOS transistor 131, and the sixth MOS transistor 133 are all turned off, and the first bipolar transistor 123 is turned on,
The load is charged by the emitter current of the first bipolar transistor 123, while the base accumulated charge of the second bipolar transistor 135 is charged by the second impedance element 1.
The second bipolar transistor extracted through 37
Since 135 turns off rapidly, the output signal is at the first potential level.

前記第1信号と前記第2信号とが両方とも第1電位レベ
ルの時の立ち下がり時には、前記第1MOSトランジス
タ119と前記第2MOSトランジスタ121との両方がオフ
となる。前記第3MOSトランジスタ127、前記第4M
OSトランジスタ129、前記第6MOSトランジスタ131
及び前記第6MOSトランジスタ133はすべてオンとな
り、前記第2バイポーラトランジスタ135はONし、前
記第5MOSトランジスタ131及び前記第6MOSトラ
ンジスタ133と共に前記出力端子119の負荷容量を放電
し、前記第2バイポーラトランジスタ135はオンとな
り、前記出力信号は第2電位レベルとなる。一方、前記
第1バイポーラトランジスタ123はベース、エミッタ間
が前記第1インピーダンス素子125を介して、ベース蓄
積電荷が急速に引き抜かれ、前記第1バイポーラトラン
ジスタ123は急速にオフして、前記トーテムポール出力
段に貫通電流は流れないので、消費電力の抑制が行なわ
れる。
Both the first MOS transistor 119 and the second MOS transistor 121 are turned off when the first signal and the second signal both fall at the first potential level. The third MOS transistor 127, the fourth M
OS transistor 129, the sixth MOS transistor 131
And the sixth MOS transistor 133 is turned on, the second bipolar transistor 135 is turned on, the load capacitance of the output terminal 119 is discharged together with the fifth MOS transistor 131 and the sixth MOS transistor 133, and the second bipolar transistor 135 is turned on. Is turned on, and the output signal becomes the second potential level. On the other hand, in the first bipolar transistor 123, the base accumulated charge is rapidly extracted between the base and the emitter via the first impedance element 125, the first bipolar transistor 123 is rapidly turned off, and the totem pole output is generated. Since no penetrating current flows through the stage, power consumption is suppressed.

本実施例では、前記第5MOSトランジスタ131及び前
記第6MOSトランジスタ133を経由する電流路ができ
るので、前記第2バイポーラトランジスタ135がオンす
る時に電位がビルトインポテンシャル分上昇するため生
ずる前記第3MOSトランジスタ127及び前記第4MO
Sトランジスタ129のバックゲートバイアス効果及びゲ
ート=ソース間電圧低下を緩和し、立ち下がり動作の高
速化が達成できる。
In the present embodiment, since a current path is formed through the fifth MOS transistor 131 and the sixth MOS transistor 133, when the second bipolar transistor 135 is turned on, the potential rises by the built-in potential, and the third MOS transistor 127 and The fourth MO
The back gate bias effect of the S transistor 129 and the gate-source voltage drop can be mitigated, and the fall operation can be speeded up.

即ち、ダブルゲート構成のBi-CMOS ICにすることで、期
待する程駆動力があまり上がらない分、MOSトランジ
スタを用いた立ち下がり電流路を設けることにより、立
ち下がり動作の高速化が達成できる。
That is, when the Bi-CMOS IC having the double gate structure is used, the driving force does not increase so much as expected, so that the fall operation can be speeded up by providing the fall current path using the MOS transistor.

又、電流路のノイズにより、電源電圧が低下しても、前
記第2バイポーラトランジスタ135のベースに接続され
ないで、エミッタに接続されるMOSトランジスタがあ
るために立上り、立下り動作時の遅延時間の増加を抑え
ることができる。
Further, even if the power supply voltage is lowered due to the noise in the current path, the delay time at the time of rising / falling operation is reduced because the MOS transistor is not connected to the base of the second bipolar transistor 135 but is connected to the emitter. The increase can be suppressed.

この第3実施例では、前記出力端子119の負荷が標準負
荷程度(ファンアウト数が6程度)である場合に特に、
立下り動作の高速化が可能である。
In the third embodiment, especially when the load of the output terminal 119 is about the standard load (the fan-out number is about 6),
It is possible to speed up the falling operation.

本第3実施例では、前記第5MOSトランジスタ131及
び前記第6MOSトランジスタ133を設けて、CMOS
動作を行わせて、消費電力の抑制、立ち下がり動作の高
速化を達成し、ダブルゲートのMOSトランジスタを備
えるBi−CMOSゲートの立ち下がり特性を改善して
いる。
In the third embodiment, the fifth MOS transistor 131 and the sixth MOS transistor 133 are provided, and the CMOS
By performing the operation, the power consumption is suppressed, the fall operation is accelerated, and the fall characteristic of the Bi-CMOS gate including the double-gate MOS transistor is improved.

この本実施例では入力端子が2つの場合を示したが、入
力端子は2つに限ることはない。即ち、前記第1バイポ
ーラトランジスタ123のベース、コレクタ間に入力端子
の個数に応じていて各ゲートが各入力端子に接続された
MOSトランジスタ直列に設け、前記第2バイポーラト
ランジスタ135のベース、コレクタ間に入力端子の個数
に応じていて各ゲートが各入力端子に接続されたMOS
トランジスタを並列を設け、更に前記第2バイポーラト
ランジスタ135のコレクタ、エミッタ間に入力端子の個
数に応じていて、各ゲートが各入力端子に接続されたM
OSトランジスタを並列に設けることで、入力端子が2
個の場合と同様の効果を得ることができる。
Although this embodiment shows the case where the number of input terminals is two, the number of input terminals is not limited to two. That is, MOS transistors are connected in series between the base and collector of the first bipolar transistor 123 and each gate is connected to each input terminal in accordance with the number of input terminals, and between the base and collector of the second bipolar transistor 135. MOS with each gate connected to each input terminal according to the number of input terminals
Transistors are provided in parallel, and each gate is connected to each input terminal according to the number of input terminals between the collector and emitter of the second bipolar transistor 135.
By installing the OS transistor in parallel, the input terminal is
The same effect as in the case of individual pieces can be obtained.

第7図は第3実施例の2入力NOR回路の基本セルパタ
ーン平面図である。この基本セルを示す第7図は、ダブ
ルゲート構成であり、バイポーラトランジスタを隣接す
る基本セルと共用できる全面きつめ型ゲートアレイを示
している。ここではインピーダンス素子を拡散抵抗で実
現している。
FIG. 7 is a basic cell pattern plan view of the 2-input NOR circuit according to the third embodiment. FIG. 7 showing this basic cell shows a full gate type gate array which has a double gate structure and can share a bipolar transistor with an adjacent basic cell. Here, the impedance element is realized by a diffused resistor.

点線で示される第1アルミ配線と、2点破線で示される
第2アルミ配線と、方形中の斜線部であるコンタクトホ
ールと、方形中の2重線部であるビアホールとによっ
て、前記第1MOSトランジスタ119、前記第2MOS
トランジスタ121、前記第3MOSトランジスタ127、前
記第4MOSトランジスタ129、前記第5MOSトラン
ジスタ131、前記第6MOSトランジスタ133、前記第1
バイポーラトランジスタ123、前記第2バイポーラトラ
ンジスタ135、前記第1インピーダンス素子125及び前記
第2インピーダンス素子137が接続されている。
The first MOS transistor is formed by a first aluminum wiring shown by a dotted line, a second aluminum wiring shown by a two-dot broken line, a contact hole that is a shaded portion in a square, and a via hole that is a double line portion in the square. 119, the second MOS
Transistor 121, the third MOS transistor 127, the fourth MOS transistor 129, the fifth MOS transistor 131, the sixth MOS transistor 133, the first
The bipolar transistor 123, the second bipolar transistor 135, the first impedance element 125 and the second impedance element 137 are connected.

前記第1信号は前記第1信号入力端子115に相当するビ
アホール139を通じて、第2アルミ配線により、前記第
1MOSトランジスタ119、前記第4MOSトランジス
タ129及び前記第6MOSトランジスタ133に入力されて
いる。
The first signal is input to the first MOS transistor 119, the fourth MOS transistor 129, and the sixth MOS transistor 133 through the second aluminum wiring through the via hole 139 corresponding to the first signal input terminal 115.

前記第2信号は前記第2信号入力端子117に相当するビ
アホール141を通じて、第2アルミ配線により、前記第
2MOSトランジスタ121、前記第3MOSトランジス
タ127及び前記第5MOSトランジスタ131に入力されて
いる。
The second signal is input to the second MOS transistor 121, the third MOS transistor 127, and the fifth MOS transistor 131 via the second aluminum wiring through the via hole 141 corresponding to the second signal input terminal 117.

前記出力信号は前記出力端子119に相当するビアホール1
43を通じて、第2アルミ配線により、出力されている。
The output signal is the via hole 1 corresponding to the output terminal 119.
It is output through the second aluminum wiring through 43.

図上左側の第1アルミ配線は電源線145であり、図上右
側の第1アルミ配線は接地線147である。
The first aluminum wiring on the left side of the figure is the power supply line 145, and the first aluminum wiring on the right side of the figure is the ground line 147.

前記電源線145はウェルコンタクト領域149に接続され、
Nウェルを接地電位にしている。
The power line 145 is connected to the well contact region 149,
The N well is set to the ground potential.

ただし、この基本ゲート構成に於いては、ダブルゲート
構成の3入力以上のNOR回路は考えられないので、レ
イアウト図としては記載しない。
However, in this basic gate structure, since a NOR circuit having a double gate structure and having three or more inputs is not considered, it is not shown in the layout diagram.

このように全面しきつめ型ゲートアレーとして2入力N
OR回路を構成することで、レイアウトの配線が短か
く、集積度の高い論理回路を構成できるBi−CMOS
ゲートアレーが得られる。
In this way, a 2-input N is used as a full-tightened gate array.
By forming an OR circuit, the wiring of the layout is short, and a Bi-CMOS capable of forming a highly integrated logic circuit.
A gate array is obtained.

又、前記第1インピーダンス素子125及び前記第2イン
ピーダンス素子137は逆L字型となっている。
The first impedance element 125 and the second impedance element 137 have an inverted L shape.

上記のようにインバータ回路、NAND回路、NOR回
路を構成することで、立ち下がり動作の高速化を達成す
ることができる。
By configuring the inverter circuit, the NAND circuit, and the NOR circuit as described above, high-speed fall operation can be achieved.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、Bi-CMOSトランジスタ
を用いた論理回路に於いて、1入力あたり2個のMOS
トランジスタを備えたダブルゲート構造を用いる際立ち
下がり動作の高速な論理回路を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a logic circuit using Bi-CMOS transistors, two MOSs are provided for each input.
It is possible to provide a high-speed logic circuit having a falling operation when a double gate structure including a transistor is used.

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

第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は本発明
の第1実施例の基本セルパターン平面図、第3図は本発
明の第2実施例の回路図、第4図は本発明の第2実施例
の変形例の回路図、第5図は本発明の第2実施例の基本
セルパターン平面図、第6図は本発明の第3実施例の回
路図、第7図は本発明の第3実施例の基本セルパターン
平面図、第8図は従来の論理回路の回路図、第9図は従
来の基本セルパターン平面図である。 1,67,115……第1信号入力端子、3,67,117…
…第2信号入力端子、5,39,71,119……出力端
子、7,9,41,73,75,95,119,121……第
1MOSトランジスタ部、11,13,47,81,8
3,97,127,129……第2MOSトランジスタ部、4
9,85,87,99,131,133……第3MOSトラン
ジスタ部、15,43,77、123……第1バイポーラ
トランジスタ、45,79,125……第2インピーダン
ス素子、53,91,137……第2インピーダンス素
子、22……第1電源電位、24……第2電源電位、3
7……入力端子、93……第3信号入力端子。
1 is a circuit diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a basic cell pattern of the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of a modification of the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan view of a basic cell pattern of the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention. 7 is a basic cell pattern plan view of the third embodiment of the present invention, FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional logic circuit, and FIG. 9 is a conventional basic cell pattern plan view. 1, 67, 115 ... First signal input terminal, 3, 67, 117 ...
... second signal input terminal, 5,39,71,119 ... output terminal, 7,9,41,73,75,95,119,121 ... first MOS transistor section 11,13,47,81,8
3,97,127,129 ... Second MOS transistor section, 4
9,85,87,99,131,133 ... Third MOS transistor section, 15,43,77,123 ... First bipolar transistor, 45,79,125 ... Second impedance element, 53,91,137. 2 impedance element, 22 ... first power source potential, 24 ... second power source potential, 3
7 ... input terminal, 93 ... third signal input terminal.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力端子と、 出力端子と、 ソースが第1電源電位に接続され、ゲートが入力端子に
接続される第1導電型の第1MOSトランジスタと、 コレクタが前記第1電源電位に接続され、エミッタが前
記出力端子に接続され、ベースが前記第1導電型の第1
MOSトランジスタのドレインに接続される第1バイポ
ーラトランジスタと、 一端が前記第1バイポーラトランジスタのベースに接続
され、他端が前記第1バイポーラトランジスタのエミッ
タに接続される第1インピーダンス素子と、 ドレインが前記出力端子に接続され、ゲートが前記入力
端子に接続される第2導電型の第2MOSトランジスタ
と、 ドレインが前記出力端子に接続され、ゲートが前記入力
端子に接続され、ソースが第2電源電位に接続される第
2導電型の第3MOSトランジスタと、 コレクタが前記出力端子に接続され、エミッタが前記第
2電源電位に接続され、ベースが前記第2導電型の第2
MOSトランジスタのソースに接続される第2バイポー
ラトランジスタと、 一端が前記第2導電型の第2MOSトランジスタのソー
ス及び前記第2バイポーラトランジスタのベースに接続
され、他端が前記第2電源電位に接続される第2のイン
ピーダンス素子と を備えることを特徴とする論理回路。
1. A first conductive type first MOS transistor having an input terminal, an output terminal, a source connected to a first power supply potential, and a gate connected to an input terminal, and a collector connected to the first power supply potential. The emitter is connected to the output terminal, and the base is the first conductivity type first
A first bipolar transistor connected to the drain of the MOS transistor; a first impedance element having one end connected to the base of the first bipolar transistor and the other end connected to the emitter of the first bipolar transistor; A second conductive type second MOS transistor connected to the output terminal and having a gate connected to the input terminal; a drain connected to the output terminal, a gate connected to the input terminal, and a source connected to a second power supply potential. A second MOS transistor of the second conductivity type to be connected, a collector connected to the output terminal, an emitter connected to the second power supply potential, and a second base of the second conductivity type.
A second bipolar transistor connected to the source of the MOS transistor, one end connected to the source of the second conductivity type second MOS transistor and the base of the second bipolar transistor, and the other end connected to the second power supply potential And a second impedance element.
【請求項2】k個(k≧2)の信号が入力されるk個の
入力端子と、 出力信号が出力さる出力端子と、 ソースが第1電源電位に接続され、ゲートが前記k個の
入力端子にそれぞれ接続される第1導電型のk個のMO
Sトランジスタを有する第1MOSトランジスタ部と、 コレクタが前記第1電源電位に接続され、エミッタが前
記出力端子に接続され、ベースが前記第1導電型のk個
の第1MOSトランジスタのドレインに接続される第1
バイポーラトランジスタと、 一端が前記第1バイポーラトランジスタのベースに接続
され、他端が前記第1バイポーラトランジスタのエミッ
タに接続される第1インピーダンス素子と、 コレクタが前記出力端子に接続され、エミッタが第2電
源電位に接続される第2バイポーラトランジスタと、 各ゲートがそれぞれ異なる前記k個の入力端子に接続さ
れ、各ドレイン及び各ソースが前記第1バイポーラトラ
ンジスタのエミッタと前記第2バイポーラトランジスタ
のベースとの間に直列に接続される第2導電型のk個の
MOSトランジスタを有する第2MOSトランジスタ部
と、 各ゲートがそれぞれ異なる前記k個の対応する入力端子
に接続され、各ドレイン及びソースが前記出力端子と前
記第2電源電位との間に直列に接続される第2導電型の
k個のMOSトランジスタを有する第3MOSトランジ
スタ部と、 一端が前記第2バイポーラトランジスタのベースに接続
され、他端が前記第2バイポーラトランジスタのエミッ
タに接続される第2インピーダンス素子と を備えることを特徴とする論理回路。
2. A k number of input terminals to which k number of signals (k ≧ 2) are input, an output terminal from which an output signal is output, a source is connected to a first power supply potential, and a gate is connected to the k number of K MOs of the first conductivity type connected to the input terminals respectively
A first MOS transistor portion having an S transistor, a collector connected to the first power supply potential, an emitter connected to the output terminal, and a base connected to the drains of the k first MOS transistors of the first conductivity type. First
A bipolar transistor, a first impedance element having one end connected to the base of the first bipolar transistor and the other end connected to the emitter of the first bipolar transistor, a collector connected to the output terminal, and an emitter connected to the second A second bipolar transistor connected to a power supply potential; a gate connected to the k input terminals which are different from each other, and a drain and a source connected to the emitter of the first bipolar transistor and the base of the second bipolar transistor. A second MOS transistor portion having k second MOS transistors of the second conductivity type connected in series between the gates, each gate being connected to the corresponding k different input terminals, and each drain and source being the output terminal And a second conductive material connected in series between the second power supply potential and A third MOS transistor portion having k type MOS transistors, and a second impedance element having one end connected to the base of the second bipolar transistor and the other end connected to the emitter of the second bipolar transistor. A logic circuit characterized by.
【請求項3】k個の(k≧2)の信号が入力されるk個
の入力端子と、 出力信号が出力される出力端子と、 コレクタが第1電源電位に接続され、エミッタが前記出
力端子に接続される第1バイポーラトランジスタと、 各ゲートがそれぞれ異なる前記k個の入力端子に接続さ
れ、各ドレイン及び各ソースが前記第1電源電位と前記
第1バイポーラトランジスタのベースとの間に直列に接
続される第1導電型のk個のMOSトランジスタを有す
る第1MOSトランジスタ部と、 一端が前記第1バイポーラトランジスタのベースに接続
され、他端が前記第1バイポーラトランジスタのエミッ
タに接続される第1インピーダンス素子と、 コレクタが前記出力端子に接続され、エミッタが前記第
2電源電位に接続される第2バイポーラトランジスタ
と、 各ゲートがそれぞれ異なる前記k個の入力端子に接続さ
れ、各ドレイン及び各ソースが前記第1バイポーラトラ
ンジスタのエミッタと前記第2バイポーラトランジスタ
のベースとの間に並列に接続される第2導電型のk個の
MOSトランジスタを有する第2MOSトランジスタ部
と、 各ゲートがそれぞれ異なる前記k個の対応する入力端子
に接続され、各ドレイン及び各ソースが前記出力端子と
前記第2電源電位に接続される第2導電型のk個のMO
Sトランジスタを有する第3MOSトランジスタ部と、 一端が前記第2バイポーラトランジスタのベースに接続
され、他端が前記第2バイポーラトランジスタのエミッ
タに接続される第2インピーダンス素子と を備えることを特徴とする論理回路。
3. K input terminals to which k (k ≧ 2) signals are input, output terminals to which an output signal is output, a collector is connected to a first power supply potential, and an emitter is the output. A first bipolar transistor connected to the terminal, each gate connected to the different k input terminals, and each drain and each source connected in series between the first power supply potential and the base of the first bipolar transistor. A first MOS transistor portion having k MOS transistors of the first conductivity type connected to the first bipolar transistor, one end of which is connected to the base of the first bipolar transistor and the other end of which is connected to the emitter of the first bipolar transistor. A first impedance transistor, a second bipolar transistor having a collector connected to the output terminal and an emitter connected to the second power supply potential A second conductivity type in which each gate is connected to the k different input terminals, and each drain and each source are connected in parallel between the emitter of the first bipolar transistor and the base of the second bipolar transistor. Second MOS transistor portion having k MOS transistors, each gate is connected to the corresponding k different input terminals, and each drain and each source are connected to the output terminal and the second power supply potential. Second conductivity type k MO
A third MOS transistor portion having an S transistor, and a second impedance element having one end connected to the base of the second bipolar transistor and the other end connected to the emitter of the second bipolar transistor. circuit.
【請求項4】全面敷きつめ型バイポーラCMOSゲート
アレイとして構成されることを特徴とする請求項(1)又
はk=2である場合の請求項(2)又はk=2である場合
の請求項(3)記載の論理回路。
4. The invention as claimed in claim 1, which is configured as an all-in-one-type bipolar CMOS gate array, or (2) or when k = 2. 3) The described logic circuit.
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