JPH0918332A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
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- JPH0918332A JPH0918332A JP8069714A JP6971496A JPH0918332A JP H0918332 A JPH0918332 A JP H0918332A JP 8069714 A JP8069714 A JP 8069714A JP 6971496 A JP6971496 A JP 6971496A JP H0918332 A JPH0918332 A JP H0918332A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
係わり、特に論理回路を一部に含む汎用プロセッサ、信
号処理プロセッサ、画像処理プロセッサ等のLSIへの
応用が可能なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and in particular, can be applied to an LSI such as a general-purpose processor, a signal processor, an image processor, etc. which partially includes a logic circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】パストランジスタを利用した回路は、こ
れまでに、IEEE Journalof Solid
−State Circuits、 Vol.sc−2
2、No. 2、 April 1987 pp216
−pp222(以下、第1の従来技術と称する。)にお
いてDifferential Pass−trans
isor Logicとして紹介されているものや、I
EEE Journal of Solid−Stat
e Circuits、 Vol.sc−25、 N
o. 2、 April 1990 pp388−pp
395(以下、第2の従来技術と称する。)においてC
omplementaly Pass−transis
tor Logicとして紹介されているものがある。
これらの回路はいずれも肯定否定の両論理を使う相補型
の論理回路である。またCustom Integra
ted Circuits Conference 1
994 Digest pp603−pp606(以
下、第3の従来技術と称する。)には、相補型ではなく
シングルチャネル型のMOSFETを用いたパストラン
ジスタ回路とそれを用いたスタンダードセル方式のパス
トランジスタ回路設計手法が示されている。さらに、1
994年電子情報通信学会秋季大会講演論文集、基礎・
境界分冊pp64(以下、第4の従来技術と称する。)
には、2分決定グラフと呼ばれる論理表現方法を利用し
たパストランジスタ回路の構成方法が示されている。ま
た、IEEE TRANSACTIONS ON CO
MPUTERS、Vol.c−35、No.8、AUG
UST 1986、pp677−pp691には、Bi
nary−Decision−Diagram(2分決
定グラフ)(以下、第5の従来技術と称する。)を用い
た論理操作の有効な手法が示されている。また、特開平
1−216622号公報(以下、第6の従来技術と称す
る。)には、前段の相補型パストランジスタ回路の出力
信号を後段の相補型パストランジスタ回路の相補型MO
SFETのゲートに印加するようにし、排他的論理和回
路や、全加算回路等の論理を実現する論理回路が示され
ている。さらに、特開平1−256219号公報(以
下、第7の従来技術と称する。)には、前段の相補型パ
ストランジスタ回路の出力信号を後段の相補型パストラ
ンジスタ回路の相補型MOSFETのソースに印加する
ようにし、排他的論理和回路や、全加算回路等の論理を
実現する論理回路が示されている。また、米国特許第
4,477,904号公報(以下、第8の従来技術と称
する。)には、前段の相補型パストランジスタ回路の出
力信号を後段の相補型パストランジスタ回路の相補型M
OSFETのゲートに印加する方式と前段の相補型パス
トランジスタ回路の出力信号を後段の相補型パストラン
ジスタ回路の相補型MOSFETのソースに印加する方
式とを併用して、排他的論理和回路を使用したパリティ
検出・生成回路が示されている。2. Description of the Related Art Circuits using pass transistors have been used so far in the IEEE Journal of Solid.
-State Circuits, Vol. sc-2
2, No. 2, April 1987 pp216
-Pp222 (hereinafter, referred to as "first related art"), Differential Pass-trans
What is introduced as isor Logic, I
EEE Journal of Solid-Stat
e Circuits, Vol. sc-25, N
o. 2, April 1990 pp388-pp
C in 395 (hereinafter, referred to as the second related art).
complementary Pass-transis
There is something introduced as tor Logic.
All of these circuits are complementary logic circuits that use both positive and negative logic. See also Custom Integra
Ted Circuits Conference 1
994 Digest pp603-pp606 (hereinafter, referred to as a third conventional technique) includes a pass transistor circuit using a single channel type MOSFET instead of a complementary type and a standard cell type pass transistor circuit designing method using the same. It is shown. In addition, 1
Proceedings of the 1994 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Basics
Boundary volume pp64 (hereinafter, referred to as the fourth conventional technology)
2 shows a method of forming a pass transistor circuit using a logic expression method called a binary decision graph. In addition, IEEE TRANSACTIONS ON CO
MPUTERS, Vol. c-35, No. 8, AUG
UST 1986, pp677-pp691 contains Bi
An effective method of logical operation using a nary-Decision-Diagram (a binary decision graph) (hereinafter referred to as a fifth conventional technique) is shown. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 1-216622 (hereinafter referred to as a sixth prior art), the output signal of the complementary pass transistor circuit in the preceding stage is compared with the complementary MO transistor of the complementary pass transistor circuit in the succeeding stage.
A logic circuit for realizing logic such as an exclusive OR circuit and a full adder circuit by applying it to the gate of the SFET is shown. Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-256219 (hereinafter, referred to as a seventh prior art), an output signal of a complementary pass transistor circuit at a front stage is applied to a source of a complementary MOSFET of a complementary pass transistor circuit at a rear stage. Thus, a logic circuit that implements logic such as an exclusive OR circuit and a full adder circuit is shown. Further, in U.S. Pat. No. 4,477,904 (hereinafter referred to as "eighth prior art"), an output signal of a complementary pass transistor circuit in a preceding stage is compared with a complementary type M of a complementary pass transistor circuit in a succeeding stage.
The exclusive OR circuit is used by combining the method of applying to the gate of the OSFET and the method of applying the output signal of the complementary pass transistor circuit of the preceding stage to the source of the complementary MOSFET of the complementary pass transistor circuit of the following stage. A parity detection / generation circuit is shown.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】同一の論理機能を実現
するために、一般的なCMOS論理回路と比較して、パ
ストランジスタ回路は必要トランジスタ数が少なく、消
費電力および遅延の低減が可能となる。しかしながら、
パストランジスタ回路は論理合成が困難なため、全ての
論理機能が要求されるランダムロジック回路には使用さ
れることはなかった。すなわち、前段の相補型パストラ
ンジスタ回路の出力信号を後段の相補型パストランジス
タ回路の相補型MOSFETのゲートに印加する方式を
示した第6の従来技術や、前段の相補型パストランジス
タ回路の出力信号を後段の相補型パストランジスタ回路
の相補型MOSFETのソースに印加する方式を示した
第7の従来技術は、排他的論理和回路、全加算回路等の
論理を実現する論理回路に適用されたものである。しか
し、この第6の従来技術や第7の従来技術には、パスト
ランジスタ回路を用いて全ての論理機能の実現のために
使用する方法が示されていない。また、前段の相補型パ
ストランジスタ回路の出力信号を後段の相補型パストラ
ンジスタ回路の相補型MOSFETのゲートに印加する
方式と前段の相補型パストランジスタ回路の出力信号を
後段の相補型パストランジスタ回路の相補型MOSFE
Tのソースに印加する方式とを併用することを示した第
8の従来技術は、排他的論理和回路を使用したパリティ
検出・生成回路に適用されたものである。しかし、この
第8の従来技術においても、同様にパストランジスタ回
路を用いて全ての論理機能の実現のために使用する方法
が示されていない。一方、全ての論理機能が要求される
ランダムロジック回路に使用可能なパストランジスタ回
路を提供するためには、少ない必要トランジスタ数で複
雑な論理機能を実現する必要がある。一方、本発明者の
検討により、第8の従来技術においては、後段の相補型
パストランジスタ回路の相補型MOSFETのゲートも
しくはソースを駆動する前段の相補型パストランジスタ
回路の同一導電型の二つのMOSFETのソースにはロ
ーとハイの論理的に相補的関係にある相補論理信号が印
加されるものであり、少ない必要トランジスタ数で複雑
な論理機能を実現することが困難であると言う問題が明
らかとされた。従って、本発明の目的とするところは、
必要トランジスタ数が少なく、消費電力および遅延の低
減が可能で、複雑な論理機能を実現することが可能なパ
ストランジスタ回路を有する半導体集積回路を提供する
ことにある。In order to realize the same logic function, the pass transistor circuit requires a smaller number of transistors as compared with a general CMOS logic circuit, and power consumption and delay can be reduced. . However,
Since the pass transistor circuit is difficult to perform logic synthesis, it has not been used for a random logic circuit that requires all logic functions. That is, the sixth prior art showing a method of applying the output signal of the complementary pass transistor circuit in the preceding stage to the gate of the complementary MOSFET of the complementary pass transistor circuit in the succeeding stage, and the output signal of the complementary pass transistor circuit in the preceding stage Is applied to the source of the complementary MOSFET of the complementary pass transistor circuit in the subsequent stage, the seventh prior art is applied to a logic circuit that realizes logic such as an exclusive OR circuit and a full adder circuit. Is. However, the sixth conventional technique and the seventh conventional technique do not show a method of using a pass transistor circuit to realize all logical functions. In addition, a method of applying the output signal of the complementary pass transistor circuit of the preceding stage to the gate of the complementary MOSFET of the complementary pass transistor circuit of the succeeding stage and the output signal of the complementary pass transistor circuit of the preceding stage of the complementary pass transistor circuit of the succeeding stage Complementary MOSFE
The eighth prior art showing that the method of applying to the source of T is also used is applied to a parity detection / generation circuit using an exclusive OR circuit. However, even in the eighth conventional technique, a method of using a pass transistor circuit to realize all logic functions is not shown. On the other hand, in order to provide a pass transistor circuit that can be used for a random logic circuit that requires all logic functions, it is necessary to realize a complicated logic function with a small number of required transistors. On the other hand, according to the study by the present inventor, in the eighth conventional technique, two MOSFETs of the same conductivity type in the complementary pass transistor circuit of the preceding stage for driving the gate or the source of the complementary MOSFET of the complementary pass transistor circuit of the subsequent stage are provided. Since a complementary logic signal having a logically complementary relationship of low and high is applied to the source of, the problem that it is difficult to realize a complicated logic function with a small number of required transistors becomes clear. Was done. Therefore, the object of the present invention is:
It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit having a pass transistor circuit that requires a small number of transistors, can reduce power consumption and delay, and can realize a complicated logic function.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の実施形態による半導体集積回路は、第1、
第2、第3のパストランジスタ回路(PT1,PT2,PT3)を有
する論理回路を具備してなり、上記論理回路の上記第
1、上記第2、上記第3のパストランジスタ回路(PT1,P
T2,PT3)の各パストランジスタ回路は、第1入力ノード
(In1)と、第2入力ノード(In2)と、出力ノード(0ut)
と、該第1入力ノード(In1)と該出力ノード(0ut)との間
にソース・ドレイン経路が接続された第1の電界効果型
トランジスタ(Q1)と、該第2入力ノード(In2)と該出力
ノード(0ut)との間にソース・ドレイン経路が接続され
た第2の電界効果型トランジスタ(Q2)とを有してなり、
上記第1のパストランジスタ回路(PT1)の上記出力ノー
ド(Out)の信号に上記第2のパストランジスタ回路(PT2)
の上記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートが応
答し、上記第3のパストランジスタ回路(PT3)の上記第
1の電界効果型トランジスタ(Q1)と上記第2の電界効果
型トランジスタ(Q2)の少なくともいずれか一方(Q1)のソ
ース・ドレイン経路は、上記第2のパストランジスタ回
路(PT2)の上記第1入力ノード(In1)および上記出力ノー
ド(OUT)のいずれかに接続され、上記第1のパストラン
ジスタ回路(PT1)の上記第1入力ノード(In1)と上記第2
入力ノード(In2)とには第1入力信号と第2入力信号と
が印加され、該第1入力信号と該第2入力信号とは論理
的に独立の関係(B,GND)にあることを特徴とする
(図1、図2参照)。上述の如き本発明の実施形態による
半導体集積回路においては、第2のパストランジスタ回
路の出力ノードおよび第3のパストランジスタ回路の出
力ノードのいずれから得られる論理回路の出力信号の論
理決定に関係して、第1のパストランジスタ回路と第2
のパストランジスタ回路との間においては前段パストラ
ンジスタの出力信号を後段パストランジスタのゲートに
印加する方式が採用され、第2のパストランジスタ回路
と第3のパストランジスタ回路との間においては前段パ
ストランジスタの出力信号を後段パストランジスタのソ
ース・ドレイン経路に印加する方式が採用され、さらに
第1のパストランジスタ回路の第1入力ノードと第2入
力ノードとには論理的に独立の関係にある第1入力信号
と第2入力信号とを印加する方式が採用されている。そ
の結果、第1、第2、第3のパストランジスタ回路を有
する論理回路の出力信号は上記の三つの信号印加方式に
依存するものとなり、必要トランジスタ数が少なく、消
費電力および遅延の低減が可能で、複雑な論理機能を実
現することが可能な論理回路を有する半導体集積回路を
提供することが可能となる。さらに、第1、第2、第3
のパストランジスタ回路の相互の接続形態を変更した
り、第1、第2、第3のパストランジスタ回路の各パス
トランジスタ回路の第1入力ノードと第2入力ノードへ
の論理入力信号の印加方式を複雑にすることにより、さ
らに複雑な論理機能を実現することが可能となる。本発
明の具体的な実施形態による半導体集積回路は、上記第
3のパストランジスタ回路(PT3)の上記第1の電界効果
型トランジスタ(Q1)と上記第2の電界効果型トランジス
タ(Q2)の少なくともいずれか一方(Q1)のソース・ドレイ
ン経路は、上記第2のパストランジスタ回路(PT2)の上
記第1入力ノード(In1)に接続され、上記第1のパスト
ランジスタ回路(PT1)の上記第1の電界効果型トランジ
スタ(Q1)のゲートと上記第2の電界効果型トランジスタ
のゲート(Q2)とは第1の相補入力信号(A,/A)に応答
することにより、上記第1の電界効果型トランジスタ(Q
1)と上記第2の電界効果型トランジスタ(Q2)とは相補的
に導通し、上記第2のパストランジスタ回路(PT2)の上
記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートと上記第
2の電界効果型トランジスタ(Q2)のゲートとは第2の相
補入力信号に応答することにより、上記第1の電界効果
型トランジスタ(Q1)と上記第2の電界効果型トランジス
タ(Q2)とは相補的に導通し、上記第3のパストランジス
タ回路(PT3)の上記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)
のゲートと上記第2の電界効果型トランジスタのゲート
(Q2)とは第3の相補入力信号(C,/C)に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)と上記
第2の電界効果型トランジスタ(Q2)とは相補的に導通
し、上記第1のパストランジスタ回路(PT1)は上記第1
の相補入力信号(A,/A)と上記第1入力ノード(In1)
の上記第1入力信号(B)との論理積の信号(A・B)を上
記出力ノード(Out)に生成し、上記第3のパストランジ
スタ回路(PT3)は上記第3の相補入力信号(C,/C)と上
記第1入力ノード(In1) の入力信号(D)との論理積の信
号(C・D)を上記出力ノード(Out)に生成し、上記第2
のパストランジスタ回路(PT2)へ供給される上記第2の
相補入力信号は上記第1のパストランジスタ回路(PT1)
の上記出力ノード(Out)から生成された上記論理積の信
号(A・B)に応答し、上記第1のパストランジスタ回路
(PT1)の上記出力ノード(Out)に生成された上記論理積の
信号(A・B)と上記第3のパストランジスタ回路(PT3)
の上記出力ノード(Out)に生成された上記論理積の信号
(C・D)との論理積の総合信号(A・B・C・D)が上記
第2のパストランジスタ回路(PT2)の上記出力ノード(Ou
t)から得られることを特徴とする(図1参照)。本発明の
他の具体的な実施形態による半導体集積回路は、上記第
3のパストランジスタ回路(PT3)の上記第1の電界効果
型トランジスタ(Q1)と上記第2の電界効果型トランジス
タ(Q2)の少なくともいずれか一方(Q1)のソース・ドレイ
ン経路は、上記第2のパストランジスタ回路(PT2)の上
記出力ノード(Out)に接続され、上記第1のパストラン
ジスタ回路(PT1)の上記第1の電界効果型トランジスタ
(Q1)のゲートと上記第2の電界効果型トランジスタのゲ
ート(Q2)とは第1の相補入力信号(A,/A)に応答する
ことにより、上記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)と
上記第2の電界効果型トランジスタ(Q2)とは相補的に導
通し、上記第2のパストランジスタ回路(PT2)の上記第
1の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートと上記第2の
電界効果型トランジスタ(Q2)のゲートとは第2の相補入
力信号に応答することにより、上記第1の電界効果型ト
ランジスタ(Q1)と上記第2の電界効果型トランジスタ(Q
2)とは相補的に導通し、上記第3のパストランジスタ回
路(TP3)の上記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲ
ートと上記第2の電界効果型トランジスタのゲート(Q2)
とは第3の相補入力信号(D,/D)に応答することによ
り、上記第1の電界効果型トランジスタ(Q1)と上記第2
の電界効果型トランジスタ(Q2)とは相補的に導通し、上
記第1のパストランジスタ回路(PT1)は上記第1の相補
入力信号(A,/A)と上記第1入力ノード(In1) の上記
第1入力信号(B)との論理積の信号(A・B)を上記出力
ノード(Out)に生成し、上記第2のパストランジスタ回
路(PT2)へ供給される上記第2の相補入力信号は上記第
1のパストランジスタ回路(PT1)の上記出力ノード(Out)
から生成された上記論理積の信号(A・B)に応答し、該
論理積の信号(A・B)と上記第1入力ノード(In1) の入
力信号(C)との論理積の信号(A・B・C)を上記第2の
パストランジスタ回路(PT2)の上記出力ノード(Out)に生
成し、上記第3のパストランジスタ回路(PT3)の上記第
1入力ノード(In1)へ供給される入力信号は上記第2の
パストランジスタ回路(PT2)の上記出力ノード(Out)から
生成された上記論理積の信号(A・B・C)に応答し、上
記第1のパストランジスタ回路(PT1)の上記出力ノード
(Out)に生成された上記論理積の信号(A・B・C)と上
記第3の相補入力信号 (D,/D)との論理積の総合信号
(A・B・C・/D)が上記第3のパストランジスタ回路
(PT3)の上記出力ノード(Out)から得られることを特徴と
する(図2参照)。本発明のより具体的な実施形態による
半導体集積回路は、上記論理回路の上記第1、上記第
2、上記第3のパストランジスタ回路(PT1,PT2,PT3)の
各パストランジスタ回路の上記第1の電界効果型トラン
ジスタ(Q1)と上記第2の電界効果型トランジスタ(Q2)と
はNチャネル型MOSFETであり、上記第1のパスト
ランジスタ回路(PT1)の上記出力ノード(Out)から生成さ
れた上記論理積の信号(A・B)はCMOSインバータ
(4000,4002,4003,4004)の入力に印
加され、該CMOSインバータ(4000,4002,
4003,4004)の出力から上記第2のパストラン
ジスタ回路(PT2)へ供給される上記第2の相補入力信号
が生成されることを特徴とする(図4参照)。本発明の最
も具体的な実施形態による半導体集積回路は、上記記載
の論理回路と類似の回路構成と類似の論理信号供給方式
の少なくとも二つの論理回路(LC1,LC2)と、上記
二つの論理回路(LC1,LC2)の各出力信号を論理処
理する合成論理回路(LC12)とを具備することを特徴
とする(図3、図4参照)。本発明のその他の目的と新規
な特徴は、以下の実施例から明らかとなろう。In order to achieve the above object, the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention is
A logic circuit having second and third pass transistor circuits (PT1, PT2, PT3) is provided, and the first, second and third pass transistor circuits (PT1, P3) of the logic circuit are provided.
Each pass transistor circuit (T2, PT3) is the first input node
(In1), second input node (In2), output node (0ut)
A first field effect transistor (Q1) having a source / drain path connected between the first input node (In1) and the output node (0ut), and the second input node (In2). A second field effect transistor (Q2) having a source / drain path connected to the output node (0ut),
The signal of the output node (Out) of the first pass transistor circuit (PT1) is applied to the second pass transistor circuit (PT2).
Of the first field effect transistor (Q1) of the third field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q1) of the third pass transistor circuit (PT3) The source / drain path of at least one of (Q1) of (Q2) is connected to one of the first input node (In1) and the output node (OUT) of the second pass transistor circuit (PT2), The first input node (In1) of the first pass transistor circuit (PT1) and the second input node (In1)
The first input signal and the second input signal are applied to the input node (In2), and the first input signal and the second input signal have a logically independent relationship (B, GND). Characterizing
(See FIGS. 1 and 2). In the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention as described above, it is related to the logic decision of the output signal of the logic circuit obtained from either the output node of the second pass transistor circuit or the output node of the third pass transistor circuit. The first pass transistor circuit and the second
Between the second pass transistor circuit and the third pass transistor circuit, a method of applying the output signal of the former stage pass transistor to the gate of the latter stage pass transistor circuit is adopted, and between the second pass transistor circuit and the third pass transistor circuit. Is applied to the source / drain path of the subsequent pass transistor, and the first input node and the second input node of the first pass transistor circuit are logically independent of each other. A method of applying an input signal and a second input signal is adopted. As a result, the output signal of the logic circuit having the first, second, and third pass transistor circuits depends on the above three signal application methods, the number of required transistors is small, and power consumption and delay can be reduced. Thus, it becomes possible to provide a semiconductor integrated circuit having a logic circuit capable of realizing a complicated logic function. Furthermore, the first, second and third
Change the mutual connection form of the pass transistor circuits, and apply a logic input signal to the first input node and the second input node of each pass transistor circuit of the first, second and third pass transistor circuits. By making it complicated, it becomes possible to realize more complicated logical functions. A semiconductor integrated circuit according to a specific embodiment of the present invention includes at least the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) of the third pass transistor circuit (PT3). One of the source / drain paths (Q1) is connected to the first input node (In1) of the second pass transistor circuit (PT2), and is connected to the first input node (In1) of the first pass transistor circuit (PT1). The gate of the field effect transistor (Q1) and the gate (Q2) of the second field effect transistor are responsive to the first complementary input signal (A, / A), and Type transistor (Q
1) and the second field effect transistor (Q2) are complementarily conducted, and the gate of the first field effect transistor (Q1) of the second pass transistor circuit (PT2) and the second field effect transistor (Q2) are connected to each other. The gate of the field-effect transistor (Q2) of FIG. 2 is responsive to the second complementary input signal, so that the first field-effect transistor (Q1) and the second field-effect transistor (Q2) are complementary to each other. Electrically conductive, the first field effect transistor (Q1) of the third pass transistor circuit (PT3)
Gate and the gate of the second field effect transistor
(Q2) is complementary to the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) by responding to the third complementary input signal (C, / C). To the first pass transistor circuit (PT1).
Complementary input signals (A, / A) and the first input node (In1)
A signal (A · B) of the logical product of the first input signal (B) and the third complementary input signal (PT3) is generated at the output node (Out). C, / C) and the input signal (D) of the first input node (In1) and a logical product signal (C · D) is generated at the output node (Out),
The second complementary input signal supplied to the pass transistor circuit (PT2) of the above is the first pass transistor circuit (PT1).
Of the first pass transistor circuit in response to the logical product signal (AB) generated from the output node (Out) of
The signal (AB) of the logical product generated at the output node (Out) of (PT1) and the third pass transistor circuit (PT3)
Signal of the logical product generated at the output node (Out) of
The total signal (A, B, C, D) of the logical product with (C, D) is the output node (Ou) of the second pass transistor circuit (PT2).
t) is obtained (see FIG. 1). A semiconductor integrated circuit according to another specific embodiment of the present invention includes the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) of the third pass transistor circuit (PT3). The source / drain path of at least one (Q1) of the first pass transistor circuit (PT1) is connected to the output node (Out) of the second pass transistor circuit (PT2). Field effect transistor
The gate of (Q1) and the gate (Q2) of the second field effect transistor are responsive to the first complementary input signal (A, / A), so that the first field effect transistor (Q1) And the second field-effect transistor (Q2) are complementarily conducted, and the gate of the first field-effect transistor (Q1) of the second pass transistor circuit (PT2) and the second electric field The gate of the effect transistor (Q2) is responsive to the second complementary input signal to allow the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) to respond.
2) is complementarily conductive, and the gate of the first field effect transistor (Q1) of the third pass transistor circuit (TP3) and the gate of the second field effect transistor (Q2).
Means that in response to the third complementary input signal (D, / D), the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q1)
Of the field effect transistor (Q2) is complementarily conducted, and the first pass transistor circuit (PT1) is connected to the first complementary input signal (A, / A) and the first input node (In1). The second complementary input for generating a logical product signal (AB) with the first input signal (B) at the output node (Out) and supplying the signal to the second pass transistor circuit (PT2). The signal is the output node (Out) of the first pass transistor circuit (PT1).
In response to the logical product signal (AB) generated from the logical product signal (AB) and the logical product signal (C) of the logical product signal (AB) and the input signal (C) of the first input node (In1). A, B, C) are generated at the output node (Out) of the second pass transistor circuit (PT2) and are supplied to the first input node (In1) of the third pass transistor circuit (PT3). Input signal in response to the logical product signal (A, B, C) generated from the output node (Out) of the second pass transistor circuit (PT2), ) Above output node
Total signal of logical product of the logical product signals (A, B, C) generated at (Out) and the third complementary input signal (D, / D)
(A / B / C // D) is the third pass transistor circuit
It is obtained from the output node (Out) of (PT3) (see FIG. 2). A semiconductor integrated circuit according to a more specific embodiment of the present invention is the first pass transistor circuit of each of the first, second and third pass transistor circuits (PT1, PT2, PT3) of the logic circuit. The field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) are N-channel MOSFETs, and are generated from the output node (Out) of the first pass transistor circuit (PT1). The logical product signal (A / B) is a CMOS inverter.
(4000, 4002, 4003, 4004) applied to the input of the CMOS inverter (4000, 4002,
It is characterized in that the second complementary input signal supplied to the second pass transistor circuit (PT2) is generated from the output of 4003, 4004) (see FIG. 4). A semiconductor integrated circuit according to the most specific embodiment of the present invention includes at least two logic circuits (LC1 and LC2) having a circuit configuration similar to the logic circuit described above and a logic signal supply system similar to the logic circuit described above, and the two logic circuits. And a synthesis logic circuit (LC12) for logically processing each output signal of (LC1, LC2) (see FIGS. 3 and 4). Other objects and novel features of the present invention will be apparent from the following examples.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に沿って説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the drawings.
【0006】図1および図2はそれぞれ本発明の実施例
による論理回路を有する半導体集積回路の回路図を示す
ものであり、特に限定されないが、各回路素子は公知の
半導体集積回路のプロセス技術によって1個の単結晶シ
リコン半導体基板内に形成されている。この実施例によ
る半導体集積回路の論理回路は第1のパストランジスタ
回路(PT1)と、第2のパストランジスタ回路(PT2,)、第
3のパストランジスタ回路(PT1,PT2,PT3)とを有する。
第1、第2、第3のパストランジスタ回路(PT1,PT2,PT
3)の各パストランジスタ回路は、第1入力ノード(In1)
と、第2入力ノード(In2)と、出力ノード(0ut)と、第1
入力ノード(In1)と出力ノード(0ut)との間にソース・ド
レイン経路が接続された第1の電界効果型トランジスタ
(Q1)と、第2入力ノード(In2)と該出力ノード(0ut)との
間にソース・ドレイン経路が接続された第2の電界効果
型トランジスタ(Q2)とを有している。第1のパストラン
ジスタ回路(PT1)の出力ノード(Out)の信号に第2のパス
トランジスタ回路(PT2)の第1の電界効果型トランジス
タ(Q1)のゲートが応答する。第3のパストランジスタ回
路(PT3)の第1の電界効果型トランジスタ(Q1)と第2の
電界効果型トランジスタ(Q2)の少なくともいずれか一方
(Q1)のソース・ドレイン経路は、第2のパストランジス
タ回路(PT2)の第1入力ノード(In1)および出力ノード(O
UT)のいずれかに接続されている。第1のパストランジ
スタ回路(PT1)の第1入力ノード(In1)と第2入力ノード
(In2)とには第1入力信号と第2入力信号とが印加さ
れ、この第1入力信号とこの第2入力信号とは論理的に
独立の関係(B,GND)にあることを特徴とする。尚、
図1および図2においては、第1、第2、第3のパスト
ランジスタ回路(PT1,PT2,PT3)の各パストランジスタ回
路の第1の電界効果型トランジスタ(Q1)と第2の電界効
果型トランジスタ(Q2)とはNチャネル型MOSFETで
ある。第1、第2、第3のパストランジスタ回路(PT1,P
T2,PT3)の各パストランジスタ回路の第1の電界効果型
トランジスタ(Q1)のゲートと第2の電界効果型トランジ
スタ(Q2)のゲートとの間には極性反転器としてのCMO
Sインバータ回路(INV1,INV2,INV3)がそ
れぞれ接続されている。尚、第1、第2、第3のパスト
ランジスタ回路(PT1,PT2,PT3)の各パストランジスタ回
路においては、変形実施形態として、第2の電界効果型
トランジスタ(Q2)はNチャネル型MOSFETからPチ
ャネル型MOSFETへ置換されることが可能である。
この場合、極性反転器としてのCMOSインバータ回路
(INV1,INV2,INV3)は省略されて、第1の
電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートと第2の電界効果
型トランジスタ(Q2)のゲートとは直接接続されることが
できる。FIGS. 1 and 2 are circuit diagrams of a semiconductor integrated circuit having a logic circuit according to an embodiment of the present invention, and although not particularly limited, each circuit element is formed by a known semiconductor integrated circuit process technique. It is formed in one single crystal silicon semiconductor substrate. The logic circuit of the semiconductor integrated circuit according to this embodiment has a first pass transistor circuit (PT1), a second pass transistor circuit (PT2,) and a third pass transistor circuit (PT1, PT2, PT3).
First, second and third pass transistor circuits (PT1, PT2, PT
Each pass transistor circuit of 3) is the first input node (In1)
A second input node (In2), an output node (0ut), a first
First field effect transistor having a source / drain path connected between an input node (In1) and an output node (0ut)
(Q1), and a second field effect transistor (Q2) having a source / drain path connected between the second input node (In2) and the output node (0ut). The gate of the first field effect transistor (Q1) of the second pass transistor circuit (PT2) responds to the signal of the output node (Out) of the first pass transistor circuit (PT1). At least one of the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) of the third pass transistor circuit (PT3)
The source / drain path of (Q1) is the first input node (In1) and output node (O1) of the second pass transistor circuit (PT2).
UT). First input node (In1) and second input node of the first pass transistor circuit (PT1)
A first input signal and a second input signal are applied to (In2), and the first input signal and the second input signal have a logically independent relationship (B, GND). To do. still,
In FIG. 1 and FIG. 2, the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor of each pass transistor circuit of the first, second and third pass transistor circuits (PT1, PT2, PT3) are shown. The transistor (Q2) is an N-channel MOSFET. First, second and third pass transistor circuits (PT1, P
C2 as a polarity inverter between the gate of the first field effect transistor (Q1) and the gate of the second field effect transistor (Q2) of each pass transistor circuit (T2, PT3).
The S inverter circuits (INV1, INV2, INV3) are connected to each other. In each of the pass transistor circuits of the first, second, and third pass transistor circuits (PT1, PT2, PT3), as a modified embodiment, the second field effect transistor (Q2) is an N-channel MOSFET. It can be replaced with a P-channel MOSFET.
In this case, a CMOS inverter circuit as a polarity inverter
(INV1, INV2, INV3) can be omitted and the gate of the first field effect transistor (Q1) and the gate of the second field effect transistor (Q2) can be directly connected.
【0007】次に、図1の論理回路の構成および動作に
つき、さらに詳細に説明する。この図1の論理回路の第
1のパストランジスタ回路(PT1)のNチャネル型の第1
の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートにはローレベル
とハイレベルとに変化する論理入力信号Aが印加され、
第2の電界効果型トランジスタ(Q2)のゲートにはCMO
Sインバータ回路(INV1)の出力から論理入力信号A
の反転信号/Aが印加される。また、第1入力ノード(In
1)にはローレベルとハイレベルとに変化する論理入力信
号Bが印加され、第2入力ノード(In2)には定常的に接
地電位(GND)が印加される。その結果、第1のパスト
ランジスタ回路(PT1)の出力ノード(0ut)からは、論理入
力信号Aと論理入力信号Bとの論理積の出力信号A・B
が得られる。この第1のパストランジスタ回路(PT1)の
論理積の出力信号A・Bは第2のパストランジスタ回路
(PT2)の第1の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートに
印加される一方、第2のパストランジスタ回路(PT2)の
第2の電界効果型トランジスタ(Q2)のゲートにはCMO
Sインバータ回路(INV2)の出力から論理積A・Bの
反転信号が印加される。また、第3のパストランジスタ
回路(PT3)のNチャネル型の第1の電界効果型トランジ
スタ(Q1)のゲートにはローレベルとハイレベルとに変化
する論理入力信号Cが印加され、第2の電界効果型トラ
ンジスタ(Q2)のゲートにはCMOSインバータ回路(I
NV3)の出力から論理入力信号Cの反転信号/Cが印加
される。また、第1入力ノード(In1)にはローレベルと
ハイレベルとに変化する論理入力信号Dが印加され、第
2入力ノード(In2)には定常的に接地電位(GND)が印
加される。その結果、第3のパストランジスタ回路(PT
3)の出力ノード(0ut)からは、論理入力信号Cと論理入
力信号Dとの論理積の出力信号C・Dが得られる。この
第3のパストランジスタ回路(PT3)の論理積の出力信号
C・Dは、第2のパストランジスタ回路(PT2)の第1入
力ノード(In1)に印加される。一方、第2のパストラン
ジスタ回路(PT2)の第1の電界効果型トランジスタ(Q1)
のゲートには第1のパストランジスタ回路(PT1)の論理
積の出力信号A・Bが印加されているので、第2のパス
トランジスタ回路(PT2)の出力ノード(0ut)からは論理入
力信号Aと論理入力信号Bと論理入力信号Cと論理入力
信号Dとの論理積の出力信号A・B・C・Dが得られ
る。かくして、図1の実施例の第1のパストランジスタ
回路(PT1)と、第2のパストランジスタ回路(PT2,)、第
3のパストランジスタ回路(PT1,PT2,PT3)とを有する論
理回路は、4入力AND回路として動作することが理解
できる。尚、多入力のAND回路は、全ての論理機能が
要求されるランダムロジック回路の基本となるものであ
ることは言うまでもない。この点において、図1の実施
例の論理回路の実用的価値は、極めて大きいものであ
る。さらに、図1の実施例の論理回路は、単純な多入力
のAND回路として動作するだけでなく、さらに複雑な
論理機能を実現することができる。例えば、第1のパス
トランジスタ回路(PT1)の第2入力ノード(In2)には定常
的に接地電位(GND)を印加するのではなく、ローレベ
ルとハイレベルとに変化する論理入力信号Xが印加され
る場合を考える。この場合には、論理積信号/A・X(論
理入力信号Aの反転信号/Aと論理入力信号Xとの論理
積)と論理積信号A・B(論理入力信号Aと論理入力信号
Bとの論理積)との論理和の信号A・B+/A・Xが第1
のパストランジスタ回路(PT1)の出力ノード(0ut)から得
られ、最終的に第2のパストランジスタ回路(PT2)の出
力ノード(0ut)から極めて複雑な論理出力信号が得られ
ることは容易に理解されるところであろう。Next, the structure and operation of the logic circuit of FIG. 1 will be described in more detail. The first N-channel type of the first pass transistor circuit (PT1) of the logic circuit of FIG.
A logic input signal A that changes to a low level and a high level is applied to the gate of the field effect transistor (Q1) of
The gate of the second field effect transistor (Q2) has a CMO
Logic input signal A from the output of the S inverter circuit (INV1)
The inversion signal / A is applied. Also, the first input node (In
The logic input signal B that changes between low level and high level is applied to 1), and the ground potential (GND) is constantly applied to the second input node (In2). As a result, the output signal A · B of the logical product of the logical input signal A and the logical input signal B is output from the output node (0ut) of the first pass transistor circuit (PT1).
Is obtained. The output signal A / B of the logical product of the first pass transistor circuit (PT1) is the second pass transistor circuit.
CMO is applied to the gate of the second field effect transistor (Q2) of the second pass transistor circuit (PT2) while being applied to the gate of the first field effect transistor (Q1) of (PT2).
An inverted signal of the logical product A and B is applied from the output of the S inverter circuit (INV2). Further, a logic input signal C that changes between a low level and a high level is applied to the gate of the N-channel first field effect transistor (Q1) of the third pass transistor circuit (PT3), The gate of the field effect transistor (Q2) has a CMOS inverter circuit (I
The inverted signal / C of the logic input signal C is applied from the output of NV3). Further, the logic input signal D that changes between low level and high level is applied to the first input node (In1), and the ground potential (GND) is constantly applied to the second input node (In2). As a result, the third pass transistor circuit (PT
From the output node (0ut) of 3), the output signal C · D of the logical product of the logical input signal C and the logical input signal D is obtained. The output signal C / D of the logical product of the third pass transistor circuit (PT3) is applied to the first input node (In1) of the second pass transistor circuit (PT2). On the other hand, the first field effect transistor (Q1) of the second pass transistor circuit (PT2)
Since the output signals A and B of the logical product of the first pass transistor circuit (PT1) are applied to the gate of, the logical input signal A from the output node (0ut) of the second pass transistor circuit (PT2). Output signals A, B, C, D of the logical product of the logical input signal B, the logical input signal C, and the logical input signal D are obtained. Thus, the logic circuit having the first pass transistor circuit (PT1), the second pass transistor circuit (PT2,) and the third pass transistor circuit (PT1, PT2, PT3) of the embodiment of FIG. It can be understood that it operates as a 4-input AND circuit. Needless to say, the multi-input AND circuit is the basis of a random logic circuit that requires all logic functions. In this respect, the practical value of the logic circuit of the embodiment of FIG. 1 is extremely large. Further, the logic circuit of the embodiment of FIG. 1 can not only operate as a simple multi-input AND circuit, but can realize a more complicated logic function. For example, instead of constantly applying the ground potential (GND) to the second input node (In2) of the first pass transistor circuit (PT1), the logic input signal X changing to low level and high level is input. Consider the case where it is applied. In this case, the logical product signal / AX (logical product of the inverted signal / A of the logical input signal A and the logical input signal X) and the logical product signal AB (logical input signal A and logical input signal B) The logical sum of the signal and the signal A ・ B + / A ・ X is the first
It is easy to understand that a very complicated logic output signal can be obtained from the output node (0ut) of the second pass transistor circuit (PT1) and finally from the output node (0ut) of the second pass transistor circuit (PT2). It will be done.
【0008】図2の実施例の論理回路は、本発明の他の
実施例を示したものである。すなわち、図2の実施例の
論理回路の第1のパストランジスタ回路(PT1)のNチャ
ネル型の第1の電界効果型トランジスタ(Q1)のゲートに
はローレベルとハイレベルとに変化する論理入力信号A
が印加され、第2の電界効果型トランジスタ(Q2)のゲー
トにはCMOSインバータ回路(INV1)の出力から論
理入力信号Aの反転信号/Aが印加される。また、第1
入力ノード(In1)にはローレベルとハイレベルとに変化
する論理入力信号Bが印加され、第2入力ノード(In2)
には定常的に接地電位(GND)が印加される。その結
果、第1のパストランジスタ回路(PT1)の出力ノード(0u
t)からは、論理入力信号Aと論理入力信号Bとの論理積
の出力信号A・Bが得られる。この第1のパストランジ
スタ回路(PT1)の論理積の出力信号A・Bは第2のパス
トランジスタ回路(PT2)の第1の電界効果型トランジス
タ(Q1)のゲートに印加される一方、第2のパストランジ
スタ回路(PT2)の第2の電界効果型トランジスタ(Q2)の
ゲートにはCMOSインバータ回路(INV2)の出力か
ら論理積A・Bの反転信号が印加される。第2入力ノー
ド(In2)には定常的に接地電位(GND)が印加される。
その結果、第2のパストランジスタ回路(PT2)の出力ノ
ード(0ut)からは、論理入力信号Aと論理入力信号Bと
論理入力信号Cとの論理積の出力信号A・B・Cが得ら
れる。また、第3のパストランジスタ回路(PT3)の第1
入力ノード(In1)には第2のパストランジスタ回路(PT2)
の出力ノード(0ut)から得られた論理積信号A・B・C
が印加され、第2の電界効果型トランジスタ(Q2)のゲー
トにはCMOSインバータ回路(INV3)の出力から論
理入力信号Dの反転信号/Dが印加され、第1の電界効
果型トランジスタ(Q1)のゲートには論理入力信号Dが印
加され、第2入力ノード(In2)には定常的に接地電位(G
ND)が印加される。その結果、第3のパストランジス
タ回路(PT3)の出力ノード(0ut)からは、第3のパストラ
ンジスタ回路(PT3)の出力ノード(0ut)からは、論理入力
信号Aと論理入力信号Bと論理入力信号Cと論理入力信
号Dとの論理積の出力信号A・B・C・/Dが得られ
る。さらに、図2の実施例の論理回路は、単純な多入力
のAND回路として動作するだけでなく、さらに複雑な
論理機能を実現することができる。例えば、第1のパス
トランジスタ回路(PT1)の第2入力ノード(In2)と第2の
パストランジスタ回路(PT2)の第2入力ノード(In2)と第
3のパストランジスタ回路(PT3)の第2入力ノード(In2)
とには定常的に接地電位(GND)を印加するのではな
く、ローレベルとハイレベルとに変化する論理入力信号
X、Y、Zとがそれぞれに印加される場合を考える。こ
の場合には、最終的に、第3のパストランジスタ回路(P
T3)の出力ノード(0ut)から極めて複雑な論理出力信号が
得られることは容易に理解されるところであろう。この
ように、本発明の実施例によれば、第1、第2、第3の
パストランジスタ回路(PT1、PT2、PT3)の相互の接続形
態を変更したり、第1、第2、第3のパストランジスタ
回路(PT1、PT2、PT3)の各パストランジスタ回路の第1
入力ノード(In1)と第2入力ノード(In2)への論理入力信
号の印加方式を複雑にすることにより、さらに複雑な論
理機能を実現することが可能となる。このように複雑な
論理機能を実現するとともに、必要トランジスタ数が少
なく、消費電力および遅延の低減が可能な論理回路の複
数のパストランジスタ回路の相互の接続形態や各パスト
ランジスタ回路への論理入力信号の印加方式を決定する
ために、冒頭で説明した第4の従来技術とほぼ同様の2
分決定グラフを応用することができる。The logic circuit of the embodiment shown in FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. That is, the gate of the N-channel first field effect transistor (Q1) of the first pass transistor circuit (PT1) of the logic circuit of the embodiment of FIG. 2 has a logic input that changes to a low level and a high level. Signal A
Is applied, and the inverted signal / A of the logic input signal A is applied to the gate of the second field effect transistor (Q2) from the output of the CMOS inverter circuit (INV1). Also, the first
The input node (In1) is applied with the logic input signal B that changes between low level and high level, and the second input node (In2)
A ground potential (GND) is constantly applied to the. As a result, the output node (0u) of the first pass transistor circuit (PT1)
From t), the output signals A and B of the logical product of the logical input signal A and the logical input signal B are obtained. The output signals A and B of the logical product of the first pass transistor circuit (PT1) are applied to the gate of the first field effect transistor (Q1) of the second pass transistor circuit (PT2) while the second The inversion signal of the logical product A and B is applied from the output of the CMOS inverter circuit (INV2) to the gate of the second field effect transistor (Q2) of the pass transistor circuit (PT2). The ground potential (GND) is constantly applied to the second input node (In2).
As a result, from the output node (0ut) of the second pass transistor circuit (PT2), output signals A, B, and C of the logical product of the logical input signal A, the logical input signal B, and the logical input signal C are obtained. . In addition, the first of the third pass transistor circuit (PT3)
The input node (In1) has a second pass transistor circuit (PT2)
AND signal A, B, C obtained from the output node (0ut) of
Is applied, and the inverted signal / D of the logic input signal D is applied from the output of the CMOS inverter circuit (INV3) to the gate of the second field effect transistor (Q2), and the first field effect transistor (Q1) is applied. A logic input signal D is applied to the gate of, and the second input node (In2) constantly receives the ground potential (G
ND) is applied. As a result, from the output node (0ut) of the third pass transistor circuit (PT3), from the output node (0ut) of the third pass transistor circuit (PT3), the logic input signal A, the logic input signal B, and the logic The output signals A, B, C, and / D of the logical product of the input signal C and the logical input signal D are obtained. Further, the logic circuit of the embodiment of FIG. 2 can not only operate as a simple multi-input AND circuit, but also realize a more complicated logic function. For example, the second input node (In2) of the first pass transistor circuit (PT1), the second input node (In2) of the second pass transistor circuit (PT2), and the second input node (In2) of the third pass transistor circuit (PT3). Input node (In2)
Consider the case where the logic input signals X, Y, and Z that change to the low level and the high level are applied to each of them, instead of constantly applying the ground potential (GND). In this case, finally, the third pass transistor circuit (P
It will be easily understood that a very complicated logic output signal can be obtained from the output node (0ut) of T3). As described above, according to the embodiment of the present invention, the mutual connection form of the first, second and third pass transistor circuits (PT1, PT2, PT3) can be changed, and the first, second and third pass transistor circuits can be changed. First pass transistor circuit of each pass transistor circuit (PT1, PT2, PT3)
By complicating the method of applying the logic input signal to the input node (In1) and the second input node (In2), it becomes possible to realize a more complicated logic function. In addition to realizing such complex logic functions, the number of required transistors is small, and the power supply and delay can be reduced. Mutual connection of multiple pass transistor circuits and logic input signals to each pass transistor circuit. In order to determine the application method of the
The minute decision graph can be applied.
【0009】図5は一般的な15個のパストランジスタ
回路の直列接続による16入力のAND回路を示してい
る。この回路の出力OUTからは、論理入力信号Qから
論理入力信号Aまでの16個の論理入力信号の論理積出
力信号を得ることができるが、論理入力信号Qから出力
OUTまでのクリティカルパスは15個のパストランジ
スタ回路の直列接続となる。その結果、このAND回路
の信号遅延は極めて大きなものとなる。FIG. 5 shows a 16-input AND circuit formed by serially connecting 15 general pass transistor circuits. From the output OUT of this circuit, a logical product output signal of 16 logical input signals from the logical input signal Q to the logical input signal A can be obtained, but the critical path from the logical input signal Q to the output OUT is 15 This is a series connection of individual pass transistor circuits. As a result, the signal delay of this AND circuit becomes extremely large.
【0010】一方、図3は2分決定グラフを応用して信
号遅延を少なくした本発明の実施例による16入力のA
ND回路を示している。論理回路ブロックLC1,LC
2,LC3,LC4は図1の回路構成と全く同様であ
る.従って、論理回路ブロックLC1の出力から、A・
B・C・Dの論理積信号が得られ、論理回路ブロックL
C1の出力から、A・B・C・Dの論理積信号が得ら
れ、論理回路ブロックLC2の出力から、E・F・G・
Hの論理積信号が得られ、論理回路ブロックLC3の出
力から、I・J・K・Lの論理積信号が得られ、論理回
路ブロックLC4の出力から、M・N・P・Qの論理積
信号が得られる。従って、論理回路ブロックLC1,L
C2の上位に設けられた論理回路ブロックLC12の出
力からA・B・C・D・E・F・G・Hの論理積信号が
得られ、論理回路ブロックLC3,LC4の上位に設け
られた論理回路ブロックLC34の出力からI・J・K
・L・M・N・P・Qの論理積信号が得られる。かくし
て、論理回路ブロックLC12、34の上位に設けられ
た論理回路ブロックLC1234の出力からA・B・C
・D・E・F・G・H・I・J・K・L・M・N・P・
Qの論理積信号が得られる。この際の出力までのクリテ
ィカルパスは4個のパストランジスタ回路の直列接続と
なり、AND回路の信号遅延は著しく低減される。On the other hand, FIG. 3 shows a 16-input A according to an embodiment of the present invention in which the signal delay is reduced by applying the binary decision graph.
The ND circuit is shown. Logic circuit block LC1, LC
2, LC3 and LC4 are exactly the same as the circuit configuration of FIG. Therefore, from the output of the logic circuit block LC1,
A logical product signal of B, C, D is obtained, and the logical circuit block L
A logical product signal of A, B, C, D is obtained from the output of C1, and E, F, G,
A logical product signal of H is obtained, a logical product signal of I, J, K, and L is obtained from the output of the logical circuit block LC3, and a logical product of M, N, P, and Q is obtained from the output of the logical circuit block LC4. The signal is obtained. Therefore, the logic circuit blocks LC1 and L
A logical product signal of A, B, C, D, E, F, G, and H is obtained from the output of the logic circuit block LC12 provided above C2, and the logic provided above the logic circuit blocks LC3 and LC4. From the output of the circuit block LC34, IJK
A logical product signal of L, M, N, P and Q is obtained. Thus, from the output of the logic circuit block LC1234 provided above the logic circuit blocks LC12, 34, A, B, C
・ D ・ E ・ F ・ G ・ H ・ I ・ J ・ K ・ L ・ M ・ N ・ P ・
A logical product signal of Q is obtained. The critical path to the output at this time is a series connection of four pass transistor circuits, and the signal delay of the AND circuit is significantly reduced.
【0011】図4は、図3の実施例による15入力のA
ND回路の構成および接続を部分的に変更することによ
りパストランジスタ回路を通過した信号レベルの損失を
回復するようにした他の実施例を示している。すなわ
ち、Nチャネル型MOSFETのみで構成されたパスト
ランジスタ回路を通過する際に、信号レベルはNチャネ
ル型MOSFETのゲート・ソース間しきい値電圧の損
失を受けることは、良く知られている。図4の論理回路
ブロックLC1,LC2,LC3,LC4,LC12,
34,LC1234の内部に設けられた信号増幅器とし
てのCMOSインバータ4000,4001,400
2,4003,4004,4005,4006は、この
しきい値電圧の損失を回復するものである。すなわち、
CMOSインバータ4000〜4006の論理入力信号
のハイレベルが多少低下しても、その出力信号は電源電
圧のハイレベルと接地電位のローレベルとの間で変化す
るものである。尚、信号増幅器としてのCMOSインバ
ータ4000〜4006は、論理入力信号を反転して出
力に伝達するため、論理回路ブロックLC1,LC2,
LC3,LC4の出力段のパストランジスタ回路のゲー
トへの信号印加形式が変更され、さらに論理回路ブロッ
クLC12,34,LC1234パストランジスタ回路
のゲートへの信号印加形式が変更されている。しかし、
最終的には、論理回路ブロックLC1234の出力から
A・B・C・D・E・F・G・H・I・J・K・L・M
・N・P・Qの論理積信号が得られることは容易に理解
されるであろう。FIG. 4 shows a 15-input A according to the embodiment of FIG.
7 shows another embodiment in which the loss of the signal level passing through the pass transistor circuit is recovered by partially changing the configuration and connection of the ND circuit. That is, it is well known that the signal level is subject to the loss of the gate-source threshold voltage of the N-channel MOSFET when passing through the pass transistor circuit composed of only the N-channel MOSFET. The logic circuit blocks LC1, LC2, LC3, LC4, LC12, of FIG.
34, CMOS inverters 4000, 4001, 400 as signal amplifiers provided inside LC1234
2, 4003, 4004, 4005, 4006 are for recovering the loss of the threshold voltage. That is,
Even if the high level of the logic input signal of the CMOS inverters 4000 to 4006 is slightly lowered, the output signal thereof changes between the high level of the power supply voltage and the low level of the ground potential. Since the CMOS inverters 4000 to 4006 as signal amplifiers invert the logic input signal and transmit it to the output, the logic circuit blocks LC1, LC2,
The signal application form to the gates of the pass transistor circuits at the output stages of LC3 and LC4 has been changed, and the signal application form to the gates of the logic circuit blocks LC12, 34, LC1234 pass transistor circuits has been changed. But,
Finally, from the output of the logic circuit block LC1234, A / B / C / D / E / F / G / H / I / J / K / L / M.
It will be easily understood that an AND signal of N, P and Q is obtained.
【0012】以上、本発明者によりなされた本発明の実
施例を詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施
例に限定されるものでなく、その技術思想の範囲内で種
々変更可能なことは言うまでもない。例えば、パストラ
ンジスタ回路の電界効果トランジスタはシリコンのMO
SFETに限定されるものでなく、GaAsの化合物半
導体によるMESFETを使用することができる。ま
た、本発明のパストランジスタ回路を有する論理回路
は、汎用プロセッサ、信号処理プロセッサ、画像処理プ
ロセッサ等のLSIにおいて、例えば、RISC型の命
令を解読して命令実行ユニットを制御するためのランダ
ムロジックに回路に適用されることによって、LSI全
体の消費電力および遅延の低減が可能となることは言う
までもない。The embodiments of the present invention made by the present inventor have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea thereof. Not to mention possible. For example, the field effect transistor of the pass transistor circuit is a silicon MO
The SESFET is not limited to the SFET, and a MESFET made of a compound semiconductor of GaAs can be used. Further, the logic circuit having the pass transistor circuit of the present invention is a random logic for decoding a RISC type instruction and controlling an instruction execution unit in an LSI such as a general-purpose processor, a signal processor, an image processor, etc. Needless to say, when applied to a circuit, the power consumption and delay of the entire LSI can be reduced.
【0013】[0013]
【発明の効果】本発明によれば、必要トランジスタ数が
少なく、消費電力および遅延の低減が可能で、複雑な論
理機能を実現することが可能なパストランジスタ回路を
有する半導体集積回路を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit having a pass transistor circuit which requires a small number of transistors, can reduce power consumption and delay, and can realize a complicated logical function. You can
【図1】本発明の実施例による論理回路の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a logic circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施例による論理回路の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a logic circuit according to another embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例による16入力のAND回
路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a 16-input AND circuit according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の変形実施例による16入力のAND回
路の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a 16-input AND circuit according to a modified embodiment of the present invention.
【図5】一般的な16入力のAND回路の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a general 16-input AND circuit.
PT1…第1のパストランジスタ回路、PT2…第2のパスト
ランジスタ回路、PT3…第3のパストランジスタ回路、I
n1…第1入力ノード、In2…第2入力ノード、0ut…出力
ノード、Q1…第1の電界効果型トランジスタ、Q2…第2
の電界効果型トランジスタ。PT1 ... First pass transistor circuit, PT2 ... Second pass transistor circuit, PT3 ... Third pass transistor circuit, I
n1 ... first input node, In2 ... second input node, 0ut ... output node, Q1 ... first field effect transistor, Q2 ... second
Field effect transistor.
フロントページの続き (72)発明者 関 浩一 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内Front page continuation (72) Inventor Koichi Seki 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory
Claims (6)
を有する論理回路を具備してなり、 上記論理回路の上記第1、上記第2、上記第3のパスト
ランジスタ回路の各パストランジスタ回路は、第1入力
ノードと、第2入力ノードと、出力ノードと、該第1入
力ノードと該出力ノードとの間にソース・ドレイン経路
が接続された第1の電界効果型トランジスタと、該第2
入力ノードと該出力ノードとの間にソース・ドレイン経
路が接続された第2の電界効果型トランジスタとを有し
てなり、 上記第1のパストランジスタ回路の上記出力ノードの信
号に上記第2のパストランジスタ回路の上記第1の電界
効果型トランジスタのゲートが応答し、 上記第3のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタと上記第2の電界効果型トランジスタの
少なくともいずれか一方のソース・ドレイン経路は、上
記第2のパストランジスタ回路の上記第1入力ノードお
よび上記出力ノードのいずれかに接続され、 上記第1のパストランジスタ回路の上記第1入力ノード
と上記第2入力ノードとには第1入力信号と第2入力信
号とが印加され、該第1入力信号と該第2入力信号とは
論理的に独立の関係にあることを特徴とする半導体集積
回路。1. A pass transistor comprising a logic circuit having first, second, and third pass transistor circuits, wherein each pass transistor of the first, second, and third pass transistor circuits of the logic circuit is provided. The circuit includes a first input node, a second input node, an output node, a first field effect transistor having a source / drain path connected between the first input node and the output node, and Second
A second field effect transistor having a source / drain path connected between the input node and the output node, wherein the second field is applied to the signal at the output node of the first pass transistor circuit. The gate of the first field effect transistor of the pass transistor circuit responds, and the source of at least one of the first field effect transistor and the second field effect transistor of the third pass transistor circuit. The drain path is connected to either the first input node or the output node of the second pass transistor circuit, and is connected to the first input node and the second input node of the first pass transistor circuit. Is applied with the first input signal and the second input signal, and the first input signal and the second input signal have a logically independent relationship. Semiconductor integrated circuit to be butterflies.
1の電界効果型トランジスタと上記第2の電界効果型ト
ランジスタの少なくともいずれか一方のソース・ドレイ
ン経路は、上記第2のパストランジスタ回路の上記第1
入力ノードに接続され、 上記第1のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタのゲートと上記第2の電界効果型トラン
ジスタのゲートとは第1の相補入力信号に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2
の電界効果型トランジスタとは相補的に導通し、 上記第2のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタのゲートと上記第2の電界効果型トラン
ジスタのゲートとは第2の相補入力信号に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2
の電界効果型トランジスタとは相補的に導通し、 上記第3のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタのゲートと上記第2の電界効果型トラン
ジスタのゲートとは第3の相補入力信号に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2
の電界効果型トランジスタとは相補的に導通し、 上記第1のパストランジスタ回路は上記第1の相補入力
信号と上記第1入力ノードの上記第1入力信号との論理
積の信号を上記出力ノードに生成し、 上記第3のパストランジスタ回路は上記第3の相補入力
信号と上記第1入力ノードの入力信号との論理積の信号
を上記出力ノードに生成し、 上記第2のパストランジスタ回路へ供給される上記第2
の相補入力信号は上記第1のパストランジスタ回路の上
記出力ノードから生成された上記論理積の信号に応答
し、上記第1のパストランジスタ回路の上記出力ノード
に生成された上記論理積の信号と上記第3のパストラン
ジスタ回路の上記出力ノードに生成された上記論理積の
信号との論理積の総合信号が上記第2のパストランジス
タ回路の上記出力ノードから得られることを特徴とする
請求項1に記載の半導体集積回路。2. A source / drain path of at least one of the first field-effect transistor and the second field-effect transistor of the third pass-transistor circuit has a source-drain path of the second pass-transistor circuit. First above
Connected to an input node, wherein the gate of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor of the first pass transistor circuit are responsive to a first complementary input signal, The first field effect transistor and the second
Of the second field effect transistor and the gate of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor of the second pass transistor circuit have a second complementary input signal. In response to the first field effect transistor and the second field effect transistor.
Of the third field effect transistor, and the gate of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor of the third pass transistor circuit have a third complementary input signal. In response to the first field effect transistor and the second field effect transistor.
Of the field effect transistor, and the first pass transistor circuit outputs a logical product signal of the first complementary input signal and the first input signal of the first input node to the output node. The third pass transistor circuit generates a signal of a logical product of the third complementary input signal and the input signal of the first input node at the output node, and outputs the signal to the second pass transistor circuit. The second supplied
The complementary input signal of the first pass transistor circuit is responsive to the AND signal generated from the output node of the first pass transistor circuit, and the complementary input signal of the AND signal generated at the output node of the first pass transistor circuit is 2. The integrated signal of the logical product with the signal of the logical product generated at the output node of the third pass transistor circuit is obtained from the output node of the second pass transistor circuit. The semiconductor integrated circuit according to 1.
1の電界効果型トランジスタと上記第2の電界効果型ト
ランジスタの少なくともいずれか一方のソース・ドレイ
ン経路は、上記第2のパストランジスタ回路の上記出力
ノードに接続され、 上記第1のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタのゲートと上記第2の電界効果型トラン
ジスタのゲートとは第1の相補入力信号に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2
の電界効果型トランジスタとは相補的に導通し、 上記第2のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタのゲートと上記第2の電界効果型トラン
ジスタのゲートとは第2の相補入力信号に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2
の電界効果型トランジスタとは相補的に導通し、 上記第3のパストランジスタ回路の上記第1の電界効果
型トランジスタのゲートと上記第2の電界効果型トラン
ジスタのゲートとは第3の相補入力信号に応答すること
により、上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2
の電界効果型トランジスタとは相補的に導通し、 上記第1のパストランジスタ回路は上記第1の相補入力
信号と上記第1入力ノードの上記第1入力信号との論理
積の信号を上記出力ノードに生成し、 上記第2のパストランジスタ回路へ供給される上記第2
の相補入力信号は上記第1のパストランジスタ回路の上
記出力ノードから生成された上記論理積の信号に応答
し、該論理積の信号と上記第1入力ノードの入力信号と
の論理積の信号を上記第2のパストランジスタ回路の上
記出力ノードに生成し、 上記第3のパストランジスタ回路の上記第1入力ノード
へ供給される入力信号は上記第2のパストランジスタ回
路の上記出力ノードから生成された上記論理積の信号に
応答し、上記第1のパストランジスタ回路の上記出力ノ
ードに生成された上記論理積の信号と上記第3の相補入
力信号との論理積の総合信号が上記第3のパストランジ
スタ回路の上記出力ノードから得られることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体集積回路。3. The source / drain path of at least one of the first field-effect transistor and the second field-effect transistor of the third pass-transistor circuit is provided in the second pass-transistor circuit. Connected to the output node, wherein the gate of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor of the first pass transistor circuit are responsive to a first complementary input signal, The first field effect transistor and the second field effect transistor.
Of the second field effect transistor and the gate of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor of the second pass transistor circuit have a second complementary input signal. In response to the first field effect transistor and the second field effect transistor.
Of the third field effect transistor, and the gate of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor of the third pass transistor circuit have a third complementary input signal. In response to the first field effect transistor and the second field effect transistor.
Of the field effect transistor, and the first pass transistor circuit outputs a logical product signal of the first complementary input signal and the first input signal of the first input node to the output node. And is supplied to the second pass transistor circuit.
In response to the signal of the logical product generated from the output node of the first pass transistor circuit, and outputs a signal of the logical product of the signal of the logical product and the input signal of the first input node. An input signal generated at the output node of the second pass transistor circuit and supplied to the first input node of the third pass transistor circuit is generated from the output node of the second pass transistor circuit. In response to the signal of the logical product, the integrated signal of the logical product of the signal of the logical product generated at the output node of the first pass transistor circuit and the third complementary input signal is the third path. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is obtained from the output node of a transistor circuit.
第3のパストランジスタ回路の各パストランジスタ回路
の上記第1の電界効果型トランジスタと上記第2の電界
効果型トランジスタとはNチャネル型MOSFETであ
り、 上記第1のパストランジスタ回路の上記出力ノードから
生成された上記論理積の信号はCMOSインバータの入
力に印加され、該CMOSインバータの出力から上記第
2のパストランジスタ回路へ供給される上記第2の相補
入力信号が生成されることを特徴とする請求項2に記載
の半導体集積回路。4. The first field effect transistor and the second field effect transistor of each of the pass transistor circuits of the first, second and third pass transistor circuits of the logic circuit are N. It is a channel type MOSFET, and the signal of the logical product generated from the output node of the first pass transistor circuit is applied to the input of the CMOS inverter and supplied from the output of the CMOS inverter to the second pass transistor circuit. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the second complementary input signal is generated.
路構成と類似の論理信号供給方式の少なくとも二つの論
理回路と、 上記二つの論理回路の各出力信号を論理処理する合成論
理回路とを具備することを特徴とする半導体集積回路。5. At least two logic circuits of a logic signal supply system similar to that of the logic circuit according to claim 1, and a composite logic circuit for logically processing each output signal of the two logic circuits. And a semiconductor integrated circuit.
路構成と類似の論理信号供給方式の少なくとも二つの論
理回路と、 上記二つの論理回路の各出力信号を論理処理する合成論
理回路とを具備することを特徴とする半導体集積回路。6. At least two logic circuits of a logic signal supply system similar to that of the logic circuit according to claim 4, and a synthetic logic circuit for logically processing each output signal of the two logic circuits. And a semiconductor integrated circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06971496A JP3405054B2 (en) | 1995-04-25 | 1996-03-26 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-99204 | 1995-04-25 | ||
JP9920495 | 1995-04-25 | ||
JP06971496A JP3405054B2 (en) | 1995-04-25 | 1996-03-26 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0918332A true JPH0918332A (en) | 1997-01-17 |
JP3405054B2 JP3405054B2 (en) | 2003-05-12 |
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ID=26410876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3405054B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6185719B1 (en) | 1997-06-06 | 2001-02-06 | Kawasaki Steel Corporation | Pass-transistor logic circuit and a method of designing thereof |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP06971496A patent/JP3405054B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6185719B1 (en) | 1997-06-06 | 2001-02-06 | Kawasaki Steel Corporation | Pass-transistor logic circuit and a method of designing thereof |
US6353919B2 (en) | 1997-06-06 | 2002-03-05 | Kawasaki Steel Corporation | Pass-transistor logic circuit and a method of designing thereof |
US6496956B2 (en) | 1997-06-06 | 2002-12-17 | Kawasaki Steel Corporation | Pass-transistor logic circuit and a method of designing thereof |
US6591401B2 (en) | 1997-06-06 | 2003-07-08 | Kawasaki Microelectronics, Inc. | Pass transistor logic circuit and a method of designing thereof |
US7120894B2 (en) | 1997-06-06 | 2006-10-10 | Kawasaki Microelectronics, Inc. | Pass-transistor logic circuit and a method of designing thereof |
US7171636B2 (en) | 1997-06-06 | 2007-01-30 | Kawasaki Microelectronics, Inc. | Pass-transistor logic circuit and a method of designing thereof |
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JP3405054B2 (en) | 2003-05-12 |
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