JPS5812348A - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

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JPS5812348A
JPS5812348A JP56110532A JP11053281A JPS5812348A JP S5812348 A JPS5812348 A JP S5812348A JP 56110532 A JP56110532 A JP 56110532A JP 11053281 A JP11053281 A JP 11053281A JP S5812348 A JPS5812348 A JP S5812348A
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
gate field
insulated gate
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Koichiro Okumura
奥村 孝一郎
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0016Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply

Abstract

PURPOSE:To facilitate the manufacture of a semiconductor circuit by a method wherein the high level of the semiconductor circuit output in an active state is increased, the power consumption in a power-down state is brought to zero, and besides, an insulating gate field-effect transistor having special threshold voltage is refrained from using. CONSTITUTION:A transistor T12 is in a non-conductive state when the semiconductor circuit is in power-down state, i.e., the signal to be supplied to the first signal input terminal is at earth level, the output part of the first circuit part becomes Vc level because the transistor T12 is in a non-conductive state, T15 is also in a nonconductive state and the output part of the second partial circuit is placed in Vc level too, and in the third partial circuit, a transistor T16 is in a low impedance state and a transistor T19 is in conductive state, but as the third circuit part is connected to the first signal input terminal through the intermediary of a transistor T17 having the conductive gate 123 of a transistor T18, the potential of the gate 123 is brought to earth level, and the transistor T18 is now in a non-conductive state, thereby allowing the first, the second and the third circuits to consume no electric power at all.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体回路に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to semiconductor circuits.

大きなメモリー容量を4つマイクロコンピー−ターでは
、1個のCP U (Central Process
orUnit )チップに対して複数個のメモリーチッ
プを使用することがあシ、この場合選ばれていな−メモ
リーチップは、動作状態にある必要がな−のでCPUか
ら供給される信号によシメモリーチップの消費電力を減
少させてマイクロコンピュータ−システム全体の消費電
力を節減するのが普通である。
In a microcomputer with four large memory capacities, one CPU (Central Process
orUnit) It is possible to use more than one memory chip per chip; in this case, the unselected memory chip does not need to be in an active state, so the memory chip is selected by the signal supplied from the CPU. It is common practice to reduce the power consumption of the entire microcomputer system by reducing the power consumption of the microcomputer.

ところで、このようなメモリーチップ内で使用するゲー
ト回路でメモリーチップが選ばれてチップ内部が動作状
態(以下アクティブ状態と呼ぶ)にある場合には大きな
負荷容量を高速に駆動する必要があ#)、シかもメモリ
ーチップが選ばれず、チップ内部の消費電力を減少させ
る状態(以下パワーダウン状態と呼ぶ)では消費電力が
小さく、しかも出力が接地レベルとなるゲート回路が要
求されることがある。従来このような要求を満たす回路
として第1図に示す回路が一般的に41−られて−た。
By the way, when the memory chip is selected by the gate circuit used in such a memory chip and the inside of the chip is in an operating state (hereinafter referred to as an active state), it is necessary to drive a large load capacitance at high speed. In a state in which a memory chip is not selected and the power consumption inside the chip is reduced (hereinafter referred to as a power-down state), a gate circuit that consumes little power and outputs a ground level may be required. Conventionally, a circuit shown in FIG. 1 has generally been used as a circuit that satisfies such requirements.

以下にNチャンネルの絶縁ゲート電界効果トランジスタ
を用いた場合の第1図の従来例の回路構成と回路動作に
つ−で詳細に説明する。まず、ディプレジW/型絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタ(以下D−IGFgTと略す
)(TI)とエンハンスメント型絶縁ゲート電界効果ト
ラ/ジスタ(以下g−IGFgTと略す)(Gl)とB
−IGFgT(T2)で構成された第1の部分回路にお
−て、(TI )のドレイ/lは定電圧源、Vcに接続
され、ゲート2とソース3は共に(G1)のドレイン4
に接続され% (Gl)のゲート5は第2の信号入力端
子I3に接続され、ソース6は(T2)のドレイン7に
接続され、(T2)のゲート8は第1の信号入力端子!
、に接続され、ソース9は接地され% (Tl)のソー
ス3が第1の部分回路の出力部となって−る。次に、D
−IGFRT(T3)、B−IGFgT(T4)および
E−IOIPET(Ts)で構成された第2の部分回路
にお−て%(T3)のドレインlOは定電圧源Vc鳴ゲ
ート11およびソース12は共に(T4)のドレイ/1
3に接続され、(T4)のゲート14は第1の部分回路
の出力部と接続され、ソース15は(Ts)のドレイン
16と接続され、(Ts)のゲ↑)17は第1の信号人
力Ilに接続され、ソース18は接地され、(T3)の
ソース12が第2の部分回路の出力部となってしる。絶
縁ゲート電界効果トランジスタ(T6 )、D−IGF
BT(TI)およびg−IGFgT(Ts)で構成され
る第3の部分回路においてはb(Ts)のドレイン19
は定電圧源Vcに、ゲート20は第1の信号入力端子I
+に、ソース21は(TI)のドレイ/22に接続され
%(TI)のゲート23は第2の部分回路の出力部に接
続され、ソース24は(Ts)のドレイン25に接続さ
れ、(Ts)のゲート26は@lの部分回路の出力部に
接続され、ソース27は接地され(TI)のソース24
が第3の部分回路の出力部となると共に181図の従来
例の回路全体の出力端子0となって−る。まず、アクテ
ィブ状態、すなわち@lの信号入力端子llに供給され
た電圧が、定電圧源Vcの電圧値に等しめ電圧レベル(
以下Vcレベルと呼ぶ)の時にはTh(T2)。
The circuit configuration and circuit operation of the conventional example shown in FIG. 1 when an N-channel insulated gate field effect transistor is used will be explained in detail below. First, a deep W/type insulated gate field effect transistor (hereinafter abbreviated as D-IGFgT) (TI), an enhancement type insulated gate field effect transistor (hereinafter abbreviated as g-IGFgT) (Gl), and a B
- In the first partial circuit composed of IGFgT (T2), the drain /l of (TI) is connected to a constant voltage source, Vc, and the gate 2 and source 3 are both connected to the drain 4 of (G1).
The gate 5 of (Gl) is connected to the second signal input terminal I3, the source 6 is connected to the drain 7 of (T2), and the gate 8 of (T2) is connected to the first signal input terminal !
, the source 9 is grounded, and the source 3 of % (Tl) serves as the output of the first subcircuit. Next, D
- In the second partial circuit composed of IGFRT (T3), B-IGFgT (T4) and E-IOIPET (Ts), the drain lO of % (T3) is connected to the constant voltage source Vc and the source 11 and the source 12. are both (T4) drey/1
3, the gate 14 of (T4) is connected to the output of the first partial circuit, the source 15 is connected to the drain 16 of (Ts), and the gate ↑) 17 of (Ts) is connected to the first signal It is connected to the human power Il, the source 18 is grounded, and the source 12 of (T3) becomes the output of the second subcircuit. Insulated gate field effect transistor (T6), D-IGF
In the third partial circuit composed of BT(TI) and g-IGFgT(Ts), the drain 19 of b(Ts)
is connected to the constant voltage source Vc, and the gate 20 is connected to the first signal input terminal I.
+, the source 21 is connected to the drain /22 of (TI), the gate 23 of % (TI) is connected to the output of the second subcircuit, the source 24 is connected to the drain 25 of (Ts), The gate 26 of Ts) is connected to the output of the subcircuit @l, the source 27 is grounded and the source 24 of (TI)
becomes the output terminal of the third partial circuit and also becomes the output terminal 0 of the entire conventional circuit shown in FIG. First, in the active state, that is, the voltage supplied to the signal input terminal ll of @l is equalized to the voltage value of the constant voltage source Vc, and the voltage level (
(hereinafter referred to as Vc level), Th (T2).

(Ts)および(Ts)は導通状態にあり、第2の信号
入力端子に供給される信号が接地レベルがらVcレベル
に変化する時は(Gl)は非導通状態から導通状態に移
るために、第1の部分回路の出力部はVcレベルから接
地レベルに変化し、その結果(T4)が導通状態から非
導通状態に変化するので第2の部分回路の出力部は接地
レベルからVcレベルに上昇し、4、(T7)はハイイ
ンピーダンス状態からローインピーダンス状態となシ、
(Ts)は導通状態から非導通状態となるので出力端子
0にはハイレベルが出るが、ハイレベルの電圧値a(T
s)がD−IGFgT ならばVcvペルであるがb(
Ts)がg−IGFFliTの場合はWeレベルから(
Ts)の閾値電圧分だけ差し引−九値になるのでこの点
から言えば(Ts)はD−xoi+’g’r であるこ
とが望ましi、逆に、ヤFi多アクティブ状態で、第2
の信号入力端子I2に供給される信号がVcレベルから
接地レベルへと変化する時は(Gl)が導通状態から非
導通状態へ変化するので第1の部分回路の出力部は接地
レベルからVcレベルへと変化し、(T4)が非導通状
態から導通状態となり第2の部分回路の出力部はVcレ
ベルから接地レベルへと変わD 、(’I7 ’)がロ
ーインピーダンス状態からハイインピーダンス状態へ、
(Ts)が非導通状態から導通状態へと移るので出力端
子0は接地レベルとなる。次にパワーダウン状態、すな
わち第1の信号入力端子Ilに供給される信号が接地レ
ベルある時は%cI′2)−(Ts)が非導通状態とな
るので第1の部分回路の出力部の電位および第2の部分
回路の出力部の電位は共にVcレベルとなL(T7)は
ローインピーダンス状態とな1T8)ti導通状態とな
るが(Ts)はゲート20の電位が接地レベルにあるの
で(Ts)はハイインピーダンス状態又は非導通状態と
なるので出力端子Oは接地レベルとなる。しかし、この
時に%  (Ts)がE−IGFfiTならば非導通状
態なので第3の部分回路にも電流が流れず、従9て第1
図の従来列の回路全体のパワーダウン状態における消費
電力は皆無となるが、σ6)がD−IGFgTならばハ
イインピーダンス状態とは―え第3の部分回路には電流
が流れ、ノくワーダクン状態でも電力を消費することに
なシ好ましくない、つtシ、アクティブ状態においては
(Ts)はD−IGFgTである方が望まし−が、ノ(
ワーダウ/状態では(Ts)はFli−IGFBTであ
る方が望まし−と−う相反する要求があハそのために(
Ts)には普通は閾値が0ボルト程度の絶縁ゲート電界
効果トランジスタが用−られる。しかし、第1図の従来
例の回路は(Ts)の閾値電圧がディプレジ冒/側に移
動するとパワーダウン状態での消費電力が増大し、エン
ハンスメント側に移動するとアクティブ状態での出力端
子0のノ1イレベルが低下するので、(Ts)のII値
電圧の許容範囲が極めて狭く、回路設計上および集積回
路の製造上障害となりて−た。
(Ts) and (Ts) are in a conductive state, and when the signal supplied to the second signal input terminal changes from the ground level to the Vc level, (Gl) changes from a non-conductive state to a conductive state. The output of the first partial circuit changes from the Vc level to the ground level, and as a result (T4) changes from a conductive state to a non-conductive state, the output of the second partial circuit rises from the ground level to the Vc level. 4, (T7) changes from high impedance state to low impedance state,
(Ts) changes from a conductive state to a non-conductive state, so a high level appears at output terminal 0, but the high level voltage value a(T
If s) is D-IGFgT, it is Vcv pel, but b(
If Ts) is g-IGFFliT, from the We level (
From this point of view, it is desirable that (Ts) be D-xoi+'g'r.Conversely, in the multi-active state of YaFi, 2
When the signal supplied to the signal input terminal I2 changes from the Vc level to the ground level, (Gl) changes from the conductive state to the non-conductive state, so the output section of the first partial circuit changes from the ground level to the Vc level. , (T4) changes from a non-conducting state to a conducting state, the output section of the second partial circuit changes from Vc level to ground level D, ('I7') changes from a low impedance state to a high impedance state,
(Ts) changes from a non-conductive state to a conductive state, so the output terminal 0 becomes the ground level. Next, in the power-down state, that is, when the signal supplied to the first signal input terminal Il is at ground level, %cI'2)-(Ts) becomes non-conductive, so that the output section of the first partial circuit The potential and the potential of the output part of the second partial circuit are both at Vc level, and L (T7) is in a low impedance state and 1T8)ti is in a conductive state, but (Ts) is because the potential of the gate 20 is at the ground level. Since (Ts) is in a high impedance state or non-conductive state, the output terminal O is at the ground level. However, at this time, if % (Ts) is E-IGFfiT, it is in a non-conducting state, so no current flows in the third partial circuit, and therefore the first
In the power-down state of the entire conventional circuit in the figure, there is no power consumption, but if σ6) is D-IGFgT, even though it is in a high impedance state, current flows through the third partial circuit, resulting in a low power state. However, it is undesirable to consume power, and in the active state, it is preferable that (Ts) be D-IGFgT.
In the Wardau/state, it is preferable for (Ts) to be Fli-IGFBT.Therefore, there are conflicting requirements.
Ts) is normally an insulated gate field effect transistor with a threshold of about 0 volts. However, in the conventional circuit shown in FIG. 1, when the threshold voltage of (Ts) moves to the depletion side, the power consumption in the power down state increases, and when it moves to the enhancement side, the power consumption at output terminal 0 in the active state increases. Since the 1I level is lowered, the permissible range of the II value voltage of (Ts) is extremely narrow, which has been an obstacle in circuit design and in the manufacture of integrated circuits.

本発明の目的はアクティブ状態における出力電圧のハイ
レベルが大きく、パワーダウン状態における消費電力が
皆無で、しかも製造上の障害がなく回路設計の容易な半
導体回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor circuit that has a large output voltage at a high level in an active state, consumes no power in a power-down state, and is easy to design without any manufacturing problems.

本発明による半導体回路は、ドレインが定電圧源に接続
され、ゲートとソースが互いに接続されたディプレジ冒
ン型の第1の絶縁ゲート電界効果トランジスタとゲート
が第1の信号源と接続され、ソースが接地されたエンハ
ンスメント型の第2の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
と、前記第1の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソー
スと前記第2の絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレ
イ/の間に挿入された少くとも1個以上の入力端子を持
つ少くとも1個以上の直並列に接続されたエンハンスメ
ント型の絶縁ゲート電界効果トランジスタにより構成さ
れた第1の部分回路と、ドレインが前記定電圧源に接続
され、ゲートとソースが互−に接続されたディグレジ嘗
ン型の第3の絶縁ゲート電界効果トランジスタと、ドレ
インが前記第3の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソ
ースに接続されたエンハンスメント型の第4の絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタと、ドレインが前記第4の絶縁
ゲート電界効果トランジスタのソースに接続され、ゲー
トが前記第1の信号源に接続され、ソースが接地さたエ
ンノ・ンスメ/ト型の第5の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタによりなる第2の部分回路と。
A semiconductor circuit according to the present invention includes a first insulated gate field effect transistor of a deep drain type, in which a drain is connected to a constant voltage source, a gate and a source are connected to each other; a gate is connected to a first signal source; a second insulated gate field effect transistor of the enhancement type which is grounded; and at least one transistor inserted between the source of the first insulated gate field effect transistor and the drain of the second insulated gate field effect transistor. a first partial circuit constituted by at least one enhancement type insulated gate field effect transistor connected in series and parallel and having at least one input terminal; a drain connected to the constant voltage source; a degree-type third insulated gate field effect transistor whose sources are connected to each other; and an enhancement type fourth insulated gate field effect transistor whose drain is connected to the source of the third insulated gate field effect transistor. a fifth insulated gate field of Ennosummet type, the drain of which is connected to the source of the fourth insulated gate field effect transistor, the gate of which is connected to the first signal source, and the source of which is grounded; and a second partial circuit consisting of an effect transistor.

ドレインが前記定電圧源に接続されたディプレジ冒ン皺
の第6の絶縁ゲート電界効果トランジスタとソースが前
記第1の信号源と接続され、ゲートが前記定電圧源に接
続されたエンノ・/スメ/ト型の第7の絶縁ゲート電界
効果トランジスタとドレインが?IJ記第6の絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタのソースと接続され、ゲートが
前記第7の絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイン
と接続された工/ハ/スメント型の第8の絶縁ゲート電
界効果トランジスタと、ドレインが前記第8の絶縁ケー
ト電界効果トランジスタのソースに接続され、ソースが
接地されたエン/1ンスメント型の第9の絶縁ゲート電
界効果トランジスタと、ドレインとゲートが互いに接続
され、ソースが前記第9の絶縁ケート電界効果トランジ
スタのゲートに接続され九ディプレジ1ノ型の第1Oの
絶縁ゲート電界効果トランジスタにより構成された第3
の部分画(1)前記第1の部分回路の前記@lの絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタのソースが、前記第2の部分
回路の前記第4の絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲ
ートに接続されると共に前記第3の部分回路の前記@1
0の絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレイ/に接続
され、前記第2の部分回路の前記第3の絶縁ゲート電界
効果トランジスタのソ“−スが前記第3の部分回路の前
記第6の絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートに接
続され、前記第3の部分回路の前記第8の絶縁ゲート電
界効果トランジスタのソースを出力端子とする半導体回
路、および、 (2)前記@10部分回路の前記第1の絶縁ゲート電界
効果トランジスタのソースが前記第2の部分回路の前記
第4の絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲートに接続
されると共に前記第3の部分回路の前記@6の絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタのゲートに接続され、前記第2
の部分回路の前記第3の絶縁ゲート電界効果トランジス
タのソースが前記第3の部分回路の前記第10の絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタのドレイ/に接続され、前記
第3の部分回路の前記第8の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタのソースを出力端子とする半導体回路である。
a sixth insulated gate field effect transistor having a drain connected to the constant voltage source; a sixth insulated gate field effect transistor having a drain connected to the constant voltage source; /T-type seventh insulated gate field effect transistor and drain? IJ: an eighth insulated gate field effect transistor of the construction type, the eighth insulated gate field effect transistor having a gate connected to the source of the sixth insulated gate field effect transistor and having a gate connected to the drain of the seventh insulated gate field effect transistor; a ninth insulated gate field effect transistor of the enhancement type whose drain is connected to the source of the eighth insulated gate field effect transistor and whose source is grounded; The third insulated gate field effect transistor is connected to the gate of the nine insulated gate field effect transistors and is configured by the first O insulated gate field effect transistor of the nine dipleg 1 type.
(1) The source of the @l insulated gate field effect transistor of the first partial circuit is connected to the gate of the fourth insulated gate field effect transistor of the second partial circuit, and Said @1 of the third partial circuit
0 of the third insulated gate field effect transistor of the second subcircuit, and the source of the third insulated gate field effect transistor of the second subcircuit is connected to the sixth insulated gate field of the third subcircuit. a semiconductor circuit connected to the gate of the effect transistor and having the source of the eighth insulated gate field effect transistor of the third partial circuit as an output terminal; and (2) the first insulation of the @10 partial circuit. A source of the gate field effect transistor is connected to the gate of the fourth insulated gate field effect transistor of the second subcircuit and to the gate of the @6 insulated gate field effect transistor of the third subcircuit. and said second
The source of the third insulated gate field effect transistor of the third subcircuit is connected to the drain of the tenth insulated gate field effect transistor of the third subcircuit; This is a semiconductor circuit whose output terminal is the source of an insulated gate field effect transistor.

第2図および第3図に本発明の半導体回路の実施ガを示
す。第2図の実施例の回路はアクティブ状態で入力信号
と出力信号は同相となる回路で第1図の従来例の回路と
同一機能を持つが、第3図の実施例の回路では入力信号
と出力信号は逆相となる。以下に第1図の従来例の回路
と比較しやすめようにまず第2図の実施例の回路を用い
て本発明の回路の構成および動作を詳細に説明する。
FIGS. 2 and 3 show implementations of the semiconductor circuit of the present invention. The circuit of the embodiment shown in FIG. 2 is a circuit in which the input signal and the output signal are in the same phase in the active state, and has the same function as the conventional circuit of FIG. The output signal will be in reverse phase. Below, in order to facilitate comparison with the conventional circuit shown in FIG. 1, the configuration and operation of the circuit of the present invention will be explained in detail using the circuit of the embodiment shown in FIG. 2.

D−IGFBT(’I’ll)のドレイン101は定電
圧源Vcに接続され、ゲート102はソース103と共
にE−IGi”hT(G2)のドレイ/104に接続さ
れ、(G2)のゲート105は第2の信号入力端子I2
に接続され、ソース106はF、−IGFET(Tt2
)のドレイン107に接続され、(T12)のゲート1
0Bは第1の信号入力端子I8に接続され、ソース10
9は接地されていて、(T11)、(G2)および(T
12)は、第1の部分回路を構成し、(Tll)のソー
ス103が第1の部分回路の出力部となっている。この
第1の部分回路は、第1図の従来例の回路中の第1の部
分回路と同一構成で同一動作を行なうものである。D−
IGFET(Tt3)のドレイン110は定電圧源Vc
に接続され、ゲート111はソース112と共にB−I
GFRT(T14)のドレイン113に接続され、ゲー
ト114は第1の部分回路の出力部と接続され、ソース
115はH−IGFET(T15)のドレイン116と
接続され%(T15)のゲー)117は第1の信号入力
端子11と接続され、ソース118は接地されていて、
(T 13 )、fix4)および(T15)は第2の
部分回路を構成し、(T13)のソースが第2の部分回
路の出力部となって−る。この第2の部分回路も第1図
の従来列の回路中の第2の部分回路、と同一構成で同一
動作を行なうものである。D−IGFgT(T16)の
ドレイ/119は定電圧源Vcに接続され、ゲート12
0は第2の部分回路の出力部と接続され、ソース121
はg−IGFWT(T18)のドレイン122と接続さ
れ、(T18)のゲート123はg−IGFgT(TI
?)のドレイン127と接続され、ソース124社B−
IGFBT(T19)のドレイン131と接続され、(
TI?)のゲート126は定電圧源Vcと接続され、ソ
ース125は第1の信号入力端チェ、に接続され、(T
19)のゲート132はD−IGFET(T20)のソ
ース130に接続され、ソース133は接地され、(T
20)のドレイン128とゲート129は共に第1の部
分回路の出力部と接続されていて、(T16)。
The drain 101 of the D-IGFBT ('I'll) is connected to the constant voltage source Vc, the gate 102 and the source 103 are connected to the drain/104 of the E-IGi''hT (G2), and the gate 105 of (G2) Second signal input terminal I2
and the source 106 is F,-IGFET (Tt2
) is connected to the drain 107 of (T12), and the gate 1 of (T12)
0B is connected to the first signal input terminal I8, and the source 10
9 is grounded, (T11), (G2) and (T
12) constitutes a first partial circuit, and the source 103 of (Tll) serves as an output section of the first partial circuit. This first partial circuit has the same configuration and performs the same operation as the first partial circuit in the conventional circuit shown in FIG. D-
The drain 110 of IGFET (Tt3) is a constant voltage source Vc
The gate 111 and the source 112 are connected to B-I.
The gate 114 is connected to the drain 113 of the GFRT (T14), the gate 114 is connected to the output of the first subcircuit, the source 115 is connected to the drain 116 of the H-IGFET (T15), and the gate (T15) 117 is connected to the drain 113 of the GFRT (T14). It is connected to the first signal input terminal 11, and the source 118 is grounded.
(T 13 ), fix4) and (T15) constitute a second partial circuit, and the source of (T13) serves as the output section of the second partial circuit. This second partial circuit also has the same configuration and performs the same operation as the second partial circuit in the conventional column circuit of FIG. The drain/119 of D-IGFgT (T16) is connected to the constant voltage source Vc, and the gate 12
0 is connected to the output of the second subcircuit and the source 121
is connected to the drain 122 of g-IGFWT (T18), and the gate 123 of (T18) is connected to g-IGFgT (TI
? ) is connected to the drain 127 of the source 124 B-
Connected to the drain 131 of IGFBT (T19), (
TI? ) has a gate 126 connected to a constant voltage source Vc, a source 125 connected to a first signal input terminal Che, and (T
The gate 132 of the D-IGFET (T20) is connected to the source 130 of the D-IGFET (T20), and the source 133 is grounded.
The drain 128 and gate 129 of 20) are both connected to the output of the first partial circuit (T16).

(T17)、(T18)、(T19)および(’I20
 )で第3の部分回路ft構成している。アクティブ状
態すなわち@lの信号入力端子I□に供給された電圧が
Vcレベルの時には(T12)および(T15)は導通
状態であり%(T18)のゲー)123にはwレベルか
ら(Tl?)の閾値電圧分差し引いた電圧が印加される
ので(T18)も導通状態にある。従ってアクティブ状
態で第2の信号入力端子I2に供給される信号が接地レ
ベルからVCレベルに変化する時は(G2)が非導通状
態から導通状態に変化するので第1の部分回路の出力部
はVcレベルから接地レベルtC変化し、(T14)は
導通状態から非導通状態へ変化するので第2の部分回路
の出力部は接地レベルからVcレベルへ変化する。その
結果第3の部分回路において、(T19)が導通状態か
ら非導通状態へ変化し%  (T16)はハイインピー
ダンス状態からローインピーダンス状態へ変化するので
(T18)のドレイン122およびソース124の電位
は接地レベルから上昇するが、(T18)は導通状態で
あり、ゲート絶縁膜下部の半導体基板表面にチャンネル
が形成されて−るので、(T18)のゲート123の電
位もチャンネル部とのゲート絶縁膜を介した容量結合に
よシ上昇する。この時、(T17)と(T18)の閾値
電圧を共にVテ、(T18)のゲート123とチャンネ
ル部との間のゲート絶縁膜を介した結合容量をCg、(
T18)のゲート123とこれと接続されてiる(T1
7)のドレインに付加される浮遊容量をCs+、Vcレ
ベルの電位をVc’とftLij、(Cg/C5))2
VT/(VC’−2VT)(F)関係を満たすようにC
gの値を設定してやれば(T18)のゲート123の電
位はVc”−Vrより大きくなりて出力端子OにはVc
レベルの出力を得ることができる。次にアクティブ状態
で第2の信号入力端子I2に供給される信号がVcレベ
ルから接地レベルに変化すると色は(G2)は導通状態
から非導通状態に変わシ、第1の部分回路の出力部は接
地レベルからVcレベルになり、(T14)が非導通状
態から導通状態に変わ9、第2の部分回路の出力部はV
cレベルから接地レベルに低下するのでsg3の部分回
路の(T16)はノ・インピーダンス状態になfi(T
19)は非導通状態から導通状態に変わるので出力端子
Oの電位は接地レベルとなる。この時、(TlB)のド
レイy122およびソース124の電位はVcレベルか
ら接地レベルへ低下するので(Tl 8 )のゲート1
23の電位はチャンネル部との容量結合によって、Vc
レベルから(T17)の閾値電圧分差し引−九値まで低
下する。次に、パワーダウン状態すなわち第1の信号入
力端子に供給される信号が接地レベルの時には、(T1
2)が非導通状態となるので第1の部分回路の出力部は
Vcレベルとなり、(T15)も非導通状態なので第2
の部分回路の出力部もVcレベルとなるので、第3の部
分回路においては、(T16)がローインピーダンス状
態、(T19)は導通状態となるが、(T18)のゲー
)12Bが導通状態にある(T17)を通して第1の信
号入力端子に接続されているため、ゲート123の電位
は接地レベルとなり、(T18)は非導通となるので第
1の部分回路、第2の部分回路、第3の部分回路とも電
力消費は皆無となる。
(T17), (T18), (T19) and ('I20
) constitutes the third partial circuit ft. In the active state, that is, when the voltage supplied to the signal input terminal I□ of @l is at Vc level, (T12) and (T15) are in a conductive state, and %(T18) gate) 123 has a voltage from w level to (Tl?). Since a voltage subtracted by the threshold voltage of is applied, (T18) is also in a conductive state. Therefore, when the signal supplied to the second signal input terminal I2 changes from the ground level to the VC level in the active state, (G2) changes from the non-conducting state to the conducting state, so that the output section of the first partial circuit is Since the ground level tC changes from the Vc level and (T14) changes from a conductive state to a non-conductive state, the output section of the second partial circuit changes from the ground level to the Vc level. As a result, in the third partial circuit, (T19) changes from a conductive state to a non-conductive state, and (T16) changes from a high impedance state to a low impedance state, so the potentials of the drain 122 and source 124 of (T18) change. Although it rises from the ground level, (T18) is in a conductive state and a channel is formed on the surface of the semiconductor substrate below the gate insulating film, so the potential of the gate 123 of (T18) also increases due to the gate insulating film with the channel part. It rises due to capacitive coupling via . At this time, the threshold voltages of (T17) and (T18) are both Vte, and the coupling capacitance between the gate 123 of (T18) and the channel part via the gate insulating film is Cg, (
T18) is connected to the gate 123 of (T18).
7) The stray capacitance added to the drain is Cs+, and the potential of Vc level is Vc' and ftLij, (Cg/C5))2
C to satisfy the relationship VT/(VC'-2VT)(F)
If the value of g is set, the potential of the gate 123 at (T18) will be greater than Vc"-Vr, and the output terminal O will have Vc.
You can get level output. Next, when the signal supplied to the second signal input terminal I2 in the active state changes from the Vc level to the ground level, the color (G2) changes from the conductive state to the non-conductive state, and the output section of the first partial circuit changes from the ground level to the Vc level, (T14) changes from a non-conducting state to a conducting state9, and the output section of the second partial circuit becomes Vc level.
Since the c level drops to the ground level, (T16) of the partial circuit of sg3 becomes a no-impedance state fi (T
19) changes from a non-conductive state to a conductive state, so the potential of the output terminal O becomes the ground level. At this time, the potential of the drain y122 and source 124 of (TlB) decreases from the Vc level to the ground level, so the gate 1 of (Tl 8 )
The potential of 23 is Vc due to capacitive coupling with the channel part.
It decreases to the level minus the threshold voltage of (T17). Next, in the power down state, that is, when the signal supplied to the first signal input terminal is at the ground level, (T1
2) becomes non-conductive, the output section of the first partial circuit becomes Vc level, and since (T15) also becomes non-conductive, the second
Since the output section of the partial circuit also becomes the Vc level, in the third partial circuit, (T16) is in a low impedance state, (T19) is in a conductive state, but (T18) 12B is in a conductive state. Since it is connected to the first signal input terminal through one (T17), the potential of the gate 123 becomes the ground level, and (T18) becomes non-conductive, so the first partial circuit, the second partial circuit, and the third partial circuit There is no power consumption in any of the partial circuits.

次に第3の部分回路のD−IGFgT(T2o)の必要
性について述べる。第1の信号入力端子11の電位と第
2の信号入力端チェ、のレベルが共に接地レベルにある
状態、すなわちパワーダウン状態力ら第1の信号入力端
チェ、の電位がVcレベルに変化する場合、すなわちア
クティブ状態に移行する場合には出力端子0は接地レベ
ルからVcレベルヘ変化するが、この時、第1の信号入
力端子11の電位が接地レベルから上昇してゆきm(T
i7)を通して(T18)のゲート123をVcレベル
から(T17)の閾値電圧分差し引いた電位近くまで上
昇させるに要する時間t1よりも%(T19)のゲート
132の電位がVcレベルから(T2O)。
Next, the necessity of the third partial circuit D-IGFgT (T2o) will be described. In a state where the potential of the first signal input terminal 11 and the level of the second signal input terminal are both at the ground level, that is, from the power down state, the potential of the first signal input terminal changes to the Vc level. In other words, when transitioning to the active state, the output terminal 0 changes from the ground level to the Vc level, but at this time, the potential of the first signal input terminal 11 rises from the ground level and m(T
i7), the potential of the gate 132 of (T18) is increased from the Vc level to (T2O) by % (T19) of the time t1 required to raise the gate 123 of (T18) to a potential close to the Vc level minus the threshold voltage of (T17).

(G2)および(T12)を通して放電し、(T19)
を導通状態から非導通状態にする時間t、よプかな9大
きい場合は(T18)のチャンネル部とゲート部との容
量結合によりてゲート123の電位が上昇してもVcレ
ベルに(T28)の關値電圧分を加えた電位に達せず出
力端子Oの電位はVcレベルまで出なくなる。このため
に、(T20)を挿入しその抵抗値をti≦12になる
ように設定するわけであるが、実際の設計でFi(Tt
s)のゲート部分の面積を大きくとってやれば必ずしも
t1≦t、を満たさなくても良((T20)の抵抗値は
小さi値でも良−ので、設計を困Jll!にすることは
な−0 以上に@2図の実施例の回路を出御て明らかにしたよう
に、本発明の半導体回路はアクティブ状態にお−で出力
のハイレベル紘■cレベルであシ、パワーダウン状態で
の電力消費は皆無であり、しかも特別な閾値電圧をもつ
絶縁ゲート電界効果トランジスタを使用しないので本発
明の回路を含む集積回路の製造が容易であるという点で
第1図の従来回路に勝りて−る。
Discharge through (G2) and (T12), and (T19)
If the time t for changing from a conductive state to a non-conductive state is longer than 9, even if the potential of the gate 123 rises due to capacitive coupling between the channel part and the gate part (T18), it will not reach the Vc level (T28). The potential of the output terminal O does not reach the potential added by the step voltage, and the potential of the output terminal O does not reach the Vc level. For this purpose, (T20) is inserted and its resistance value is set so that ti≦12, but in actual design, Fi (Tt
If the area of the gate part of s) is made large, it is not necessary to satisfy t1≦t (the resistance value of (T20) can be a small i value, so it will not make the design difficult). -0 As clarified above by showing the circuit of the embodiment shown in Fig. 2, the semiconductor circuit of the present invention is capable of outputting high level C level in the active state, and in the power down state. It is superior to the conventional circuit shown in FIG. 1 in that it consumes no power, and furthermore, it does not use insulated gate field effect transistors with special threshold voltages, making it easy to manufacture integrated circuits including the circuit of the present invention. -ru.

第3図は本発明の半導体回路の別の実施例であ、6.D
−IGFET(T21)のドレイ7201は定電圧源V
cに接続され、ゲート202はソース203と共にg−
IGk’BT(G3)のドレイン204に接続され% 
 (G3)のゲート205社第2の信号入力端子I2に
接続され、ノース206qg−IGF14T(T22)
Oドレイ720’lに接続され、(T22)のゲート2
08は@lの信号入力端子I、に接続され、ソース20
9は接地されてiて、(T21)、(G3)および(T
22)は。
FIG. 3 shows another embodiment of the semiconductor circuit of the present invention; 6. D
- The drain 7201 of IGFET (T21) is a constant voltage source V
The gate 202 is connected to g−c along with the source 203.
Connected to the drain 204 of IGk'BT (G3)%
(G3) is connected to the gate 205 second signal input terminal I2, and the north 206qg-IGF14T (T22)
Connected to O drain 720'l, gate 2 of (T22)
08 is connected to the signal input terminal I of @l, and the source 20
9 is grounded, (T21), (G3) and (T
22).

第1の部分回路を構成し、(T21)のソース203が
第1の部分回路の出力部となって−る。
A first partial circuit is constituted, and the source 203 of (T21) serves as an output section of the first partial circuit.

D−IGFgT(’r23)tol”v4y210tj
定電圧源VcVc接続されグー) 21 Iff/−、
X212と共にE−IGFgT(T24)のドレイ/2
13に接続され、グー)214は@lの部分回路の出力
部と接続され、ソース215は14−IGFfiT(T
25)のドレイン216と接続され、(T 25)のグ
ー)217Fi@1の信号入力端子!、と接続されて−
で、(T23)、(T24)および(T25)は@2の
部分回路t−構成しm(Tza)のソースが@20部分
回路の出力部となってiる。また、D−IGFgT(T
26)のドレイン219は定電圧源Vcに接続され、ゲ
ート220は第1の部分回路の出力部と接続され、ソー
ス221はE−IGFgT(T28)のドレイン222
と接続され、(T28)のゲート223はg−IGFg
T(T27)のドレイン227と接続され、ソース22
4はg−IGrj!5T(T29)のドレイ/231と
接続され、(T27)のゲート226は定電圧源Vcと
接続され、ソース225は第2の信号入力端子I、に接
続され、(T29)のゲート232はD−IGFgT(
T30)O:/−に230tCIII!され、ソース2
33は接地され、(T30)のドレイ/228とグー)
229ti共に第2の部分回路の出力部と接続されて−
て% (T 26 ) 、(T27)。
D-IGFgT('r23)tol”v4y210tj
Constant voltage source VcVc connected) 21 Iff/-,
Dray/2 of E-IGFgT (T24) with X212
13, goo) 214 is connected to the output of the partial circuit @l, and source 215 is connected to 14-IGFfiT
Connected to the drain 216 of (T25), signal input terminal of (T25) 217Fi@1! , connected to −
Here, (T23), (T24), and (T25) constitute the @2 partial circuit t-, and the source of m (Tza) becomes the output part of the @20 partial circuit i. In addition, D-IGFgT (T
26) is connected to the constant voltage source Vc, the gate 220 is connected to the output part of the first partial circuit, and the source 221 is connected to the drain 222 of E-IGFgT (T28).
The gate 223 of (T28) is connected to g-IGFg
Connected to the drain 227 of T (T27) and connected to the source 22
4 is g-IGrj! The gate 226 of (T27) is connected to the constant voltage source Vc, the source 225 is connected to the second signal input terminal I, and the gate 232 of (T29) is connected to the drain /231 of (T29). −IGFgT(
T30) O:/- to 230tCIII! and source 2
33 is grounded, (T30) dray/228 and goo)
229ti are both connected to the output part of the second partial circuit.
% (T26), (T27).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ドレインが定電圧源に接続され、ゲートとソースが互い
に接続されたディプレジ四ノ型の第1の絶縁ゲート電界
効果トランジスタと、ゲートが第1の信号源と接続され
、ソースが接地されたエンハンスメント型の第2の絶縁
ゲート電界効果トランジスタと、前記@lの絶縁ゲート
電界効果トランジスタのソースと前記第2の絶縁ゲート
電界効果トランジスタのドレインの間に挿入された少く
とも1個以上の入力端子を持つ少くとも1個以上の直並
列に接続された工/ノS/スメ/ト型の絶縁ゲート電界
効果トランジスタにより構成された第1の部分回路と、
ドレインが前記定電圧源に接続され、ゲートとソースが
互いに接続されたディプレジ曹/型の第3の絶縁ゲート
電界効果トランジスタと、ドレインが前記第3の絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタのソースに接続されたエンハ
ンスメント型の第4の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
と、ドレインが前記第4の絶縁ゲート電界効果トランジ
スタのソースに接続され、ゲートが前記第1の信号源に
接続され、ソースが接地されたエンスメント型のl!5
の絶縁ゲート電界効果トランジスタによシ構成された第
2の部分回路と、ドレインが前記定電圧源に接続された
ディプレジWIノ型の第6の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタとソースが前記第1の信号源と接続され、ゲート
が前記定電圧源に接続されたエンハンスメント型の第7
の絶縁ゲート電界効果トランジスタとドレイ/が前記第
6の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソースと接続さ
れ、ゲートが前記第7の絶縁ゲート電界効果トランジス
タのドレイ/と接続されたエンハンスメント型の第8の
絶縁ゲート電界効果トランジスタと、ドレイ/が前記第
8の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソースに接続さ
れ、ソースが接地されたエンスメント型の第9の絶縁ゲ
−ト電界効界トランジスタと、ドレインとゲートが互−
に接続され、ソースが前記第9の絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタのゲートに接続されたディプレジ璽/型の第
10の絶縁ゲート電界効果トラ/ジスタにより構成され
た第3の部分回路を含み、前記第1の部分回路の前記第
1の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソースが、前記
第2の部分回路の前記第4の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタのゲートに接続されると共に前記第3の部分回路
の前記第1Oの絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレ
インに接続され、前記第2の部分回路の前記第3の絶縁
ゲート電界効果トランジスタのソースが前記第3の部分
回路の前記第6の絶縁ゲート電界効果トラ/ジスタのゲ
ートに接続され、前記II3の部分回路の前記第8の絶
縁ゲート電界効果トランジスタのソースを出力端子とす
ることを特徴とする半導体回路。
A first insulated gate field effect transistor of a deep four-node type in which the drain is connected to a constant voltage source and the gate and source are connected to each other; and an enhancement type insulated gate field effect transistor in which the gate is connected to the first signal source and the source is grounded. a second insulated gate field effect transistor, and at least one input terminal inserted between the source of the insulated gate field effect transistor and the drain of the second insulated gate field effect transistor. a first partial circuit configured by at least one or more series-parallel-connected insulated gate field effect transistors of type S/S/S/S;
a third insulated gate field effect transistor of the dipleg type, the drain of which is connected to the constant voltage source, the gate and the source of which are connected to each other; and the drain is connected to the source of the third insulated gate field effect transistor. an enhancement type fourth insulated gate field effect transistor; a drain is connected to the source of the fourth insulated gate field effect transistor, a gate is connected to the first signal source, and a source is grounded. No l! 5
a sixth insulated gate field effect transistor of the dipleg WI type, the drain of which is connected to the constant voltage source, and the source of which is connected to the first signal; an enhancement-type seventh transistor connected to the constant voltage source, and having a gate connected to the constant voltage source;
an enhancement-type eighth insulated insulated gate field effect transistor whose drain/is connected to the source of the sixth insulated gate field effect transistor and whose gate is connected to the drain/of the seventh insulated gate field effect transistor; a gate field effect transistor, a ninth insulated gate field effect transistor of an ensment type in which the drain/is connected to the source of the eighth insulated gate field effect transistor and whose source is grounded; Mutual
a third subcircuit constituted by a tenth insulated gate field effect transistor of the dipleg type, the source of which is connected to the gate of the ninth insulated gate field effect transistor; The source of the first insulated gate field effect transistor of the first subcircuit is connected to the gate of the fourth insulated gate field effect transistor of the second subcircuit and the source of the fourth insulated gate field effect transistor of the third subcircuit. 10 insulated gate field effect transistors, and the source of the third insulated gate field effect transistor of the second subcircuit is connected to the sixth insulated gate field effect transistor of the third subcircuit. , and the source of the eighth insulated gate field effect transistor of the partial circuit II3 serves as an output terminal.
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