JPS59171326A - 入力回路 - Google Patents
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- JPS59171326A JPS59171326A JP58045474A JP4547483A JPS59171326A JP S59171326 A JPS59171326 A JP S59171326A JP 58045474 A JP58045474 A JP 58045474A JP 4547483 A JP4547483 A JP 4547483A JP S59171326 A JPS59171326 A JP S59171326A
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00369—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
- H03K19/00384—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in field effect transistor circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/01—Modifications for accelerating switching
- H03K19/017—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
- H03K19/01707—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、MISFET より構成される半導体回路の
特に入力回路部に関するものである。
特に入力回路部に関するものである。
従来、メモリ等の半導体回路の入力部は、例えば第1図
に示すような回路で構成されている。
に示すような回路で構成されている。
第1図においてQ、wは、ディプレッションタイプのM
ISFETでドレインは回路の電源VDDに。
ISFETでドレインは回路の電源VDDに。
ゲート及びソースは接点N′!に接続されている。
Q2はエンハンスメントタイプのMISFETであり、
ドレインは接点NIVC,ゲートは外部入力端子INV
C,ソースは回路のGNDに接続されている0丁なわち
M I S F ET Qa 、喝は第1のインバータ
全形成し、接点N1は該インバータの出力となっている
・QsUデプレッションタイプのMISFETでドレイ
ンは回路の電源に、ゲート及びソースは共通VC接点N
2に接続されている。Q4はエンハンスメントタイプの
MISFETで、 ドレインは接点N、VC,ゲートは
第1のインバータの出力接点NIVC,ソースは回路の
G N D Vc接続されている。
ドレインは接点NIVC,ゲートは外部入力端子INV
C,ソースは回路のGNDに接続されている0丁なわち
M I S F ET Qa 、喝は第1のインバータ
全形成し、接点N1は該インバータの出力となっている
・QsUデプレッションタイプのMISFETでドレイ
ンは回路の電源に、ゲート及びソースは共通VC接点N
2に接続されている。Q4はエンハンスメントタイプの
MISFETで、 ドレインは接点N、VC,ゲートは
第1のインバータの出力接点NIVC,ソースは回路の
G N D Vc接続されている。
すなわちMI 5FET Q3 、 Q4 は、第2
のインバ−夕紮形成し、接点N、け該インバータの出力
となっている。尚ことわらないがぎり、説明全容易にす
るためFcM、l5Ji”ET u“Nチャネルタイプ
とする。
のインバ−夕紮形成し、接点N、け該インバータの出力
となっている。尚ことわらないがぎり、説明全容易にす
るためFcM、l5Ji”ET u“Nチャネルタイプ
とする。
第1図VC示される[「J1路において入力1NVCハ
イレヘルカ印加すiルト、 MISFET Q2 td
ON シ接点Nlは「ゴーレベルとなる0寸たぞれV
iHよハMI Sト1ET Q4U OFF トfi
り接点N鵞uハイ1/ベルとなる。また逆に入jJ、L
N vζローレベルが印加されると接点N1はハイレ
ベルと″/′r!lll、謄点N2(づ′ローレベルと
なる。
イレヘルカ印加すiルト、 MISFET Q2 td
ON シ接点Nlは「ゴーレベルとなる0寸たぞれV
iHよハMI Sト1ET Q4U OFF トfi
り接点N鵞uハイ1/ベルとなる。また逆に入jJ、L
N vζローレベルが印加されると接点N1はハイレ
ベルと″/′r!lll、謄点N2(づ′ローレベルと
なる。
ここで通常のTTl、インターフェイス半導体メモリ々
とVCおいて(d1人カハイレペルの最低値ば2■桿m
A入力ローレベルの最高値は、0.8■程Mを保証する
ようになっているものが多く、この場合第11ンぼおけ
る第1のインバータIハ入カ端子[Nに2■が印加され
た場合、接点Nutローvヘル(:ON I) lzヘ
ル) VCl、、また人力端子INFC0,8’Vが印
加された場合は、接点N1をハイレベル(=電流レベル
) vcなるように、 MISPM弓Tq及びM J
S li” ト;TQ2の=1ンダクタンス比、丁なゎ
ぢゲート長り、ゲート幅W、閾値v・P々どのパラメー
タ全適正値(lζ決定する必要がある。
とVCおいて(d1人カハイレペルの最低値ば2■桿m
A入力ローレベルの最高値は、0.8■程Mを保証する
ようになっているものが多く、この場合第11ンぼおけ
る第1のインバータIハ入カ端子[Nに2■が印加され
た場合、接点Nutローvヘル(:ON I) lzヘ
ル) VCl、、また人力端子INFC0,8’Vが印
加された場合は、接点N1をハイレベル(=電流レベル
) vcなるように、 MISPM弓Tq及びM J
S li” ト;TQ2の=1ンダクタンス比、丁なゎ
ぢゲート長り、ゲート幅W、閾値v・P々どのパラメー
タ全適正値(lζ決定する必要がある。
ところで近年、半導体回路の微#iil化、高速化にで
定義される。Le fr=ゲート実効長、W=ゲゲー幅
、C□X:=ゲート絶縁膜の単も′l而面あた−りの容
4i。
定義される。Le fr=ゲート実効長、W=ゲゲー幅
、C□X:=ゲート絶縁膜の単も′l而面あた−りの容
4i。
μC==チャネル部の移動度)?上げる〃−め、あるい
はゲート部のイ′メ遊容量を減ら1−ために、へ4..
ESI弔Pのゲート長L(従ってゲート実効艮Leff
)’を次叱りこ短かくする傾向にある。
はゲート部のイ′メ遊容量を減ら1−ために、へ4..
ESI弔Pのゲート長L(従ってゲート実効艮Leff
)’を次叱りこ短かくする傾向にある。
尚第2図に示すようにゲート長しとはゲート市:極G′
ft形成する物質、例えば多結晶シリコンやアルミニウ
ムなどのソース、ドレイン方向の長さのことであり、ゲ
ート実効畏り。ffと(−へゲート長りからソーストl
/イン拡亜層部S、J)のゲート方向への食込み部分を
引いたヂャネル長のことである。
ft形成する物質、例えば多結晶シリコンやアルミニウ
ムなどのソース、ドレイン方向の長さのことであり、ゲ
ート実効畏り。ffと(−へゲート長りからソーストl
/イン拡亜層部S、J)のゲート方向への食込み部分を
引いたヂャネル長のことである。
従って従来のようVC、第1図において第1のインバー
タのドライバMISFET0. と第2のインバータの
ドライバMISPETQAのゲート長I、を同じ寸法V
C設定した場合には、L4矩かくしていぐさ製造工程V
Cおけるバラツキの為、MISIi”ETQ2のチャネ
ルコンダクタンスβや、閾値VTが所だ値より変動1−
1人力′屯圧ハイレベル2.OV、ローレベル0.8
Vでは、接点Nl k充分ローレベル、あるいはハイレ
ベルに出力できないという不都合?生じるため、ゲート
長Li一定値以上短かくできなく、従って都連化できな
いという欠点かあ、った。
タのドライバMISFET0. と第2のインバータの
ドライバMISPETQAのゲート長I、を同じ寸法V
C設定した場合には、L4矩かくしていぐさ製造工程V
Cおけるバラツキの為、MISIi”ETQ2のチャネ
ルコンダクタンスβや、閾値VTが所だ値より変動1−
1人力′屯圧ハイレベル2.OV、ローレベル0.8
Vでは、接点Nl k充分ローレベル、あるいはハイレ
ベルに出力できないという不都合?生じるため、ゲート
長Li一定値以上短かくできなく、従って都連化できな
いという欠点かあ、った。
尚チャネルコンダクタンスβやs I@(11V T
fd′第3図fan、 (b)Kそれぞハ、示すように
ゲート長りが旬かくなるほどLの変化量・へTJ VC
対する依存性(変化量)が大きくなってくる。また第2
のインバータは、その入力レベル、すなわち第1のイン
バータの出力レベルの振幅が大きいため(第1のインバ
ータが適正VC動作した場合)、チャネルコンダクタン
スβや、閾値■Tのバラツキの影響は、比較的小さい、
従って第1図VCおける第1のインバータの特Fi1m
MISFETQ2のβやvTのバラツキをできるだけ小
さくシ、かつ第2のインバータは多少のバラツキがあっ
ても1!】1路を高速VC@ 作させるこ− 5 = どが理想的である。
fd′第3図fan、 (b)Kそれぞハ、示すように
ゲート長りが旬かくなるほどLの変化量・へTJ VC
対する依存性(変化量)が大きくなってくる。また第2
のインバータは、その入力レベル、すなわち第1のイン
バータの出力レベルの振幅が大きいため(第1のインバ
ータが適正VC動作した場合)、チャネルコンダクタン
スβや、閾値■Tのバラツキの影響は、比較的小さい、
従って第1図VCおける第1のインバータの特Fi1m
MISFETQ2のβやvTのバラツキをできるだけ小
さくシ、かつ第2のインバータは多少のバラツキがあっ
ても1!】1路を高速VC@ 作させるこ− 5 = どが理想的である。
本発明の目的はこれらのバラツキの影響ヲ比較的受けに
くく、かつ高速の入力1!’+J路を提供することにあ
る。
くく、かつ高速の入力1!’+J路を提供することにあ
る。
不発明VCよる入力回路は外部入力が印加されそれと逆
相の信号を出力する第1のインバータと、該第1のイン
バータ出力信号を受は該第1のインバータ出力信号と逆
相の信43“?出力゛rる第2のインバータを少なくと
も含む、MISFET より構成された入力回路におい
て、第1のインバータのドライバMUSFETのゲート
長全第2のインバータのドライバMISFETのゲート
長よりも長<t、たこと全特徴とする− 不発明全第4図に示す入力回路を用いて説明する。第4
図(d第1図と同じ回路構成ケ取っているが、第1のイ
ンバータのドライバMiSFETQ、、’のゲー1−4
Lが第2のインバータのドライバMI’I”−FETQ
A’のゲート長りよりも長いことを特徴とする。本発明
[,1: jy第1のインバータの入力マージンを広げ
、■アやβの変動の影響全比較的小さく 6− でへ、かつ第2の一インバータあるいけそれ以降のIL
す路1・J−ゲートR1,・イ・知かくすることにより
島速化紮達成できる。
相の信号を出力する第1のインバータと、該第1のイン
バータ出力信号を受は該第1のインバータ出力信号と逆
相の信43“?出力゛rる第2のインバータを少なくと
も含む、MISFET より構成された入力回路におい
て、第1のインバータのドライバMUSFETのゲート
長全第2のインバータのドライバMISFETのゲート
長よりも長<t、たこと全特徴とする− 不発明全第4図に示す入力回路を用いて説明する。第4
図(d第1図と同じ回路構成ケ取っているが、第1のイ
ンバータのドライバMiSFETQ、、’のゲー1−4
Lが第2のインバータのドライバMI’I”−FETQ
A’のゲート長りよりも長いことを特徴とする。本発明
[,1: jy第1のインバータの入力マージンを広げ
、■アやβの変動の影響全比較的小さく 6− でへ、かつ第2の一インバータあるいけそれ以降のIL
す路1・J−ゲートR1,・イ・知かくすることにより
島速化紮達成できる。
例えば・A51図tic示へれるインバータにおいでN
11−8FI)T02′(r)ゲー) 、l;J−I、
眞i 3 tt rn、 M I S 、F’ hr
T Q4 ’ ノLは2μI’n ?(所定飴と1,7
、■4造工程のバラツキVCより、Lが(1,4μm変
重力 し、、 3ttrn−+2.61tm、
21tm−+1.61tmvc−1ったと′f−ろと第
3図より△β(βの変化量)it ’e tL ’t:
れ12μv、 30μv、△V、、(V、の変化量)け
そ′J1ぞれ0.01 V’、 0.05V 変動’f
ルC,J= IfC’l b。
11−8FI)T02′(r)ゲー) 、l;J−I、
眞i 3 tt rn、 M I S 、F’ hr
T Q4 ’ ノLは2μI’n ?(所定飴と1,7
、■4造工程のバラツキVCより、Lが(1,4μm変
重力 し、、 3ttrn−+2.61tm、
21tm−+1.61tmvc−1ったと′f−ろと第
3図より△β(βの変化量)it ’e tL ’t:
れ12μv、 30μv、△V、、(V、の変化量)け
そ′J1ぞれ0.01 V’、 0.05V 変動’f
ルC,J= IfC’l b。
従っでM I S ト” l・: ’I’ Q2’のバ
ラツキu MISI+”ETQ、’に比べ[)−較的小
さくなり入力余裕度が広がる。凍にβ、■T等のバラツ
キに比較的強い第2のインバータ以降の回路けβそのも
の4・大きくてき商法化でき、66尚第3図に示すチャ
ネルコンダクタンスβ及び閾値V T(7) L依存性
は一911全示したものであり、製造午件VCより絶対
値は−Wなるが、傾向は一致する。
ラツキu MISI+”ETQ、’に比べ[)−較的小
さくなり入力余裕度が広がる。凍にβ、■T等のバラツ
キに比較的強い第2のインバータ以降の回路けβそのも
の4・大きくてき商法化でき、66尚第3図に示すチャ
ネルコンダクタンスβ及び閾値V T(7) L依存性
は一911全示したものであり、製造午件VCより絶対
値は−Wなるが、傾向は一致する。
第5図VC本発明の一実翰:例紮示す。第5図はテブレ
1.ジョンタイプMI 5FET Q51. Q53.
Q55及びエンハンスメントタイプMISPETQ5
2.Q54゜Q56 .1:り構成さJ7、る入力回路
の−・部である。Q51゜Q52 け第1のインバー
タ、 Q53. Q54 Bは第2のインバータ、 Q
55. Q56ij第3のインバータを形成し、第1と
第2のインバータは同相の出力音それぞれ出力接点N5
1.N52に出力し、第3のインバータは接点N52
の信刊金受け、それと逆相の佃号を接点N53Vc出
力する。fた第1.第2のインバータには入力信号IN
5がM、l5FET Q52゜Q54 にそれぞれ印加
されている。ここで不発明に基きMISFi[づTQ5
2. Q54のゲート長は例えば2、 Q μm、八4
1SFETQ56のゲート長け1.5μmで形成される
。尚デプレッションタイプのへll5FETはゲート長
4μm程度に形成される。
1.ジョンタイプMI 5FET Q51. Q53.
Q55及びエンハンスメントタイプMISPETQ5
2.Q54゜Q56 .1:り構成さJ7、る入力回路
の−・部である。Q51゜Q52 け第1のインバー
タ、 Q53. Q54 Bは第2のインバータ、 Q
55. Q56ij第3のインバータを形成し、第1と
第2のインバータは同相の出力音それぞれ出力接点N5
1.N52に出力し、第3のインバータは接点N52
の信刊金受け、それと逆相の佃号を接点N53Vc出
力する。fた第1.第2のインバータには入力信号IN
5がM、l5FET Q52゜Q54 にそれぞれ印加
されている。ここで不発明に基きMISFi[づTQ5
2. Q54のゲート長は例えば2、 Q μm、八4
1SFETQ56のゲート長け1.5μmで形成される
。尚デプレッションタイプのへll5FETはゲート長
4μm程度に形成される。
第6図に本発明による他の一実施例を示す。第6図はC
MOSインバータによる入力回路部の例である。Q6”
* QasけPチャネル型MISFET、QQQ64は
Nチャネル型MISFETであ、すs M I S F
E T Q 6l−Qa2で第1のインバータを形成
しゲート端子は共通VC接続され、入力信号IN6
が印加される。
MOSインバータによる入力回路部の例である。Q6”
* QasけPチャネル型MISFET、QQQ64は
Nチャネル型MISFETであ、すs M I S F
E T Q 6l−Qa2で第1のインバータを形成
しゲート端子は共通VC接続され、入力信号IN6
が印加される。
MISF、ET Q63. Q64け第2のインバータ
号形成1〜ゲート端子は共通に接続され、第1のインバ
ータの出力接点N6x(7こ接続される。i2のインバ
ータの出力げ接点N62に出力される。cuos構成の
インバータの場合は、P型、N型のどちらのMI81”
18T もドライバ用となるので本発明により例えばM
II S 、F’ )シT Qa1. Q63(P型
)のゲート長はそれぞれ2.4μm、 1.9μmで形
成し1Ml5F’ETQ、62. Qii 4(N型)
のゲート長けそれぞハ、2.1μm。
号形成1〜ゲート端子は共通に接続され、第1のインバ
ータの出力接点N6x(7こ接続される。i2のインバ
ータの出力げ接点N62に出力される。cuos構成の
インバータの場合は、P型、N型のどちらのMI81”
18T もドライバ用となるので本発明により例えばM
II S 、F’ )シT Qa1. Q63(P型
)のゲート長はそれぞれ2.4μm、 1.9μmで形
成し1Ml5F’ETQ、62. Qii 4(N型)
のゲート長けそれぞハ、2.1μm。
16μm で形成さf’lる。この場合% Lのバラツ
キVC対する余裕度等VC、J:すP型あるいけN型M
ISF’ETの一方の4のゲート長に?えても良いのr
1゛明白である。
キVC対する余裕度等VC、J:すP型あるいけN型M
ISF’ETの一方の4のゲート長に?えても良いのr
1゛明白である。
以上詳述したように本発明によれば、プロセスのバラツ
ギVC強くかつ、速度の速い入力回路を提供できる。
ギVC強くかつ、速度の速い入力回路を提供できる。
第1図は従来の入力[11路部の一例、第2図はMl−
SFETのゲート長,ゲート実効長を示す図、第3 9
− 図はチャネルコンダクタンスβ及び閾値vTとゲート長
Lとの関係図,第4図は本発明するのに用いる図、第5
図は不発明の一実施例、第6図は本発明の他の一実施例
でCMOSMOS構成食用を示丁昏 Q].# Qa, Q1’#Q3’. Qs2, Q.
54. Q56・・川・デプレッション型Nチャネル(
型) MISFETl.’, Q2。 Q4, Q2’ 、 Q4’ 、 Q51, Q54,
Q56, Qa2, Q64・・・・・・エンハンス
メン} 型N チャネル( W ) MISFET。 Qa1,Q63・・・・・・エンハンスメント型Pチャ
ネル(型) MISFET, IN, IN’ 、 I
N5, IN6−、−、入力接点、Nl, N2, N
l’ 、 N2’ 、 Ns 1, N52, N53
。 N61,N62・・・・・・接点、β・・・・・・チャ
ネルコンダクタンス,VT・・・・・・閾値% L・・
・ ゲート長、Lcff・・・・・・ゲート実効長、C
OX・・・・・・ゲート絶縁膜の単位面積当りの容@:
、μC・・・・・チャネル部のキャリア移動度。 10− #l し1 毛2 聞 /− (b) 恭3 図
SFETのゲート長,ゲート実効長を示す図、第3 9
− 図はチャネルコンダクタンスβ及び閾値vTとゲート長
Lとの関係図,第4図は本発明するのに用いる図、第5
図は不発明の一実施例、第6図は本発明の他の一実施例
でCMOSMOS構成食用を示丁昏 Q].# Qa, Q1’#Q3’. Qs2, Q.
54. Q56・・川・デプレッション型Nチャネル(
型) MISFETl.’, Q2。 Q4, Q2’ 、 Q4’ 、 Q51, Q54,
Q56, Qa2, Q64・・・・・・エンハンス
メン} 型N チャネル( W ) MISFET。 Qa1,Q63・・・・・・エンハンスメント型Pチャ
ネル(型) MISFET, IN, IN’ 、 I
N5, IN6−、−、入力接点、Nl, N2, N
l’ 、 N2’ 、 Ns 1, N52, N53
。 N61,N62・・・・・・接点、β・・・・・・チャ
ネルコンダクタンス,VT・・・・・・閾値% L・・
・ ゲート長、Lcff・・・・・・ゲート実効長、C
OX・・・・・・ゲート絶縁膜の単位面積当りの容@:
、μC・・・・・チャネル部のキャリア移動度。 10− #l し1 毛2 聞 /− (b) 恭3 図
Claims (1)
- (1)外部入力が印加されそれと逆相の信号を出力する
第1のインバータと、該第1のインバータ出力信刊全受
は該第1のインバータ出力信号と逆相のイご号を出力す
る第2のインバータを少なくとも含む、M[5FET
より構成された入力回路において、第1のインバータの
ドライバMI−8FETのゲート長を第2のインバータ
のドライバMISFETのゲート長よりも長くしたこと
全特徴とした入力回路。 +21m2のインバータのドライバMISFETのゲー
ト長け2μm以下とした特許端末範囲第(1)項記細の
入力]回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58045474A JPH0624319B2 (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 入力回路 |
US06/590,619 US4626712A (en) | 1983-03-18 | 1984-03-19 | High speed MOS input circuit with precision input-output characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58045474A JPH0624319B2 (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 入力回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59171326A true JPS59171326A (ja) | 1984-09-27 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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