JPS5925425A - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

Info

Publication number
JPS5925425A
JPS5925425A JP58125917A JP12591783A JPS5925425A JP S5925425 A JPS5925425 A JP S5925425A JP 58125917 A JP58125917 A JP 58125917A JP 12591783 A JP12591783 A JP 12591783A JP S5925425 A JPS5925425 A JP S5925425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
enhancement
gate
semiconductor circuit
transistor
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58125917A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6334654B2 (en
Inventor
Koichiro Okumura
奥村 孝一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP58125917A priority Critical patent/JPS5925425A/en
Publication of JPS5925425A publication Critical patent/JPS5925425A/en
Publication of JPS6334654B2 publication Critical patent/JPS6334654B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/096Synchronous circuits, i.e. using clock signals

Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor circuit having a high-speed operation with small power consumption and high density of integration, by connecting an enhancement type FET which receives application of clock at its gate in series to an enhancement-depletion type inverter. CONSTITUTION:A clock pulse phi1 is applied to a gate electrode 17 of an enhancement type IGFETQ6. The FETQ6 conducts when the pulse phi1 is negative. Therefore, an outut signal is extracted from a drain 19 of an FETQ7 when a signal is supplied to a terminal 20. When the pulse phi1 is zero, the FETQ6 becomes nonconductive. Thus no current flows to the semiconductor circuit to ensure small power consumption. At the same time, it is possible to keep a high- speed performance of an enhancement-depletion type inverter circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体回路特に、エンハンスメント型絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタ(以下IGFETと称す。)と
デブレシ四ン型IGFETを用いたクロックドゲート半
導体回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor circuit, and particularly to a clocked gate semiconductor circuit using an enhancement type insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as an IGFET) and a debt gate type IGFET.

消費電力を減少させるためには、従来エンハンスメント
型IGFETを用いたりpツクドグート回路が使用され
ており、更にはまた、スイッチングスピードを速めるた
めにエンハンスメント、デブレシ璽ン戴の回路が従来よ
り使用されている。′第1図kPチャンネルエンハンス
メント型、IGFETを用いたクロックドゲートのイン
バータ回路を示す。エンハンスメント型I G F E
 T Q Iのドレイン1は定電源vDDK接続され、
IGFETQ。
In order to reduce power consumption, enhancement type IGFETs and circuits have been conventionally used, and furthermore, enhancement and deblessing circuits have been conventionally used to increase switching speed. . 'Figure 1 shows a clocked gate inverter circuit using a kP channel enhancement type IGFET. Enhancement type I G F E
Drain 1 of T Q I is connected to constant power supply vDDK,
IGFETQ.

のゲート2は、例えば第2図に示すようなりロックパル
スfが加えられ、I G F E T Q Iのソース
3はエンハンスメント型IGFETQmのドレイン4と
接続されると同時に出力端子となっている。さらにIG
FETQ、のゲート電極5は入力端子として使用され、
 IcFETQ、のソース6は接地電位(OV)に接続
されている。クロックパルスfが一17VのときIGF
ETQ+は導通状態となるので、入力にIGFETQs
の閾値電圧(例えば−2,0■とする)より絶対値セ高
い電圧が加わった場合IGFETQ。
A lock pulse f is applied to the gate 2 of the IGFETQI as shown in FIG. 2, for example, and the source 3 of the IGFETQI is connected to the drain 4 of the enhancement type IGFETQm and at the same time serves as an output terminal. Further IG
The gate electrode 5 of FETQ is used as an input terminal,
The source 6 of IcFETQ is connected to ground potential (OV). IGF when clock pulse f is -17V
Since ETQ+ becomes conductive, IGFETQs is connected to the input.
When a voltage whose absolute value is higher than the threshold voltage (for example, −2.0×) is applied to the IGFETQ.

のソース6よりIGFETQ、のドレイン1へ向う方向
に電流が流わるが、クロックパルスfが0■の時にはI
 G F E T Q lが非導通状態になるた′め、
電流は流おない。したがって負荷トランジスタQ、のゲ
ートにクロックを与えて使用するクロックドゲートの装
置では負荷トランジスタQ、のゲート電極に一17vの
定電源を加えた装置に比較して消費電力は、(fが一1
TVになっている時間)/(りロックの周期)となり大
きく減少する。しかし、このエンハンスメントW、IG
FETを用いたクロックドゲートの装置では、IGFE
TQ、のチャンネル長をり3、チャンネル幅をW、およ
びIGFETQ、のチャンネル長をL!、チャンネル幅
をW!とした時に正常なインバータ動作を行うためには
(wt ” Ll ’//(Wl自Ll ) −20程
度としなづ゛ればならないため、面積的に太きいという
欠点があり、またエンハンスメン) MI I GF 
ETQ+を負荷トランジスタとして使用しているためス
イッチングスピードもあまり速くない。
Current flows in the direction from the source 6 of IGFETQ to the drain 1 of IGFETQ, but when the clock pulse f is 0■, I
Since G F E T Q l becomes non-conductive,
No current flows. Therefore, in a clocked gate device that is used by applying a clock to the gate of load transistor Q, the power consumption is as follows:
The time the TV is turned on)/(the period of locking) decreases significantly. However, this enhancement W, IG
In a clocked gate device using FET, IGFE
The channel length of TQ is 3, the channel width is W, and the channel length of IGFETQ is L! , the channel width is W! In order to perform normal inverter operation when MI I GF
Since ETQ+ is used as a load transistor, the switching speed is not very fast.

一方第3図に従来より使用さねているエンハンスメント
ーデプレシ■ン型のインバータ回路を示す。デブレシ冒
ン型I G F E T Q sのドレイン7は定電源
V  に接続さね、IGFETQsのゲート電極D 8およびソース9はエンハンスメント型IGF”ETQ
4 のドレイン10と接続さね、また出力端子となって
いる。また、I G F E T Q 4のゲート電極
11は入力端子となっており、ソース12は接地電位と
なっている。第3図の構成の場合にはIGFETQs 
 がデプレシ冒ン型であるために第1図の構成と比較し
ておよそ1.5倍から2倍スイッチングスピードが速く
、またIGFETQsのチャンネル長をLs、チャンネ
ル幅をW、およびIGFETQ4のチャンネル長をL4
、チャンネル幅をW4  とした時に、I G F E
 T Q sの閾値電圧を適当な値にとねば、(W4@
L% )/(ws −L4 )= 3程度でよく、面積
的にも第1図の構成より極めて小さく出来るので有利で
ある。しかし入力KIGFETQ、を導通状態にさせる
ような信号が加っている場合は、常に電流が流ねるため
、この第3図の構成は第1図の構成に比較して消費電力
が大きいという欠点がある。
On the other hand, FIG. 3 shows an enhancement-depression type inverter circuit that has not been used in the past. The drain 7 of the depletion enhancement type IGFETQs is connected to a constant power supply V, and the gate electrode D8 and source 9 of the IGFETQs are connected to the enhancement type IGFETQ.
It is connected to the drain 10 of 4 and serves as an output terminal. Furthermore, the gate electrode 11 of the IGFET Q 4 is an input terminal, and the source 12 is at ground potential. In the case of the configuration shown in Figure 3, IGFETQs
Since it is a depressurized type, the switching speed is approximately 1.5 to 2 times faster than the configuration shown in Fig. 1, and the channel length of IGFETQs is Ls, the channel width is W, and the channel length of IGFETQ4 is L4
, when the channel width is W4, I G F E
If the threshold voltage of T Q s is set to an appropriate value, (W4@
L%)/(ws-L4)=about 3, which is advantageous in terms of area since it can be much smaller than the configuration shown in FIG. However, when a signal that makes the input KIGFET Q conductive is applied, current always flows, so the configuration shown in Figure 3 has the disadvantage of higher power consumption than the configuration shown in Figure 1. be.

本発明の目的はスイッチングスピードが速く、消費電力
が小さくしかも集積密度の高いIGFETを含む半導体
装置を提供することにある。本発明はゲートをクロック
パルス源に接続したエンハンスメント型IGFETを第
3図のような従来の回路に直列に接続することを%徴と
するものである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device including an IGFET with high switching speed, low power consumption, and high integration density. The present invention is characterized in that an enhancement type IGFET whose gate is connected to a clock pulse source is connected in series to a conventional circuit as shown in FIG.

本発明によねばゲートとソースが共通接続されたデブレ
ッシ四ン型の第1の絶縁ゲート電界効果トランジスタと
、該第1のトランジスタの導通時の抵抗よりも小さい導
通抵抗を有しクロックパルスに応答して周期的に導通ず
るエンハンスメント型の第2の絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタからなる直列回路と、ゲートに論理信号が供給
さねたエンハンスメント型の第3の絶縁ゲート電界効果
トランジスタと、上記直列回路と第3のトランジスタと
をtfl、間に直列に接続する手段と、出力端子と、上
記出力端子を上記第3のトランジスタと上記直列回路と
の中間接続点に接続する手段とを有する半導体回蕗が得
られる。
According to the present invention, there is provided a first insulated gate field effect transistor of a deblessing quadruple type whose gate and source are commonly connected, and a conduction resistance smaller than the resistance when the first transistor is conductive, and responsive to a clock pulse. a series circuit consisting of a second enhancement type insulated gate field effect transistor which periodically conducts as shown in FIG. A semiconductor circuit includes means for connecting a third transistor in series between Tfl, an output terminal, and means for connecting the output terminal to an intermediate connection point between the third transistor and the series circuit. can get.

本発明では第2のトランジスタの導通抵抗を第1のトラ
ンジスタに比し小さくしているため高速の動作が実現で
きる。
In the present invention, since the conduction resistance of the second transistor is made smaller than that of the first transistor, high-speed operation can be realized.

以下本発明を図面を用いて説明する。第4図は本発明の
一実施例を示す図で、デプレシ目ン型IGFETQIの
ドレイン13を定電源V  に接続D し、ゲート電極14およびソース15をエンハンスメン
ト型IGFgTQsのドレイン16と接続し、ソース1
8はエンハンスメント型IGFETQ、?のドレイン1
9と接続され出力端子となっている。またI G F 
E T Q aのゲート電極17にはクロックパルスf
、を加え、IGFKTQ、のゲート電極20は入力端子
となっている。この構成でクロックパルスfIは第2図
に示さねるよ5なりロックパルスであるので消費電力の
面では第1図の従来のクロックドゲートの構成と同等で
あり、さらに、クロックパルス/、 の振幅は大きり・
のが通常であるからI G F E T Q @の導通
状態での抵抗はI G F E T Qsの抵抗に対し
ては無視できる程度になされているため、スイッチング
スピードも第3図の構成のスイッチングスピードと同等
の速さとなる。すなわち本発明は第1図の従来の構成の
消費電力が小さいという長所と共に第3図の従来の構成
のスイッチングスピードが速いという長所を合わせ持っ
ている。
The present invention will be explained below using the drawings. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which the drain 13 of a depletion type IGFETQI is connected to a constant power source V, the gate electrode 14 and source 15 are connected to the drain 16 of an enhancement type IGFgTQs, and the source 1
8 is an enhancement type IGFETQ, ? drain 1
9 and serves as an output terminal. Also IGF
A clock pulse f is applied to the gate electrode 17 of E T Q a.
, and the gate electrode 20 of IGFKTQ serves as an input terminal. In this configuration, the clock pulse fI is a lock pulse of 5 as shown in FIG. 2, so in terms of power consumption it is equivalent to the conventional clocked gate configuration shown in FIG. 1, and the amplitude of the clock pulse /, is large・
Since the resistance of I G F E T Q @ in the conductive state is negligible compared to the resistance of I G F E T Qs, the switching speed is also the same as that of the configuration shown in Fig. 3. The speed is equivalent to the switching speed. That is, the present invention has both the advantage of low power consumption of the conventional configuration shown in FIG. 1 and the advantage of high switching speed of the conventional configuration of FIG.

更に、本発明の構成の半導体基板上の占有面積について
もI G F E T Q *はプロセス上の最小寸法
のFET  でよいので第3図の構成と比較して殆んど
太ぎくならないし、第1図の構成に比較するとはるかに
小さくて良いという利点がある。
Furthermore, regarding the area occupied on the semiconductor substrate in the configuration of the present invention, since I G FET Q * may be an FET of the minimum size in the process, it is hardly thicker than in the configuration shown in FIG. 3. It has the advantage of being much smaller than the configuration shown in FIG.

また、例えばクロックパルスジェネレータに電流を流し
てもよい場合には第4図でIGFETQ、のドレイン1
3に接続される電源をりpツクパルス/、  とすれば
りpツクパルスf、だけの−電源の構成とブより、また
占有面積も小さくできる。
For example, if it is possible to flow current to the clock pulse generator, the drain 1 of IGFETQ in FIG.
If the power supply connected to 3 is set to 3, it is possible to reduce the occupied area compared to the structure of a power supply with only 1 p-pulse f.

第5図に実施例としてディレイドダイナミックフリップ
フロップを構成した場合を示す。エンノ・ンスメント型
I G F ET Q s sは入力データの読み込み
保持のためのトランスファーゲートであり、同シ<エン
ハンスメントMIIGFETQt 4もデータの読み込
み及び保持のためのトランスファーゲートである。デプ
レシ冒ン型IGFETQIと二個のエンハンスメント型
I G F ET Q eおよびQre  で構成され
るインバータT、が本発明の回路であり、デブレシ盲ン
flIGFETQ+ 、とエンハンスメント型I G 
F E T Q r tで構成さtIるインバータTw
OIGFETQ目のドレインより出力がでている。クー
ツクパルス/、およびf!は第6図に示すような波形で
ある。第5図では/、のタイミングで読み込んだ入力信
号f、のタイミングで出力として読み出さ第1るように
なっている。
FIG. 5 shows an embodiment of a delayed dynamic flip-flop. The enhancement type IGFET Qss is a transfer gate for reading and holding input data, and the enhancement type IGFET Qt 4 is also a transfer gate for reading and holding data. The circuit of the present invention includes an inverter T consisting of a depletion type IGFETQI and two enhancement type IGFETs Qe and Qre, a depletion type IGFETQ+, and an enhancement type IG
Inverter Tw consisting of FETQrt
Output is coming out from the drain of OIGFETQ. Kutsk Pulse/, and f! has a waveform as shown in FIG. In FIG. 5, the first input signal is read out as an output at the timing of the input signal f, which is read at the timing of /.

また本発明の構成(第4図)のうち、トランジスタQ、
と、トランジスタQ6 との位置関係を逆K L’た場
合も第4図の構成と同じ作用効果があることは勿論であ
る。
Also, in the configuration of the present invention (FIG. 4), the transistor Q,
It goes without saying that even if the positional relationship with transistor Q6 is reversed KL', the same effect as in the configuration shown in FIG. 4 can be obtained.

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

第1図は従来のエンノ・ンスメント型IGFETを使用
したクロックドゲートの回路図、第2図は第1図に使用
されているクロックパルスfの波形を示す図、第3図は
従来のエンハンスメントーデプレシ百ン型のインバータ
の回路図、第4図は本発明の基本構成を示す図、第5図
は本発明を用いた応用実施例を示す図及び第6図は第5
図に示すfまた回路に使用されるクロックパルス/+及
びf。 の波形を示す図である。 図において、Q、はデプレッシ田ン型IGFET。 Q・及びQマはエンハンスメント型IGFET、Q。 はデプレッシ冒ン型IGFET、Q、及びQ、。はエン
ハンスメント’MI IGFET 、  If l及び
f!はクーツクパルス、■  は電源を示す。 D ¥l目 茶2日 竿3目 茶4目 竿5目 第6 目
Figure 1 is a circuit diagram of a clocked gate using a conventional enhancement type IGFET, Figure 2 is a diagram showing the waveform of the clock pulse f used in Figure 1, and Figure 3 is a circuit diagram of a clocked gate using a conventional enhancement type IGFET. 4 is a circuit diagram of a depreciation type inverter, FIG. 4 is a diagram showing the basic configuration of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing an applied example using the present invention, and FIG.
The clock pulses /+ and f also used in the circuit shown in the figure. FIG. In the figure, Q is a depression type IGFET. Q and Q are enhancement type IGFETs, Q. are depressive type IGFETs, Q, and Q. is the enhancement 'MI IGFET, If l and f! indicates Kutsk pulse, ■ indicates power supply. D ¥l eye tea 2nd rod 3 eye tea 4 eye rod 5 eye 6th eye

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ゲートとソースが共通接続さiまたナブレッシ叢ン型の
第1の絶縁ゲー)を界効果トランジスタと、該第1のト
ランジスタの導通時の抵抗よりも小さい導通抵抗を有し
クロックパルスに応答して周期的に導通するエンハンス
メン)Wの第2の+E[ゲート電界効果トランジスタか
らljる直列回路と、ゲートに!lK!理信号が供給さ
第1たボン・・ンスノント型の第3の絶縁ゲート電界効
果トランジスタと、上記直列回路と第3のトランジスタ
とをυJ、 源iMIに直列KM枕する手段と、出力端
子と、土韻出力瑞子を上記第3のトランジスタと上記直
列回路との中間接続点に接続する手段とを[jすること
を特徴とする半導体回路。
a field-effect transistor whose gate and source are commonly connected; Periodically conductive enhancer) W's second +E [gate field-effect transistor to lj series circuit and to the gate! lK! a third insulated gate field effect transistor of the Bonnnont type to which the first physical signal is supplied; means for connecting the series circuit and the third transistor in series to a source iMI; an output terminal; A semiconductor circuit characterized by further comprising: means for connecting the output device to an intermediate connection point between the third transistor and the series circuit.
JP58125917A 1983-07-11 1983-07-11 Semiconductor circuit Granted JPS5925425A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58125917A JPS5925425A (en) 1983-07-11 1983-07-11 Semiconductor circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58125917A JPS5925425A (en) 1983-07-11 1983-07-11 Semiconductor circuit

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1743574A Division JPS5717380B2 (en) 1974-02-13 1974-02-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5925425A true JPS5925425A (en) 1984-02-09
JPS6334654B2 JPS6334654B2 (en) 1988-07-12

Family

ID=14922128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58125917A Granted JPS5925425A (en) 1983-07-11 1983-07-11 Semiconductor circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5925425A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3775693A (en) * 1971-11-29 1973-11-27 Moskek Co Mosfet logic inverter for integrated circuits

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3775693A (en) * 1971-11-29 1973-11-27 Moskek Co Mosfet logic inverter for integrated circuits

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6334654B2 (en) 1988-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6160614B2 (en)
JPH0478215A (en) Master slave type flip-flop circuit
JPS6112414B2 (en)
JPS5915533B2 (en) Drive circuit for electronic devices
JP2685050B2 (en) Comparator circuit
US3937984A (en) Shift registers
KR920004339B1 (en) Analog switchi circuit
JPS6045512B2 (en) Dynamic shift register circuit
JPS5925425A (en) Semiconductor circuit
US3925686A (en) Logic circuit having common load element
JPS61157115A (en) Cmos including 'chute through' current suppression means
GB1486798A (en) Field effect transistor storage circuits
JPS6258178B2 (en)
JPS58207726A (en) Semiconductor circuit
KR100299050B1 (en) Complementary gate-source clock driver and flip-flop driven thereby
JPS63169118A (en) Noise elimination circuit
US3828209A (en) Flip-flop circuit
JP3105650B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH0222568B2 (en)
JPS60224329A (en) Input circuit of mos integrated circuit element
JPH03192595A (en) Memory cell and memory integrated circuit
JPH0340300A (en) Sample-and-hold circuit
JPS60122416A (en) Circuit for generating substrate bias voltage
JPS6227475B2 (en)
JPS5925426A (en) Semiconductor circuit