JPS5931253B2 - デプレツシヨン型負荷トランジスタを有するmisfet論理回路 - Google Patents
デプレツシヨン型負荷トランジスタを有するmisfet論理回路Info
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- JPS5931253B2 JPS5931253B2 JP47084565A JP8456572A JPS5931253B2 JP S5931253 B2 JPS5931253 B2 JP S5931253B2 JP 47084565 A JP47084565 A JP 47084565A JP 8456572 A JP8456572 A JP 8456572A JP S5931253 B2 JPS5931253 B2 JP S5931253B2
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- Japan
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- misfet
- logic
- load
- logic circuit
- depletion type
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- 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
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/096—Synchronous circuits, i.e. using clock signals
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/18—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages
- G11C19/182—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes
- G11C19/184—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes with field-effect transistors, e.g. MOS-FET
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下MI
SFETと称す)で構成された論理回路、特にデプレッ
ション型負荷トランジスタを有するMISFET論理回
路に関する。
SFETと称す)で構成された論理回路、特にデプレッ
ション型負荷トランジスタを有するMISFET論理回
路に関する。
MISFETを用いた一般的な論理回路としては負荷お
よび駆動用のMISFETとしていずれもエンハンスメ
ント(enhancement )型のMISFETを
用いたいわゆるEE方式が知られており、さらにその消
費電力を少なくさせる一手段として、負荷トランジスタ
をクロックパルスで駆動するというクロックドライブ方
式がある。
よび駆動用のMISFETとしていずれもエンハンスメ
ント(enhancement )型のMISFETを
用いたいわゆるEE方式が知られており、さらにその消
費電力を少なくさせる一手段として、負荷トランジスタ
をクロックパルスで駆動するというクロックドライブ方
式がある。
一方、負荷トランジスタとしてデプレッション(dep
letion )型のMISFETを用いたED方式で
はEE方式と同じようなりロックドライブ方式を採用す
ることは難しいが、それでも電源電圧を低くできること
およびデプレッション型MISF、ETの定電流特性に
より低消費電力、高スピード、および高集積度などの優
れた特性が得られる。
letion )型のMISFETを用いたED方式で
はEE方式と同じようなりロックドライブ方式を採用す
ることは難しいが、それでも電源電圧を低くできること
およびデプレッション型MISF、ETの定電流特性に
より低消費電力、高スピード、および高集積度などの優
れた特性が得られる。
第5図にこのED方式による論理回路の基本回路を示す
。
。
ここで同図の基本回路で注意すべきこととしては、駆動
用のトランジスタQdが導通しているとき常にこの直列
回路に電流が流れるということが挙′げられよう。
用のトランジスタQdが導通しているとき常にこの直列
回路に電流が流れるということが挙′げられよう。
従って、本発明の目的はこの直列回路に流れる平均的電
流量を少なくして、ED方式による論理回路の消費電力
を更に低くすることである。
流量を少なくして、ED方式による論理回路の消費電力
を更に低くすることである。
本発明の他の目的はトランジスタの数をそれほど増やす
ことなく低消費電力化をはかることができるデプレッシ
ョン型負荷トランジスタを有するMISFET論理回路
を提供することである。
ことなく低消費電力化をはかることができるデプレッシ
ョン型負荷トランジスタを有するMISFET論理回路
を提供することである。
本発明および本発明の他の目的は図面を参照して以下の
説明から明らかとなるであろう。
説明から明らかとなるであろう。
第1図は本発明によるMISFET論理回路を示してい
る。
る。
同図において、Q1□ はゲート・ソース間にバイアス
電圧が加わらなくともソース・ドレイン間に電流が流れ
るデプレッション型のMISFETであり、負荷トラン
ジスタとして使用されている。
電圧が加わらなくともソース・ドレイン間に電流が流れ
るデプレッション型のMISFETであり、負荷トラン
ジスタとして使用されている。
一方Qdt〜Qdaはゲート・ソース間にあるバイアス
電圧力珈わって初めてソース・ドレイン間に電流が流れ
るエンハンスメント型のMISFETであり、駆動用の
トランジスタとして使用されている。
電圧力珈わって初めてソース・ドレイン間に電流が流れ
るエンハンスメント型のMISFETであり、駆動用の
トランジスタとして使用されている。
MISFETQll のゲート電極は定電流特性を良好
にするためにそのソース電極に即ち論理回路の出力端子
に接続されている。
にするためにそのソース電極に即ち論理回路の出力端子
に接続されている。
MI 5FETQd1〜Qd3 は、Vout−(vA
+VB)・vc(MISFETのチャンネルの導電型を
P型とし、正論理を採用した場合)なる論理式を満足す
る論理ブロックLBを構成している。
+VB)・vc(MISFETのチャンネルの導電型を
P型とし、正論理を採用した場合)なる論理式を満足す
る論理ブロックLBを構成している。
MISFETQd4 は本発明によって特別に設けられ
たもので、そのゲート電極にクロックパルスφが加えら
れてクロック駆動されるようになっている。
たもので、そのゲート電極にクロックパルスφが加えら
れてクロック駆動されるようになっている。
このクロックパルスφのパルス幅は入力信号VA−VC
のパルス幅よりも短かくされている。
のパルス幅よりも短かくされている。
MISFET・Q 11 とQa+ および論理ブ
ロックLBは直列に接続されており、論理ブロックLB
と負荷MISFETQ11 の接続点から出力信号Vo
utが取り出されるようになっている。
ロックLBは直列に接続されており、論理ブロックLB
と負荷MISFETQ11 の接続点から出力信号Vo
utが取り出されるようになっている。
しかしながら、本発明によればトランジスタQa+を負
荷MISFETQ11 と論理ブロックLBとの間に接
続し、トランジスタQa+ のドレイン電極から出力
信号を取り出すようにすることもできる。
荷MISFETQ11 と論理ブロックLBとの間に接
続し、トランジスタQa+ のドレイン電極から出力
信号を取り出すようにすることもできる。
このように構成されたMISFET論理回路によれば、
クロックパルスφによってMISFETQd4 が導通
したときだげしかMI SF’ETQ11 、Qd+
および論理ブロックLBからなる直列閉回路に電流が
流れないので消費電力を少な(することができる。
クロックパルスφによってMISFETQd4 が導通
したときだげしかMI SF’ETQ11 、Qd+
および論理ブロックLBからなる直列閉回路に電流が
流れないので消費電力を少な(することができる。
なお、出力信号V outO値はこの期間において入力
信号VA−vcO値によって決定され、つまりこの期間
においてVout −(vA+VB)・Vcなる関係が
成立する。
信号VA−vcO値によって決定され、つまりこの期間
においてVout −(vA+VB)・Vcなる関係が
成立する。
また本発明によるMI 5FET論理回路においては、
出力端子と接地端子の間に直列に接続されるトランジス
′りの数がエンハンスメント型負荷MISFETクロッ
クドライブした従来の回路に比較して1個多くなるが、
これらの素子が占める面積は大きくならず、条件によっ
てはそれよりも小さくなる。
出力端子と接地端子の間に直列に接続されるトランジス
′りの数がエンハンスメント型負荷MISFETクロッ
クドライブした従来の回路に比較して1個多くなるが、
これらの素子が占める面積は大きくならず、条件によっ
てはそれよりも小さくなる。
すなわち、EE方式においては出力端子から直列に接続
されるトランジスタの数が多くとも2個に限定されてし
まうが、ED方式においては、同じ動作速度で同じ出力
レベルを得るという条件の基では、およそ4個のトラン
ジスタを出力端子から直列に接続することができるから
である。
されるトランジスタの数が多くとも2個に限定されてし
まうが、ED方式においては、同じ動作速度で同じ出力
レベルを得るという条件の基では、およそ4個のトラン
ジスタを出力端子から直列に接続することができるから
である。
この定量的な説明は割愛するが、要するに電流制限用の
MISFETを論理ブロックLBに直列に接続するとい
うことはED方式なればこそ容易に達成され得るのであ
る。
MISFETを論理ブロックLBに直列に接続するとい
うことはED方式なればこそ容易に達成され得るのであ
る。
第2図は本発明による他の実施例であり、ディジタル制
御回路などで多く必要とされるAND−OR回路を示し
ている。
御回路などで多く必要とされるAND−OR回路を示し
ている。
同図において、Q a 5〜Qd 1oはエンハンスメ
ント型のMI 5FETであり、それぞれ2個のトラン
ジスタが1組になって論理ブロックLB1〜LB3を構
成しており、それぞれの論理ブロックにはデプレッショ
ン型負荷MIsFETQ12〜Q14 が接続されて
いる。
ント型のMI 5FETであり、それぞれ2個のトラン
ジスタが1組になって論理ブロックLB1〜LB3を構
成しており、それぞれの論理ブロックにはデプレッショ
ン型負荷MIsFETQ12〜Q14 が接続されて
いる。
論理ブロックLB1〜LB3はそれぞれ2人力NAND
回路の機構をもつように構成されており、論理ブロック
しB1とLB2から取り出された出力信号が論理ブロッ
クLB3の入力信号として利用されている。
回路の機構をもつように構成されており、論理ブロック
しB1とLB2から取り出された出力信号が論理ブロッ
クLB3の入力信号として利用されている。
従って出力信号VoutはVout−
(VD −vE)・(vF−vG)=VD°vE+vF
−vGなる論理式で表わされることが理解できよう。
−vGなる論理式で表わされることが理解できよう。
このAND−OR回路の特徴は1つの
M I SF ET Qd1tをそれぞれの論理ブロッ
クに共通に直列接続して、1つのトランジスタで3つの
論理ブロックに流れる電流を制限するようにしたところ
にある。
クに共通に直列接続して、1つのトランジスタで3つの
論理ブロックに流れる電流を制限するようにしたところ
にある。
このようにしても、実際の論理はトランジスタQd1□
に印加されるクロックパルスの巾の間に決定されること
ばは変りはない。
に印加されるクロックパルスの巾の間に決定されること
ばは変りはない。
このように本実施例によればいくつかの論理ブロックの
集合に対して1個のMISFETを設ければよいので、
消費電力を低減する目的を達してかつ集積度をあげられ
る利点がある。
集合に対して1個のMISFETを設ければよいので、
消費電力を低減する目的を達してかつ集積度をあげられ
る利点がある。
上記の1個のMISFETは通常そのMISFETの接
続される論理ブロックの集合に属する論理ブロックのい
くつかを流れる電流の和を吸収しなければならないため
に論理ブロックを構成するトランジスタより大きい(抵
抗の小さい)MISFETとする必要があるが、これは
もちろん1個のMISFETとして構成してもよいが複
数個のMISFETを並列接続としてもよい。
続される論理ブロックの集合に属する論理ブロックのい
くつかを流れる電流の和を吸収しなければならないため
に論理ブロックを構成するトランジスタより大きい(抵
抗の小さい)MISFETとする必要があるが、これは
もちろん1個のMISFETとして構成してもよいが複
数個のMISFETを並列接続としてもよい。
また、4相クロツクによるダイナミック論理ではないた
め、この MISFETはレイアウト上部台のよい場所に配置して
もよい特徴もある。
め、この MISFETはレイアウト上部台のよい場所に配置して
もよい特徴もある。
第3図は本発明の他の実施例であり、2ビツトの2相ダ
イナミツクシフトレジスタを示している。
イナミツクシフトレジスタを示している。
同図においてエンハンスメント型MISFETQd12
〜Qd15ばそれぞれデプレッション型負荷MISFE
TQI5〜QLaに接続されている。
〜Qd15ばそれぞれデプレッション型負荷MISFE
TQI5〜QLaに接続されている。
電流制限用のエンハンスメント型MIsFETQ d
1 aはM I S F E T Qdt2とQd14
に共通に直列接続されており、そのゲート電極には第4
図に示すようなりロックパルスφ□が加えられている。
1 aはM I S F E T Qdt2とQd14
に共通に直列接続されており、そのゲート電極には第4
図に示すようなりロックパルスφ□が加えられている。
またMISFETQd17はMISFETQd18とQ
d15に共通に直列接続されており、そのゲート電極に
はクロックパルスφ1 とは位相の異なるクロックパル
スφ2が加えられている。
d15に共通に直列接続されており、そのゲート電極に
はクロックパルスφ1 とは位相の異なるクロックパル
スφ2が加えられている。
MISFETQd5 、Qd12およびQdtaは反
転回路を構成し、同様に他のMISFETも3つの反転
回路を構成している。
転回路を構成し、同様に他のMISFETも3つの反転
回路を構成している。
各反転回路は移送用のエンハンスメント型MISFET
Qt1〜Qt3を介して縦続接続されており、最終段の
反転回路からはMISFETQd4 を介して出力信
号が取り出されるようになっている。
Qt1〜Qt3を介して縦続接続されており、最終段の
反転回路からはMISFETQd4 を介して出力信
号が取り出されるようになっている。
MISFETQ t 1 とQta のゲート電極
にはクロックパルスφ1が加えられ、MISFETQd
2 とQt4 のゲート電極にはクロックパルスφ2
が加えられている。
にはクロックパルスφ1が加えられ、MISFETQd
2 とQt4 のゲート電極にはクロックパルスφ2
が加えられている。
またMISFETQd1□のゲート電極にはクロックパ
ルスφ2に同期した入力信号Vinが加えられている。
ルスφ2に同期した入力信号Vinが加えられている。
次にこのように構成されたシフトレジスタの動作を第4
図のタイムチャートを参照して説明する。
図のタイムチャートを参照して説明する。
なお同図において各信号の上位レベルは論理II I
I+(接地電位)を示し、下位レベルは論理fl 01
1(負電位)を示している。
I+(接地電位)を示し、下位レベルは論理fl 01
1(負電位)を示している。
クロックパルスφ1がO”Kなって
MISFETQd16が導通したとき、第1番目の反転
回路の出力信号すなわちM、I SF ETQ15のソ
ース電位v1 は入力信号Vinの反転信号Vinとな
る。
回路の出力信号すなわちM、I SF ETQ15のソ
ース電位v1 は入力信号Vinの反転信号Vinとな
る。
このとき移送用のMISFETQtt も導通してい
るので、この出力信号v1 はMISFETQtl を
介してMISFETQd。
るので、この出力信号v1 はMISFETQtl を
介してMISFETQd。
に送られ、MISFETQd、3のゲート容量に記憶さ
れる。
れる。
同様にして、クロックパルスφ2が′0”になってMI
5FETQd1□とQj2 が導通したとき、MI
5FETQd13に記憶された信号の反転信号がMI
SFETQd1.のゲート容量に書き込まれる。
5FETQd1□とQj2 が導通したとき、MI
5FETQd13に記憶された信号の反転信号がMI
SFETQd1.のゲート容量に書き込まれる。
従って、M I S F E T Qd 1aのゲート
電位v2はクロックパルスφ1 に同期し、入力信号V
inがクロックパルスφ2に同期していることもあって
、ゲート電位v2は入力信号Vinの反転信号をクロッ
クパルスφ1とφ2の位相差だけ遅らせた信号に等しく
なる。
電位v2はクロックパルスφ1 に同期し、入力信号V
inがクロックパルスφ2に同期していることもあって
、ゲート電位v2は入力信号Vinの反転信号をクロッ
クパルスφ1とφ2の位相差だけ遅らせた信号に等しく
なる。
またクロックパルスφ1とφ2の周期は等しいので、結
局MISFETQd 14のゲート電位v4 は入力信
号Vinをクロックパルスφ1或はφ2の1周期(1ビ
ツト)だけ遅らせた信号に等しくなる。
局MISFETQd 14のゲート電位v4 は入力信
号Vinをクロックパルスφ1或はφ2の1周期(1ビ
ツト)だけ遅らせた信号に等しくなる。
これは第4図のタイムチャートからも明らかであろう。
なお、第1の反転回路v1の出力電位は、第4図に示す
ように、クロックパルスφ1が’1”Kなっているとき
には入力信号に関係なく”o”の値に強いられるが、こ
の出力電位V1はクロックパルスφ1が゛1パになった
ときのみMISFETQtt を通じてMI 5FE
TQt1 に移送されて書き込まれるので、ゲート電位
V2は出力電位v1の正しい値のみを次にクロックパル
スφ1がe+ I I+になるまで維持する。
ように、クロックパルスφ1が’1”Kなっているとき
には入力信号に関係なく”o”の値に強いられるが、こ
の出力電位V1はクロックパルスφ1が゛1パになった
ときのみMISFETQtt を通じてMI 5FE
TQt1 に移送されて書き込まれるので、ゲート電位
V2は出力電位v1の正しい値のみを次にクロックパル
スφ1がe+ I I+になるまで維持する。
また同様な理由で、出力電位v1が正しい値を示す期間
はクロックパルスφ1のパルス幅に等しくなって入力信
号Vinのそれに対して短かくされているが、ゲート電
位v2が正しい値を示す期間がクロックパルスφ1の周
期に等しくなるのでさしつかえない。
はクロックパルスφ1のパルス幅に等しくなって入力信
号Vinのそれに対して短かくされているが、ゲート電
位v2が正しい値を示す期間がクロックパルスφ1の周
期に等しくなるのでさしつかえない。
このように各論理ブロックから取り出された出力信号が
正しい値を示す期間はクロックパルスのパルス幅まで短
かくされ、これを補正する必要がある場合には、例えば
第1図の論理回路においてはクロックパルスφでトリガ
される移送用のMI 5FETを介して、論理ブロック
LBから次段の回路に信号を送るようにすれば良い。
正しい値を示す期間はクロックパルスのパルス幅まで短
かくされ、これを補正する必要がある場合には、例えば
第1図の論理回路においてはクロックパルスφでトリガ
される移送用のMI 5FETを介して、論理ブロック
LBから次段の回路に信号を送るようにすれば良い。
以上説明したシフトレジスタは次の特長を持っている。
これは第1図および第2図の実施例で説明したことから
も容易に理解されよう。
も容易に理解されよう。
1、消費電力が小さくなる。
2、消費電力を小さくさせるためのトランジスタの数を
論理ブロックの数に対して少なくさせることができる。
論理ブロックの数に対して少なくさせることができる。
第1図〜第3図は本発明によるデプレッション型負荷ト
ランジスタを用いたMISFET論理回路である。 第4図は第3図のシフトレジスタの動作を説明するタイ
ムチャートである。 第5図は従来のデプレッション型負荷トランジスタを用
いたMI 5FET論理回路を示している。 φ、φ1 、φ2・・・・・・クロックパルス、LB・
・・・・・論理ブロック。
ランジスタを用いたMISFET論理回路である。 第4図は第3図のシフトレジスタの動作を説明するタイ
ムチャートである。 第5図は従来のデプレッション型負荷トランジスタを用
いたMI 5FET論理回路を示している。 φ、φ1 、φ2・・・・・・クロックパルス、LB・
・・・・・論理ブロック。
Claims (1)
- 1 ゲート電極とソース電極とが結合されたデプレッシ
ョン型の負荷MISFETと、上記負荷MISFETに
直列接続されかつ所定の論理式を満足するように構成さ
れそのゲートに入力信号が供給されるエンハンスメント
型の論理入力用MISFETと、上記負荷MISFET
と上記論理入力用MISFETとの直列系路に直列接続
されるエンハンスメント型の電力制御用MISFETと
を備え、上記電力制御用MISFETをパルス駆動する
ようになし、かつ上記電力制御用MISFETがオン状
態にされたときに上記論理入力用MISFETのスイッ
チ状態のみによって決定されるレベルの信号を上記負荷
MI 5FETのソース電極を出力せしめるようにして
なることを特徴とするデプレッション型負荷トランジス
タを有するMISFET論理回路。
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47084565A JPS5931253B2 (ja) | 1972-08-25 | 1972-08-25 | デプレツシヨン型負荷トランジスタを有するmisfet論理回路 |
FR7317163A FR2197281B1 (ja) | 1972-08-25 | 1973-05-11 | |
DE2336143A DE2336143C2 (de) | 1972-08-25 | 1973-07-16 | Logische Schaltung |
US381485A US3917958A (en) | 1972-08-25 | 1973-07-23 | Misfet (Metal -insulator-semiconductor field-effect transistor) logical circuit having depletion type load transistor |
NL7310304A NL7310304A (ja) | 1972-08-25 | 1973-07-24 | |
CH1082773A CH580363A5 (ja) | 1972-08-25 | 1973-07-25 | |
IT27957/73A IT993005B (it) | 1972-08-25 | 1973-08-17 | Circuito logico composto da transistori ad effetto di campo a porta isolata misfet a comando temporizzato |
GB4023673A GB1434771A (en) | 1972-08-25 | 1973-08-24 | Logical circuits |
US05/581,775 US3965369A (en) | 1972-08-25 | 1975-05-29 | MISFET (Metal-insulator-semiconductor field-effect transistor) logical circuit having depletion type load transistor |
HK302/79A HK30279A (en) | 1972-08-25 | 1979-05-10 | Improvements in logical circuits |
MY35/79A MY7900035A (en) | 1972-08-25 | 1979-12-30 | Improvements in logical circuits |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47084565A JPS5931253B2 (ja) | 1972-08-25 | 1972-08-25 | デプレツシヨン型負荷トランジスタを有するmisfet論理回路 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56189342A Division JPS57141132A (en) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | Misfet logical circuit with depletion type load transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS4940850A JPS4940850A (ja) | 1974-04-17 |
JPS5931253B2 true JPS5931253B2 (ja) | 1984-08-01 |
Family
ID=13834165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP47084565A Expired JPS5931253B2 (ja) | 1972-08-25 | 1972-08-25 | デプレツシヨン型負荷トランジスタを有するmisfet論理回路 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3917958A (ja) |
JP (1) | JPS5931253B2 (ja) |
CH (1) | CH580363A5 (ja) |
DE (1) | DE2336143C2 (ja) |
FR (1) | FR2197281B1 (ja) |
GB (1) | GB1434771A (ja) |
HK (1) | HK30279A (ja) |
IT (1) | IT993005B (ja) |
MY (1) | MY7900035A (ja) |
NL (1) | NL7310304A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019194184A1 (ja) | 2018-04-03 | 2019-10-10 | 本部三慶株式会社 | 劣化次亜塩素酸塩から新規塩素酸化物組成物を得る製法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5186753U (ja) * | 1974-12-30 | 1976-07-12 | ||
US4291247A (en) * | 1977-12-14 | 1981-09-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Multistage logic circuit arrangement |
US4570084A (en) * | 1983-11-21 | 1986-02-11 | International Business Machines Corporation | Clocked differential cascode voltage switch logic systems |
JPS61265794A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置のデコ−ダ回路 |
US5514982A (en) * | 1994-08-18 | 1996-05-07 | Harris Corporation | Low noise logic family |
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