JPS60141018A - バイポ−ラ−cmos混成集積回路 - Google Patents

バイポ−ラ−cmos混成集積回路

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JPS60141018A
JPS60141018A JP58247009A JP24700983A JPS60141018A JP S60141018 A JPS60141018 A JP S60141018A JP 58247009 A JP58247009 A JP 58247009A JP 24700983 A JP24700983 A JP 24700983A JP S60141018 A JPS60141018 A JP S60141018A
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JP
Japan
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transistor
circuit
bipolar
current path
path forming
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Application number
JP58247009A
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English (en)
Inventor
Yukio Ozawa
幸雄 小澤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS60141018A publication Critical patent/JPS60141018A/ja
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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
    • H03K19/02Logic 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
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/09448Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET in combination with bipolar transistors [BIMOS]

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はバイポーラトランジスタとCMo5(相補型)
トランジスタとを組合せたパイホーラーCM−08混成
集積回路に関する。
(従来技術) 通常、CMUSのみで構成された論理回路は、消費電力
、雑音余裕度等の点でバイポーラトランジスタのみで構
成されたものより優れているが、CM(JS トランジ
スタの電流駆動能力はそのテバイス(14造上、同等の
大きさのバイポーラトランジスタに比べて劣る。集積回
路が大規模化するにつれ、その内部素子間の平均配線長
は長くなシ% 1出力端子当1)c)ファンアウト数も
増し、負荷容蓋り増力日によって、その動作速度は着し
く劣化する。CM−USだけの回路ではこの動作速度の
劣化を補う為。
出力トランジスタを多数並列しり!l11トランジスタ
素子巨体を大きくする心安があるが、回路の占有面積の
増力1」を招く欠点がある、 上Nfの欠点全改善する為、電流1駆動能力の大きなバ
イポーラトランジスタ’iicM(JS回路に付加し、
回路の占1而績の増加を抑えながら、負荷容量増加によ
る動作速度の劣化葡補う回路が知られている。
第1図は1疋米のバイポーラ−CMO8混成集積回路の
第1の例の回路図である。
この回路は市電流jム動能力を備えたeMUs論理レベ
ルのインバータであって、PM(JSトランジスタTI
とNPN トランジスタT3及びNM(JS )う/ジ
スタT2とPNPトランジスタT4の各々が直結されて
おり、全体で相補型回路f) +7#成している。この
ように構成することにより用力部がバイポーラトランジ
スタにもかかわらず、その出力電圧の論理レベルはCI
Vi(JSのそれとほとんど同じであ5、CMUS素子
の人力レベル余裕度が大きい為にそのままCM(J S
論理システム内に組込むことができる。そして、出力端
子0に大容量が付いた場合でも出力電位が低電位から高
亀fJへ移る場合(以−Fl、−Hとd己すンはNPN
)ランジスタ″113による電流供給、高電位から低電
位へ移る場合(以下H→Lとi己す)は1’N)’トラ
ンジスタ′■゛4による電流吸入により負荷電流の駆動
能力全増し、回路間の信号伝達速度の改善効果がル]侍
できる。しかし、実際に上記回路を集積回路内で高速動
作させ′/c場合、禎々の靜生効果の為つぎ号伝達速度
の大きな改善は望めない。スイッチング素子としてのM
USトランジスタはそれがオフになったときには素子の
谷端子は絶縁状態になシ、端子に蓄積された電荷が放電
ぜす1次段トランジスタのスイッチング動作に支障に@
7とすという欠点がある。
第2図は従来のバイポーラ−CM(J S 混成集積回
路の第2の例の回j、・6図である。
こり回11′hは、第1図に示す回路のトランジスタT
s e ’i’、ノヘースベーX、 −Y)間VCタイ
オー トIJt 。
IJ2 k直列にJ妥絖してトランジスタ1“So”4
のスイッチング特性ケ改簀したものである。この回路を
実際に集積回路上で高速動作させる場合、このダイオー
ド21固から成る電流路はスイッチング速度の改善に大
きな効果ケ示す。
第3図(a)、 (bJは第2図に下す回路の動作中の
ある瞬間tこおける竹・廁回路図であって、第3図(a
)は入力端子■が1−1→L、トランジスタT1がオフ
トランジスタ′■゛2がオンになった瞬間の笥−価回路
第3図(b)は入力端チェがL−H,)ランジスタT!
がオン、トランジスタ′l′2がオフになっlヒ瞬間の
等価回路金ボす。また、第3図(a)において、Cpは
トランジスタTlのベース端子の寄生容量を、Qpはト
ランジスタT1がオンのときに符生容量CpK#槙され
た′a <’dj+、RON2はNMOS )ランジス
タT2がオンのときのソース・ドレイン間抵]冗τそれ
ぞれ示す、第31Δ(bl においても同様に。
CNハトランジスタT4のベース端子の寄生′g−童。
Q4は寄生容量CNVC蓄積された電荷t、几。N1は
PMUS )ランジスタT1がオンし1ヒときのソース
・ドレイン間抵抗ケそれぞれ示す。
第3図(a)の回路においても、もしタイオードDl 
eD2が無いとすると、出力端子Oの電位が低下するに
つれ、電荷Qpvこよるベース電流1bが流れ、トラン
ジスタ′■゛3は瞬時にはオフとならない。夕゛イオー
ドL)1#D2が存在すると、電荷QpはクイオードD
Is D2から成る電N、路を進って放電されるのでト
ランジスタT3は速やかにオフとなる。
第3図(b)Vこおいても同様、ダイオードD1.L1
2が無い場合にはトランジスタT4は瞬時にオフになら
ないが、ダイオードL11. D2が存在すると電荷Q
NがダイオードD1 e D2 を通って放電されるの
でトランジスタ1゛4は速やかにオフとなる。
このように、ダイオード1)l、D2を接伐することに
よシスイツチング特性が大幅に改善される。しかしなが
ら、集積回路、特に大規模なものにおいてはチップ面積
の関係上、回路を構成するのに必要な素子数またはその
占有面積が増えるのは好ましくない。
第4図は従来のバイポーラ−cMus 混成集積回路の
第3の例の回路図である。
この回路は、出力部のバイポーラトランジスタをNPN
型のみで構成して第1図に示すインバータと同様の動作
をさせるインバータである。
一般に、同一カップ上に緒特性の揃ったPNP及びNP
Nの両方のトランジスタを形成するのは困蛯な為、不回
路の方が第1図の回路に比べて実現性が商いといえるが
、第1図の回路と同様、特に入力端子IがL→H,トラ
ンジスタ1゛5がオフ。
トランジスタT6がオンになった場合、トランジスタT
7のベース端子に蓄積される余剰電荷により、そのスイ
ッチング特性が悪くなるという欠点がめる。
(発明の目的) 不発明の目的は、上uC欠点を除去し、回路動作を阻害
する余剰電荷全放電させるためU)電流路を形成する素
子数を減らし、チップ面積を陥小し、集積密度の同上と
動作特性の改善とを図ったバイポーラ−CM08 混成
集積回路を提供することにある。
(発明の構成) 本発明のバイポーラ−CMO8集積回路は、Pチャンネ
ルM(JSトランジスタとNチャンネルM(JSトラン
ジスタとを用いて構成されるCMO8論理回路と、前記
PチャンネルM(JS)ランジメタのソース及びNチャ
ンネルM(JS)ランジメタのドレインにベースが接続
する少くとも二つのバイポーラトランジスタから成る出
力回路と、前記PチャンネルMO8)ランジメタのソー
スと前記バイポーラトランジスタのうちの一つのトラン
ジスタのベースが接続する第1の節点と前記Nチャンネ
ルM(JSトランジスタのドレインと前記バイポーラト
ランジスタのうちの他のトランジスタのベースが接続す
る第2の節点との間に接続する電流路形成素子とを含ん
で構成される。
前記出力回路1NPN型とPNP型のトランジスタを少
くとも各1個含んで構成するとき前記電流路形成素子に
は1個のダイオードもしくは1本のS本線ヶ用いること
ができる。
また、前記出力回路をNPN型トランジスタのみで構成
するとき前記電流路形成素子には1個のダイオードを用
いる。
(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第5図は不発明の81!■の実施例の回路図である。
この実施例は、l’MO8トランジスタl1ll とN
M(J Sトランジスター2とて用いて構成されるCM
O8論理回路と、PM(JS)ランジメタl111のソ
ース及びNM(JS )ランジメタT2のドレインにベ
ースが接続する二つのバイポーラトランジメタIll 
3. Ill 4カら成る出力回路と、 PM(JSト
ランジスタl111のソースとバイポーラトランジスタ
のうちの一つのNI’NトランジスタT3のベースが接
続する第1の節点N1 とNM(JS )ランジメタT
2のドレインとバイポーラトランジスタのうちの他の一
つのPNP( トランジスタT4のベースが接続する第2の節点N2と
の間に接続する電流路形成素子としてのダイオードD3
とを含んで構成される。
この実施例は、第2図に示した従来例に対応するもので
あるが、ターイオードは1制しか使用していない。つま
シ回路の構成素子数がダイオード1個分減るので専廟面
積をそれだけ小さくすることができる。更に、ベース端
子に生ずる浮遊容重も小さくなるという効果も得られる
。しかも、バイポーラトランジスターl13. T4の
スイッチング作には461ら障害はない。
第6図は本発明の第2の実施例の回路図である。
この実施例は、PM(JS)ランジメタT!とへMUS
トランジスタT2とを用いて構成されるCM、08論理
回路と、 )’M(JS )ランジメタTIのソース及
びNMO8)ランジメタT2のドレインにベースが接続
する二つのバイポーラトランジスタT 3. T4から
成る出力回路と、 PMO8トランジスタT1のソース
とバイポーラトランジスタのうちの一つのIN P N
 )ランジメタT3のベースが接続スる第1の節点N1
 とNM(JS )ランジメタ11゛2のドレインとバ
イポーラトランジスタのうちの他の一つのPNPトラン
ジスジメl゛4のベースが接続する第2の節点N2との
間に接続する電流路形成素子としての導体線Eとを含ん
で構成される。
この実施例は、第1の実施例のダイオードD3の代りに
導体配IE’e用いたものであるのでチップの専有面4
r< ’に史に縮小できるという効果が得られ、しかも
スイッチング動作には何ら障害はない。
第7図は不発明の第3の実施例の回路図である。
この実施例は、PMO8)ランジメタT5とNMUSト
ランジスタジメ とを用いて構成されるCMUS論理回
路ト、 PM(JS )ランジメタl1lIiのソース
及びNMUS )ランジメタT6のドレインにベースが
接続する二つのバイポーラトランジスタ”’ 7 * 
Taから成る出力回路と、 PM(JS )ランジメタ
T、のソースとバイポーラトランジスタのうちの一つの
NPN)ランジメタ゛1゛1のベースが接続する第1c
/)節点N1 とNMUS )ランジメタT6のドレイ
ンとバイポーラトランジスタのうちの他の一つのNPN
トランジスタ1lIsのベースが接続する第2の節点N
2との間に接続する′電流路形成素子としてのダイオー
ドD3とを言んで構成される・この実施例は、第4図に
示す促米例と対応するものであり、出力回路には共にN
)’N )ランジメタT7s Ta k使用してお、p
、NPNトランジスジメ 7 * ’180ペ一ス間金
ダイオードD4でMftWし1ヒものである。このよう
にしても寄生谷型に蓄積される余剰電荷を放電する効果
は同じであり、共にNPN型であるから製造しやすいと
いう効果も得られる。
第8図は第7図に示す第3の実施例の動作中のある瞬間
における等価回路図である。
この回路は、入力lがL−、Hと遷移し、 PM(JS
トランジスタT5がオフ、 NMLIS )ランジメタ
T6がオンの場合の等価回路であり、トランジスタT7
0ベース端子に生ずる寄生容量Cに蓄積された余剰電荷
QはダイオードDによシ速やかに放電され、バイポーラ
トランジスタlll、 、 rl+8の良好なスイッチ
ング特性を得ることができる。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本つ6明によれば、回路動
作を阻害する余剰電荷を放電させるための電流路形成素
子数を減らし、チップ面積を縮小し、集積密度の同上と
動作特性の改善とを図ったバイポーラ−eMus混l與
柔槓回路が侍られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来のバイポーラ−CM(J s混
成集積回路の第1及び第2の例の回路図、第3図(al
、 (b)は第2図に示す回路の動作中のある瞬間にお
ける等価回路図、第4図は従来のバイポーラ−CMUS
混成集積回路の第3の例の回路図、第5図乃至第7図は
それぞれ本発明の$1乃至第3の実施例の回路図、第8
図は第7図に示す第3の実施例の動作中のある瞬間にお
ける等価回路図である。 C,eN、cp・・・・・・薔生容量mD1〜D4・・
・・・・タイオード、E・・・・導体、冒、■・・ 入
力端子%N1・・・・・・第1の節点hN2・・・・・
・第2の節点、O・・・・・・出力端子−Qp、 QN
 °°−°蓄積電荷、几ONI、 ”ONE、 ”QN
5・・・・・・等価抵抗hTI・・・・・・PM(JS
 )ランジメタ Ill。 ・・・・NR4US )ランジメタ I(X3・・・・
・・N)’N トランジスタ l114・・・・・PN
)’l−ランジジメ l115・・・・・・PM(JS
 )ランジメタ、T6・・・・・NM(JS )ランジ
メタ Tttll18・・・・・・Nl’N)ランジメ
タ、X・・・・・・NPN)ランジメタのベースff1
M子、 Y・・・・・PNPトランジスタのベース端子
。 躬l圀 (71) 筋2圀 躬3国 躬4閉 筋5圀 荊7圀 箔6閃 躬8閃

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) PチャンネルMUS)ランジスタとNチャンネ
    ルM(J8トランジスタとを用いて構成されるCM(J
     S論理回路と、前記PチャンネルM(JS)ランジス
    タリソース及びNチャンネルMUS)ランジスタのドレ
    インにベースが接続する少くとも二つのバイポーラトラ
    ンジスタから成る出力回路と、前B[2i−’チャンネ
    ルMusトランジスタのソースと前記バイポーラトラン
    ジスタのうちの一つのトランジスタのベースが接続する
    第1の節点と、前記NチャンネルMUS)・ランジスタ
    のドレインと前記バイポーラトランジスタのうちの他の
    トランジスタのベースが接?J fる第2の節点との間
    VC接続する電流路形成素子とを含むこと紫慣倣とする
    バイポーラ−CMUS混成集積回路。
  2. (2)出力回路がNPN型と1−’ N P型のトラン
    ジスタを少くとも谷1個含んで構成され前記電流路形成
    素子が1個のダイオードもしくは1本の導体線である特
    許請求の範囲第(1)項記載のバイポーラ−CMUS混
    成集積回路。
  3. (3)出力回路がNPN型トランジスタのみで構成され
    前記電流路形成素子が1個のダイオードである特許請求
    の範囲i ti)項記載のバイポーラ−CM(J S混
    成集積回路。
JP58247009A 1983-12-28 1983-12-28 バイポ−ラ−cmos混成集積回路 Pending JPS60141018A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701642A (en) * 1986-04-28 1987-10-20 International Business Machines Corporation BICMOS binary logic circuits
US4746817A (en) * 1987-03-16 1988-05-24 International Business Machines Corporation BIFET logic circuit
US4890018A (en) * 1987-11-16 1989-12-26 Fujitsu Limited Bipolar-complementary metal oxide semiconductor circuit
US5030853A (en) * 1990-03-21 1991-07-09 Thunderbird Technologies, Inc. High speed logic and memory family using ring segment buffer
JPH03283816A (ja) * 1990-03-29 1991-12-13 Internatl Business Mach Corp <Ibm> BiCMOS論理回路
US5105105A (en) * 1990-03-21 1992-04-14 Thunderbird Technologies, Inc. High speed logic and memory family using ring segment buffer
US5362998A (en) * 1990-09-19 1994-11-08 Hitachi Ltd. Composite circuit of bipolar transistors and MOS transistors and semiconductor integrated circuit device using the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701642A (en) * 1986-04-28 1987-10-20 International Business Machines Corporation BICMOS binary logic circuits
US4746817A (en) * 1987-03-16 1988-05-24 International Business Machines Corporation BIFET logic circuit
US4890018A (en) * 1987-11-16 1989-12-26 Fujitsu Limited Bipolar-complementary metal oxide semiconductor circuit
US5030853A (en) * 1990-03-21 1991-07-09 Thunderbird Technologies, Inc. High speed logic and memory family using ring segment buffer
US5105105A (en) * 1990-03-21 1992-04-14 Thunderbird Technologies, Inc. High speed logic and memory family using ring segment buffer
JPH03283816A (ja) * 1990-03-29 1991-12-13 Internatl Business Mach Corp <Ibm> BiCMOS論理回路
US5362998A (en) * 1990-09-19 1994-11-08 Hitachi Ltd. Composite circuit of bipolar transistors and MOS transistors and semiconductor integrated circuit device using the same

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