JPS6016022A - Complementary logic circuit - Google Patents

Complementary logic circuit

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JPS6016022A
JPS6016022A JP58123500A JP12350083A JPS6016022A JP S6016022 A JPS6016022 A JP S6016022A JP 58123500 A JP58123500 A JP 58123500A JP 12350083 A JP12350083 A JP 12350083A JP S6016022 A JPS6016022 A JP S6016022A
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JP
Japan
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transistor
circuit
type
trs
mis
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Osamu Oba
大場 収
Satoru Tanizawa
谷澤 哲
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/013Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits
    • H03K19/0136Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits by means of a pull-up or down element
    • 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
    • H03K19/001Arrangements for reducing power consumption in bipolar transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • 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]

Abstract

PURPOSE:To attain low power consumption and high speed operation by constituting a logic circuit with a 1st stage circuit comprising N and P type MIS transistors (TR) and an output circuit comprising a pnp and an npn bipolar TRs so as to form the output circuit as a common emitter circuit. CONSTITUTION:The 1st stage circuit of the logic circuit is constituted by the N and P type MIS TRs Q3, Q4 of lateral structure. Further, the output circuit is constituted by the pnp and npn TRs Q5, Q6 of vertical structure and the 1st stage circuit and the output circuit constitute a complementary inverter circuit. Bases of the TRs Q3, Q4 of the circuit are connected in common and an input signal IN is applied to the cnnecting point. A base of the TRs Q5, Q6 is connected to each drain of the TRs Q3, Q4 and power supplies V+, V- are connected to each drain of the TRs Q3, Q4 and each emitter of the TRs Q5, Q6. Then the source of the TRs Q3, Q4 and the collector of the TRs Q5, Q6 are connected in common, and an output signal OUT is outputted thereby attaining low power consumption of the circuit and high speed operation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、コンプリメンタリロジック回路に関し、特に
MISトランジスタとバイポーラトランジスタもしくは
静電誘導トランジスタとの組合せにより低消費電力であ
りながら高速動作を可能にした相補型論理回路に関する
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to complementary logic circuits, and in particular to complementary logic circuits that enable high-speed operation with low power consumption by combining MIS transistors and bipolar transistors or static induction transistors. Concerning type logic circuits.

〔技術の背景〕[Technology background]

一般に、C−MIS型ロジック回路は消費電力は極めて
少ないが負荷に対する駆動能力が低くかつ動作連関も比
較的遅い。これに対して、バイポーラトランジスタ等を
用いたバイポーラロジック回路は負荷に対する駆動能力
が高く高速動作が期待できるか消費電力が大きいという
欠点を有している。従って、もしこれら両者のロジック
N路の長所を併せ持つロジック回路が構成できれはコン
ピュータその他のデジタルシステムの性能を大幅に向上
させることが可能となる。
In general, C-MIS type logic circuits have extremely low power consumption, but have low load driving ability and relatively slow operation. On the other hand, bipolar logic circuits using bipolar transistors and the like have a drawback that they have a high driving ability for loads and can be expected to operate at high speed, but they also consume large amounts of power. Therefore, if a logic circuit that combines the advantages of both logic N-paths can be constructed, it will be possible to significantly improve the performance of computers and other digital systems.

〔従来技術と問題点〕[Conventional technology and problems]

第1図は、従来形のロジック回路の1例としてのC−M
IS非反転型回路を示す。同図の回路は、2つのC−M
IS型インバータ回路を縦続接続して構成されている。
Figure 1 shows a C-M as an example of a conventional logic circuit.
An IS non-inverting circuit is shown. The circuit in the figure consists of two C-M
It is constructed by cascading IS type inverter circuits.

各C、、−MI S型インバータは、それぞれ、pチャ
ンネルMIS)ランジメタ9重およびnチャンネルMI
S)ランジスタQ2、およびpチャンネルMIS)ラン
ジスタQ l/およびnチャンネルMIS)ランジスタ
Q2 によって構成される。入力信号INは初段インバ
ータの各トランジスタQ1およびQ2のダートに印加さ
れ、該初段インバータの反転出力は次段インバータの各
トランジスタQ! およびQ2 のダートに入力され、
出力信号OUTはトランジスタQtおよびQ!’の互に
接続されたドレインから取り出される。
Each C,,-MI S-type inverter is connected to p-channel MIS) range meta 9x and n-channel MIS, respectively.
S) transistor Q2, and p-channel MIS) transistor Q1/and n-channel MIS) transistor Q2. The input signal IN is applied to each transistor Q1 and Q2 of the first stage inverter, and the inverted output of the first stage inverter is applied to each transistor Q! of the next stage inverter. and entered into the dart of Q2,
The output signal OUT is transmitted through transistors Qt and Q! ' are taken out from the interconnected drains of '.

第1図の回路においては、入力信号INが高レベルのと
きには初段インバータのトランジスタQ2がオン、次段
インバータのトランジスタQx’カオンとなりて出力信
号OUTが高レベルとなる。逆に、入力信号INが低レ
ベルの場合には初段インバータのトランジスタQtがオ
ン、次段インバータのトランジスタ(hがオンとなって
出力信号OUTが低レベルとなる。このようにして第1
図の回路は非反転型回路として動作する。そして、第1
図の回路においては、入力信号INが高レベルのときは
初段インバータのトランジスタQ!および次段インバー
タのトランジスタQ!がカットオンし、入力信号INが
低レベルのときは初段インバータのトランジスタQ2お
よび次段インバータのトランジスタQl がカットオン
するため、入力信号が高ノベルまたは低レベルに維持さ
れる定常状態においてはほとんど電力を消費せず過渡状
態においてのみ電力を消費する。したがって、第1図の
回路を用いることによυ低電力の非反転型ロジック回路
km成することが可能であった。
In the circuit shown in FIG. 1, when the input signal IN is at a high level, the transistor Q2 of the first stage inverter is turned on, the transistor Qx' of the next stage inverter is turned on, and the output signal OUT becomes high level. Conversely, when the input signal IN is at a low level, the transistor Qt of the first stage inverter is turned on, the transistor (h) of the next stage inverter is turned on, and the output signal OUT becomes a low level.
The circuit shown operates as a non-inverting circuit. And the first
In the circuit shown in the figure, when the input signal IN is at a high level, the transistor Q of the first stage inverter! and transistor Q of the next stage inverter! is cut on, and when the input signal IN is at a low level, transistor Q2 of the first stage inverter and transistor Ql of the next stage inverter are cut on. Therefore, in a steady state where the input signal is maintained at a high level or a low level, almost no power It consumes power only in transient conditions. Therefore, by using the circuit shown in FIG. 1, it was possible to construct a low power non-inverting logic circuit km.

しかしながら、前記従来形においては、各インバータの
トランジスタQl +QzおよびQ11Q2が共にラテ
ラルMIS)ランジスタで′あるため、電流が半導体基
板の表面を流れオン抵抗がかなシ高くなりて負荷容量C
Lによりて動作速度が低下するという不都合があった。
However, in the conventional type, since the transistors Ql+Qz and Q11Q2 of each inverter are both lateral MIS transistors, the current flows through the surface of the semiconductor substrate, and the on-resistance becomes very high, causing the load capacitance C
There was an inconvenience that the operating speed decreased due to L.

また、ラテラルMID)ランジスタにおいてオン抵抗を
低下させるためチャンネル幅を大きくすることも考えら
れたが、チャンネル幅を大きくすると入力容量すなわち
ダート容量が増大しそれl’tど動作速度を上昇させる
ことができなかりた。また、前記従来形の回路において
は、駆動能力を上げるため各トランジスタのしきい値を
小さくして定常状態でオン側のトランジスタが充分飽和
するようにされている。そのため、遷移状態において、
オン−オン状態の期間に電源1−1からV−に抜けるむ
だなトランジェント電流が大きくなシ回路の消費電力が
大きくなるという不都合がありた。
In addition, it has been considered to increase the channel width in order to reduce the on-resistance in lateral MID transistors, but increasing the channel width increases the input capacitance, that is, the dart capacitance, which would not increase the operating speed. I couldn't. Further, in the conventional circuit, in order to increase the driving capability, the threshold value of each transistor is made small so that the on-side transistors are sufficiently saturated in a steady state. Therefore, in the transition state,
There is a problem in that the power consumption of the circuit increases due to the large wasteful transient current flowing from the power supply 1-1 to V- during the on-on state.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、前述の従来形における問題点にかんが
み、コンプリメンタリロジック回路において、n型およ
びp型のMIS)ランジスタを有す する初段回路とp
np型およびnpn型のバイポーラトランジスタもしく
は静電誘導トランジスタを有する出力回路とを用いて相
補製回路を構成するとともに該出力回路をエミッタ(ソ
ース)接地型回路とするという構想にもとづき、極めて
低消費電力であシながら高速動作が可能な論理回路を提
供することにある。
In view of the problems in the conventional type described above, an object of the present invention is to provide a complementary logic circuit with an initial stage circuit having n-type and p-type MIS transistors and a p-type MIS transistor.
Extremely low power consumption is achieved based on the concept of constructing a complementary circuit using an output circuit having np type and npn type bipolar transistors or static induction transistors, and making the output circuit a common emitter (source) type circuit. The object of the present invention is to provide a logic circuit that is simple yet capable of high-speed operation.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

そしてこの目的は、本発明によれば、n型のMIS)ラ
ンジスタとp型のMID)ランジスタとを有する初段回
路およびpnp型のバイポーラトランジスタ(もしくは
p型の静電誘導トランジス殿とnpn型のバイポーラト
ランジスタ(もしくはn型の静電誘導トランジスタ)と
を有する出力回路を具備し、各MIS)ランジスタのダ
ートが互に接続されて入力信号を受け、該n型およびp
型のMISトランジスタのドレインがそれぞれ対応する
該pnp型およびnpn型のバイポーラトランジスタ(
p型およびn型の靜電酵導トランジスタ)のペース(ダ
ート)に接続され、各パイポーラトランジスタ(靜を誘
導トランジスタつのコレクタ(ドレイン)ト各MISト
ランジスタのソースとを互に接続して出力とし、かつ各
バイポーラトランジスタ(静電誘導トランジスタ〕のエ
ミッタ(ソース)へ電源を供給することを特徴とするコ
ンプリメンタリロジック回路を提供することによりて達
成される。
According to the present invention, the first stage circuit has an n-type MIS transistor and a p-type MID transistor, and a pnp-type bipolar transistor (or a p-type static induction transistor and an npn-type bipolar transistor). transistor (or n-type static induction transistor), the darts of each MIS) transistor are connected to each other to receive an input signal, and the n-type and p-type
The drains of the MIS transistors of the pnp type and npn type bipolar transistors (
The collector (drain) of each bipolar transistor (transistor) and the source of each MIS transistor are connected to each other to form an output. This is achieved by providing a complementary logic circuit characterized in that power is supplied to the emitter (source) of each bipolar transistor (static induction transistor).

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面によシ本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第2図は、本発明の1実施例に係わるコンプリメンタリ
ロジック回路の最も基本的なものとしての非反転型回路
を示す。同図の回路は、ラテラル構造を有するn型MI
S )ランジスタQ3、ラテラル構造含有するp型MI
D)ランジスタQ4、例えはバーチカル構造fr:、i
するpnp型トランジスタQsおよび例えばバーチカル
構造を有するnpn型トランジスタQ6を具備する。ト
ランジスタQ5およびQsはそれぞれ例えにpnp型バ
イポーラトランジスタおよびnpn型バイポーラトラン
ジスタとされる。MIS トランジスタQ3のダートと
MIS )ランジスタQ4のゲートL互いに接続され入
力信号INが印加される。、MIS)ランジスタQ3の
ドレインはトランジスタQ5のペースに接続され、MI
SトランジスタQ4のドレインはトランジスタQ6のペ
ースに接続されている。MIS )ランジスタQ3およ
びQ4のソースおよびトランジスタQ11およびQsの
コレクタは共通接続され出力信号01JTが取シ出され
る。また、トランジスタQsおよびQsのエミッタはそ
れぞれ電源の高電位飼料および電源の低電位側V−に接
続されている。
FIG. 2 shows a non-inverting circuit as the most basic complementary logic circuit according to an embodiment of the present invention. The circuit in the figure is an n-type MI with a lateral structure.
S) Transistor Q3, p-type MI containing lateral structure
D) Transistor Q4, for example vertical structure fr:,i
A pnp transistor Qs having a vertical structure and an npn transistor Q6 having, for example, a vertical structure are provided. Transistors Q5 and Qs are, for example, a pnp bipolar transistor and an npn bipolar transistor, respectively. The dart of MIS transistor Q3 and the gate L of MIS transistor Q4 are connected to each other and input signal IN is applied. , MIS) The drain of transistor Q3 is connected to the pace of transistor Q5, and MIS
The drain of S transistor Q4 is connected to the pace of transistor Q6. MIS) The sources of transistors Q3 and Q4 and the collectors of transistors Q11 and Qs are commonly connected and output signal 01JT is taken out. Also, the emitters of transistors Qs and Qs are respectively connected to the high potential feed of the power supply and the low potential side V- of the power supply.

第2図の回路においては、入力信号INが高レベルの時
にはn型MTSトランジスタQ3.がオンとなり pn
p型トランジスタQ8のペースを低レベルに引下げる。
In the circuit of FIG. 2, when the input signal IN is at a high level, the n-type MTS transistor Q3. turns on and pn
The pace of p-type transistor Q8 is reduced to a low level.

これにより、該トランジスタQs もオンとなシ出力信
号OUTが高レベルとなる。この時、p型MIS)ラン
ジスタQ4およびnpn型トランジスタQ6は共にカッ
トオフ状態となっている。
As a result, the transistor Qs is also turned on and the output signal OUT becomes high level. At this time, both the p-type MIS transistor Q4 and the npn-type transistor Q6 are in a cutoff state.

逆に、入力信号INが低レベルの時は、pチャンネルM
IS)ランソスタQ4がオンとなj5 npn型トラン
ジスタQ6のペース電圧を引上けるから該トランジスタ
Q6もオンとなシ、出力信号OUTが低レベルになる。
Conversely, when the input signal IN is at a low level, the p-channel M
IS) Since the lansostar Q4 is turned on and pulls up the pace voltage of the j5 npn type transistor Q6, the transistor Q6 is also turned on, and the output signal OUT becomes a low level.

この場合はnチャンネルMIS )ランジスタQ3およ
びpnp型トランジスタQ5は共にカットオフしている
In this case, the n-channel MIS transistor Q3 and the pnp transistor Q5 are both cut off.

上述の説明で明らかなように、第2図の回路は非反転型
回路として動作するが、入力信号INが高レベルの場合
にはトランジスタQ4およびQsが共にカットオフし、
入力信号INが低レベルの場合にはトランジスタQ3お
よびQsが共にカットオフするから、定常状態において
はほとんど電力を消費しない。また、トランジスタQs
およびQsは共にバイポーラトランジスタであるためオ
ン抵抗をかなシ低くすることが可能になシ、負荷容量の
影響をあtb受けず高速動作を行なうことができる。ま
た、トランジスタQsとQ s/ Q aとQ4は同期
してオン状態になシ、トランジスタQ3/Q4のオン時
の低・抵抗によシトランジスタQs/Qaのコレクター
ペース間がシャントされるから、特にトランジスタQ 
s / Q aがバイポーラトランジスタの場合に問題
となると思われるオン状態における過飽和現象が著しる
しく緩和され、高速動作をさらに促すことになる。
As is clear from the above description, the circuit of FIG. 2 operates as a non-inverting circuit, but when the input signal IN is at a high level, both transistors Q4 and Qs are cut off,
Since both transistors Q3 and Qs are cut off when the input signal IN is at a low level, little power is consumed in the steady state. Also, the transistor Qs
Since both Qs and Qs are bipolar transistors, the on-resistance can be made very low, and high-speed operation can be performed without being affected by load capacitance. In addition, transistors Qs, Qs/Qa, and Q4 are not turned on in synchronization, and the low resistance when transistors Q3/Q4 are on causes a shunt between the collector pastes of transistors Qs/Qa. Especially transistor Q
The oversaturation phenomenon in the on state, which would be a problem when s/Q a is a bipolar transistor, is significantly alleviated, further promoting high-speed operation.

なお、第2図の回路において、出力段のトランジスタQ
、およびQsのペースおよびエミッタ間に抵抗Rヶ挿入
することによりこれらの各トランジスタのターンオフ時
間をよシ速くすることが可能になシ、ロジック回路の動
作速度をよシ高めることができる。
Note that in the circuit shown in Figure 2, the output stage transistor Q
By inserting a resistor R between the pace and emitter of , and Qs, the turn-off time of each of these transistors can be made faster, and the operating speed of the logic circuit can be greatly increased.

また、第2図の回路においては、各MIS)ランジスタ
Q3およびQ4の負荷がトランジスタQ5およびQsの
みとなりてきわめて軽くなるから、これらの各MIS)
ランジスタの駆動能力を大きくする必要がない。そのた
め各ラテラルMIS )ランジスタのしきい値電圧を低
くしてオン−オン状態を大きくとる必要がなく、トラン
ジェント時に電源V+からV−に抜けるむだな電流を少
なくすることが可能にな9回路の消費電力をきわめて少
なくすることができる。なお、一般にMIS −FET
においては、ソースと基板間の電位差を大きくするに従
いダートしきい値電圧が大きく上昇する現象すなわち基
板効果がある。
In addition, in the circuit shown in Fig. 2, the load on each MIS transistor Q3 and Q4 becomes only transistors Q5 and Qs, which becomes extremely light.
There is no need to increase the driving capacity of the transistor. Therefore, there is no need to lower the threshold voltage of each lateral MIS transistor to ensure a large on-on state, and it is possible to reduce the wasted current flowing from the power supply V+ to V- during a transient.9 Circuit consumption Electric power can be extremely reduced. In addition, generally MIS-FET
In this case, there is a phenomenon in which the dirt threshold voltage increases greatly as the potential difference between the source and the substrate increases, that is, the substrate effect.

第2図の回路においては、nチャンネルMISトランジ
スタQ3の基板が電源の低電位側■−に接続され、該ト
ランジスタQ3のソースはpチャンネルMIS)ランジ
スタQ4のソースドレイン間およびnpn )ランジス
タQ6のペースエミッタ間を介して電源の低電位側V−
に接続されているため、該ソースと基板間の電圧が従来
形のC−MI8回路に比して大きくなっている。pチャ
ンネルMISトランジスタQ4についても同様に、ソー
スと基板間の電圧が大きくなっている。そのため、従来
形のC−MIS回路と本発明による回路とが同一チップ
上に混在するような場合には、基板効果による■thシ
フトが起きるが、本発明に係る(口)路の構成ではバー
チカルトランジスタのバッファ効果によシ、はとんど問
題とはならない。また、従来形のC−MI8回路でも多
大力NANDゲート等ではトランジスタラ積み重ねるた
めvthシフトが生じ、入力端子によって動作速度の違
いが生じてしまうが、本発明に係る回路では多入力ダー
トを構成しても同様の効果によりほとんど問題にならな
いという利点がある。
In the circuit of FIG. 2, the substrate of the n-channel MIS transistor Q3 is connected to the low potential side of the power supply, and the source of the transistor Q3 is connected between the source and drain of the p-channel MIS transistor Q4 and between the source and drain of the npn) transistor Q6. The low potential side of the power supply V-
, the voltage between the source and the substrate is larger than in the conventional C-MI8 circuit. Similarly, the voltage between the source and the substrate of p-channel MIS transistor Q4 is increased. Therefore, when a conventional C-MIS circuit and a circuit according to the present invention coexist on the same chip, a This is rarely a problem due to the buffer effect of the transistor. In addition, even in the conventional C-MI8 circuit, a Vth shift occurs due to the stacking of transistors in a large-power NAND gate, resulting in differences in operating speed depending on the input terminal, but in the circuit according to the present invention, a multi-input dart is configured. However, it has the advantage that there is almost no problem due to the same effect.

第2図の回路における各トランジスタQII、Q6とし
ては例えは第3図に示すような種々のものが使用できる
。第3図(&) 、 (b)は、各トランジスタとして
バイポーラトランジスタを用いたものであυ、第3図(
c) 、 (d)は各トランジスタとして5IT(St
aticInduction Tranal@tor 
:静電誘導形トランジスタ)を用いたものを示している
。なお、SITはノーマリオフ型の素子として設計する
必要がある。
As the transistors QII and Q6 in the circuit of FIG. 2, various transistors such as those shown in FIG. 3 can be used. Figures 3(&) and (b) use bipolar transistors as each transistor.
c) and (d) each transistor is 5IT (St
aticInduction Tranal@tor
: Indicates a device using a static induction type transistor). Note that the SIT needs to be designed as a normally-off type element.

もし、ノーマリ・オン型のSITを採用するときには、
第2図における前段の各MI8)ランジスタのドレイン
を抵抗Rを介して、よシ高い電源の高電位側またはより
低い電源の低電位側に接続してやればよい。
If a normally-on type SIT is adopted,
The drain of each MI8) transistor in the previous stage in FIG. 2 may be connected via a resistor R to the high potential side of a higher power supply or to the low potential side of a lower power supply.

第4図は、本発明の他の実施例としてのORダート回路
を示す。同図の回路は、互いに並列接続された2個のn
チャンネルMID)ランジスタQ7およびQll、互い
に直列接続されたpチャンネルMIS)ランジスタQ9
およびQlo %そして、例えばバーチカル構造を有す
るpnp型ト′ランジスタQllおよび例えばバーチカ
ル構造を有するnpn型トランジスタQ12を具備する
。トランジスタQ7およびQ8のソースはトランジスタ
QstおよびQ12のコレクタ(ドレイン)およびトラ
ンジスタQ9のソースと接続されている。1つの入力信
号IN1は、トランジスタQ7のダートおよびトランジ
スタQ1oのダートに印加され、他の入力IN、はトラ
ンジスタQ8のダートおよびトランジスタQ9のダート
に印加される。トランジスタQ1tおよびQ!gのエミ
ッタ(ソース)はそれぞれ電源の高電位(1!IV+お
よび電源の低電位側V−に接続されている。
FIG. 4 shows an OR dart circuit as another embodiment of the present invention. The circuit in the figure consists of two n
Channel MID) transistors Q7 and Qll, p-channel MIS) transistor Q9 connected in series with each other
and Qlo %, and includes a pnp type transistor Qll having, for example, a vertical structure and an npn type transistor Q12 having, for example, a vertical structure. The sources of transistors Q7 and Q8 are connected to the collectors (drains) of transistors Qst and Q12 and the source of transistor Q9. One input signal IN1 is applied to the dart of transistor Q7 and the dart of transistor Q1o, and the other input signal IN1 is applied to the dart of transistor Q8 and the dart of transistor Q9. Transistors Q1t and Q! The emitters (sources) of g are respectively connected to the high potential (1!IV+) of the power supply and to the low potential side V- of the power supply.

第4図の回路においては、入力信号INlおよびIN、
が共に低レベルの場合にはpチャンネルMISトランジ
スタQ9およびQsoがオンとなシ、従ってトランジス
タQ12がオンとなるから出力信号OUTが低レベルに
なる。これに対して、入力信号IN1 iたはIN、の
うち少なくとも1つが高レベルである場合はトラフジ2
20丁およびQ8のいずれかがオンとなシトランジスタ
Q11のペース電圧を引下げる。それと同時にQ91Q
1Gのいずれががオフとなる。従って該トランジスタQ
!tがオンとなり(hzはオフとなりて出力信号OUT
が高レベルとなる。従って、第4図の回路はORダート
として動作する。
In the circuit of FIG. 4, input signals INl and IN,
When both are at low level, p-channel MIS transistors Q9 and Qso are turned on, and therefore transistor Q12 is turned on, so that output signal OUT becomes low level. On the other hand, if at least one of the input signals IN1i or IN is at a high level, the
When either transistor Q11 or transistor Q8 is on, the pace voltage of transistor Q11 is lowered. At the same time, Q91Q
1G is turned off. Therefore, the transistor Q
! t turns on (hz turns off and the output signal OUT
is at a high level. Therefore, the circuit of FIG. 4 operates as an OR dart.

第5図は、本発明のさらに他の実施例としてのANDダ
ート回路を示す。同図の回路は、互いに直列接続された
nチャンネルMIS)ランジスタqtsおよびQ14、
互いに並列接続されたpチャンネルMI8 ) 57ゾ
スタQ15およびQ16、そしてpnp型およびnpn
型のトランジスタQ1?およびQtsを具備する。この
回路の詳細な構造および動作は第4図の回路に関して上
述したところから容易に類推できるのでその説F!Aを
省略する。
FIG. 5 shows an AND dart circuit as yet another embodiment of the present invention. The circuit in the figure consists of n-channel MIS) transistors qts and Q14, which are connected in series with each other.
p-channel MI8) 57 Zosta Q15 and Q16 connected in parallel with each other, and pnp and npn
type transistor Q1? and Qts. The detailed structure and operation of this circuit can be easily inferred from what has been described above regarding the circuit of FIG. 4, so theory F! Omit A.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

このように、本発明によれば、例えばn型のMIS)ラ
ンジスタとp型のMIS )ランジスタとによる初段回
路およびpnp型のバイポーラトランジスタとnpn型
のバイポーラトランジスタとにょる出力回路を用いてコ
ンプリメンタリロジック回路を構成したから、定常状態
においてはほとんど電流を消費せず極めて低電力の論理
回路が構成できる。また、出力段にバーチカルトランジ
スタを用いることによシ負荷容序の影響によって動作速
朋が低下することなく、極めて高速度のロジック回路全
実現することができる。との局速性は、前段のラテラル
構造を有するMIS)ランジスタの負荷が後段のバーチ
カルトランジスタのペース(ダート)のみとなシ該MI
S)ランジスタの負荷が軽くなることからさらに顕著に
なる。
As described above, according to the present invention, complementary logic can be implemented using an initial stage circuit including an n-type MIS transistor and a p-type MIS transistor, and an output circuit including a pnp bipolar transistor and an npn bipolar transistor. By configuring the circuit, it is possible to configure an extremely low power logic circuit that consumes almost no current in a steady state. Further, by using a vertical transistor in the output stage, an extremely high-speed logic circuit can be realized without reducing the operating speed due to the influence of load order. The local speed of the MIS is such that the load on the front-stage MIS transistor with a lateral structure is only the pace (dirt) of the rear-stage vertical transistor.
S) This becomes more noticeable as the load on the transistor becomes lighter.

以上、要するに本発明によれば、C−MIS回路と同等
の低消費電力であシながら高速度、尚駆動能力を有する
論理回路が提供される。
In summary, according to the present invention, a logic circuit is provided which has low power consumption equivalent to that of a C-MIS circuit, high speed, and drive capability.

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

第1図は従来形のロジック回路の1例としてのC−MI
S型非反転回路を示す電気回路図、第2図は本発明の1
実施例に係わるロジックN路を示す電気回路図、第3図
は第2図の回路において用いられる各トランジスタの種
類を示す電気回路図、そして第4図および第5図はそれ
ぞれ本発明の他の実施例を示す′電気回路図である。 Qt + Qt + Q4 v Qe y Qto e
 Q15 r Q+a°3pチャンネルMIS)ランジ
スタ、Q2 p Qg pQs+Qy + Qs v 
Qls + Qt4−nチャンネルMIS)ランジスタ
、Qs、Q111Q17・・・pnp型トランジスタ、
Qe + Qu + Qts−npn型トランジスタ。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第1図 第2図 第3図 (a) (c) (b)(d) 1N:丁ソ1”
Figure 1 shows a C-MI as an example of a conventional logic circuit.
An electric circuit diagram showing an S-type non-inverting circuit, FIG. 2 is a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the logic N path according to the embodiment, FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the types of transistors used in the circuit of FIG. 2, and FIGS. FIG. 2 is an electrical circuit diagram showing an embodiment. Qt + Qt + Q4 v Qe y Qto e
Q15 r Q+a°3p channel MIS) transistor, Q2 p Qg pQs+Qy + Qs v
Qls + Qt4-n channel MIS) transistor, Qs, Q111Q17... pnp type transistor,
Qe + Qu + Qts-npn type transistor. Patent applicant Fujitsu Limited Patent agent Akira Aoki Patent attorney Kazuyuki Nishidate 1) Yukio Patent attorney Akira Yamaguchi Figure 1 Figure 2 Figure 3 (a) (c) ( b) (d) 1N: 1”

Claims (1)

【特許請求の範囲】 L n型のMTS )ランジスタとp型のMIS )ラ
ンジスタとを有する初段回路およびpnp型のバイポー
ラトランジスタ(もしくはp型の静電誘導トランジスタ
)とnpn型のバイポーラトランジスタ(もしくはn型
の静電誘導トランジスタ)とを有する出力回路を具備し
1.各MIS )ランジスタのダートが互に接続されて
入力信号を受け、該n型およびp型のMIS)ランジス
タのドレインがそれぞれ対応する核pnp型およびnp
n型のバイポーラトランジスタ(p型およびn型の静電
誘導トランジスタ)のペース(ダート)に接続され、各
バイポーラトランジスタ(静電誘導トランジスタ)のコ
レクタ(ドレイン)と各MIS)ランジスタのソースと
を互に接続して出力とし、かつ各バイポーラトランジス
タ(静電誘導トランジスタンのエミッタ(ソースンへ電
源を供給することを特徴とするコンプリメンタリロジッ
ク回路。 2 前記バイポーラトランジスタもしくは静電誘導トラ
ンジスタをバーチカル型のトランジスタとしたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のコンプリメンタリ
ロジック回路。
[Claims] L An initial stage circuit having an n-type MTS) transistor and a p-type MIS) transistor, a pnp-type bipolar transistor (or p-type static induction transistor), and an npn-type bipolar transistor (or n 1. an output circuit having a type of static induction transistor); The darts of each MIS) transistor are connected to each other to receive input signals, and the drains of the n-type and p-type MIS) transistors are connected to the corresponding core pnp-type and np-type
It is connected to the pace (dart) of the n-type bipolar transistor (p-type and n-type static induction transistor), and the collector (drain) of each bipolar transistor (static induction transistor) and the source of each MIS transistor are mutually connected. A complementary logic circuit characterized in that the bipolar transistor (the emitter of the electrostatic induction transistor) is connected as an output and supplies power to the emitter (source) of each bipolar transistor (electrostatic induction transistor). A complementary logic circuit according to claim 1, characterized in that:
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EP84401438A EP0134731B1 (en) 1983-07-08 1984-07-06 Complementary logic integrated circuit
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