JPS60206222A - 排他的論理和回路 - Google Patents

排他的論理和回路

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JPS60206222A
JPS60206222A JP6187784A JP6187784A JPS60206222A JP S60206222 A JPS60206222 A JP S60206222A JP 6187784 A JP6187784 A JP 6187784A JP 6187784 A JP6187784 A JP 6187784A JP S60206222 A JPS60206222 A JP S60206222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
node
conductivity type
circuit
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP6187784A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Suda
須田 一弘
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60206222A publication Critical patent/JPS60206222A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H03K19/20Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits
    • H03K19/21EXCLUSIVE-OR circuits, i.e. giving output if input signal exists at only one input; COINCIDENCE circuits, i.e. giving output only if all input signals are identical
    • H03K19/215EXCLUSIVE-OR circuits, i.e. giving output if input signal exists at only one input; COINCIDENCE circuits, i.e. giving output only if all input signals are identical using field-effect transistors

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体論理回路に係り、特にCMOS−FET
 (相補型の絶縁ダート型電界効果トランジスタ)を用
いた排他的論理和回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
この種の従来の排他的論理和回路(排他的オア回路およ
び排他的ノア回路を含む)としては種々の回路構成が知
られている。第1図は、素子数の削減および動作の高速
化が図られた6素子からなる排他的オア回路を示してい
る。即ち、1はPチャネル型のエンハンスメント(ト)
型MOSトランジスタP1yP1とNチャネル型のE型
トランジスタNエ 、N,とからなるダート回路部、2
は各1個のPチャネルトランジスタPとNチャネルトラ
ンジスタNとからなるCMOSインバータである。そし
て、論理信号人力A,Bが各対応して導かれる入力ノー
ド3,4は各対応して前記トランジスタp1 、p,の
各ダートおよび前記トランジスタN1+Nlの各ダート
ならびに上記トランジスタN□ 、N,の各一端に接続
されている。また、正の電源電圧vDDが与えられるv
DD電源端子5は前記トランジスタP,のソースに接続
され、このトランジスタPユのドレインはトランジスタ
P,のソースに接続され、このトランジスタP!のドレ
インは前記トランジスタN□、N!の各他端に接続され
ると共にダート回路部1の出力端(ノード6)となって
いる。そして、このノード6にバッファ用の前記インバ
ータ20入力端が接続され、このインバータ2の出力端
が排他的オア回路の出力ノード7となっている。なお、
上記インバータ2は、そのPチャネルトランジスタPの
ソースに前記■DD電源が与えられ、そのNチャネルト
ランジスタNのソースに■88電源(接地電位)が与え
られて動作する。
上記排他的オア回路において、入力A,Bが共に″0″
レベル(ロウレベル)のトキにハ、トランジスタP1+
P2がそれぞれオン、トランジスタN1 、N,がそれ
ぞれオフになり、前記ノード6が1”レベル(ハイレベ
ル)、出力ノード7は゛0#レベルになる。入力A,H
のいずれか一方が1”、他方が0#のときには、トラン
ジスタP□ yP2のいずれか一方がオフになり、トラ
ンジスタN,,N,のうちダートに1”レベルが印加さ
れているものがオンになっテソの一端の60”レベルが
ノード6に転送され、出力ノード7は′1”レベルにな
る。入力A,Bが共に1”のときには、トランジスタP
1 。
P2は共にオフになり、トランジスタN,,N。
は共にオンになってノード6は″1#レベルになり、出
力ノード7は″O#レベルになることが必要である。
〔背景技術の問題点〕
ところが、前述した入力A,Bが共に゜′1”レベルの
とき、ノード6に現われる″1#レベルの電圧は、入力
のハイレベル(■DD電圧)−Nチャネルトランジスタ
の閾値電圧V,,,,である。したがって、前記Nチャ
ネルトランジスタN1,N。
のパックブート効果が大きい場合に、上記ノード6の電
圧はインバータ2の論理閾値電圧vMを越えることがで
ぎす、インバータ2は入力なnlmレベルとして検出し
なくなって誤動作を起こす。あるいはインバータ2の入
力電圧が上記論理閾値電圧vMにほぼ等しい値まで低下
するとインバータ2のトランジスタP,Nが共にオンに
なって貫通電流が流れたままになってしまうという問題
がある。
そこで、上述した問題を解決するために、インバータ2
のベータ比(トランジスタP 、 N(7)相互フンダ
クタンス比)を大きくとり、イン・々−夕2の論理閾値
電圧vMを前記入力A、Bが共にパ1”レベルのときの
ノード6の電圧と接地電位との中間値まで低下させてい
る。
しかし、このようにインバータ2のベータ比な大きくと
るためには、一般にNチャネルトランジスタNのダート
幅を増大させる必要が生じる。このことは、排他的オア
回路を集積回路化する場合に、チップ上の占有面積の増
大をまねフタけでなく、インバータ2のダート容量の増
大および動作速度の低下をまねく欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、出力段イ
ンバータのダート容量の増大および動作速度の低下をま
ねくことなく、論理入力信号止し得る排他的論理和回路
を提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明の排他的論理和回路は、排他的論理処理を
行なうダート回路と出力段インバータとの接続点に対し
て、vDD電源端子との間にゾルアップ用のPチャネル
トランジスタを挿入接続すると共にそのダートを出力ノ
ードに接続し、あるいは上記接続点に対して接地電位端
との間にノルダウン用のNチャネルトランジスタを挿入
接続すると共にそのダートを出力ノードに接続するよう
にしてなることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実紬例を詳細に説明す
る。第2図に示す排他的オア回路は、第1図を参照して
前述した従来例の回路に比べて、vDD電源端子5とノ
ード6との間にPチャネ#EWのゾルアップ用のMOS
 )ランジスタP、が接続され、このトランジスタP3
のダートが出力ツードアに接続されており、CMOSイ
ンバータ2は論理閾値電圧vMがほぼ1vDoVC設定
されている点が異なり、その他は従来例と同じであるの
で第1図中と同一符号を付している。
上記回路において、論理人力A、Bが共に11o”レベ
ルのときには従来例と同様にノード6バ°1”L/ベベ
ル出力ツードアは″0#レベルニする。このとき、出力
ツードアの0”レベルにより前記トランジスタP3がオ
ンになっている。
論理人力A、Hのいずれか一方が′1”レベル、他方が
″0#レベルのときは、従来例と同様にノード6はパ0
”レベル、出力ツードアは+t 1 nレベルになる。
このとき、出力ツードアの″1#レベルにより前記トラ
ンジスタP3はオフになっている。これに対して、論理
入力A、Bが共に°゛1#1#レベルには、従来例と同
様にノード6には(■DD電圧−vTHN)の大きさの
電圧が現われ、この電圧をインバータ2で受げて出力ツ
ードアは低電圧になる。そして、この低電圧により前記
トランジスタP3がオンし、インバータ2の入力電圧な
りDD電圧までプルアップするような正帰還がかかつて
出力ツードアは0”レベルになる。即ち、インバータ2
が誤動作したり、あるいは静止時に貫通電流が流れた状
態になることは防止されている@ なお、上記論理人力A−,Bが共に′1”レベルになっ
てからノード6の電圧がインバータ2の論理閾値電圧■
つに達するまでの所要時間が長い場合には、前記正帰還
がかかるまでの時間、したがって出力ツードアが′0#
になるまでの時間が長くなる。そこで、この場合の動作
速度を高速化するためには、第3図に示すように出力ツ
ードアと接地端との間にNチャネルE壓のトランジスタ
NatNaを直列接続し、それぞれのダートを対応して
入力ノード3,4に接続すればよい。なお、第3図中第
2図と同一部分には同一符号を付している。このように
すれば、論理人力A、Bが共に°′1”レベルのときに
、上記トランジスタN、、N4が共にオンになり、出力
ツードアは直ちにパ0#レベルになり、前記正帰還が直
ちにかかるようになる。なお、論理人力A、Bが共にM
O#あるいは一方が′0”のとぎには、上記トランジス
タN、、N4は共にオフあるいは一方がオフになるので
、出力ノード7の出力レベルが上記トランジスタN8j
N4により影響されることはない。
また、上記各実施例は排他的オア回路を示したが、イン
バータ2はそのままにし、その他のトランジスタのPチ
ャネルとNチャネルとを入れ替えると共にvDD電源と
vBB電源とを入れ替えることによって、第4図あるい
は第5図に示すように排他的ノア回路を構成することが
できる。即ち、第4図の回路においては、入力A。
Bが共にItl#レベルのときには、トランジスタN1
 、N、が共にオン、トランジスタP1.P!が共にオ
フになり、ノード6が60″′、出力ツードアが°°1
”になる。入力A、Bのいずれか一方が′″1”、他方
力′°0”のときには、トランジスタN□ 、N2のい
ずれか一方がオフ、トランジスタP□ 、P2のいずれ
か一方がオンになり、ノード6が1#、出力ツードアが
°′0″になる。入力A、Bが共にO″のときには、ト
ランジスタN、、N、が共にオフ、トランジスタP、、
P鵞が共にオンになり、このトランジスタPi、psを
通じてノード6が低電位になる。これによって、インバ
ータ2の出力が高電位になり、ゾルダウン用のNチャネ
ルトランジスタN3がオンになってインバータ2の入力
を°′0”レベルにするような正帰還がかかり、出力ツ
ードアは″1″レベルになる。このときの動作速度を高
速化するために、第5図の回路では出力ツードアとvD
D電源端子5との間にそれぞれのダートが対応して入力
ノード3,4に接続されたPチャネルトランジスタPs
sPaの直列回路を付加している。したがって、入力A
、Bが共にIIQ”のとき、上記トランジスタ”!+P
4が共にオンになり、出力ツードアは直ちに“1”にな
り、前記正帰還が直ちにかかるようになる。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の排他的論理和回路によれば、出
力段インバータのベータ比を特に大きくしなくても、換
言すれば出力段インバータのグー)g量の増大および動
作速度の低下をまねくことなく、論理入力A、Bが同じ
所定の論理レベルのときにおける上記インバータの誤動
作と静止時の貫通電流を防止することができる。
また、上記入力A、Bが同じ所定の論理レベルのときに
オンになるトランジスタを出力ノードと接地端あるいは
■DD電源との間に付加することにより、動作の高速化
を図ることができる。
また、従来例の排他的論理和回路に比べて使用振子数が
若干増えるが、新たに付加されるトランジスタのダート
幅Wとダート長りとの比W/Lは小さくてよいので、こ
のトランジスタによりチップ上の占有パターン面積の大
幅な増大をまねくことはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の排他的オア回路を示す回路図、第2図は
本発明の一実施例に係る排他的オア回路を示す回路図、
第3図は同じく他の実施例に係る排他的オア回路を示す
回路図、第4図および第5図はそれぞれ本発明のさらに
他の実施例に係る排他的ノア回路を示す回路図である。 p、p、〜P、・・・Pチャネルトランジスタ、N、N
、〜N4・・・Nチャネルトランジスタ、2・・・CM
OSインバータ、3,4・・・入力ノード、2′°。 出力ノード。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1電源にソースが接続されると共に第1人力ノ
    ードにダートが接続された第1導電型の第1のMOS 
    )ランジスタと、この第1のMOSトランジスタのドレ
    インにソースが接続されると共に第2人力ノードにダー
    トが接続された第1導電型の第2のMOS )ランジス
    タと、この第2のMOS )ランジスタのドレインと前
    記第1人力ノードとの間に接続されると共にダートが前
    記第2人力ノードに接続された前記第1導電型とは逆導
    電型である第2導電型の第3のMOS トランジスタと
    、同じく前記第2のMOS ) 5ンジスタのドレイン
    と前記第2人力ノードとの間に接続されると共にダート
    が前記第1人力ノードに接続された第2導電型の第4の
    MOS )ランジスタと、同じく前記第2のMOS ト
    ランジスタのドレインに入力端が接続され前記第1電源
    および第2電源の下で動作するCMOSインノド1と、
    このCMOSインノ々−夕にf−)が接続されると共に
    前記第1電源と上記CMOSインバータの入力端との間
    に挿入接続された第1導電型の第5のMOS )ランジ
    スタとからなることを特徴とする排他的論理和回路。
  2. (2)前記インバータの出力端と第2電源との間で互い
    に直列に接続されると共に各ダートが対応して前記第1
    人力ノード、第2人力ノードに接続されたそれぞれ第2
    導電型の2個のMOSトランジスタをさらに具備してな
    ることを特徴とする特許 論理和回路。
  3. (3)前記第1導電型の各トランジスタはPチャネル型
    のエンハンスメント型トランジスタであり、第2導電型
    の各トランジスタはNチャネル型のエンハンスメント型
    トランジスタであり、第1電源は正の電源であり、第2
    電源は接地電位であり、排他的オア回路を形成してなる
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項または第2
    項に記載の排他的論理和回路。
  4. (4) 前記第1導電型の各トランジスタはNチャネル
    型のエンハンスメント型トランジスタであり、第2導電
    型の各トランジスタはPチャネル型のエンハンスメント
    型トランジスタであり、第1電源は接地電位であり、第
    2電源は正の電源であり、排他的ノア回路を形成してな
    ることを特徴とする特許 第2項に記載の排他的論理和回路。
JP6187784A 1984-03-29 1984-03-29 排他的論理和回路 Pending JPS60206222A (ja)

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