JPS61105117A - Logic circuit - Google Patents

Logic circuit

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JPS61105117A
JPS61105117A JP59227015A JP22701584A JPS61105117A JP S61105117 A JPS61105117 A JP S61105117A JP 59227015 A JP59227015 A JP 59227015A JP 22701584 A JP22701584 A JP 22701584A JP S61105117 A JPS61105117 A JP S61105117A
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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
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits

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Abstract

PURPOSE:To improve the load driving capability and to attain high speed, low power consumption and high circuit integration by constituting a driver as an inverter circuit of E/D constitution and a buffer receiving an output of the said inverter circuit as a source follower circuit of E/D constitution without level shift to obtain a logical output of the input inputted to the inverter circuit from the source follower circuit. CONSTITUTION:When a high level voltage is inputted to the input, a voltage of a low level appears at a connecting point 4 and the low level voltage is outputted from a connection point 6 while keeping the corresponding level. Even when the input level is converted, the similar function is executed. Since the diode characteristic of the gate input of the next stage does not almost appear through the operation above, the drive capability at the leading is increased and the drive capability can be increased similarly because the characteristic changes at a low resistance region at the trailing. Further, in case of the VON state, the diode current of the gate of next stage is zero and in case of the VOL state, the source follower power is zero, then the power consumption is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界効果トランジスタを用いた論理回路の改良
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvements in logic circuits using field effect transistors.

半導体論理回路には、各種形式のものがある。There are various types of semiconductor logic circuits.

この種論理回路は多くの場合集積回路化されている。従
って、論理回路は集積化に適していなければならない。
This type of logic circuit is often implemented as an integrated circuit. Therefore, logic circuits must be suitable for integration.

又、論理回路を単位論理回路から構成される場合低消費
電力(低電源電圧)であってその電力を供給する電源は
上述のような集積化への適合性を高めるという観点から
少なければ少ないほどよい。そして、そのような単位論
理回路での遅延が少なく高速動作が可能で負荷駆動能力
が高い上論理機能も高く、マージンも高くとれること等
が要求されるところとなっている。
In addition, when the logic circuit is composed of unit logic circuits, the power consumption is low (low power supply voltage), and the power supply that supplies the power is smaller, from the viewpoint of increasing suitability for integration as described above. good. In addition, such unit logic circuits are required to have little delay, high-speed operation, high load driving ability, high logic function, and high margin.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の単位論理回路として、第6図に示すようなり/D
構成のインバータ回路と去の出力に接続されたD/D構
成のソースホロワ回路とから成るものがある。又、第7
図に示すようなり/E構成のインバータ回路もある。
As a conventional unit logic circuit, /D as shown in Figure 6
There is one that consists of an inverter circuit with a D/D configuration and a source follower circuit with a D/D configuration connected to the other output. Also, the seventh
There is also an inverter circuit with the /E configuration as shown in the figure.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

第6図の従来回路はD−FET構成であるため2電源が
必要であり、そのソースホロワ回路にレベルシフトを必
要としている。又、電源電圧がIVDD l、IVEE
 lが3〜5ボルト以上と高く消費電力が大きいし、論
理機能も低かった(FI=8.FO=8以上、出力ソー
スドット:2)。
Since the conventional circuit shown in FIG. 6 has a D-FET configuration, it requires two power supplies and requires a level shift in its source follower circuit. Also, the power supply voltage is IVDD l, IVEE
The power consumption was high as l was 3 to 5 volts or more, and the logic function was also low (FI = 8, FO = 8 or more, output source dots: 2).

、 これらの不具合に加えて、負荷駆動能力が悪い。, In addition to these defects, the load driving ability is poor.

これは出力電圧のVOH側のマージンを多くとるために
、次段のゲート回路の入力FETのダイオード(特性)
が十分に見える点で動作させることから出力の立ち上が
りにおいて負荷駆動電流がダイオード電流としてその多
くを費やすこととなり、負荷駆動能力の悪化を来すから
であり、又そのソースホロワ回路がレベルシフトダイオ
ード付のD/D構成で、voi、状態においても電流源
が十分に働くような回路構成であることから、立ち下が
り時の駆動能力に劣る結果となっている(第2図の(2
−1)参照)。又、上述の如く、出力ドツトを多くし得
ないのは出力がVOHの時ソースホロワ回路がD−FE
T構成であるためVGSの減少(VOHの上昇)が大き
くなることから次段のダイオード電流が大きくなるため
であり、出力がvOLの時にはVOLが上昇し、低レベ
ル側のマージンがなくなってしまうからである。
This is because the diode (characteristics) of the input FET of the next stage gate circuit is
Since the load drive current is operated at a point where the output voltage is sufficiently visible, most of the load drive current is spent as a diode current during the rise of the output, resulting in a deterioration of the load drive ability. Since the D/D configuration has a circuit configuration in which the current source works sufficiently even in the VOI state, the driving ability at the falling edge is inferior (see (2) in Figure 2).
-1)). Also, as mentioned above, it is not possible to increase the number of output dots when the source follower circuit is D-FE when the output is VOH.
Because it is a T configuration, the decrease in VGS (increase in VOH) becomes large, so the diode current in the next stage increases, and when the output is VOL, VOL rises, and the margin on the low level side disappears. It is.

又、第7図の従来回路では、一般にVOL側のマージン
が少ないため(第3図の(3−1)参照)、論理機能が
FI<4.FO≦4と小さく、回路構成上出力ドツトを
とれない。又、第6図の従来回路と同様、VOH状態で
次段のゲート入力のダイオード電流が流れるため消費電
力が大きくなる傾向にあり、立ち上がりでの駆動能力が
悪い。
Furthermore, in the conventional circuit shown in FIG. 7, since the margin on the VOL side is generally small (see (3-1) in FIG. 3), the logic function is FI<4. It is small, FO≦4, and cannot produce an output dot due to the circuit configuration. Further, like the conventional circuit shown in FIG. 6, the diode current of the gate input of the next stage flows in the VOH state, so power consumption tends to increase, and the drive ability at rise is poor.

又、VDDをIVDDI≦2Vp  (VpはMESF
ETの順方向電圧(VGS)である。)程度に低電圧化
すると、特に立ち上がりでの駆動能力が悪化し、立ち上
がり立ち下がり駆動能力がアンバランス化する。
Also, VDD is set to IVDDI≦2Vp (Vp is MESF
It is the forward voltage (VGS) of ET. ) If the voltage is lowered to such a degree, the driving ability particularly at the rising edge will deteriorate, and the rising and falling driving abilities will become unbalanced.

〔問題点を解決するための手段J 本発明は上述した技術的課題を可及的に解決し得る論理
回路を提供するもので、その手段はゲートに入力を接続
した第1のエンハンスメント形電界効果トランジスタ及
び該トランジスタのドレインにゲートとソースとを直接
接続した第1のデプレッション形電界効果トランジスタ
を有するインバータ回路と、該インバータ回路を構成す
る両トランジスタの接続点をゲートに接続した第2のエ
ンハンスメント形電界効果トランジスタ及び該トランジ
スタのソースにドレインを接続しゲートとソースとを直
接接続した第2のデプレッション形電界効果トランジス
タを有するソースホロワ回路と、前記第1のデプレ・ノ
ション形電界効果トランジスタ及び前記第2のエンハン
スメント形電界効果トランジスタのドレイン並びに前記
第1のエンハンスメント形電界効果トランジスタ及び前
記第2のデプレッション形電界効果トランジスタのソー
スに給電するための回路とから成り、前記ソースホロワ
回路を構成する両トランジスタの接続点を出力とするよ
うに構成したものである。
[Means for Solving the Problems J] The present invention provides a logic circuit capable of solving the above-mentioned technical problems as much as possible, and its means include a first enhancement type field effect circuit having an input connected to a gate. An inverter circuit including a transistor and a first depletion type field effect transistor whose gate and source are directly connected to the drain of the transistor, and a second enhancement type field effect transistor whose gate is connected to the connection point of both transistors constituting the inverter circuit. a source follower circuit comprising a field effect transistor and a second depletion type field effect transistor in which a drain is connected to the source of the transistor and a gate and a source are directly connected; the first depletion type field effect transistor and the second depletion type field effect transistor; a circuit for supplying power to the drain of an enhancement mode field effect transistor and the sources of the first enhancement mode field effect transistor and the second depletion mode field effect transistor, and the connection of both transistors constituting the source follower circuit; It is configured to output points.

〔作用〕[Effect]

本発明回路によれば、そのドライバをD / E +j
E成のインバータ回路とし、このインバータ回路の出力
を受けるハソファをレベルシフトのないE/、 D構成
のソースホロワ回路として回路を構成してインバータ回
路へ入力した入力の論理出力をソースホロワ回路から得
るようにしているから、負荷駆動能力が高く、高速で、
低消費電力(低電源電圧)で論理機能が高い上、l電源
化が可能となり、マージンも十分高くとり得て高集積化
に通した論理回路得ることができる。
According to the circuit of the present invention, the driver is D/E +j
An inverter circuit with an E configuration is used, and the circuit that receives the output of this inverter circuit is configured as a source follower circuit with an E/D configuration without level shift, so that the logical output of the input input to the inverter circuit is obtained from the source follower circuit. Because of its high load driving capacity and high speed,
In addition to low power consumption (low power supply voltage) and high logic function, it is possible to use a single power supply, and the margin can be sufficiently high, making it possible to obtain a logic circuit that can be highly integrated.

〔実施例) 以下、添付図面を参照しながら、本発明の詳細な説明す
る。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す。この図において、1
はゲートに入力を接続した第1のエンハンスメント形電
界効果トランジスタであり、2はトランジスタ1のドレ
インにゲートとソースとを直接接続した第1のデプレッ
ション形電界効果トランジスタである。これらトランジ
スタ1,2がインバータ回路を構成する。3はトランジ
スタ1゜2の接続点4をゲートに接続した第2のエンハ
ンスメント形電界効果トランジスタで、5はトランジス
タ3のソースにドレインを接続し、且つゲートとソート
とを直接接続した第2のデプレッション形電界効果トラ
ンジスタである。トランジスタ3.5がソースホロワ回
路を構成する。トランジスタ3.5の接続点6は回路全
体の出力とされる。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention. In this figure, 1
2 is a first enhancement type field effect transistor whose input is connected to the gate, and 2 is a first depletion type field effect transistor whose gate and source are directly connected to the drain of the transistor 1. These transistors 1 and 2 constitute an inverter circuit. 3 is a second enhancement type field effect transistor in which the connection point 4 of transistor 1゜2 is connected to the gate, and 5 is a second depletion type field effect transistor in which the drain is connected to the source of transistor 3, and the gate and sort are directly connected. It is a type field effect transistor. Transistor 3.5 constitutes a source follower circuit. The connection point 6 of the transistor 3.5 serves as the output of the entire circuit.

又、トランジスタ1,2,3.5はVthE=0〜0.
3ボルト、Vt h o =−1,0〜−0,3ホルト
のMES電界効果トランジスタ(以下、MESFETと
省略する。)である。そして、トランジスタ2.3のド
レインには基準電位例えばアース電位が与えられ、トラ
ンジスタ1,5のソースにはvDD 〔このvDDはI
VDDI<2VP(VFはMESFETの順方向電圧(
VG s )である。)(トランジスタ(E−FET)
1のVF+トランジスタ(E−FET)3のVp)であ
る。〕、例えば−1,2ボルトが供給されるようにして
給電電源を1つとしている。又、各トランジスタのゲー
ト幅及びスレッショールド電圧V、thは本発明回路に
所期の動作を生せしめるためのパラメータであるが、第
1図におけるこれらの値はトランジスタ1のゲート幅を
WOとしたとき、トランジスタ2,3.5のゲート幅は
夫々、Wo /2.2Wo 、2Woとされ、トランジ
スタ1.3のVthは+0.1ボルトであり、トランジ
スタ2.5のVthは−0,5ボルトである。
Further, transistors 1, 2, and 3.5 have VthE=0 to 0.
It is a MES field effect transistor (hereinafter abbreviated as MESFET) of 3 volts and Vtho = -1.0 to -0.3 volts. The drain of the transistor 2.3 is given a reference potential, for example, the ground potential, and the sources of the transistors 1 and 5 are given a voltage VDD [this vDD is I
VDDI<2VP (VF is the forward voltage of MESFET (
VGs). ) (Transistor (E-FET)
1 VF+transistor (E-FET) 3 Vp). ], for example, -1 and 2 volts are supplied, so that there is only one power supply. Furthermore, although the gate width and threshold voltage V, th of each transistor are parameters for causing the circuit of the present invention to operate as desired, these values in FIG. Then, the gate widths of transistors 2 and 3.5 are Wo /2.2Wo and 2Wo, respectively, the Vth of transistor 1.3 is +0.1 volt, and the Vth of transistor 2.5 is -0 and 5. It's a bolt.

このように構成される本発明回路はその全体でインバー
タ回路の機能を営むものである。即ち、入力に高レベル
の電圧が入力されると、接続点4には低レベルの電圧が
現れ、この低レベル電圧がソースホロワ回路(バッファ
)を介してその接続点6からその対応レベルを保って出
力される。そして、入力レベルが逆転した場合にも、同
様の機能を果たす。
The circuit of the present invention constructed in this way performs the function of an inverter circuit as a whole. That is, when a high-level voltage is input to the input, a low-level voltage appears at the connection point 4, and this low-level voltage is transmitted from the connection point 6 via the source follower circuit (buffer) to maintain its corresponding level. Output. The same function is achieved even when the input level is reversed.

このような動作をする本発明回路においては、IVDD
I≦2VFであり、そのため次段のゲート入力のダイオ
ード特性がほとんど見えなくなるから、第2図の(2−
2)に示すように立ち上がり時の駆動能力が大きいし、
立ち下がりの場合は低抵抗領域(第2図の(2,−2)
参照)で変化するため、同様に駆動能力を太き(するこ
とができる。なお、第2図の(2−2)におけるE/D
構成のソースホロワ電流はE−FET (3)のID5
=D−FET (5)のIDS Iであり、第2図の(
2−,1)におけるD/D構成のソースホロワ電流はソ
ースホロワD−FETの■Ds=電流源D−FETのI
D5I十次段ゲート回路の人力り−FETゲート電流I
GS  (ダイオード電流)である。
In the circuit of the present invention that operates in this way, the IVDD
I≦2VF, and therefore the diode characteristics of the gate input of the next stage are almost invisible, so (2-
As shown in 2), the drive capacity at startup is large,
In the case of falling, the resistance is in the low resistance region ((2, -2 in Figure 2)
(see), so the drive capacity can be similarly increased (see). Note that the E/D in (2-2) in Figure 2
The source follower current of the configuration is ID5 of E-FET (3)
= IDS I of D-FET (5), and (
The source follower current of the D/D configuration in 2-, 1) is ■Ds of the source follower D-FET = I of the current source D-FET
D5I 10th stage gate circuit manual power - FET gate current I
GS (diode current).

又、VOH状態では、次段ゲートのダイオード電i=o
で、VOL状態では、ソースホロワ電力=Oとなるため
、第6図及び第7図に示す従来回路より同一性能(駆動
能力)を得るのに要する消費電力を少な(することがで
きる。
Also, in the VOH state, the diode voltage i=o of the next stage gate
In the VOL state, the source follower power is O, so that the power consumption required to obtain the same performance (driving ability) can be lower than that of the conventional circuits shown in FIGS. 6 and 7.

又、ソースホロワ回路が上述のような回路構成であるか
ら、■OLは、第7図の回路に比べて、少なくともソー
スホロワ回路のエンハンスメントトランジスタ3の1V
thlの電圧骨だけマージンが良くなる(第3図の(3
−2)参照)。
Also, since the source follower circuit has the circuit configuration as described above, ■OL is at least 1V of the enhancement transistor 3 of the source follower circuit compared to the circuit shown in FIG.
The margin improves only in the voltage bone of thl ((3 in Figure 3)
-2)).

更に、E/D構成のソースホロワ回路をバッファとし、
IVDDI≦2VFとしているため、出力がVOHのと
きソースホロワ回路のVGSの減少はあるが、E−FE
Tの使用によりその割合が小さく、且つ次段のダイオー
ド電流が小さい上、出力がVOLのときソースホロワ電
流が零となってVOLも上昇しないから、従来回路(第
6図)より2倍以上の出力ソースホロワドツトが得られ
る(第4図参照)。
Furthermore, a source follower circuit with an E/D configuration is used as a buffer,
Since IVDDI≦2VF, there is a decrease in VGS of the source follower circuit when the output is VOH, but E-FE
By using T, the ratio is small, the diode current in the next stage is small, and when the output is VOL, the source follower current becomes zero and VOL does not rise, so the output is more than twice that of the conventional circuit (Figure 6). A source follower dot is obtained (see Figure 4).

そのほか、D/E構成のインバータ回路及びE/D構成
のソースホロワ回路のE−FET及びD−FETのゲー
ト幅比を任意に変えることにより、立ち上がり/立ち下
がりの遅延時間(駆動能力を含む)比を変えることが可
能であり、最適設計では立ち上がり/立ち下がり遅延時
間比をΣ1に設定することができる。
In addition, by arbitrarily changing the gate width ratio of the E-FET and D-FET of the D/E configuration inverter circuit and the E/D configuration source follower circuit, the rise/fall delay time (including drive capacity) ratio In an optimal design, the rise/fall delay time ratio can be set to Σ1.

第5図は上述パラメータを変えた場合の他の実施例を示
す。
FIG. 5 shows another embodiment in which the above parameters are changed.

又、本発明回路は従来回路に比し素子数が少ない(ダイ
オードがない)から、高集積化に適している。
Furthermore, since the circuit of the present invention has fewer elements (no diodes) than the conventional circuit, it is suitable for high integration.

なお、本発明回路は入力のAND (、縦積)(その数
た2)ができるほか、多数のソースホロワ回路をインバ
ータ回路に接続して回路を構成するこ 、ともできる(
マルチソースホロワ回路出力を得ることができる)。又
、IVDDI≦2VF近傍の電圧範囲(≦1.5ボルト
)であれば、インバータ回路の電源とソースホロワ回路
の電源とを別にし、ソースホロワ回路の電源を負方向に
インバータ回路の電源より少し深くし、そして各FET
のVth及びゲート幅を′適宜に組み合わせることによ
り、上述した本発明の回路が企図しているところを同様
に実現することができる。
In addition, the circuit of the present invention can not only perform AND (and vertical product) (the number is 2) of inputs, but also can configure a circuit by connecting a large number of source follower circuits to an inverter circuit (
multi-source follower circuit output). Also, if the voltage range is around IVDDI≦2VF (≦1.5 volts), separate the inverter circuit power supply and source follower circuit power supply, and set the source follower circuit power supply in the negative direction a little deeper than the inverter circuit power supply. , and each FET
By appropriately combining the Vth and gate width of , it is possible to similarly realize the purpose of the circuit of the present invention described above.

又、電界効果トランジスタはMO3電界効果トランジス
タであってもよい。
Also, the field effect transistor may be an MO3 field effect transistor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、 ■負荷駆動能力を高(し得て低消費電力化を推進し得る
、 ■動作速度の高速化を促しつつ論理機能の高揚が実現で
きるほか、 ■1電源化が可能となりマージンも高くとれる上、 ■高集積化に通している、等の効果が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to: 1) increase the load driving capacity (and thereby promote lower power consumption); 2) increase the logic function while promoting faster operation speed; In addition to being able to use a single power source and achieving higher margins, it also allows for higher integration.

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

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図の(2−1
)は第6図回路のソースホロワ電流(のVDS−IDS
特性)を示す図、第2図の(2−2)は第1図回路のソ
ースホロワ電流(のVDS−IDS特性)を示す図、第
3図の(3−1)は第7図回路のVIN−VOUT特性
を示す図、第3図(7)(3−2)は第1図回路(”V
rN−VOUT特性を示す図、第4図は第1図回路のソ
ースホロワ回路から多数のソースホロワドツトを得るよ
うにした回路を示す図、第5図は第1図回路のパラメー
タを変えた場合の回路を示す図、第6図は1つの従来回
路を示す図、第7図は他の従来回路を示す図である。 図において、1.3はエンハンスメント形電界効果トラ
ンジスタ、2,5はデプレッション形電界効果トランジ
スタである。 第8図 第4因 第5図 第61    第7図 手続補正書(自発) 1°l 11の表、バ 昭和S2;[持3T願第 227oKけ3、補iEをす
るh ・Iff士との関係     特許出願人住所 神奈川
県用崎市中原区I−・j・liJ中1015番地(52
2) 81う;富士通株式会社 4 代  理  人     IL所 神奈川県用崎市
中原区1.小(11中1015番地明 細 書(全文補
正) 1、発明の名称 論理回路 2、特許請求の範囲 (11ゲートに入力を接続した第1のエンハンスメント
形電界効果トランジスタ及び該トランジスタのドレイン
にゲートとソースとを直接接続した第1のデプレッショ
ン形電界効果トランジスタを有するインバータ回路と、
該インバータ回路を構成する両トランジスタの接続点を
ゲートに接続した第2のエンハンスメント形電界効果ト
ランジスタ及び該トランジスタのソースドレインを接続
しゲートとソースとを直接接続した第2のデプレッショ
ン形電界効果トランジスタを有するソースホロワ回路と
、前記第1のデプレッション形電界効果トランジスタ及
び前記第2のエンハンスメント形電界効果トランジスタ
のドレイン並びに前記第1のエンハンスメント形電界効
果トランジスタ及び前記第2のデフッッション形電界効
果トランジスタのソースに給電するための回路とから成
り、前記ソースホロワ回路を構成する両トランジスタの
接続点を出力とするよう−に構成した論理回路。 (2)  入力に所定の旧ghレベルを与えた時の前記
インバータ回路の出力電圧をV。LM+前記第1のエン
ハンスメント形電界効果トランジスタ及び前記第2のデ
プレッション形電界効果トランジスタのソースに給電さ
れる電源電圧をV D Or前記第2のエンハンスメン
ト形電界効果トランジスタのスレッショールド電圧を■
、1.とじた時、(VoLM −VI、+)<Vい。に
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の論理
回路。 (3)前記電界効果トランジスタはMES電界効果トラ
ンジスタであり、前記給電回路は前記第1のデプレッシ
ョン形電界効果トランジスタ及び前記第2のエンハンス
メント形電界効果トランジスタのドレインを第1の電位
に接続し、第1の電位を基準電位としたとき前記第1の
エンハンスメント形電界効果トランジスタ及び第2のデ
プレッション形電界効果トランジスタのソースを基準電
位より低い電圧VDflに接続するものであって該電圧
VDDは jVonj < 2 Vy  (VFはME
S電界効果トランジスタのゲート・ソース間ショットキ
ダイオード順方向電圧である。)にしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項及び第2項記載の論理回路。 (4)前記電界効果トランジスタはMIS電界効果トラ
ンジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
及び第2項記載の論理回路。 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界効果トランジスタを用いた論理回路の改良
に関する。 半導体論理回路には、各種形式のものがある。 この種論理回路は多くの場合集積回路化されている。従
って、論理回路は集積化に適していなければならない。 又、論理回路を単位論理回路から構成される場合低消費
電力(低電源電圧)であってその電力を供給する電源は
上述のような集積化への適合性を高めるという観点から
少なければ少ないほどよい。そして、そのような単位論
理回路での遅延が少なく高速動作が可能で負荷駆動能力
が高い上論理機能も高く、マージンも高くとれること等
が要求されるところとなっている。 〔従来の技術〕 従来のMES電界効果トランジスタ(ショットキ接合型
電界効果トランジスタ・MESFET)を用いた単位論
理回路として、第6図に示すようなドライバトランジス
タ及び負荷抵抗をデプレッション形電界効果トランジス
タ(D−FET)で構成したインバータ回路(以下、D
/D構成のインバータ回路と称す。)とその出力に接続
されたデプレッション形電界効果トランジスタを用いた
ソースホロワトランジスタ、lベルシフトダイオード、
及びデプレッション形電界効果トランジスタを用いた電
流源より構成されたソースホロワ回路(以下、D/D構
成のソースホロワ回路と称す。)とから成るものがある
。又、第7図に示子ようなドライバトランジスタにエン
ハンスメント形電界効果トランジスタ(E−FET)を
用い、負荷抵抗にデプレッション形電界効果トランジス
タを用いて構成したインバータ回路(以下、E/D構成
のインバータ回路と称す。)もある。 又、第8図に示すようなE/D構成のインバータ回路と
その出力に接続された前記のD/D構成ソースホロワ回
路のソースホロワトランジスタをエンハンスメント形電
界効果トランジスタとし、レベルシフトダイオードを1
ケ又は2ケとしたソースホロワ回路(以下、レベルシフ
ト付E/D構成のソースホロワ回路と称す。)、とから
成ボるものがある。 又、第9図に示す、ようなE/D構成のインバータ回路
とその出力に前記E/Dソースホロワ回路の電流源にエ
ンハンスメント形電界効果トランジスタを用い、レベル
シフトダイオードのないソースホロワ回路(以下E/E
構成のソースホロワ回路と称す。)とから成るものがあ
る。 と 〔発明が解決し2うとする問題点〕 第6図の従来回路はD−FET構成であるため2電源が
必要であり、そのソースホロワ回路にレベルシフトを必
要としている。又、電源電圧1vooj、  IVEE
Iが3〜5ポルト以上と高く消費電力が大きいし、論理
機能がFI=8.FO=8であるのに対して、出力ソー
スホロワドツト(以下。 出力ドツトと称す)〜2と出力論理機能が低い。 これらの不具合に加えて、負荷駆動能力が悪い。 これは出力電圧の■。、側のマージンを多くとるために
、次段のゲート回路の入力FETのダイオード(ゲート
・ソース間ショットキダイオード)特性が十分に見える
点で動作させることから出力の立ち上がりにおいて負荷
駆動電流がダイオード電流としてその多くを費やすこと
となり、負荷駆動能力の悪化を来すからであり、又その
ソースホロワ回路がレベルシフトダイオード付のD/D
構成で、VOL状態においても電流源が十分に働くよう
な回路構成であることから、立ち下がり時の駆動能力に
劣る結果となっている。(第2図の(2−1)参照)。 又、上述の如く、出力ドツトを多くし得ないものは出力
が■。Hの時ソースホロワ回路がD−FET構成である
ためソースホロワトランジスタのゲート・ソース間電圧
VCSの減少(■。8の上昇)が太き(なることから次
段のダイオード電流が大きくなるためであり、出力が■
。、の時にはV。Lが上昇し、低レベル側のマージンが
なくなってしまうからである。 又、第7図の従来回路では、一般にV。L側のマージン
が少ないため(第3図の(3−1)参照)、論理機能が
Fl<4.FO<4と小さく、回路構成上出力ドツトを
とれない。又、第6図の従来回路と同様、vo工状態で
次段のゲート入力の゛ダイオード電流が流れるため消費
電力が大きくなる傾向にあり、立ち上がりでの駆動能力
が悪い。又、Vonヲl Van l < 2 VF 
 (VFはMESFET17)ゲート・ソース間ショッ
トキダイオードの順方向電圧である。以下、■、と称す
。)程度に低電圧化すると、特に立ち上がりでの駆動能
力が悪化し、立ち上がり立ち下がり駆動能力がアンバラ
ンス化する。 又、他の従来例として、第6図と同じようにインバータ
回路とソースホロワ回路より成る論理回路でかつ、デプ
レッション形電界効果トランジスタの一部をエンハンス
メント形電界効果トランジスタに変えたものがある。そ
のうちの一つの例が第8図のE/D構成インバータ回路
とレベルシフトダイオード付E/D構成のソースホロワ
回路より成る回路であり、第9図のE/D構成のインバ
ータ回路とE/E構成のソースホロワ回路より成る回路
である。 これらの従来例では、エンハンスメント形電界効果トラ
ンジスタを用いたので第6図の従来例より多少電源電圧
を下げられるが、同様の欠点がある。 すなわち、第8図の従来例では出力がV。+4の時、次
段への電流(ダイオード電流)が流れる。又ソースホロ
ワ回路にレベルシフトダイオードがあるため電源電圧v
ooをl VD、 +≦2VFにできず、最適の性能を
得るためには1■Dゎに3VF (〜2.5V)程度必
要である。又、レベルシフトダイオード付ソースホロワ
回路であるため、駆動能力を多少悪くしている。 第9図の従来例では、出力が■。□の時、次段へのダイ
オード電流が流れる。又、出力が■。Lの時ソースホロ
ワ回路に電流が流れており出力ドツトをとった時、前記
(第6図)の場合と同様に出力が■。1の時に■。Lが
上昇し■。、側のマージンが減少してしまう。 ソースホロワトランジスタにエンハンスメント形電界効
果トランジスタを使用しており、VOt上昇の割合は、
前記(第6図)よりは小さいが、この■。、の上昇のた
めに出力ドツト数に制限を受ける。 又、最適性能を得るためには電源電圧が2VF<lv。 1ヱ2■程度必要である。 出力が■。イの時次段へのダイオード電流が流れること
及び、VOt時、ソースホロワ回路に電流が流れている
ことから負荷駆動能力が悪い。 このように第8図及び第9図の従来例共電源電圧を小さ
くするのに限界があるため低消費電力化にも限界がある
。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上述した技術的課題を可及的に解決し得る論理
回路を提供するもので、その手段はゲートに入力を接続
した第1のエンハンスメント形電界効果トランジスタ及
び該トランジスタのドレインにゲートとソースとを直接
接続した第1のデプレッション形電界効果トランジスタ
を存するインバータ回路と、該インバータ回路を構成す
る両トランジスタの接続点をゲートに接続した第2のエ
ンハンスメント形電界効果トラシジスタ及び該ト・ラン
ジスタのソースにドレインを接続しゲートとソースとを
直接接続した第2のデプレッション形電界効果トランジ
スタを有するソースホロワ回路と、前記第1のデプレッ
ション形電界効果トランジスタ及び前記第2のエンハン
スメント形電界効果トランジスタのドレイン並びに前記
第1のエンハンスメント形電界効果トランジスタ及び前
記第2のデプレッション形電界効果トランジスタのソー
スに給電するための回路とから成り、前記ソースホロワ
回路を構成する両トラン ジスタの接続点を出力とするように構成したものである
。 〔作用〕 本発明回路によれば、そのドライバをE/D構成のイン
バータ回路とし、このインバータ回路の出力を受けるバ
ッファをレベルシフトのないE/D構成のソースホロワ
回路として回路を構成してインバータ回路へ入力した人
力の論理出力をソースホロワ回路から得るようにしてい
るから、負荷駆動能力が高く、高速で、低消費電力(低
電源電圧)で論理機能が高い上、1電源化が可能となり
、マージンも十分高くとり得て高集積化に適した論理回
路帯ることができる。 〔実施例〕 以下、添付図面を参照しながら、本発明の詳細な説明す
る。 第1図は本発明の一実施例を示す。この図において、1
はゲートに入力を接続した第1のエンハンスメント形電
界効果トランジスタであり、2はトランジスタlのドレ
インにゲートとソースとを直接接続した第1のデプレッ
ション形電界効果トランジスタである。これらトランジ
スタ1.2がインバータ回路を構成する。3はトランジ
スタ1゜2の接続点4をゲートに接続した第2のエンハ
ンスメント形電界効果トランジスタで、5はトランジス
タ3のソースにドレインを接続し、且つゲートとソース
とを直接接続した第2のデプレッション形電界効果トラ
ンジスタである。トランジスタ3.5がソースホロワ回
路を構成する。トランジスタ3.5の接続点6は回路全
体の出力とされる。 又、トランジスタ1,2,3.5はスレッショールド電
圧がVth、=O〜0.3ボルト、■い。−一1.0〜
−0.3ボルトのMES電界効果トランジスタC以下、
MESFETと省略する。)である。そして、トランジ
スタ2.3のドレインには基準電位例えばアース電位が
与えられ、トランジ(Vas)であり、■、値は一般的
にはG、A、MESFETの場合で0.7〜0.8 V
程度であるa)(トランジスタ(E−FET)1のVF
+l−ランジスタ(E−FET)317)VF ’) 
でtoる。〕、例えば−1,2ボルトが供給されるよう
にして給電電源を1つとしている。又、各トランジスタ
のゲート幅及びスレッショールド電圧■いは本発明回路
に所期の動作を生ぜしめるだめのパラメータであるが、
第1図におけるこれらの値はトランジスタlのゲート幅
をW。とじたとき、トランジスタ2゜3.5のゲート幅
は夫々、wo / 2 、 2 wo 、  2W0と
され、トランジスタ1.3(7)Vtkは+0.1ボル
トであり、トランジスタ2.5のvthは−0゜5ボル
トである。 これらの各パラメータ値は、入力1に所定の旧ghレベ
ルが与えられた時に前記インバータ回路の出力4に現れ
る電圧を■。LH,前記ソースホロワ回路を構成するト
ランジスタ3のスレッショールド電圧をVthe+第1
図の構成における電源電圧をVDDとした時、(VOL
N  V。D)<Vい。を満足するための一例である。 このように構成される本発明回路はその全体でインバー
タ回路の機能を営むものである。即ち、入力に高レベル
の電圧が入力されると、接続点4には低レベルの電圧が
現れ、この低レベル電圧がソースホロワ回路(バッファ
)を介してその接続点6からその対応レベルを保って出
力される。そして、人力レベルが逆転した場合にも、同
様の機能を果たす。 このような動作をする本発明回路においては、1vDD
1< 2v、であり、そのため次段のゲート入力のダイ
オード特性がほとんど見えなくなるから、第2図の(2
−2)に示すように立ち上がり時の駆動能力が大きいし
、立ち上がりの場合は低抵抗領域(第2図の(2−2)
参照)で変化するため、同様に駆動能力を大きくするこ
とができる。 なお、第2図の(2−2)におけるE/D構成のソース
ホロワ電流はE −F E T (3)のID5=D−
FE T (51のI。Slであり、第2図の(2−4
)における従来例(第6図)のD/D構成のソースホロ
ワ電流はソースホロワD−FETのII、s=電’IJ
JJD−FETの■。、I 十次段ゲート回路の入力り
−FETゲート電流■6.(ダイオード電流)である。 又、vo工状態では、次段ゲートのダイオード電流=0
で、VOL状態では、ソースホロワ電カー〇となるため
、第6図、第7図、第8図及び第9図に示す従来回路よ
り同一性能(駆動能力)を得るのに要する消費電力を少
なくすることができる。 又、ソースホロワ回路が上述のような回路構成であるか
ら、VOLは、第7図の回路に比べて、少なくともソー
スホロワ回路のエンハンスメントトランジスタ3のlv
い1の電圧骨だけマージンが良くなる(第3図の(3−
2)参照)。 このことを利用して、前記のように、第1図の回路の人
力1に所定の旧ghレベルが与えられた時のインバータ
回路の、出力電圧を■。LN+ ソースホロワトランジ
スタのスレッショールド電圧を”1.hll+ll型圧
を■、Dとした時、(VOLN  VDD) <Vth
e としたことにより、出力がV。L時のソースホロワ
回路電流ID5=0.V。t : V Dnとしたもの
である。 更に、E/D構成のソースホロワ回路をバッファとし、
IV、、l<2V、としているため、出力ドツト時出力
が■。、のときソースホロワ回路のソースホロワトラン
ジスタのVCSの減少はあるが、E−FETの使用によ
りその割合が小さく、且つ次段のダイオード電流が小さ
い上、出力が■。Lのときソースホロワ回路が零となっ
て■。、も上昇しないから、従来回路(第6図および第
9図)より2倍以上の出力ソースホロワドツトが得られ
る(第4図参照)。 そのほか、E/D構成のインバータ回路及びE/D構成
のソースホロワ回路のE−FET及びD−FETのゲー
ト幅比を任意に変えることにより、立ち上がり/立ち下
がりの遅延時間(駆動能力を含む)比を変えることが可
能であり、最適設計では立ち上がり/立ち下がり遅延時
間比を〜1に設定することができる。 第5図は上述パラメータを変えた場合の他の実施例を示
す。 又、本発明回路は従来回路(第6図、第8図)に比し素
子数が少ない(ダイオードがない)から、高集積化に適
している。 なお、本発明回路は入力のAND (縦積)(その数〜
2)ができるほか、多数のソースホロワ回路をインバー
タ回路に接続して回路を構成することもできる(マルチ
ソースホロワ回路出力を得ることができる)。又、 I
VIID I < 2 VFであれば、インバータ回路
の電源とソースホロワ回路の電源とを別にし、ソースホ
ロワ回路の電源を負方向にインバータ回路の電源より少
し深くし、そして各FETの■い及びゲート幅を適宜に
組み合わせることにより、上述した本発明の回路が企図
しているところを同様に実現することができる。 又、電界効果トランジスタはMis電界効果トランジス
タ(Metal In5ulator Sem1con
duction電界効果トランジスタ・MISFET)
であってもよい。 MIS電界効果トランジスタを用いた場合は、E/D構
成のインバータ回路にレベルシフトのないE/D構成の
ソースホロワ回路を接続し、前記のように(VOLN 
 VDD) <Vい、とすることにより、低消費電力、
高負荷駆動能力及び多数の出力ドツトが得られる。 尚、今までの説明でわかるように、第1図、第5図〜第
9図は各論理回路の入力数及び印加電源電圧(各図でG
NDを+van、vanをGNDにできるのはもちろん
である)を規定したものでないことは明白である。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、 ■ 負荷駆動能力を高くし得て低消費電力化を推進し得
る、 ■ 動作速度の高速化を促しつつ論理機能の高揚が実現
できるほか、 ■ 1電源化が可能となりマージンも高くとれる上、 ■ 高集積化に適している、等の効果が得られる。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図の(2−1
)は第6図回路のソースホロワ電流(の■□−I I、
s特性)を示す図、第2図の(2−2)は第1図回路の
ソースホロワ電流(の■。5ros特性)を示す図、第
3図の(3−1)は第7図回路のVIN  vout特
性を示す図、第3図の(3−2)は第1図回路のV、N
−V。UT特性を示す図、第4図は第1図回路のソース
ホロワ回路から多数のソースホロワドツトを得るように
した回路を示す図、第5図は第1図回路のパラメータを
変えた場合の回路を示す図、第6図は1つの従来回路を
示す図、第7図〜第9図は他の従来回路を示す図である
。 図において、1.3はエンハンスメント形電界効果
トランジスタ、2.5はデプレッション形電界効果トラ
ンジスタである。 (−t?4V)  (−z、4V) 沸θ図 謬q 図
Figure 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and Figure 2 (2-1
) is the source follower current (VDS-IDS of the circuit in Figure 6)
Figure 2 (2-2) is a diagram showing the source follower current (VDS-IDS characteristics) of the circuit in Figure 1, and (3-1) in Figure 3 is the VIN of the circuit in Figure 7. -The diagrams showing the VOUT characteristics, Figure 3 (7) (3-2) are the circuits in Figure 1 ("V
A diagram showing rN-VOUT characteristics. Figure 4 is a diagram showing a circuit in which a large number of source follower dots are obtained from the source follower circuit of the circuit in Figure 1. Figure 5 is a diagram showing a case where the parameters of the circuit in Figure 1 are changed. FIG. 6 is a diagram showing one conventional circuit, and FIG. 7 is a diagram showing another conventional circuit. In the figure, 1.3 is an enhancement type field effect transistor, and 2 and 5 are depletion type field effect transistors. Figure 8 Cause 4 Figure 5 Figure 61 Figure 7 Procedural amendment (voluntary) 1°l Table of 11, BA Showa S2; Related Patent Applicant Address: 1015 I-J-liJ Naka (52
2) 81U; Fujitsu Limited 4 Agent IL Office 1, Nakahara-ku, Yozaki City, Kanagawa Prefecture. Small (Address 1015 of 11 Description (full text correction) 1. Title of the invention Logic circuit 2. Claims (11) A first enhancement type field effect transistor having an input connected to the gate, and a gate and a drain connected to the drain of the transistor. an inverter circuit having a first depletion field effect transistor directly connected to the source;
A second enhancement type field effect transistor in which the connection point of both transistors constituting the inverter circuit is connected to the gate, and a second depletion type field effect transistor in which the source drain of the transistor is connected and the gate and the source are directly connected. a source follower circuit having a source follower circuit, and supplying power to the drains of the first depletion type field effect transistor and the second enhancement type field effect transistor and the sources of the first enhancement type field effect transistor and the second depletion type field effect transistor. a logic circuit configured to output a connection point between both transistors constituting the source follower circuit. (2) V is the output voltage of the inverter circuit when a predetermined old gh level is applied to the input. LM + the power supply voltage supplied to the sources of the first enhancement type field effect transistor and the second depletion type field effect transistor; V D Or the threshold voltage of the second enhancement type field effect transistor;
, 1. When closed, (VoLM -VI, +) < V. The logic circuit according to claim 1, characterized in that: (3) The field effect transistor is a MES field effect transistor, and the power supply circuit connects the drains of the first depletion type field effect transistor and the second enhancement type field effect transistor to a first potential, and 1 as a reference potential, the sources of the first enhancement type field effect transistor and the second depletion type field effect transistor are connected to a voltage VDfl lower than the reference potential, and the voltage VDD is jVonj < 2. Vy (VF is ME
This is the Schottky diode forward voltage between the gate and source of the S field effect transistor. ) The logic circuit according to claims 1 and 2, characterized in that the logic circuit has the following features. (4) The logic circuit according to claims 1 and 2, wherein the field effect transistor is a MIS field effect transistor. 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvements in logic circuits using field effect transistors. There are various types of semiconductor logic circuits. This type of logic circuit is often implemented as an integrated circuit. Therefore, logic circuits must be suitable for integration. In addition, when the logic circuit is composed of unit logic circuits, the power consumption is low (low power supply voltage), and the power supply that supplies the power is smaller, from the viewpoint of increasing suitability for integration as described above. good. In addition, such unit logic circuits are required to have little delay, high-speed operation, high load driving ability, high logic function, and high margin. [Prior Art] As a unit logic circuit using a conventional MES field effect transistor (Schottky junction field effect transistor/MESFET), a driver transistor and a load resistor as shown in FIG. 6 are connected to a depletion type field effect transistor (D- An inverter circuit (hereinafter referred to as D
/D configuration inverter circuit. ) and a source follower transistor using a depletion field effect transistor connected to its output, l bell shift diode,
and a source follower circuit (hereinafter referred to as a D/D configuration source follower circuit) configured from a current source using a depletion type field effect transistor. Furthermore, an inverter circuit (hereinafter referred to as an inverter with an E/D configuration) is constructed using an enhancement type field effect transistor (E-FET) as a driver transistor and a depletion type field effect transistor as a load resistor, as shown in Fig. 7. (referred to as a circuit). Further, the source follower transistor of the D/D configuration source follower circuit connected to the E/D configuration inverter circuit and its output as shown in FIG. 8 is an enhancement type field effect transistor, and the level shift diode is 1.
There is also a source follower circuit consisting of one or two source follower circuits (hereinafter referred to as a source follower circuit with an E/D configuration with level shift). Further, as shown in FIG. 9, an inverter circuit with an E/D configuration and an enhancement mode field effect transistor is used as the current source of the E/D source follower circuit at its output, and a source follower circuit (hereinafter referred to as E/D) without a level shift diode is used. E
This configuration is called a source follower circuit. ). [Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional circuit shown in FIG. 6 has a D-FET configuration, it requires two power supplies and requires a level shift in its source follower circuit. Also, power supply voltage 1vooj, IVEE
I is high at 3 to 5 ports or more, and power consumption is large, and the logic function is FI = 8. While FO=8, the output logic function is low, with output source follower dots (hereinafter referred to as output dots) ~2. In addition to these defects, the load driving ability is poor. This is the output voltage ■. In order to have a large margin on the side of This is because the source follower circuit is a D/D with a level shift diode.
Since the circuit configuration is such that the current source functions sufficiently even in the VOL state, the driving ability at the time of falling is inferior. (See (2-1) in Figure 2). Also, as mentioned above, if the number of output dots cannot be increased, the output is ■. When H, the source follower circuit has a D-FET configuration, so the decrease (■.8 increase) in the gate-source voltage VCS of the source follower transistor is large (as a result, the diode current in the next stage becomes large). Yes, the output is ■
. , when V. This is because L increases and the margin on the low level side disappears. In addition, in the conventional circuit shown in FIG. 7, V is generally applied. Since the margin on the L side is small (see (3-1) in Figure 3), the logic function is Fl<4. The FO<4 is small, and the output dot cannot be obtained due to the circuit configuration. Further, like the conventional circuit shown in FIG. 6, the diode current of the gate input of the next stage flows in the VO operation state, so power consumption tends to increase, and the drive ability at the start-up is poor. Also, Vonwo l Van l < 2 VF
(VF is the forward voltage of the Schottky diode between the gate and source of MESFET 17). Hereinafter, it will be referred to as ■. ) If the voltage is lowered to such a degree, the driving ability particularly at the rising edge will deteriorate, and the rising and falling driving abilities will become unbalanced. Another conventional example is a logic circuit consisting of an inverter circuit and a source follower circuit as shown in FIG. 6, but in which a portion of the depletion type field effect transistors are replaced with enhancement type field effect transistors. One example of these is a circuit consisting of an E/D configuration inverter circuit shown in FIG. 8 and an E/D configuration source follower circuit with a level shift diode, and a circuit consisting of an E/D configuration inverter circuit and an E/E configuration shown in FIG. 9. This circuit consists of a source follower circuit. In these conventional examples, since enhancement type field effect transistors are used, the power supply voltage can be lowered somewhat compared to the conventional example shown in FIG. 6, but they have the same drawbacks. That is, in the conventional example shown in FIG. 8, the output is V. When +4, current (diode current) flows to the next stage. Also, since there is a level shift diode in the source follower circuit, the power supply voltage v
oo cannot be set to l VD, +≦2VF, and in order to obtain optimal performance, approximately 3VF (~2.5V) is required for 1D. Furthermore, since it is a source follower circuit with a level shift diode, the driving ability is somewhat degraded. In the conventional example shown in FIG. 9, the output is ■. When □, diode current flows to the next stage. Also, the output is ■. When the current is L, current flows through the source follower circuit, and when the output dot is taken, the output becomes ■ as in the case described above (Fig. 6). ■ At 1. L rises ■. , the margin on the side decreases. An enhancement type field effect transistor is used as the source follower transistor, and the rate of increase in VOt is
Although it is smaller than the above (Figure 6), this ■. , the number of output dots is limited due to the increase in . Also, in order to obtain optimum performance, the power supply voltage should be 2VF<lv. About 1ヱ2■ is necessary. The output is ■. At the time of A, the diode current flows to the next stage, and at the time of VOt, the current flows to the source follower circuit, so the load driving ability is poor. In this way, since there is a limit to reducing the power supply voltage in both the conventional examples shown in FIGS. 8 and 9, there is also a limit to reducing power consumption. [Means for Solving the Problems] The present invention provides a logic circuit capable of solving the above-mentioned technical problems as much as possible, and the means thereof include a first enhancement type field effect whose input is connected to the gate. An inverter circuit including a transistor and a first depletion type field effect transistor whose gate and source are directly connected to the drain of the transistor, and a second enhancement type field effect transistor whose gate is connected to the connection point of both transistors constituting the inverter circuit. a source follower circuit comprising a field effect transistor and a second depletion type field effect transistor having a drain connected to the source of the transistor and a gate and a source directly connected; the first depletion type field effect transistor and the second depletion type field effect transistor; a circuit for supplying power to the drain of an enhancement mode field effect transistor and the sources of the first enhancement mode field effect transistor and the second depletion mode field effect transistor, and the connection of both transistors constituting the source follower circuit; It is configured to output points. [Operation] According to the circuit of the present invention, the driver is an inverter circuit with an E/D configuration, and the buffer that receives the output of the inverter circuit is configured as a source follower circuit with an E/D configuration without level shift. Since the logic output of the human input input to the source follower circuit is obtained from the source follower circuit, it has high load driving capability, high speed, low power consumption (low power supply voltage), high logic function, and can be reduced to a single power supply, reducing margins. It is also possible to obtain a logic circuit band that is sufficiently high and suitable for high integration. [Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the invention. In this figure, 1
2 is a first enhancement type field effect transistor whose input is connected to the gate, and 2 is a first depletion type field effect transistor whose gate and source are directly connected to the drain of the transistor l. These transistors 1.2 constitute an inverter circuit. 3 is a second enhancement type field effect transistor in which the connection point 4 of transistor 1゜2 is connected to the gate, and 5 is a second depletion type field effect transistor in which the drain is connected to the source of transistor 3, and the gate and source are directly connected. It is a type field effect transistor. Transistor 3.5 constitutes a source follower circuit. The connection point 6 of the transistor 3.5 serves as the output of the entire circuit. Further, the threshold voltages of transistors 1, 2, and 3.5 are Vth, =0 to 0.3 volts, (2). -1.0~
- below 0.3 volt MES field effect transistor C,
It is abbreviated as MESFET. ). A reference potential, such as the ground potential, is applied to the drain of the transistor 2.3, which is a transistor (Vas), and the value is generally 0.7 to 0.8 V in the case of G, A, and MESFETs.
a) (VF of transistor (E-FET) 1
+l-transistor (E-FET) 317)VF')
Toru. ], for example, -1 and 2 volts are supplied, so that there is only one power supply. Furthermore, the gate width and threshold voltage of each transistor are parameters that enable the circuit of the present invention to operate as desired.
These values in FIG. 1 define the gate width of transistor l as W. When closed, the gate widths of transistor 2°3.5 are wo / 2, 2 wo, and 2W0, respectively, transistor 1.3 (7) Vtk is +0.1 volt, and vth of transistor 2.5 is -0°5 volts. Each of these parameter values represents the voltage appearing at the output 4 of the inverter circuit when a predetermined old gh level is applied to the input 1. LH, the threshold voltage of the transistor 3 constituting the source follower circuit is set to Vthe+1st
When the power supply voltage in the configuration shown in the figure is VDD, (VOL
NV. D) <V. This is an example of satisfying the following. The circuit of the present invention constructed in this way performs the function of an inverter circuit as a whole. That is, when a high-level voltage is input to the input, a low-level voltage appears at the connection point 4, and this low-level voltage is transmitted from the connection point 6 via the source follower circuit (buffer) to maintain its corresponding level. Output. And it will perform the same function even if the human power level is reversed. In the circuit of the present invention that operates in this way, 1vDD
1<2v, and therefore the diode characteristics of the gate input of the next stage are almost invisible.
-2), the driving capability at the time of rising is large, and in the case of rising, the resistance is in the low resistance region ((2-2 in Figure 2)
), the driving capacity can be similarly increased. Note that the source follower current of the E/D configuration in (2-2) of FIG. 2 is E - F E T (3) ID5=D-
FET (51 I.Sl, (2-4 in Figure 2)
), the source follower current of the D/D configuration of the conventional example (Fig. 6) is II of the source follower D-FET, s = electric 'IJ
■ of JJD-FET. , I Tenth stage gate circuit input - FET gate current ■6. (diode current). Also, in the VO state, the diode current of the next stage gate = 0
In the VOL state, the source follower electric car becomes 〇, so the power consumption required to obtain the same performance (driving ability) is lower than that of the conventional circuits shown in Figs. 6, 7, 8, and 9. be able to. Further, since the source follower circuit has the circuit configuration as described above, VOL is at least lower than lv of the enhancement transistor 3 of the source follower circuit, compared to the circuit shown in FIG.
The margin is better for voltage bone 1 ((3-) in Figure 3.
2)). Utilizing this fact, as mentioned above, when the predetermined old gh level is applied to the human power 1 of the circuit shown in FIG. 1, the output voltage of the inverter circuit is calculated as follows. When the threshold voltage of LN+ source follower transistor is "1. hll+ll type pressure is ■, D, (VOLN VDD) <Vth
By setting e, the output becomes V. Source follower circuit current ID5 at L time = 0. V. t: VDn. Furthermore, a source follower circuit with an E/D configuration is used as a buffer,
Since IV, l<2V, the output is ■ when the output is dot. When , there is a decrease in the VCS of the source follower transistor in the source follower circuit, but the proportion is small due to the use of E-FET, the diode current in the next stage is small, and the output is ■. When it is L, the source follower circuit becomes zero and ■. , does not rise, so an output source follower dot more than twice as large as that of the conventional circuit (FIGS. 6 and 9) can be obtained (see FIG. 4). In addition, by arbitrarily changing the gate width ratio of the E-FET and D-FET of the E/D configuration inverter circuit and the E/D configuration source follower circuit, the rise/fall delay time (including drive capacity) ratio can be varied, and in an optimal design the rise/fall delay time ratio can be set to ~1. FIG. 5 shows another embodiment in which the above parameters are changed. Furthermore, since the circuit of the present invention has fewer elements (no diodes) than the conventional circuits (FIGS. 6 and 8), it is suitable for high integration. Note that the circuit of the present invention is an AND (vertical product) of inputs (the number ~
In addition to 2), it is also possible to configure a circuit by connecting a large number of source follower circuits to an inverter circuit (a multi-source follower circuit output can be obtained). Also, I
If VIID I < 2 VF, separate the power supply of the inverter circuit and the power supply of the source follower circuit, make the power supply of the source follower circuit slightly deeper than the power supply of the inverter circuit in the negative direction, and set the depth and gate width of each FET. By appropriately combining them, it is possible to similarly realize the purpose of the circuit of the present invention described above. Further, the field effect transistor is a Mis field effect transistor (Metal In5ulator Sem1con).
duction field effect transistor/MISFET)
It may be. When using MIS field effect transistors, a source follower circuit with an E/D configuration without level shift is connected to an inverter circuit with an E/D configuration, and as described above (VOLN
By setting VDD) <V, low power consumption,
High load driving capability and a large number of output dots are obtained. As can be seen from the explanations so far, Figs. 1, 5 to 9 show the number of inputs of each logic circuit and the applied power supply voltage (G
Of course, ND can be set to +van, and van can be set to GND). [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, ■ it is possible to increase the load driving capacity and promote lower power consumption, and ■ it is possible to achieve higher logic functions while promoting faster operation speed. In addition, the following effects can be obtained: 1) It is possible to use a single power supply, resulting in a high margin, and 2) It is suitable for high integration. 4. Brief description of the drawings Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, and Fig. 2 (2-1) shows an embodiment of the present invention.
) is the source follower current of the circuit in Figure 6 (■□-I I,
(2-2) in Figure 2 is a diagram showing the source follower current (5ros characteristic) of the circuit in Figure 1, (3-1) in Figure 3 is a diagram showing the source follower current (5ros characteristic) in the circuit in Figure 7. A diagram showing the VIN vout characteristics, (3-2) in Figure 3 shows the V and N of the circuit in Figure 1.
-V. Figure 4 shows a circuit that obtains a large number of source follower dots from the source follower circuit of the circuit in Figure 1. Figure 5 shows a circuit when the parameters of the circuit in Figure 1 are changed. FIG. 6 is a diagram showing one conventional circuit, and FIGS. 7 to 9 are diagrams showing other conventional circuits. In the figure, 1.3 is an enhancement type field effect transistor, and 2.5 is a depletion type field effect transistor. (-t? 4V) (-z, 4V) Boiling θ diagram q diagram

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ゲートに入力を接続した第1のエンハンスメント
形電界効果トランジスタ及び該トランジスタのドレイン
にゲートとソースとを直接接続した第1のデプレッショ
ン形電界効果トランジスタを有するインバータ回路と、
該インバータ回路を構成する両トランジスタの接続点を
ゲートに接続した第2のエンハンスメント形電界効果ト
ランジスタ及び該トランジスタのソースにドレインを接
続しゲートとソースとを直接接続した第2のデプレッシ
ョン形電界効果トランジスタを有するソースホロワ回路
と、前記第1のデプレッション形電界効果トランジスタ
及び前記第2のエンハンスメント形電界効果トランジス
タのドレイン並びに前記第1のエンハンスメント形電界
効果トランジスタ及び前記第2のデプレッション形電界
効果トランジスタのソースに給電するための回路とから
成り、前記ソースホロワ回路を構成する両トランジスタ
の接続点を出力とするように構成した論理回路。
(1) an inverter circuit including a first enhancement type field effect transistor whose input is connected to the gate and a first depletion type field effect transistor whose gate and source are directly connected to the drain of the transistor;
a second enhancement type field effect transistor in which the connection point of both transistors constituting the inverter circuit is connected to the gate; and a second depletion type field effect transistor in which the drain is connected to the source of the transistor and the gate and the source are directly connected. a source follower circuit having a drain of the first depletion type field effect transistor and the second enhancement type field effect transistor, and a source of the first enhancement type field effect transistor and the second depletion type field effect transistor. a logic circuit comprising a circuit for supplying power, and configured such that a connection point between both transistors forming the source follower circuit is an output.
(2)前記電界効果トランジスタはMES電界効果トラ
ンジスタであり、前記給電回路は前記第1のデプレッシ
ョン形電界効果トランジスタ及び前記第2のエンハンス
メント形電界効果トランジスタのドレインをアース電位
に接続し、前記第1のエンハンスメント形電界効果トラ
ンジスタ及び第2のデプレッション形電界効果トランジ
スタのソースをアース電位より低い電圧V_D_Dに接
続するものであって該電圧V_D_Dは|V_D_D|
≦2V_F(V_FはMES電界効果トランジスタの順
方向電圧である。)にしたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の論理回路。
(2) The field effect transistor is a MES field effect transistor, and the power supply circuit connects the drains of the first depletion type field effect transistor and the second enhancement type field effect transistor to ground potential, and The sources of the enhancement mode field effect transistor and the second depletion mode field effect transistor are connected to a voltage V_D_D lower than ground potential, where the voltage V_D_D is |V_D_D|
2. The logic circuit according to claim 1, wherein the voltage is set to ≦2V_F (V_F is the forward voltage of the MES field effect transistor).
(3)前記電界効果トランジスタはMOS電界効果トラ
ンジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の論理回路。
(3) The logic circuit according to claim 1, wherein the field effect transistor is a MOS field effect transistor.
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