JPS61121529A - 論理ゲ−ト回路 - Google Patents

論理ゲ−ト回路

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JPS61121529A
JPS61121529A JP24081584A JP24081584A JPS61121529A JP S61121529 A JPS61121529 A JP S61121529A JP 24081584 A JP24081584 A JP 24081584A JP 24081584 A JP24081584 A JP 24081584A JP S61121529 A JPS61121529 A JP S61121529A
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JP
Japan
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circuit
gate
thyristor
logic gate
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP24081584A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Okajima
義憲 岡島
Tomoharu Awaya
友晴 粟屋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
    • H03K19/001Arrangements for reducing power consumption in bipolar transistor circuits
    • 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
    • H03K19/098Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using thyristors

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  • Mathematical Physics (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、論理ゲート回路に関し、特にサイリスタ等の
自己保持可能な素子を用いることによって消費電力を軽
減した論理ゲート回路に関する。
(従来の技術) 第6図は、従来形の論理ゲート回路の1例としてのNO
Rゲート回路を示す。同図のゲート回路は、エミッタが
共通接続されたトランジスタQl。
Q21Q3、これらのトランジスタの共通接続されたエ
ミッタと電源v2 間に接続された定電流回路ISI、
各トランジスタQ2およびQ3と電源vl 間にそれぞ
れ接続された負荷抵抗R1およびR2を具備する。
第6図のゲート回路においては、入力信号IN。
またはIN2の内少なくとも一方が高レベルであればト
ランジスタQ1またはQ2がオンとなシ、トランジスタ
Q3 がオフとなるから、出力OUTが低レベルとなる
。これに対して、入力信号INIおよびIN2が共に低
レベルであれば出力信号OUTが高レベルとなる。した
がって、第6図の回路はNORゲートとして動作する。
なお、通常ECLゲートと呼ばれる差動ゲートは人出力
レベルを合せるために、出力端(OUT)にエミッタホ
ロワ回路を付は加えるが、人出力レベル差を無視すると
、第6図の回路で、ゲート動作を完了するとみなせる。
ところが、上述の従来形の論理ゲート回路においては、
出力信号OUTが低レベルの場合は電源v1  から抵
抗R1、トランジスタQ1またはQ2および定電流回路
Is、、を介して他の電源v2 に電流が流れ、また出
力OUTが高レベルの場合は電源v1から抵抗R2、ト
ランジスタQs 、および定電流回路IS1を介して他
の電源v2 に電流が流れる。
すなわち、第6図の回路は出力信号OUTがいずれの状
態にあっても常に電流が流れるため、回路の消費電力が
大きくなるという不都合がありた。
特に、論理ゲート回路を多数用いる集積回路装置におい
ては、集積度が高くなるに応じて消費電力かますます大
きくなシ特別の放熱対策等が必要となるという不都合が
あった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、半導体集積回路装置等に用いられる論理ゲー
ト回路において、回路出力が所定の論理状態になりてい
る場合のみ電流が流れるようにし、論理ゲート回路の平
均消費電力を軽減することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上述の問題点を解決するため、本発明によれば、制御端
子に印加される制御信号に応じて信号端子間の電流通路
がオンオフされ該電流通路のオン状態の自己保持が可能
な回路素子、および該回路素子の信号端子と電源間に接
続された負荷素子を具備し、入力信号を制御端子に印加
することによシ該回路素子のオンオフ状態に応じた出力
信号を得ることを特徴とする論理ゲート回路が提供され
る。
(作用) 本発明によれば、上述のような手段を用いることKよシ
、サイリスタ等の自己保持が可能な回路素子が例えばオ
ン状態の時にのみ回路電流が流れ、オフ状態の時には該
回路素子にもまた該回路素子をオン状態に保持するため
の入力回路部分にも電流が流れない。したがって、出力
信号の論理状態の如何に係わらず電流が流れる従来形の
回路に比べて、論理ゲート回路の平均消費電力が大幅に
軽減される。
(実施例) 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の1実施例に係わる論理ゲート回路を
示す。同図の回路は、サイリスタT、該サイリスタTの
Pゲー)PGに接続されたダイオードD1およびD2、
アノードAと電源v1  との間に接続された負荷抵抗
R3を具備する。サイリスタTのカソードには他の電源
v2 に接続され、アノードAから出力OUTが取シ出
される。
第1図の回路において、入力信号IN1>よびIN2が
共に高レベルの場合には、サイリスタTのPゲートPG
が高レベルとなり、サイリスタTがオンとなって出力O
UTが低レベルとなる。サイリスタTは、PNPN接合
を有し、第1図に示すように2つのトランジスタQ4お
よびQ5が接続された回路と等価である。したがって、
PゲートPGがカソードにの電位v2  よシ高レベル
となると、まずトランジスタQ6 がオンとなりトラン
ジスタQ4のベース電位を下げる。これにより、トラン
ジスタQ4もオンとなって結局カソードにとアノード人
との間が導通状態となる。
入力信号INl’*たはIN2のうち少なくとも一方が
低レベルの場合には、Pゲー)PGは低レベルに引下げ
られサイリスタでかカットオフして出力OUTが高レベ
ルとなる。すなわち、PゲートPGの電位が引下げられ
るとトランジスタQ5がカットオフしトランジスタQ4
のペース電位を引上げるから該トランジスタQ4 もカ
ットオフし、結局アノード人とカソードにとの間がカッ
トオフ状態となる。すなわち、第1図の回路はNORゲ
ートとして動作する。
第1図の論理ゲート回路においては、出力OUTが低レ
ベルの場合には抵抗R3を介して電流Iが流れるが、出
力OUTが高レベルの場合にはこの電流■は流れない。
また、サイリスタTのPゲー)PGii:Ift圧だけ
で動作し、PゲートPGの電位が低レベルの場合にも入
力回路側に電流が流れることはない。したがって、第1
図の回路においては、常時電流が流れることがないから
平均消費電力を小さくすることが可能になる。
第2図は、本発明の他の実施例に係わる論理ゲート回路
を示す。同図の回路においては、入力ダイオードD1お
よびD2がサイリスタTのNゲートNGに接続されてい
る。その他の部分は第1図の回路と同じである。
第2図の回路においては、入力信号INIおよびIN2
が共に低レベルの場合にNゲー)NGの電位が(Itレ
ベルとなりでサイリスタTがオンとなり出力OUTが低
レベルとなる。また、入力INIまたはrN2のうち少
なくとも一方が高レベルであれば、サイリスタTがカッ
トオフし出力OUTが高レベルとなる。すなわち、第2
図の回路は非反転をのORゲートとして動作する。
第3図は、本発明のさらに他の実施例に係わる論理ゲー
ト回路を示す。同図の回路は、第1図の論理ゲート回路
におけるサイリスタTのアノードAとNゲートNGとの
間に抵抗R4を接続すると共に出力OUTをNゲー)N
Gから取り出したものである。なお、出力OUTはアノ
ードから取り出すことも可能である。
第3図の回路は、NORゲートを構成し、その動作は第
1図の回路とほぼ同じである。但し、第3図の回路にお
いては、サイリスタTのアノードAとNゲートNGとの
間に抵抗R4が接続されているためトランジスタQ4の
増幅率が低くなり、したがってトランジスタQ4を含む
サイリスタTのター/オフ速度が早くなるという利点が
得られる。
なお、上述の各実施例において、サイリスタでの各トラ
ンジスタのベースコレクタ間にショットキバリアダイオ
ードをクランプ用として挿入することにより回路のスイ
ッチング速度をより早めることが可能になる。また、各
人力ダイオードDi。
D2等をトランジスタに置き代えることも可能である。
第4図は、本発明に係わる論理ゲート回路をデコーダ回
路に使用した半導体記憶装置を示す。同図の記憶装置は
、アドレスバッファBUFI 、 BUF2、アドレス
線L11 L2、XデコーダXD、メモリセルアレイM
CA、YデコーダYD、−FしてセンスアンプSA、書
込みアンプWA、プリセンスアンプPSA、読み書き制
御回路RWCを有する入出力回路等によって構成される
。XデコーダXDは、それぞれアドレス線Ll内の1本
の信号線およびアドレス線L2内の1本の信号線にそれ
ぞれベースが接続されたトランジスタQ6およびQ7、
これらのトランジスタQ6およびQ7の共通接続された
エミッタにNゲートNGが接続されたサイリスタT、サ
イリスタTのカンードにと電源v3との間に接続された
負荷抵抗R5、サイリスタTのカンードKにベースが接
続されたトランジスタQ8およびQ9、トランジスタQ
8のコレクタに接続された負荷抵抗R6,およびトラン
ジスタQ8のコレクタにベースが接続されエミッタが高
電圧側ワード線W(+)に接続されたドライバトランジ
スタQIOを具備する。また、トランジスタQ9のコレ
クタは低電圧側ワード線W(−)に接続されている。
なお、第5図はメモリセルMCの回路例を示す。
第4図の記憶装置においては、Xアドレスすなわちワー
ドアドレスの値に応じて各アドレス線L1およびL2内
の信号線のうちトランジスタQ6およびQ70ベースに
接続された信号線が共に低レベルとなりている場合には
、サイリスタTのNゲー)NGが低レベルとなシサイリ
スタTがオンとなる。これにより、カンードKが高レベ
ルとなって選択状態となシ、トランジスタQ8がオンと
なってドライバトランジスタQ1oのエミッタから高電
圧側ワード線W(+)に低レベルの選択信号が印加され
る。この時、例えば読み出しモードであればYデコーダ
回路によってプリセンスアンプPSAが選択され、メモ
リセルMCからの読み出しデータがビット線B L (
L)およびBL(R)を介してブリセンスアンプPSA
に人力され、該ブリセンスアンプPSAで増幅された後
さらにセンスアンプSAで増幅されて読み出しデータD
outとして出力される。一方、各アドレス線L1およ
びL2の信号線のうちトランジスタQ6およびQ7のベ
ースに接続される信号線のいずれかが高レベルの場合に
はサイリスタTのNゲートNGが高レベルとなシ該サイ
リスタTがオフとなる。したがって、カソードKが低レ
ベルとなって高電圧側ワード線W(+)に高レベルの非
選択信号が印加される。
このような非選択状態においては、メモリセルMCのデ
ータはビット線B L (L) 、 B L (R)に
出力されない。
上述のような半導体記憶装置において、XデコーダXD
にサイリスタTを含む論理ゲート回路を用いることによ
シ回路の消費電力を大幅に軽減することが可能になる。
すなわち、第4図の回路においては、サイリスタTがオ
ンとなる選択状態においては基準電圧VRIFからサイ
リスタTおよび抵抗Rを介して電源v3に電流が流れる
が、非選択状態においてはサイリスタTがオフとなって
このような電流が流れない。また、サイリスタTのNゲ
ー)NGに接続された入力トランジスタQ6−およびQ
7には選択非選択に係わシなく電流が流れない。したが
って、非選択状態である大部分のXデコーダXDにおい
て無用の電流が流れないから回路の消費電力が大幅に軽
減される。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、論理ゲート回路の出力
が一方の論理状態においてのみ電流が流れるから、平均
消費電力を大幅に軽減することが可能になる。また、本
発明に係わる論理ゲート回路を半導体記憶装置のデコー
ダ回路等に適用することにより消費電力を大幅に軽減す
ることが可能となシ、特に大容量の記憶装置等において
効果が大きい。また、本発明によれば、論理ゲート回路
を多数用いる集積回路装置において発熱がよ)少なくな
り集積度の一層の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図まではそれぞれ本発明の1実施例に係
わる論理ゲート回路を示す電気回路図、第4図は本発明
の1実施例に係わる論理ゲート回路を使用した半導体記
憶装置の概略を示すブロック回路図、第5図は第4図の
半導体記憶装置に用いられているメモリセルの1例を示
す電気回路図、そして第6図は従来形の論理ゲート回路
を示す電気回路図である。 Ql+Q2+・・・、Q9:)ランジスタ、R1+R2
+・・・、R6:抵抗、 T:サイリスタ、  DI+D2:ダイオード、BUF
 11 BUF 2  ニアドレスバッファ、L I 
HL 2  :アドL/2線、  XD:Xテコ−ダ、
YD:Yデコーダ、MCA :メモリセルアレイ、MC
:メモリセル、   SA:センスアンプ、PSA:プ
リセンスアンプ、 WA:薔き込みアンプ、 RWC:読み乎き制御回路。 第1図 第2図 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、制御端子に印加される制御信号に応じて信号端子間
    の電流通路がオンオフされ該電流通路のオン状態の自己
    保持が可能な回路素子、および該回路素子の信号端子と
    電源間に接続された負荷素子を具備し、入力信号を制御
    端子に印加することにより該回路素子のオンオフ状態に
    応じた出力信号を得ることを特徴とする論理ゲート回路
    。 2、該回路素子はサイリスタであり、少くともアノード
    またはカソードを負荷素子を介して電源に接続するとと
    もにゲートに入力信号を印加する特許請求の範囲第1項
    記載の論理ゲート回路。 3、入力信号の印加されるゲートはPゲートであり、N
    ゲートまたはアノードから出力を得る特許請求の範囲第
    2項に記載の論理ゲート回路。 4、入力信号の印加されるゲートはNゲートであり、ア
    ノードから出力を得る特許請求の範囲第2項記載の論理
    ゲート回路。
JP24081584A 1984-11-16 1984-11-16 論理ゲ−ト回路 Pending JPS61121529A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6328375U (ja) * 1986-08-10 1988-02-24
JPS63122088U (ja) * 1987-01-31 1988-08-08

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6328375U (ja) * 1986-08-10 1988-02-24
JPH0340149Y2 (ja) * 1986-08-10 1991-08-23
JPS63122088U (ja) * 1987-01-31 1988-08-08
JPH044537Y2 (ja) * 1987-01-31 1992-02-10

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