JPS61216521A - Mis型3値論理回路 - Google Patents
Mis型3値論理回路Info
- Publication number
- JPS61216521A JPS61216521A JP60057817A JP5781785A JPS61216521A JP S61216521 A JPS61216521 A JP S61216521A JP 60057817 A JP60057817 A JP 60057817A JP 5781785 A JP5781785 A JP 5781785A JP S61216521 A JPS61216521 A JP S61216521A
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- JP
- Japan
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- level
- input
- output
- misfet
- fet
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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。
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2進数に対比して3進数による3値論理回路の
中で、特”にMISPET(絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタ)を用いたMIa型3値論理回路に関する。
゛ 〔従来の技術〕 一般に3値論瑠は2値論理に比し、同じビット数での情
報量が飛躍的に増大する利点が認められて卦)1例えば
、特開昭49−78450号公報にlEA図(a)に示
すような、バイポーラ型3値インバータ回路が提唱され
ている。 □この従来例のバイポーラ型
3値インバータ回路は%NPN)ランジスタ’rrt〜
Tr6と、ダイオードD1〜D6と、抵抗R1〜R丁か
らなシ、3僅の入力人に対して3値の出力Xが、114
図山図中真理値を表わす図に示すように出力される。
。
中で、特”にMISPET(絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタ)を用いたMIa型3値論理回路に関する。
゛ 〔従来の技術〕 一般に3値論瑠は2値論理に比し、同じビット数での情
報量が飛躍的に増大する利点が認められて卦)1例えば
、特開昭49−78450号公報にlEA図(a)に示
すような、バイポーラ型3値インバータ回路が提唱され
ている。 □この従来例のバイポーラ型
3値インバータ回路は%NPN)ランジスタ’rrt〜
Tr6と、ダイオードD1〜D6と、抵抗R1〜R丁か
らなシ、3僅の入力人に対して3値の出力Xが、114
図山図中真理値を表わす図に示すように出力される。
。
第4図(a)の回路は、2値のTTL回路を変形したも
ので、しきい値電圧に差をつけるために、ダイオードD
ls Die Ds t−加え、出力のレベル設定用に
ダイオードD4s Dam D、を加えたことを特長と
している。
ので、しきい値電圧に差をつけるために、ダイオードD
ls Die Ds t−加え、出力のレベル設定用に
ダイオードD4s Dam D、を加えたことを特長と
している。
上記の従来例のパーポーラ型3値論理回路は。
イノバータ回路でトランジスタ6ケ、ダイオード6ケ、
抵抗7ケ、合計19ケと素子数が多い上に、消費電力も
大きいので、高集積化、LaI化に適していないという
欠点があった。
抵抗7ケ、合計19ケと素子数が多い上に、消費電力も
大きいので、高集積化、LaI化に適していないという
欠点があった。
本発明の目的は、素子数が少なぐ、低消費電力で高集積
化可能なMIa型3値論理回路を提供することである。
化可能なMIa型3値論理回路を提供することである。
本発明のMI8113値論理回路は、第1のしき一値電
圧及び第1の相互コンダクタンスを有する1!1(DM
I81’ETと、前記1[117)Lき9値電圧19大
きい纂2のしきい値電圧及び前記第1の相互コンダクタ
ンスより大きvh第2の相互コンダクタンスを有する第
2のMI8FETと、任意の値のしきい値電圧及び相互
コンダクタンスを有する第3のMI8FETとを含み、
前記第1のしきい値電圧及び前記I!2のしきい値電圧
にわたる3値の入力を入力したとき、前記11E20M
I8FETのみが導通のときのレベルヲ10”レベル、
前記IIIのMI8FETのみが導通のときのレベルを
@1”レベル、前記第1、第2のMI8FETが共に非
導通のときのレベルt−”2’レベルとする3値の出力
が得られるように前記第1.lE2.第3oMI8FE
Tt3iL几ことからなりている。
圧及び第1の相互コンダクタンスを有する1!1(DM
I81’ETと、前記1[117)Lき9値電圧19大
きい纂2のしきい値電圧及び前記第1の相互コンダクタ
ンスより大きvh第2の相互コンダクタンスを有する第
2のMI8FETと、任意の値のしきい値電圧及び相互
コンダクタンスを有する第3のMI8FETとを含み、
前記第1のしきい値電圧及び前記I!2のしきい値電圧
にわたる3値の入力を入力したとき、前記11E20M
I8FETのみが導通のときのレベルヲ10”レベル、
前記IIIのMI8FETのみが導通のときのレベルを
@1”レベル、前記第1、第2のMI8FETが共に非
導通のときのレベルt−”2’レベルとする3値の出力
が得られるように前記第1.lE2.第3oMI8FE
Tt3iL几ことからなりている。
なお、ここでしきい値電圧の違いはプロセスによプ、相
互コンダクタンス(以下、gmという。)の違いはMI
SFETの寸法を変えることによって作り出すものとす
る。
互コンダクタンス(以下、gmという。)の違いはMI
SFETの寸法を変えることによって作り出すものとす
る。
本発明のMX8微論理回路は、上記のように3値論理に
必要な、異なるしきい値電圧と、同時に異なるgm ’
itもりgl、I[20Ml8FET@用意し、これに
負荷用のII3のMISFET!加えた3つのMISF
ETt−基本構成要素としている。そして、しきい値電
圧の違%AKより入力の3つの入力レベル@ Oj:
@ 1 m、 @ 2 # を識別させ、gmの違−に
よシ、オン抵抗の小さい万、すなわちgmの大きい万の
MISFETが導通のときの出力を一〇#イベル、オン
抵抗の大きい方、すなわちgmの小さい方のMI8FE
Tが導通のときの出力t−”1’レベル、両方が非導通
のときを@2″レベルに対応させることによって%3つ
の出力管得ることができる。
必要な、異なるしきい値電圧と、同時に異なるgm ’
itもりgl、I[20Ml8FET@用意し、これに
負荷用のII3のMISFET!加えた3つのMISF
ETt−基本構成要素としている。そして、しきい値電
圧の違%AKより入力の3つの入力レベル@ Oj:
@ 1 m、 @ 2 # を識別させ、gmの違−に
よシ、オン抵抗の小さい万、すなわちgmの大きい万の
MISFETが導通のときの出力を一〇#イベル、オン
抵抗の大きい方、すなわちgmの小さい方のMI8FE
Tが導通のときの出力t−”1’レベル、両方が非導通
のときを@2″レベルに対応させることによって%3つ
の出力管得ることができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
811図(、t)、 (b)はそれぞれ本発明の第1の
実施例の3値インバ一タ回路を示す回路図及びその真理
値を表わす図である。
実施例の3値インバ一タ回路を示す回路図及びその真理
値を表わす図である。
第1■(a)において、Nチャネル型(以下、すべて同
じとする。)のMISFET (以下、FETという、
)13はドレインお工びゲートを電源VDDにソースt
”出力xicそれぞれ接続され、1i”ETll。
じとする。)のMISFET (以下、FETという、
)13はドレインお工びゲートを電源VDDにソースt
”出力xicそれぞれ接続され、1i”ETll。
12はそれぞれドレインを出力Xにゲートを入力人にソ
ースを接地電位に接続される。
ースを接地電位に接続される。
ここで、FETIIのしきμ値電圧Vt1uは入力人の
10mレベルと@1mレベルの間に設定し、かつそノg
mはFET12よシ小さくシ、導通のときのレベルが@
1mレベルになるように設計する。−万。
10mレベルと@1mレベルの間に設定し、かつそノg
mはFET12よシ小さくシ、導通のときのレベルが@
1mレベルになるように設計する。−万。
P E T 12 rD LJ In([[tlEVt
hxは入力(D@l”L/ベベル@2mレベルの間に設
定し、かつgmはPET11より大きくシ、導通のとき
のレベルが“0”レベルになるように障計する。FET
13は負荷用としてディグレッジ璽ン型を用いる。
hxは入力(D@l”L/ベベル@2mレベルの間に設
定し、かつgmはPET11より大きくシ、導通のとき
のレベルが“0”レベルになるように障計する。FET
13は負荷用としてディグレッジ璽ン型を用いる。
次に、本実施例の動作について説明する。
入力人に10mレベルが入ると、FET11と12は両
方ともしきい値電圧に達しないので、非導通となって出
力Xは、@2mレベルとなる。次に入力AVc@″1”
レヘルカ入り7tトt5tl、F’ET11が41通し
、FET12が非導通となるので、出力XはFET11
の導通レベルすなわち″″1#1#レベル。次に入力A
が12ルベルとなると、FETIIも12も導通するの
で出力XはPET12の導通レベルすなわち@O”レベ
ルとなる。
方ともしきい値電圧に達しないので、非導通となって出
力Xは、@2mレベルとなる。次に入力AVc@″1”
レヘルカ入り7tトt5tl、F’ET11が41通し
、FET12が非導通となるので、出力XはFET11
の導通レベルすなわち″″1#1#レベル。次に入力A
が12ルベルとなると、FETIIも12も導通するの
で出力XはPET12の導通レベルすなわち@O”レベ
ルとなる。
第2図(a)、 (b)は、それぞれ本発明の第2の実
施例である3値サイクリyグゲートの回路図及びその真
理値を表わす図である。
施例である3値サイクリyグゲートの回路図及びその真
理値を表わす図である。
3値サイグリ/グゲートは同図中)に示す如く、入力が
@ Q 7 @ l Jl、 @ 2# と入ると、出
力はそれぞれ@1″、JZ @QJI と変化する機能
を有する。
@ Q 7 @ l Jl、 @ 2# と入ると、出
力はそれぞれ@1″、JZ @QJI と変化する機能
を有する。
第2図(mlにおいて、FET22!ドレインとゲート
は電源VDDにソースは出力Xにそれぞれ接続され、F
ET22のドレイ/は出力Xにゲートは入力人にソース
は接地電位にそれぞれ接続され、 FE’I21のドレ
インは出力Xにソースは接地電位にそれぞれ接続され、
FET25のドレインとゲートは電源VDDにそれぞれ
接続され、1’ET24のドレインはFET25のソー
スとFET21のゲートに、ゲートは入力人にソースは
接地電位にそれぞれ接続される。
は電源VDDにソースは出力Xにそれぞれ接続され、F
ET22のドレイ/は出力Xにゲートは入力人にソース
は接地電位にそれぞれ接続され、 FE’I21のドレ
インは出力Xにソースは接地電位にそれぞれ接続され、
FET25のドレインとゲートは電源VDDにそれぞれ
接続され、1’ET24のドレインはFET25のソー
スとFET21のゲートに、ゲートは入力人にソースは
接地電位にそれぞれ接続される。
ζζで、、FET21.22のしきい値電圧トgmは、
第1図(a)のFETII、12の各々と同等とし、F
E T 2414 L !! イ値電圧Vthta、
F E T21と同じで、gmはFET22!:同じで
FET21より大きくとる。ま九FET23.25は負
荷用である。
第1図(a)のFETII、12の各々と同等とし、F
E T 2414 L !! イ値電圧Vthta、
F E T21と同じで、gmはFET22!:同じで
FET21より大きくとる。ま九FET23.25は負
荷用である。
次に本実施例の動作について説明する。
入力A K @0 ’ L/ ヘsp l 入しル、!
:、li’ET24゜22は非導通となり、FET21
は導通する。従って出力Xは、FET21の導通レベル
すなわち@1mレベルとなる。次に入力人に′″1#1
#レベル、bと%FET24のみ導通し、この導通レベ
ルはgmが大き−ので“0”レベルとfkD、pg’r
2i□ は22と同様非導通となフ、出力Xは12”
レベルとなる1次に入力AK@2’レベルを入れると、
FET24は導通し、FET21は非導通とな〕、FE
T22は導通して出力Xは10″レベルとなる。
:、li’ET24゜22は非導通となり、FET21
は導通する。従って出力Xは、FET21の導通レベル
すなわち@1mレベルとなる。次に入力人に′″1#1
#レベル、bと%FET24のみ導通し、この導通レベ
ルはgmが大き−ので“0”レベルとfkD、pg’r
2i□ は22と同様非導通となフ、出力Xは12”
レベルとなる1次に入力AK@2’レベルを入れると、
FET24は導通し、FET21は非導通とな〕、FE
T22は導通して出力Xは10″レベルとなる。
第3図(a)、Φ】はそれぞれ本発明の第3の実施例と
しての入力が2変数になったときの3値NORゲートの
回路図及びその真理値を表わす図である。
しての入力が2変数になったときの3値NORゲートの
回路図及びその真理値を表わす図である。
本実施例は、入力Bに接続されたFET31゜32から
なるインバータ回路と、入力Aに接続され&FgT34
.35からなるインバータ回路をFET33を介して並
列に接続されることからなっている。
なるインバータ回路と、入力Aに接続され&FgT34
.35からなるインバータ回路をFET33を介して並
列に接続されることからなっている。
ここで、pg’ra1,34のしきい値電圧及びgmは
、第1図CFETIIと同一とし、トクンジスメ32,
35のしきい値電圧及びgmは、第1図のFE’l’1
2と同一とし、FET33は負荷用とする。
、第1図CFETIIと同一とし、トクンジスメ32,
35のしきい値電圧及びgmは、第1図のFE’l’1
2と同一とし、FET33は負荷用とする。
次に本gs施例の動作について説明する。
入力人、Bの少くともルアが@2”レベルのとき。
FET31及び32、めるいtiF ET 34及び3
5の少なくともルアが導通するので、出力XはFET3
2Toる1は35の導通レベルすなわち10ルベルとな
る。入力A、 Bのうち少くともルアが@1mレベルで
他が″11又h@o’レベルの場合、FET31あるい
は34が導通し、FET32,35はいづれも非導通な
ので、出力XはPE’I’31あるいはFET34の導
通レベルすなわち@1”レベルと’lk ル、 入力A
、 B (Drツf’L ←PO” レヘに)fi
ikは、全てのFETが非導通となるので、出力Xは@
2mレベルとなる。このようにして第3図(b)の真理
値に示す%3値NORゲートが笑現できる。
5の少なくともルアが導通するので、出力XはFET3
2Toる1は35の導通レベルすなわち10ルベルとな
る。入力A、 Bのうち少くともルアが@1mレベルで
他が″11又h@o’レベルの場合、FET31あるい
は34が導通し、FET32,35はいづれも非導通な
ので、出力XはPE’I’31あるいはFET34の導
通レベルすなわち@1”レベルと’lk ル、 入力A
、 B (Drツf’L ←PO” レヘに)fi
ikは、全てのFETが非導通となるので、出力Xは@
2mレベルとなる。このようにして第3図(b)の真理
値に示す%3値NORゲートが笑現できる。
以上の実施例はMI8FETとしてNチャネル聾を用い
たけれど%1本発明はPチャネル型にも同様に適用され
る。
たけれど%1本発明はPチャネル型にも同様に適用され
る。
更に、以上の実施例は本発明の一部分につ9て、示した
ものであり、本発明によれば、他の論理関数例えば、A
ND、OR,NAND、EX−ORあるいは3変数以上
の論理関数を求める論理回路も上記実施例を拡張して考
えることにより容易に得ることができる。
ものであり、本発明によれば、他の論理関数例えば、A
ND、OR,NAND、EX−ORあるいは3変数以上
の論理関数を求める論理回路も上記実施例を拡張して考
えることにより容易に得ることができる。
以上、詳細説明したように1本発明のMIa型3値論理
回路は、異なるしきい値電圧をもち、かつ異なるコンダ
クタンスをもつ2種類のMI8FETと負荷用MI8F
’ETを組合せ接続することによって、3値のインバー
タ回路を3トランジスタで、NC)R回路を5トランジ
スタでのように、従来の回路に比較して非常に少め素子
数で、簡単に構成できるという効果を有している。
回路は、異なるしきい値電圧をもち、かつ異なるコンダ
クタンスをもつ2種類のMI8FETと負荷用MI8F
’ETを組合せ接続することによって、3値のインバー
タ回路を3トランジスタで、NC)R回路を5トランジ
スタでのように、従来の回路に比較して非常に少め素子
数で、簡単に構成できるという効果を有している。
従って、これらの3価基本ゲートを組合せてLSI化す
ることによって、既存の2億論理システムより少ないビ
ット数で低消費電力化、小型化。
ることによって、既存の2億論理システムより少ないビ
ット数で低消費電力化、小型化。
低コスト化を図った3値論理システムを構成でき、その
効果は大である。
効果は大である。
第1図(a)、1[2図(栃、第3図(a)II!それ
ぞれ2ER明の第1.第2.第3の実施例を示す回路図
、第1rilJΦ)、第2図(b)、第3図中)はそれ
ぞれ本発明の第1.lE2. v!E3の実施例の真理
値を表わす図、1に4図(a)、Φ)はそれぞれ−従来
例の回路図及びその真理値を表わす図である。 11〜13.21〜25.31〜35・・・・・・Nチ
ャネル型MI8FET、人、B・・・・・・入力、vD
D・・・・・・電源1.X・・・・・・出力。 声□□ (a) ¥77 図 (a) 庵Z図 泡〕 第3図
ぞれ2ER明の第1.第2.第3の実施例を示す回路図
、第1rilJΦ)、第2図(b)、第3図中)はそれ
ぞれ本発明の第1.lE2. v!E3の実施例の真理
値を表わす図、1に4図(a)、Φ)はそれぞれ−従来
例の回路図及びその真理値を表わす図である。 11〜13.21〜25.31〜35・・・・・・Nチ
ャネル型MI8FET、人、B・・・・・・入力、vD
D・・・・・・電源1.X・・・・・・出力。 声□□ (a) ¥77 図 (a) 庵Z図 泡〕 第3図
Claims (1)
- 第1のしきい値電圧及び第1の相互コンダクタンスを有
する第1のMISFETと、前記第1のしきい値電圧よ
り大きい第2のしきい値電圧及び前記第1の相互コンダ
クタンスより大きい第2の相互コンダクタンスを有する
第2のMISFETと、任意の値のしきい値電圧及び相
互コンダクタンスを有する第3のMISFETとを含み
、前記第1のしきい値電圧及び前記第2のしきい値電圧
にわたる3値の入力を入力したとき、前記第2のMIS
FETのみが導通のときのレベルを“0”レベル、前記
第1のMISFETのみが導通のときのレベルを“1”
レベル、前記第1、第2のMISFETが共に非導通の
ときのレベルを“2”レベルとする3値の出力を接続し
たことを特徴とするMIS型3値論理回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60057817A JPS61216521A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Mis型3値論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60057817A JPS61216521A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Mis型3値論理回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61216521A true JPS61216521A (ja) | 1986-09-26 |
Family
ID=13066470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60057817A Pending JPS61216521A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Mis型3値論理回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61216521A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19832101C2 (de) * | 1998-07-17 | 2000-08-17 | Josef Von Stackelberg | Realisierung Ternärer Grundschaltungen in CMOS Technologie |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60057817A patent/JPS61216521A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19832101C2 (de) * | 1998-07-17 | 2000-08-17 | Josef Von Stackelberg | Realisierung Ternärer Grundschaltungen in CMOS Technologie |
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