JPS61251228A - 複数入力論理集積回路 - Google Patents

複数入力論理集積回路

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JPS61251228A
JPS61251228A JP61095845A JP9584586A JPS61251228A JP S61251228 A JPS61251228 A JP S61251228A JP 61095845 A JP61095845 A JP 61095845A JP 9584586 A JP9584586 A JP 9584586A JP S61251228 A JPS61251228 A JP S61251228A
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JP
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logic
connection point
diode
input
electrically connected
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JP61095845A
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トー・テイー・ブー
カング・ダブリユー・リー
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    • 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
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0956Schottky diode FET logic
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/356017Bistable circuits using additional transistors in the input circuit
    • H03K3/356026Bistable circuits using additional transistors in the input circuit with synchronous operation

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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、並列構成のダイオードに19論理演算を行う
OR/AND  FET回路に関する。特に上記論理回
路は、ショットキー ダイオードとGaAs基fを用い
ている。
〔従来の技術〕
第1図はショットキー ダイオ−F’FF!Tロジック
(f9DFL)OR/NAND論理回路10を示す。
回路lOは、ブー等に工ってソIJツドステート回路に
関するIBEE  ジャーナルVoZ、 8019.4
1(1984年2月)°オンチップRAMをもつft;
−GaAs 8 D F L  ゲートアレイ“に発表
されている。
OR論理機能は、入力人および入力Bに対する論理接続
点14および入力0および入力りに対する論理接続点1
2VC得られる。ダイオード16およびダイオード18
は、入力人および入力Bの電流の和を与え、ダイオード
20およびダイオード22は、入力ab工び入力りの電
流の和を与える。
ダイオード26およびダイオード27が電圧レイルをシ
フトすることを除いて、接続点24は接続点12の電圧
に追従する。同様に、ダイオード30が電圧レベルをシ
フトすることを除いて、接続点28は接続点14の電圧
に追従する。FET31シエびFET32は、それぞれ
の論理枝路に対するブルーダウン(pull−down
 )電流源として働く。
AND論理機能は、FET34およびFE’r36の直
列接続で与えられ、出力点38で反転される。
FET40は、ブルーアップ(pull−up)電流源
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
回路lOは、簡潔なPRT  O几/NAND ゲート
を与えるが、ファン インおよびファン アウト能力に
制限がある。特にFET36に直列接続される付加的F
B’r34の両端の電圧降下のために、論理状態lおよ
び論理状SOの間の電圧差は、単一のFETスイッチン
グゲートに比較して減少する。この電圧差の減少は、回
路のノイズマージンとファンアウトを低下させる。ノイ
ズマージンの低下は、対放射線性を低下させる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の複数入力FET  OR/AND回路において
は、OR機能は、並列接続された電流和ダイオードによ
って得られ、AND機能は電流源からの電流を分担する
ように並列接続されたダイオードによって実行される。
AND回路の出力は、スイッチングFETのゲートに加
えられる。ダイオードは、ショットキー ダイオードで
あることが望ましい。
本発明は、替にGaAs基根上のME8FETに適して
いる。
〔実施例〕
ここでは、FITとは全てユニポーラ電界効果トランジ
スタをいう。
第2図は、本発明を含む回路42を示す。
複数入力が、第1入力技路44および第2入力技路46
に加えられる。第1の論理接続点48は入力Pおよび入
力Q(1)OR論理を与える。第2の論理接続点50は
入力Xおよび入力YのOR論理を与える。ダイオード5
2およびダイオード54は、入力Pおよび入力Qにそれ
ぞれ接続され友アノードをもち、接続点48に接続され
たカソードをもつ。電流源58からダイオード52およ
び54を流れる電流は、接続点48で合流される。電流
源66からダイオード60卦工び62を流れる電流は接
続点50で合流される。電流源58および66は、それ
ぞれそのゲートとソースが接続されているFETである
ことが望ましい。
スイッチン/FF!Tがディプリーションモードデバイ
スであるとき必要とされる電圧レベルシフトは、ショッ
トキー ダイオード68およヒフ0によって枝路44に
得られる。同様の電圧レベルシフトが、ショットキー 
ダイオード72および74によって枝路46に得られる
。スイッチングFFtTが工ンハンスメントモードテバ
イスであれば電圧レベルシフトは不要であるが、特定の
回路設計によっては電圧レベルシフトラ行うこともある
接続点76は、電圧レベルシフトを除いて、論理接続点
48の電圧状態に追随する。同様に接続点78は接続点
50の電圧状態に追随する。
接続点48(または76)と接続点50(または78)
の電圧に対するAND論理出力は、接続点80に得られ
る。ダイオード(好ましくはショット キーダイオード
)82卦工び84は、電流源86ρ・らの電流を分担す
ることによってこのAND機能を実行する。すなわち、
ダイオード82および84は、接続点80に接続され九
アノードと、接続点76と78にそれぞれ接続されたカ
ソードをもつ。したがって、接続点80における論理状
態はCP+Q)(X+ylである。この論理状態はスイ
ッチングF E T 88のゲートに加えられる。FE
T88は、電R,#(例えばFET90)に直列に接続
ばれている。この直列接続は電圧源+vDDおよび基準
電圧(例えば接地)との間に接続される。その出力は、
FET88のドレインすなわち接続点92〃)ら、出力
lとして収り出される。出力lは、接続点80の論理状
態の反転である。結果としてOR/NAND  8DP
L  回路となる。
回路42に示されるFETは、ディプリーション テバ
イス、エンハンスメントテノ々イスの組合せのいずれで
もよい。例として第3図は、ディシリ−ジョンモードF
ETとエンハンスメントモードFETの両方が用いられ
九本発明による回路94を示す。第4図は、エンハンス
メント モードFETのみが用いられ九本発明による回
路96を示す。
第3図ま友は第4図の場合は、1個の電源vDDと1M
の電圧基準(あるいは接地電圧)v88のみが必要であ
る。
FET88は、ノマツ7アードFETロジック(BFL
)、ソース カップルドFETo−u:yり(80FL
)または直結FETロジック(DOFL)などの8DF
L以外のFPjTロジック回路におけるスイッチングF
ETでもLい、回路42におけるFETは、MFi8F
ET が好ましいが、JFE’I’。
MI8FFtT、MO8PPjTまたはMODFETな
どの他のFET’i用いてもよい。基板材料は、GaA
s +InPまたはSrなどの種々の半導体材料でよい
。更に接続点80の論理状態は必ずしも反転されなくて
も工い。更に種々の付加的な出力構成を採用してもLl
x、回路42は、FET98およびZo。
からなる付加的出カッ々ツ7アを含む、付加的出カッ々
ツ7アハ、一般にスーツぐ一出力ノ々ツ7アまたはプン
シューゾル出カッ9ツファと呼ばれファンアウトを増加
させるのに用いられる。回路42は、従来技術による回
路lOに比べて、ファンアウト数が大きい。
本発明のOR/AND回路に、低電力または高速出力の
他の形式を適応させることは容易である。
枝路46を枝路44にフロえtように、他の枝路を付フ
ロすることも可能である、これらの付加的枝路は、接続
点80で実行されるAND機能に対する並列入力を形成
中る。従来技術にぶる回路lOに付加的入力を付加する
には、FET34および36に直列にFETを追加する
必要があろう。この工うな構成では、論理レベル間の電
EE差を減少させるであろう。
faz図には、設計・製造され、完全に動作している本
発明のOR/NAND  回路を含むデバイスの各部寸
法を括弧内にミクロン単位で示す。
第2人図は、第2図のOR/NAND 回路の第1出力
段の代りに高速動作用ブートストラップ出方とじ九もの
である。第2A図と第2図の同一番号で示したものは類
似の機能をもつ、、第2人図では、ダイオード102お
よび104が追加されている。
第2人図の回路の動作については、ニーeペクツアルス
キーによる米国特許出願= MB8P]li:’r t
:Iシック ファミリーのブートストラツプエンノ1ン
スメント@(1985年3月)に開示されている。
第5図は、単一のまたは複数のOR入力をもつ回路42
のDOトランスファー特注の測定結果を示ずグラフであ
る。第6図は、2aのOR入力をもち、単一のまたは複
数のAND動作を行う回路42のDO)うくスファー袢
注の測定結果を示す。
第7図は、ノイズマージンを測定するために、回路42
のDo)ランスファーデータの測定値とその反転値を示
しtものである。第8図は、回路42に低電力石川の友
めのブートストラップ技術(すなわち第2A図)″を用
い友場合と用いない場合について、ゲート遅れの測定値
とファンアウト数との関係を示し友ものである。第9図
は、相補性7リツプフロツプの論理図を、第9A図は、
本発明の回路を用い友その実施回路図を示す。
第1表は、GaAs  上に組立てられたS DFLO
几/NAND  ゲートのノイズ マージンの測定結果
5例を示す。被測定回路は、4aのOR入力と2個のフ
ァンアウトをもつNANDゲートである。
ノイズマージンは、第7図から最大矩形法(maxim
um 5quare method )にLつて決定さ
れた。
第2表は、図示されたデバイス寸法を用い次単−人力を
もつ、S D F L OR/NAND回路42の測定
データをまとめ庭ものである。このデータは、しきい値
電圧−0,9V gもつディプリーション モード非自
己整合GaAs MBSFET  に関するものである
第   2   表 ブート ストラップなしの1人カ0几/NAND回路第
  2   表(つづき) ブート ストラップつきの1大力OR/NAND回路〔
発明の効果〕 本発明は、より小さいチップ面積で、より高速に、より
低電力で、より多くの論理機能を実行するVL8Iに特
に適している。
本発明は、並列AND回路、高フアンアウトおよび複数
OR/AND論理レベル2if−VLsIK実現スる実
現性を有するので、マルチプレクサ、デマルチプレクサ
、エンコーダ、デコーダ、カウンタ、ALUなど複数入
力および複数出力を必要とする論理機能を実現するのに
極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術のOR/NAND  FITゲート
の構成図であり、AND機能は、直列接続のF’BTに
よって与えられる。 第2図は、5DFLとして構成された本発明の構成図で
ある。付加的な出力ゲートも示さnている。 第2A図は、第2図の回路に対する付加的なブートスト
ラップ出力の構成図である。 @3図は、ディプリーション モードおよびエンハンス
メント モードFET1用いた本発明の構成図である。 !4図a、エンハンスメント モードFETのみを用い
九本発明の構成図である。 第5図は、第2図の回路に対する単一〇孔入ヵおよび複
数0几入力のDo)ランス7ア曲線の測定綺果を示す。 第6図は、第2図の回路における単−AND動作および
複数AND動作のDC)ランスファ曲線の測定結果を示
す。 第7図は、第2図の回路のDCトランスファ曲線の測定
結果に、ノイズマージンを測定する友めに、それを逆転
させて重畳させ友ものである。 第8図は、第2図の回路のゲート遅れの測足値対第2人
図のブートストラップ出方の有無におけるファンアウト
の関係を示す。 第9図および第9A図は、相補型スリップ70ツブの論
理ブロック図と本発明のOR/AND 回路を用いた同
論理ブロックの回路図を示す。 lO・・・OR/NAND論理回路 38・・・出力点 42・・・OR/NAND回路 44・・・第1入力技路 46・・・第2入力技路 94・・・ディプリーションモードFgT、!:エンハ
ンスメントモードIFETQM方を用いた本発明のOR
/NAND回路 96・・・エンハンスメントモー1’PBTの+tlい
たOR/NAND回路 特許出願人 ノ1ネウエル・インコーポレーテツド代理
人 弁理士  声 下 義 治 vlN(v) 0000 0.3   0.11   0.9    
1.2    +、500■1N(v) VOUT (V) +234.ア、アウト   。 7g 9 vss

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スイッチングFETのゲートに論理信号を入力す
    るための複数入力論理集積回路であつて、 第1の入力枝路、第2の入力枝路、第3の ダイオード、第4のダイオード、第3の電流源および第
    3の論理接続点とからなり、 上記第1の入力枝路は、第1のダイオード、第1の入力
    接続点、第1の論理接続点および第1の電流源を含み、
    上記第1のダイオードはアノードおよびカソードをもち
    、上記第1のダイオードのアノードは上記第1の入力接
    続点に電気的に接続され、上記第1のダイオードのカソ
    ードは上記第1の論理接続点に電気的に接続され、上記
    第1の電流源は上記第1の論理接続点に電気的に接続さ
    れ、 上記第2の入力枝路は、第2のダイオード、第2の入力
    接続点、第2の論理接続点および第2の電流源を含み、
    上記第2のダイオードはアノードおよびカソードをもち
    、上記第2のダイオードのアノードは上記第2の入力接
    続点に電気的に接続され、上記第2のダイオードのカソ
    ードは上記第2の論理接続点に電気的に接続され、上記
    第2の電流源は、上記第2の論理接続点に電気的に接続
    され、 上記第3のダイオードは、アノードとカソ ードをもち、上記第3のダイオードのアノードは上記第
    3の論理接続点に電気的に接続され、上記第3のダイオ
    ードのカソードは上記第1の論理接続点に電気的に接続
    され、 上記第4のダイオードは、アノードとカソ ードをもち、上記第4のダイオードのアノードは上記第
    3の論理接続点に電気的に接続され、上記第4のダイオ
    ードのカソードは上記第2の論理接続点に電気的に接続
    され、 上記第3の電流源は、上記第3の論理接続 点に電気的に接続され、 上記第3の論理接続点は、上記スイッチン グFETのゲートに電気的に接続され、 その結果、第3の論理接続点が、上記第1 および第2の論理接続点にある論理状態の AND論理機能を与えることを特徴とする複数入力論理
    集積回路。
  2. (2)スイッチングFETのゲートに論理信号を入力す
    る複数入力OR/AND論理集積回路であつて、 OR論理機能をもつ第1および第2の枝路、およびAN
    D回路からなり、 上記第1の枝路は、第1の論理接続点、第 1の複数入力接続点および第1の複数ダイオード群を含
    み、上記第1の複数ダイオード群の各ダイオードのアノ
    ードは、上記第1の複数入力接続点のうちの対応する入
    力接続点に電気的に接続され、上記第1の複数ダイオー
    ド群の各ダイオードのカソードは、共通に上記第1の論
    理接続点に電気的に接続され、 上記第2の枝路は、第2の論理接続点、第 2の複数入力接続点および第2の複数ダイオード群を含
    み、上記第2の複数ダイオード群の各ダイオードのアノ
    ードは、上記第2の複数入力接続点のうちの対応する入
    力接続点に電気的に接続され、上記第2の複数ダイオー
    ド群の各ダイオードのカソードは、共通に上記第2の論
    理接続点に電気的に接続され、 上記AND回路は、第1および第2のANDダイオード
    、および第3の論理接続点を含み、上記第1および第2
    のANDダイオードのアノードは、共通に直接に電気的
    に上記第3の論理接続点に接続され、上記第1のAND
    ダイオードのカソードは、上記第1の論理接続点に電気
    的に接続され、上記第2のANDダイオードのカソード
    は、上記第2の論理接続点に電気的に接続され、上記第
    3の論理接続点は、上記スイッチングFETのゲートに
    電気的に接続され、上記第1および第2の論理接続点に
    おける論理状態のAND論理機能を与えることを特徴と
    する複数入力OR/AND論理集積回路。
JP61095845A 1985-04-29 1986-04-24 複数入力論理集積回路 Pending JPS61251228A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/728,066 US4713559A (en) 1985-04-29 1985-04-29 Multiple input and multiple output or/and circuit
US728066 1985-04-29

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JPS61251228A true JPS61251228A (ja) 1986-11-08

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ID=24925272

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JP (1) JPS61251228A (ja)
CA (1) CA1244099A (ja)

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CA1244099A (en) 1988-11-01
EP0203384A2 (en) 1986-12-03
EP0203384A3 (en) 1987-03-04
US4713559A (en) 1987-12-15

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