JPS6130773B2 - - Google Patents

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JPS6130773B2
JPS6130773B2 JP7376579A JP7376579A JPS6130773B2 JP S6130773 B2 JPS6130773 B2 JP S6130773B2 JP 7376579 A JP7376579 A JP 7376579A JP 7376579 A JP7376579 A JP 7376579A JP S6130773 B2 JPS6130773 B2 JP S6130773B2
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JP
Japan
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logic
junction
emitter
region
base
Prior art date
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Expired
Application number
JP7376579A
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English (en)
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JPS55165032A (en
Inventor
Masao Suzuki
Tadao Takeda
Kazuyoshi Matsuhiro
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP7376579A priority Critical patent/JPS55165032A/ja
Publication of JPS55165032A publication Critical patent/JPS55165032A/ja
Publication of JPS6130773B2 publication Critical patent/JPS6130773B2/ja
Granted 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
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/177Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form
    • H03K19/17704Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns
    • H03K19/17708Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の接合短絡型プログラマブル論理
セル(以下簡単の為単に論理セルと称す)を用い
た半導体論理回路装置に関する。
斯種論理セルを用いた半動体論理回路装置とし
て従来、第1図にて等価電気回路表示を以つて示
す如く、複数例えば2×3個の論理セルM11
M12;M21,M22;M31,M32の組G1と、複数例
えば2×2個の論理セルM11,M12;M21,M22
組G2とがそれ等に共通な第2図を伴なつて後述
する半導体基板3(但し第1図では図示されてい
ない)を用いて形成され、この場合論理セルMij
(組G1に関しi=1,2,3;j=1,2;組
G2に関しi=1,2;j=1,2)が、第2図
に示す如く例えばP型の半導体基板本体1上にN
型の半導体層2を例えばエピタキシヤル成長法に
よつて形成せしめてなる構成の半導体基板3内に
その半導体層2側の主面4側より半導体基板本体
1に達する深さを以つて論理セル間分離用領域と
してのP型半導体領域5がこれにてN型の半導体
層2によるコレクタ領域7が形成されるべく形成
され、そのコレクタ領域7内に主面4側よりP型
半導体領域でなるベース領域8とN+型の半動体
領域でなるコレクタ導出用領域9とが形成され、
そのベース領域8内に主面7側よりN+型半導体
領域でなるエミツタ領域10が形成され、コレク
タ導出用領域9及び領域10に半導体基板3の主
面4上に附された絶縁層11に予め穿設せる窓1
2及び13を通じて絶縁層11上に延長せる電極
乃至配線層14及び15が連結されてなる構成、
従つてエミツタ領域10と、そのエミツタ領域1
0とエミツタ・ベース間PN接合16を介して連
接せるベース領域8と、そのベース領域8とベー
ス・コレクタ間PN接合17を介して連設せるコ
レクタ領域とを有するトランジスタ構成Qを有
し、而して組G1に関しその論理セルM11
M12;M21,M22;M31,M32のトランジスタ構成
Qのコレクタ領域7がコレクタ導出用領域9及び
電極乃至配線層14と介してそれ等に共通な論理
入力線X1;X2;X3に夫々接続され、論理セル
M11,M21,M31;M12,M22,M32のトランジスタ
構成Qのエミツタ領域10が電極乃至配線層15
を介してそれ等に共通な論理出力線Y1;Y2
夫々接続され、又組G2に関してその論理セル
M11,M21;M12,M22のトランジスタ構成Qのエ
ミツタ領域10が電極乃至配線層15を介してそ
れ等に共通な論理入力線X1;X2に夫々接続さ
れ、論理セルM11,M12;M21,M22のトランジス
タ構成Qのコレクタ領域7がコレクタ導出用領域
9及び電極乃至背線層14を介してそれ等に共通
な論理出力線Y2;Y2に夫々接続され、又組G1
論理出力線Y1及びY2の一端が夫々負荷抵抗R1
及びR1を介して電源線Eに接続され且詳細
説明はこれを省略するも上述せる半導体基板3を
用いて構成された出力トランジスタT1及びT2Bの
ベースに夫夫接続され、組G2の論理入力線X1
及びX2の一端が夫々出力用トランジスタT1及び
T2のエミツタ及びコレクタを通じて電源線Eに
接続され、組G2の論理出力線Y1及びY2の一端
と接地との負荷抵抗R2及びR2が接続さ
れ、半導体基板3の半導体基板本体1が接地さ
れ、但しこの場合、組G1の例えば論理セル
M11,M21及びM32、組G2の例えば論理セル
M11,M12及びM21のトランジスタ構成Qに関し、
その電極乃至配線層14及び15間にエミツタ・
ベース間PN接合16に対して逆方向となるパル
スが与えられてそのエミツタ・ベース間PN接合
16にブレークダウンが生ぜしめられ、依つてエ
ミツタ・ベース間PN接合16が内部短絡絡さ
れ、従つて斯さくエミツタ・ベース間PN接合1
6が内部短絡されていない組G1及びG2に於け
る論理セルのトランジスタ構成Qに関してはそれ
が第1図中及び第3図に等価回路を以つて示す如
くベースは外部に接続される様になされていない
もエミツタ及びコレクタが各別に外部に接続され
る様になされたトランジスタ構成Tとなつている
も、組G1の論理セルM11,M21及びM32、組G2
の論理セルM11,M12及びM21のトランジスタ構成
Qに関しては、それが第1図中及び第4図に等価
回路を以つて示す如くアノード及びカソードが各
別に外部に接続される様になされたダイオード構
成Dとなつているという構成のものが提案されて
いる。
斯る半導体論理回路装置によれば、組G1の論
理入力線X1,X2及びX3に夫々論理入力A,B及
びCを夫々与るものとした場合、論理入力A及び
Bがトランジスタ構成Qがダイオード構成Dとな
つている組G1の論理セルM11及びM21を通じて
それ等に共通の出力用トランジスタT1のベース
に接続せる論理出力線Y1に供給されることによ
り出力用トランジスタT1のエミツタに接続せる
G2の論理入力線X1に論理出力A・Bが得ら
れ、又論諭入力Cがトランジスタ構成Qがダイオ
ード構成Dとなつている組G1の論理セルM32
通じて出力用トランジスタT2のベースに接続せ
る論理出力線Y2に供給されることにより出力用
トランジスタT2のエミツタに接続せる組G2の
論理入力線X2に論理出力Cが得られ、更に組G
2の論理入力線X1に得られる論理出力A・B;
及び論理入力線X2に得られる論理出力Cがトラ
ンジスタ構成Qがダイオード構成Dとなつている
組G2の論理セルM11;及びM12を夫々通じて論
理出力線Y1に供給されることによりその論理出
力線Y1に論理出力力(A・B+C)が得られ、
又組G2の論理入力線X1に得られる論理出力線
A・Bがトランジスタ構成Qがダイオード構成D
となつている組G2の論理セルM21を通じて論理
出力線に供給されることによりその論理出力線
Y2に論理出力A・Bが得られ、従つて組G1が
論理積回路としての機能を呈し、組G2が論理回
路としての機能を呈するという論理回路機能が得
られるものである。
然し乍ら上述せる半導体論理回路装置の場合、
論理セルMijのトランジスタ構成Qが第1図中、
及び第3図及び第4図に示す如くN型のコレクタ
領域7及びコレクタ導出用領域9と、P型の論理
セル分離用領域としての半導体領域5及び半導体
基板本体1との間のPN接合による容量CSを有す
ることにより、組G1の論理入力線XiにCSの論
理入力線Xiに接続せる論理セルの数倍の容量が
接続され、又組G2の論理出力線YiにCSの論理
出力線Yiに接続せる論理セルの数倍の容量が接
続されているものであり、従つて上述せる論理回
路機能を高速で得るに一定の限度を有するという
欠点を有していたものである。このことは特に組
G2の論理出力線Yiに負荷抵抗R2iが接続さ
れ、而して論理出力線Yiの放電時間を決めるCS
の論理出力線Yiに接続せる論理セルの数倍の容
量と負荷抵抗R2iの抵抗との積で表わされる時
定数が大となることにより尚更であつたものであ
る。
依つて本発明は上述せる欠点のない新規な複数
の論理セルを用いた半導体論理回路装置を提案せ
んとするもので、以下詳述する所より明らかとな
るであろう。
第5図は上述せる第1図の場合と同様に等価電
気回路表示を以つて示されている本発明による半
導体論理回路装置の一例を示し、第1図との対応
部分には同一符号を附法して示すも、第1図の場
合と同様に複数例えば2×3個の論理セルM11
M12;M21,M22;M31,M32の組G1と、複数例
えば2×2個の論理セルM11,M12;M21,M22
組G2とがそれ等に共通な第6図を伴なつて後述
する半導体基板3(但し第5図では図示されてい
ない)を用いて形成され、この場合G1の論理セ
ルMij(i=1,2,3;=1,2)が第2図に
て上述せると同様のトランジスタ構成Qを有する
も、組2の論理セルMij(i=1,2;j=1,
2)が第6図に示す如く、第1図にて上述せる構
成に於てその論理セル間分離用領域してのP型半
導体領域5が省略され、然し乍らベース領域8内
にその主面4側よりN+型のエミツタ領域10の
外これと同様の他のエミツタ領域10′が形成さ
れ、これに応じてそのエミツタ領域10′に絶縁
層11に穿設せる窓13′を通じて絶縁層11上
に延長せる電極乃至配線層15′が連結されてな
る構成を有し、従つて2つのエミツタ領域10及
び10′と、それ等エミタ領域10及び10′とエ
ミツタ・ベース間接合16及び16′を介して連
接せるそれ等エミツタ領域10及び10′に対し
て共通なベース領域8と、そのベース領域8とベ
ース・コレクタ間PN接合17を介して連接せる
コレクタ領域7とを有するトランジスタ構成
Q′を有し、而して組G1に関し、第1図にて上
述せると同様にその論理セルM11,M12;M21
M22;M31,M32のトランジスタ構成Qのコレクタ
領域7がコレクタ導出用領域9及び電極乃至配線
層14を介してそれ等に共通な論理入力線X1
X2;X3に夫々接続され、論理セルM11,M21
M31;M12,M22,M32のトランジスタ構成Qのエ
ミツタ領域10が電極乃至背線層15を介してそ
れ等に共通な論理出力線Y1,Y2に夫々接続さ
れ、又組G2に関し、その論理セルM11,M21
M12,M22のトランジスタ構成Q′のエミツタ領域
10が電極乃至配線層15を介してそれ等に共通
な論理出力線X1;X2に夫々接続され、論理セル
M11,M12;M21,M22のトランジスタ構成Q′のエ
ミツタ領域10′が電極乃至配線層15′を介して
それ等に共通な論理出力線Y1;Y2に夫々接続さ
れ、論理セルM11,M12;M21,M22のトランジス
タ構成Q′のコレクタ領域7がコレクタ導出用領
域9及び電極乃至配線層14を介してそれ等に共
通な電源線Eに接続され、又組G1の論理出力線
Y1及びY2の一端が第1図の場合と同様に夫々負
荷抵抗R1及びR1を介して電源線Eに接続
され且詳細説明はこれを省略するも上述せる半導
体基板3を用いて構成された出力用トランジスタ
T1及びT2のベースに夫々接続され、組G2の論
理入力線X1及びX2の一端が夫夫出力用トランジ
スタT1及びT2のエミツタ及びコレクタを通じて
電激線Eに接続され、組G2の論理出力線Y1
びY2の一端と接地との間に負荷抵抗R2及び
R2が接続され、半導体基板本体1が接地さ
れ、但しこの場合、組G1の例えば論理セル
M11,M12及びM32に関し、第1図にて上述せると
同様にそのエミツタ・ベース間PN接合16が内
部短絡され、従つて斯くエミツタ・ベース間PN
接合16が内部短絡されていない論理セルのトラ
ンジスタQに関してはそれぞれが第5図号に等価
回路を以つて示す如く第1図及び第3図にて上述
せると同様のトランジスタ構成Tとなつている
も、論理セルM11,M21及びM32に関してはそれが
第5図中に等価回路を以つて示す如く第1図及び
第4図にて上述せると同様のダイオード構成Dと
なつて居り、又組G2の例えば論理セルM11
M12及びM21のトランジスタ構成Q′に関し、その
電極乃至配線層14及び15間にエミツタ・ベー
ス間PN接16に対して逆方向となるパルスが与
られてそのエミツタ・ベース間PN接合16にブ
レークダウンが生ぜしめられ、依つてエミツタ・
ベース間PN接合16が内部短絡され、従つて斯
くエミツタ・ベース間PN接合16が内部短絡さ
れていない論理セルのトランジスタ構成Q′に関
しては、それが第5図中及び第7図に等価回路を
以つて示す如くベースは外部に接続される様にな
されていないも2つのエミツタとコレクタとが各
別に外部に接続される様になされた2つのエミツ
タを有するトランジスタ構成T′となつている
も、論理セルM11,M12及びM21のトランジスタ構
成Q′に関しては、それが第5図中及び第8図に
等価回路を以つて示す如くベース、エミツタ及び
コレクタが各別に外部に接続される様になされた
1つのエエミツタを有するトランジスタ構成
T″となつているものである。
以上が本発明による半導体論理回路装置の一例
構成であるが、斯る構成によれば、第1図にて上
述せる場合と同様に組G1の論理入力線X1,X2
及びX3に夫々論理入力A,B及びCを与えられ
るものとした場合、組G1が第1図の場合と同様
であるので組G2の論理入力線X1に論理出力
A・Bが、組G2の論理入力線X2に論理出力C
が得られ、又組G2の論理入力線X1に得られる
論理出力A・B;及び論理入力線X2に得られる
論理出力Cがトランジスタ構成Q′がトランジス
タ構成T″となつている組G2の論理セルM11;及
びM12を夫々通じて論理出力線Y1に供給されるこ
とによりその論理出力線Y1に論理出力(A・B
+C)が得られ、又組G2の論理入力線X1に得
られる論理出力A・Bがトランジスタ構成Q′が
トランジスタ構成T″となつている論理セルM21
通じて論理出力線Y2に供給されることによりそ
の論理出力線Y2に論理出力A・Bが得られ、従
つて第1図の場合と同様に組G1が論理積回路と
しての機能を呈し、組G2が論理回路としての機
能を呈するという論理回路機能が得られるもので
ある。
然し乍ら上述せる本発明による半導体論理回路
装置の場合、組G1が第1図の場合と同様の構成
であることにより、組G1の論理入力線Xiに容
量CSの論理入力線Xiに接続せる論理セルの数倍
の容量が接続されるとしても、又組G2の論理セ
ルのトランジスタ構成Q′が第5図中、及び第7
図及び第8図に示す如くN型のコレクタ領域7と
半導体基板本体1との間のPN接合による容量
CS′を有するとしても、組G2の論理出力線Yi
はそれに接続せる論理セルの何れに関するCS′も
接続されていないので、その分第1図の場合に比
し上述せる論理回路機能を高速で得ることが出来
るという大なる特徴を有するものである。
又組G2に於ける全ての論理セルのトランジス
タ構成Q′のコレクタ領域9がそれ等に共通な電
源線Eに接続されている構成を有するので、全て
の論理セルのコレクタ領域9第6図に示す如く、
第2図にて上述せる場合の如くに論理セル分離用
領域としての半導体領域5を設けることに、共通
に構成し得、従つて図示詳細説明はこれを省略す
るも、第6図に示すコレクタ導出用領域9及び電
極乃至配線層14を全ての論理セルに関し共通と
せる構成とすることが出来、依つて半導体論理回
路構成を全体として簡易、高密度化し得る大なる
特徴も有するものである。
尚上述に於ては本発明の一例を示したに留ま
り、第9図に示す如く、第5図にて上述せる構成
に於て、その出力用トランジスタT1及びT2を省
略し、然し乍ら抵抗R1及びR1の電源線E
側とは反対側を夫々直接組G2の論理入力線X1
及びX2に接続せる構成としても、組G2の論理
セルのトランジスタQ′がトランジスタ構成T″で
ある場合、それが出力用トランジスタT1及びT2
と同様にエミツタプロア動作をなすので、第5図
の場合と同様の特徴を得ることが出来るものであ
る。
又第10図に示す如く、第5図にて上述せる構
成に於て、この組G1の論理セル組G2の論理セ
ルと同様に構成し、そしてそれ等論理セルを組G
2の場合に準じて論理理入力線、論理出力線及び
電源線に接続し、又出力用トランジスタT1及び
T2を省略され、更に抵抗R1及びR1を電
源線Eとも接続より外し、然し乍ら接地し、更に
抵抗R1及びR1の組G1の論理出力線Y1
及びY2側を夫々インバータH1及びH2を介して組
G2の論理入力線X1及びX2に接続しても、詳細
説明はこれを省略するも、組G1の論理入力線
X1,X2びX3に論理入力A,B及びCの反転入力
,及びを供給することにより、第5図の場
合と同様の特徴を以つて組G2の論理出力線Y1
及びY2に第5図の場合と同様に論理出力(A・
B+C)及びA・Bを夫々得ることが出来るもの
である。
更に上述に於ては論理入力A・B及びCに基き
論理出力(A・B+C)及びA・Bが得られる構
成の半動体論理回路に本発明を適用した場合につ
き述べたものであるが組G1及びG2の夫々に関
し、それを構成せる論理セル中接合短絡せざるト
ランジスタ構成である論理セルを接合短絡せるト
ランジスタ構成に代えたり、接合短絡せるトラン
ジスタ構成である論理セルを接合短絡せざるトラ
ンジスタ構成に代えることにより、上述せる論理
出力とは異なる内容の論理出力を得る様になすこ
とも出来、勿論各組に関し論理入力線及び論理出
力線の数を上述せる場合より変更して上述せる論
理出力とは異なる内容の論理出力を得る様になす
ことも出来、更には組G1及びG2の如くにマト
リクス構成をとることなしに、予定の論理入力に
応動して予定とせる種々の内容を有する論理出力
を得る様になすことも出来、その他本発明の精神
を脱することなしに種々に変型変更をなし得るで
あろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は等価電気回路表示を以つて示された従
来の半動体集積回路装置を示す図、第2図はその
トランジスタ構成である論理セルを示す略線的断
面図、第3図及び第4図はそれを等価電気回路を
以つて示す図、第5図は等価電気回路表示を以つ
て示された本発明による半動体論理回路の一例を
示す図、第6図はそのトランジスタ構成である論
理セルを示す略線的断面図、第7図及び第8図は
これを等価電気回路を以つて示す図、第9図及び
第10図は夫々第5図と同様の本発明による半導
体論理回路の他の例を示す図である。 図中G1及びG2は組、Mij(i=1,2…
…、j=1,2……)は論理セル、Q,Q′,
T,T′及びT″はトランジスタ構成、Dはダイオ
ード構成、Xiは論理入力線、Yiは論理出力線、
3は半導体基板、7はコレクタ領域、8はベース
領域、10及び10′はエミツタ領域、16,1
6′及び17はPN接合、14,15及び15′は
電極乃至配線層を夫々示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の接合短絡型プログラマブル論理セルが
    それ等に共通な半導体基板を用いて形成され、該
    複数の接合短絡型プログラマブル論理セルの夫々
    が少くとも2つの第1及び第2のエミツタ領域
    と、該第1及び第2のエミツタ領域と第1及び第
    2のエミツタ・ベース間PN接合を介して連接せ
    る当該第1及び第2のエミツタ領域に対して共通
    なベース領域と、該ベース領域とベース・コレク
    タ間PN接合を介して連接せるコレクタ領域とを
    有するトランジスタ構成を有し、上記複数の接合
    短絡型プログラマブル論理セルのトランジスタ構
    成の第1のエミツタ領域が論理入力線に、第2の
    エミツタ領域が論理出力線に、コレクタ領域が電
    源線に接続され、上記複数の接合短絡型プログラ
    マブル論理セル中の所要の1つ又は複数のトラン
    ジスタ構成に関しその第1のエミツタ・ベース間
    PN接合が内部短絡されてなる構成を有する事を
    特徴とする接合短絡型プログラマブル論理セルを
    用いた半導体論理回路装置。 2 複数の接合短絡型プログラマブル論理セル
    M11,M12……;M21,M22……;M31,M32……;
    ……がそれ等に共通な半導体基板を用いて形成さ
    れ、該接合短絡型プログラマブル論理セルMij
    (i=4,2……,j=1,2……)が少くとも
    3つの第1及び第2のエミツタ領域と、該第1及
    び第2のエミツタ領域と第1及び第2のエミツ
    タ・ベース間PN接合を介して連接せる当該第1
    及び第2のエミツタ領域に対して共通なベース領
    域と、該ベース領域とベース・コレクタ間PN接
    合を介して連接するコレクタ領域とを有するトラ
    ンジスタ構成を有し、上記接合短絡型プログラマ
    ブル論理セルM11,M21……;M12,M22……;
    M13,M23……;……のトランジスタ構成の第1
    のエミツタ領域がそれ等に共通な論理入力線
    X1;X2;X3;……に夫々接続され、上記接合短
    絡型プログラマブル論理セルM11,M12……;
    M21,M22……;M31,M32……;……のトランジ
    スタ構成の第2のエミツタ領域がそれ等に共通な
    論理出力線Y1,Y2;Y3;……に夫々接続され、
    上記接合短絡型プログラマブル論理セルM11
    M12……;M21,M22……;M31,M32……;……
    のトランジスタ構成のコレクタ領域がそれ等に共
    通な電源線Eに接続され、上記複数の接合短絡型
    プログラマブル論理セルM1A,M12……;M21
    M22……;M31,M32……;……中の所要の1つ又
    は複数のトランジスタ構成の第1のエミツタ・ベ
    ース間PN接合が内部短絡されてなる構成を有す
    る事を特徴とする接合短絡型プログラマブル論理
    セルを用いた半導体論理回路装置。
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JP4897368B2 (ja) * 2006-02-17 2012-03-14 Jfe建材株式会社 傾斜地対応フェンス
JP2008014102A (ja) * 2006-07-10 2008-01-24 Jfe Metal Products & Engineering Inc 支持材を備えた傾斜地対応フェンスおよびこの支持材による胴縁と縦格子との取り付け構造

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