JPS62193410A - カスタムメ−ド回路用のゲ−トの前拡散アレイを有する半導体デバイス - Google Patents
カスタムメ−ド回路用のゲ−トの前拡散アレイを有する半導体デバイスInfo
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- JPS62193410A JPS62193410A JP62032625A JP3262587A JPS62193410A JP S62193410 A JPS62193410 A JP S62193410A JP 62032625 A JP62032625 A JP 62032625A JP 3262587 A JP3262587 A JP 3262587A JP S62193410 A JPS62193410 A JP S62193410A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/09432—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors with coupled sources or source coupled logic
- H03K19/09436—Source coupled field-effect logic [SCFL]
-
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
- H03K19/018535—Interface arrangements of Schottky barrier type [MESFET]
- H03K19/018542—Interface arrangements of Schottky barrier type [MESFET] with at least one differential stage
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
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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】
本発明は、[カスタムメード(custom made
) 回路」を集積回路として形成するために集積回路技
術によってガリウム砒素上に得られた基本ゲートの前拡
散アレイを有する半導体デバイスに関するものである。
) 回路」を集積回路として形成するために集積回路技
術によってガリウム砒素上に得られた基本ゲートの前拡
散アレイを有する半導体デバイスに関するものである。
「カスタムメード回路」という言葉は、ここでは回路設
計者と回路ユーザ間の相談によってつくられる集積回路
を意味する。回路設計者は、アレイの形で基板上に分布
された相互接続のない基本ゲートまたは基本機能のブロ
ックで構成されたカタログ集積回路を提案する。この設
計者は、これ等のゲートまたは機能のブロックの特性、
例えば、その数、それ等から実現されまたはそれ等と両
J可能な技術、それ等の消費電力、それ等のファン−イ
ンおよびファン−アウト、人力と出力の位置と数等のす
べてについてユーザに知らせることができる。実際に、
設計者により提案された回路は先ず前拡散(predi
ffused) されており、ゲートまたはブロック
はしたがってテストずみである。
計者と回路ユーザ間の相談によってつくられる集積回路
を意味する。回路設計者は、アレイの形で基板上に分布
された相互接続のない基本ゲートまたは基本機能のブロ
ックで構成されたカタログ集積回路を提案する。この設
計者は、これ等のゲートまたは機能のブロックの特性、
例えば、その数、それ等から実現されまたはそれ等と両
J可能な技術、それ等の消費電力、それ等のファン−イ
ンおよびファン−アウト、人力と出力の位置と数等のす
べてについてユーザに知らせることができる。実際に、
設計者により提案された回路は先ず前拡散(predi
ffused) されており、ゲートまたはブロック
はしたがってテストずみである。
回路設計者より供給された仕様の記録より出発して、ユ
ーザは「ルーティング(routing) Jプランす
なわち自分に示されたゲートまたはブロック間の相互接
続のプランをつくる。この段階の後、回路設計者はユー
ザの「希望」に従って最終的な回路を実現する。
ーザは「ルーティング(routing) Jプランす
なわち自分に示されたゲートまたはブロック間の相互接
続のプランをつくる。この段階の後、回路設計者はユー
ザの「希望」に従って最終的な回路を実現する。
基本ゲートまたは機能のブロックを得るためのマスクセ
ットの考察および位置合せ、半導体ウェーハ上のそれ等
のアレイの分布、次いでその拡散およびその性能テスト
は回路設計者により一度限り行われる。
ットの考察および位置合せ、半導体ウェーハ上のそれ等
のアレイの分布、次いでその拡散およびその性能テスト
は回路設計者により一度限り行われる。
ユーザの「希望」の時点で、基礎的な素子すなわち選択
したロジックのタイプに応じて複雑さの異なるゲートま
たはゲートのグループの幾何的な位置が決められる。ユ
ーザおよびその用途に関わる相互接続の個人専用化だけ
が、未だ決めねばならない技術的および電気的なパラメ
ータである。
したロジックのタイプに応じて複雑さの異なるゲートま
たはゲートのグループの幾何的な位置が決められる。ユ
ーザおよびその用途に関わる相互接続の個人専用化だけ
が、未だ決めねばならない技術的および電気的なパラメ
ータである。
仕様の記録では、ゲートまたは機能のブロックを実現す
るためのマスクセットはユーザにはわからない。これ等
は、夫々論理機能例えばOR,NOR等を表す人力と出
力をそなえた暗箱の形でしか見えない。
るためのマスクセットはユーザにはわからない。これ等
は、夫々論理機能例えばOR,NOR等を表す人力と出
力をそなえた暗箱の形でしか見えない。
したがって、回路設計者は配線を実現するためのマスク
セットを形成する。
セットを形成する。
従来の技術では、シリコン上に実現された所謂ECL(
εm1tter Coupled Logic) o
シックは、ゲートが極めて短い伝播時間を有するために
高性詣技術として残っている。したがって現在も使用さ
れている。このため、多くの回路ユーザはこの技術によ
って実現された装置の全部または一部をもっている。
εm1tter Coupled Logic) o
シックは、ゲートが極めて短い伝播時間を有するために
高性詣技術として残っている。したがって現在も使用さ
れている。このため、多くの回路ユーザはこの技術によ
って実現された装置の全部または一部をもっている。
けれども、前記のECLロジックは2つの欠点をもって
いる。ゲートの伝播時間はガリウム砒素(Ga八へ)上
に得られたゲートの伝播時間の約2倍である。その上、
ECLゲートの電力消費はガリウム砒素上に得られたゲ
ートのそれの約10倍大きい。
いる。ゲートの伝播時間はガリウム砒素(Ga八へ)上
に得られたゲートの伝播時間の約2倍である。その上、
ECLゲートの電力消費はガリウム砒素上に得られたゲ
ートのそれの約10倍大きい。
したがって、集積回路のユーザは、「カスタムメード」
で、ガリウム砒素上に得られた回路の利点を有しまた場
合によってはECLロジックと両立する前拡散タイプの
回路を希望する。
で、ガリウム砒素上に得られた回路の利点を有しまた場
合によってはECLロジックと両立する前拡散タイプの
回路を希望する。
現在ガリウム素上に前拡散回路としてつくられたゲート
はECLロジックと両立性がない。実際にこのゲートは
同一タイプのゲートとだけ両立し、したがって「内部ゲ
ート」としてしか用いることができない。
はECLロジックと両立性がない。実際にこのゲートは
同一タイプのゲートとだけ両立し、したがって「内部ゲ
ート」としてしか用いることができない。
これ等のゲートによって実現される回路が他の回路と両
立するようにせねばならない場合には、2つの論理レベ
ルの間にインタフェース回路を設けねばならない。第1
論理レベルは、トランジスタのブロポーショニング(p
roportioning) と極性(polari
zation)が基本回路に対して変えられたインタフ
ェース回路によって第2論理レベルに変換される。第1
論理レベルで論理信号を受けまたは供給するインタフェ
ース回路のゲートは「外部ゲート」と称する。
立するようにせねばならない場合には、2つの論理レベ
ルの間にインタフェース回路を設けねばならない。第1
論理レベルは、トランジスタのブロポーショニング(p
roportioning) と極性(polari
zation)が基本回路に対して変えられたインタフ
ェース回路によって第2論理レベルに変換される。第1
論理レベルで論理信号を受けまたは供給するインタフェ
ース回路のゲートは「外部ゲート」と称する。
「カスタムメード回路」の製造において、回路設計者側
は、回路の技術上の性能を維持しながら製造の効率を最
適にしようとする。
は、回路の技術上の性能を維持しながら製造の効率を最
適にしようとする。
異なったプロポーショニングおよび極性を有する内部ゲ
ートと外部ゲーとの「前拡散」回路内の重ね合せは、簡
単なアレイの実現したがって「カスタムメード回路」の
設計者の製造効率の最適化と対照的であることは明らか
である。
ートと外部ゲーとの「前拡散」回路内の重ね合せは、簡
単なアレイの実現したがって「カスタムメード回路」の
設計者の製造効率の最適化と対照的であることは明らか
である。
したがって本発明は、そのゲートが「内部ゲート」とE
CL技術と両立する「外部ゲート」との両方として利用
することができるようにした冒頭記載の種類の基本ゲー
トのアレイを提案することによりこの問題に解決を与え
たものである。
CL技術と両立する「外部ゲート」との両方として利用
することができるようにした冒頭記載の種類の基本ゲー
トのアレイを提案することによりこの問題に解決を与え
たものである。
本発明によれば、このゲートのアレイは次の特徴を有す
る、すなわち、前拡散されたアレイの素子を構成する基
本ゲートは、ソース結合FETロジックに従ったOR/
NOR機能を有し、カスタノ、メート回路用の内部ゲー
トとECLロジックと両立性ある外部ゲートとの両方を
構成し、かくして形成された回路をECLロジックに従
って(尋られた外部半導体デバイスに直接に接続するよ
うにする。
る、すなわち、前拡散されたアレイの素子を構成する基
本ゲートは、ソース結合FETロジックに従ったOR/
NOR機能を有し、カスタノ、メート回路用の内部ゲー
トとECLロジックと両立性ある外部ゲートとの両方を
構成し、かくして形成された回路をECLロジックに従
って(尋られた外部半導体デバイスに直接に接続するよ
うにする。
本発明のアレイのゲートは、これ等のゲートを、同じ直
流供給電圧で、「内部ゲート」およびECLロジックと
両立する「外部ゲート」の両方に用いることができると
いう利点を有する。
流供給電圧で、「内部ゲート」およびECLロジックと
両立する「外部ゲート」の両方に用いることができると
いう利点を有する。
「内部ゲート」として、これ等のゲートは同じタイプの
1つまたは幾つかのゲートに直接働くことができる。「
外部ゲート」として、これ等のゲートは、ECLロジッ
クに働き易い60Ωのインピーダンスを有する700m
Vの振幅を供給する。
1つまたは幾つかのゲートに直接働くことができる。「
外部ゲート」として、これ等のゲートは、ECLロジッ
クに働き易い60Ωのインピーダンスを有する700m
Vの振幅を供給する。
その上、これ等のゲートは、ガリウム砒素上の集積回路
の極めて短い伝播時間と極めて小さい電力消費特性を有
する。その結果、これ等のゲートにより実現された「前
拡散アレイ」は極めて簡単につくることができ、また高
い製造効率を有する。
の極めて短い伝播時間と極めて小さい電力消費特性を有
する。その結果、これ等のゲートにより実現された「前
拡散アレイ」は極めて簡単につくることができ、また高
い製造効率を有する。
ユーザにより与えられるルーティングもこの場合簡単に
なる。「カスタムメード回路]のコストもこの場合低減
される。
なる。「カスタムメード回路]のコストもこの場合低減
される。
本発明を容易に実施することができるように、以下に本
発明を添付の図面を参照して実施例で更に詳しく説明す
る。
発明を添付の図面を参照して実施例で更に詳しく説明す
る。
前に述べたように、出力信号が同一タイプのゲートに直
接働くゲートはこれを内部と称し、−力出力信号が異な
るタイプのゲートに直接働(ことのできるゲートはこれ
を外部という。
接働くゲートはこれを内部と称し、−力出力信号が異な
るタイプのゲートに直接働(ことのできるゲートはこれ
を外部という。
本発明による基本ゲートの前拡散アレイ(ゲートアレイ
)は、そのファン−イン/ファン−アウトにおけるEC
Lロジックファミリとの両立性、その速度およびその低
消費電力によって全ロジック7γミリを実現することを
可能にする。
)は、そのファン−イン/ファン−アウトにおけるEC
Lロジックファミリとの両立性、その速度およびその低
消費電力によって全ロジック7γミリを実現することを
可能にする。
第1a図に示すように、本発明の基本ゲートは、その出
力Q8またはその相補出力Q8にその人力E、における
と同じ振幅すなわち60Ω/2PFの負荷で0. I
Vの低レベルと0.8■の高レベルf”JJで得られる
700mVの振幅を供給し易い。この特性は、本発明の
半導体デバイスの外部のECLロジックに従って実現さ
れた回路に直接に働くのに全く適している。その上、こ
のゲートの伝播時間は容量タイプの負荷で極めて短い。
力Q8またはその相補出力Q8にその人力E、における
と同じ振幅すなわち60Ω/2PFの負荷で0. I
Vの低レベルと0.8■の高レベルf”JJで得られる
700mVの振幅を供給し易い。この特性は、本発明の
半導体デバイスの外部のECLロジックに従って実現さ
れた回路に直接に働くのに全く適している。その上、こ
のゲートの伝播時間は容量タイプの負荷で極めて短い。
本発明のゲートは、所謂S CF L (Source
Coupled Field effect tran
sistor Logic) oジヅクに基づ<OR/
NORタイプである。このゲートは、その内部構造を第
2a図に示した第1ブロックP1とその内部構造を第3
図に示した第2ブロックPE とで構成される。
Coupled Field effect tran
sistor Logic) oジヅクに基づ<OR/
NORタイプである。このゲートは、その内部構造を第
2a図に示した第1ブロックP1とその内部構造を第3
図に示した第2ブロックPE とで構成される。
第1ブロックP1の構造は前述のOR/NOR機能を実
現する。第2a図に示すように、この第1ブロックは、
ソースによって接続部1に結合されまた負荷R1とR1
′により夫々負荷された、ゲート−ソース信号不在時は
常時ピンチされた(常開)タイプの2つのトランジスタ
T1 とTl′より構成される。結合されたソースは、
抵抗R2と接続され且つ負の直流電圧源−Vssと接続
されて電流源として配設された、ゲート−ソース信号不
在時は常時順方向く常閉)タイプのトランジスタT2に
接続される。前記の負荷R1とR1′の他端は正の直流
電圧源+VDDに接続される。直流電圧源+Vnnと−
VSS の電圧は対称であるように選ばれる。
現する。第2a図に示すように、この第1ブロックは、
ソースによって接続部1に結合されまた負荷R1とR1
′により夫々負荷された、ゲート−ソース信号不在時は
常時ピンチされた(常開)タイプの2つのトランジスタ
T1 とTl′より構成される。結合されたソースは、
抵抗R2と接続され且つ負の直流電圧源−Vssと接続
されて電流源として配設された、ゲート−ソース信号不
在時は常時順方向く常閉)タイプのトランジスタT2に
接続される。前記の負荷R1とR1′の他端は正の直流
電圧源+VDDに接続される。直流電圧源+Vnnと−
VSS の電圧は対称であるように選ばれる。
トランジスタT、のゲートは入力E、を受け、トランジ
スタT1′のゲートは基準電圧VIHPを受ける。
スタT1′のゲートは基準電圧VIHPを受ける。
負荷R1とRI′の間に夫々接続されたトランジスタT
1 とT1′の出力は、レベルトランスレータとして配
設されたトランジスタT、とT4′に接続されたバッフ
ァ段のフォロワトランジスタT、出’r、’に導かれる
。バッファ段の中央点は、−ノ丁においては信号石1を
また他方においては信号Qrを供給し、この場合第1信
号は第2信号の相補である。バッファ段のトランジスタ
T3とT3’は直流電圧源−VSSに接続される。
1 とT1′の出力は、レベルトランスレータとして配
設されたトランジスタT、とT4′に接続されたバッフ
ァ段のフォロワトランジスタT、出’r、’に導かれる
。バッファ段の中央点は、−ノ丁においては信号石1を
また他方においては信号Qrを供給し、この場合第1信
号は第2信号の相補である。バッファ段のトランジスタ
T3とT3’は直流電圧源−VSSに接続される。
ガリウム砒素」二にS CF L、ロジックに従って実
現された基本ゲートは従来技術か1ら既に知られている
(ティ・タヵダ氏外著「エクステンデド・アブストラク
ッ・オブ・ザ・シクスティーンス・インターナショナル
弓ンファレンス・オン・ソリッド・ステート・デバイセ
ス・アンド・マテリアルズ(Extended Abs
tracts of the 5ixteenthIn
ternational Conference o
n 5olid 5tate Devices an
d Materials’) J神戸、 1984年、
第403−406頁の「ア・GaAs −H3CFL
・4MHz・デバイダ・ウィズ・60/70 ビーニ
ス・トランジション・タイム(AGaAs H3CP
L 4GHz divider、with 5Q
/7Q ps transition time)
J参照)。この文献には、デプレション形電界効果ト
ランジスタによって実現された5CFLロジツクに従っ
た基本ゲートを有する分周器タイプの半導体回路が記載
されており、そのピンチ電圧は極めて低(すなわち−1
■台で、高レベルと低レベル間の電圧差(ロジック電圧
ス・イング)は極めて大きくすなわち2.8■台で、こ
れが、このようなゲートで構成されたロジック回路に与
えられた名称すなほちHS CF L (High L
ogicVoltage Swing 5ource
Coupled FET Logic)の由来である
。この基本ゲートによって実現された回路は、かくして
バイアスされたトランジスタのカットオフ周波数が極め
て高いために高い動作速度を有する。
現された基本ゲートは従来技術か1ら既に知られている
(ティ・タヵダ氏外著「エクステンデド・アブストラク
ッ・オブ・ザ・シクスティーンス・インターナショナル
弓ンファレンス・オン・ソリッド・ステート・デバイセ
ス・アンド・マテリアルズ(Extended Abs
tracts of the 5ixteenthIn
ternational Conference o
n 5olid 5tate Devices an
d Materials’) J神戸、 1984年、
第403−406頁の「ア・GaAs −H3CFL
・4MHz・デバイダ・ウィズ・60/70 ビーニ
ス・トランジション・タイム(AGaAs H3CP
L 4GHz divider、with 5Q
/7Q ps transition time)
J参照)。この文献には、デプレション形電界効果ト
ランジスタによって実現された5CFLロジツクに従っ
た基本ゲートを有する分周器タイプの半導体回路が記載
されており、そのピンチ電圧は極めて低(すなわち−1
■台で、高レベルと低レベル間の電圧差(ロジック電圧
ス・イング)は極めて大きくすなわち2.8■台で、こ
れが、このようなゲートで構成されたロジック回路に与
えられた名称すなほちHS CF L (High L
ogicVoltage Swing 5ource
Coupled FET Logic)の由来である
。この基本ゲートによって実現された回路は、かくして
バイアスされたトランジスタのカットオフ周波数が極め
て高いために高い動作速度を有する。
その代わり、この公知のゲートは大きな消費電力を有す
る。したがって、少なくとも2000ゲートの密度を目
指す前拡散回路にこれを使用することはできない。その
上、ガリウム砒素上に形成され既に前拡散回路で使用さ
れている他のゲートのように、このゲートは他のロジッ
クと両立しない。
る。したがって、少なくとも2000ゲートの密度を目
指す前拡散回路にこれを使用することはできない。その
上、ガリウム砒素上に形成され既に前拡散回路で使用さ
れている他のゲートのように、このゲートは他のロジッ
クと両立しない。
反対に、本発明のゲートは、後に示すように、一方にお
いては同上タイプのゲートと両立しまた他方においては
ECLロジックと両立する。
いては同上タイプのゲートと両立しまた他方においては
ECLロジックと両立する。
同じタイプのゲートとの両立性に関する限りは、この基
本ゲートは第2b図に示すように6つのファン−インが
可能である。
本ゲートは第2b図に示すように6つのファン−インが
可能である。
表Iは、このゲートすなわち
ファン−イン FI=6
ファン−アウト FO=4
伝播時間jpd =75 PS
消費電力 P=lOmW
供給電圧値Van = +1.5 V
−vss= −1,5V
で得るだめのトランジスタおよびこの実施例では抵抗で
ある負荷の特性を示す。
ある負荷の特性を示す。
1つの利点は、供給電圧vanと−VSSが対称的であ
る結果得られる。というのは、これ等の供給電圧は反転
により容易に得ることができ、この場合唯1つの直流供
給電圧ですむからである。
る結果得られる。というのは、これ等の供給電圧は反転
により容易に得ることができ、この場合唯1つの直流供
給電圧ですむからである。
デプレション形トランジスタ(常閉)のしきい電圧はv
丁=−o、gv エンハンスメント形トランジスタ(常開)のしきい電圧
Vr ・“50mV これ等のトランジスタはゲート・−ソース電圧Vas”
0.7 Vで次の飽和電流■05.すなわち200μ
mのゲート幅を有するエンハンスメント形トランジスタ
に対しては Ioss ” 15 mA 200μmのゲート幅を有するデプレション形トランジ
スタに対しては In5s ” 44 m A と、デプレション形トランジスタおよびエンハンスメン
ト形トランジスタの両方に対して最大トランスコンダク
タンス g−= 220 mS/+nm とを有する。
丁=−o、gv エンハンスメント形トランジスタ(常開)のしきい電圧
Vr ・“50mV これ等のトランジスタはゲート・−ソース電圧Vas”
0.7 Vで次の飽和電流■05.すなわち200μ
mのゲート幅を有するエンハンスメント形トランジスタ
に対しては Ioss ” 15 mA 200μmのゲート幅を有するデプレション形トランジ
スタに対しては In5s ” 44 m A と、デプレション形トランジスタおよびエンハンスメン
ト形トランジスタの両方に対して最大トランスコンダク
タンス g−= 220 mS/+nm とを有する。
基準電圧はVREF = 0.4 Vのように選ばれた
。
。
上に述べた実施例では、本発明の基本ゲートはしたがっ
て2つの出力ブランチQIとQlにおいてORとNOR
機能を実現する。プロボーショニングは次に対して選ば
れる、すなわち −6つの並列接続されたトランジスタT1からT6にこ
れ等トランジスタがカットオフ状態の時に加算される漏
洩効果の最小化、 −シフトバッファ段によるファン−アウトの影響の最小
化、 一共通モードにおける電流の安定の保証この実施例に記
載のゲートの増幅は、 Gユ1.8 で、この値は、最小の雑音余裕を維持しながら高速を得
ることを可能にする。
て2つの出力ブランチQIとQlにおいてORとNOR
機能を実現する。プロボーショニングは次に対して選ば
れる、すなわち −6つの並列接続されたトランジスタT1からT6にこ
れ等トランジスタがカットオフ状態の時に加算される漏
洩効果の最小化、 −シフトバッファ段によるファン−アウトの影響の最小
化、 一共通モードにおける電流の安定の保証この実施例に記
載のゲートの増幅は、 Gユ1.8 で、この値は、最小の雑音余裕を維持しながら高速を得
ることを可能にする。
本発明によれば、第1a図、第2a図ふよび第2b図に
示したブロックP1はそれ自体では内部ゲートを構成す
ることができる。
示したブロックP1はそれ自体では内部ゲートを構成す
ることができる。
ECL回路との完全な両立性のために、ブロックP1の
出力は第1a図および第3図に示すようにブロックP6
の人力に接続される。
出力は第1a図および第3図に示すようにブロックP6
の人力に接続される。
このブロックP6の詳細は第3図に示しである。
ブロックPIの出力Q1とQr は2つのプッシュプル
段のハイトランジスタT toとToo’の各ゲートに
接続され、このプッシュプル段は更にロートランジスタ
T2oとT2O’を有している。このロートランジスタ
T20とT20’はブロックP+ の出力Q1とQIす
なわちハイトランジスタが受ける信号に対し相補的な信
号を夫々受ける。プッシュプル段のハイトランジスクは
デプレション形(常閉)で、直流電圧源■。、に接続さ
れる。プッシュプル段のロートランジスタはエンハンス
メント形で、大地に接続される。
段のハイトランジスタT toとToo’の各ゲートに
接続され、このプッシュプル段は更にロートランジスタ
T2oとT2O’を有している。このロートランジスタ
T20とT20’はブロックP+ の出力Q1とQIす
なわちハイトランジスタが受ける信号に対し相補的な信
号を夫々受ける。プッシュプル段のハイトランジスクは
デプレション形(常閉)で、直流電圧源■。、に接続さ
れる。プッシュプル段のロートランジスタはエンハンス
メント形で、大地に接続される。
これ等のプッシュプル段は対称である。プッシュプル段
の中央点で取出された信号は、一方のプッシュプル段に
対してはトランジスタT3..抵抗Rおよびコンデンサ
Cでまた他方のプッシュプル段に対してはトランジスタ
T3o′、抵抗R1′およびコンデンサC′で構成され
たバッファ役に加えられる。トランジスタT30とT0
n ’はエンハンスメント形トランジスタ(常開)で、
直流電圧源VDDに接続される。ECLロジックと全面
的に両立する全基本ゲートの出力QEおよびQEは、ト
ランジスタT30とT0n ’の第2電極に夫々接続さ
れ、これ等の第2電極は夫々トランジスタT30とT3
o′に対して並列に接続された抵抗RとコンデンサCお
よび抵抗R′とサンデンサC′に接続されている。これ
等の抵抗R,R’およびコンデンサc、c’の他端は大
地に接続される。
の中央点で取出された信号は、一方のプッシュプル段に
対してはトランジスタT3..抵抗Rおよびコンデンサ
Cでまた他方のプッシュプル段に対してはトランジスタ
T3o′、抵抗R1′およびコンデンサC′で構成され
たバッファ役に加えられる。トランジスタT30とT0
n ’はエンハンスメント形トランジスタ(常開)で、
直流電圧源VDDに接続される。ECLロジックと全面
的に両立する全基本ゲートの出力QEおよびQEは、ト
ランジスタT30とT0n ’の第2電極に夫々接続さ
れ、これ等の第2電極は夫々トランジスタT30とT3
o′に対して並列に接続された抵抗RとコンデンサCお
よび抵抗R′とサンデンサC′に接続されている。これ
等の抵抗R,R’およびコンデンサc、c’の他端は大
地に接続される。
前述したように、ブロックP[の素子の特性はゲート入
力におけると同じ振幅を得るように選ばれ、この振幅A
は更にECLロジックとの両立に必要な振幅である、す
なわち R=R’=60Ωおよびコンデンサ C=C’=2PF で構成された負荷で0.1■の低レベルと0.8 Vの
高レベル間において A=700mV である。
力におけると同じ振幅を得るように選ばれ、この振幅A
は更にECLロジックとの両立に必要な振幅である、す
なわち R=R’=60Ωおよびコンデンサ C=C’=2PF で構成された負荷で0.1■の低レベルと0.8 Vの
高レベル間において A=700mV である。
表Hに与えられた特性を考慮した場合ゲートの伝播時間
は tPIll=13PS(60Ω/2PFで)’r、、’
rr’(20−8096)=160psで、消費電力は P=35mW (60Ωの負荷を含む)である。
は tPIll=13PS(60Ω/2PFで)’r、、’
rr’(20−8096)=160psで、消費電力は P=35mW (60Ωの負荷を含む)である。
直流供給電圧はやはり+vDD=+ 1.5 Vで、こ
のことは相互接続を著しく簡単にするということから大
きな利点が得られることに留意され度い。実際に、回路
インプランテーション時、供給電圧のルーティングは、
特にそれ等が多数の場合は大きな表面積を占めることは
公知である。
のことは相互接続を著しく簡単にするということから大
きな利点が得られることに留意され度い。実際に、回路
インプランテーション時、供給電圧のルーティングは、
特にそれ等が多数の場合は大きな表面積を占めることは
公知である。
第1b図は、ルーティングプランの前にユーザに見える
ゲートのアレイのモジュールの例を示す。
ゲートのアレイのモジュールの例を示す。
ブロックP1とPEは、ガリウム砒素(または■−■グ
ループの化合物)より成るのが好ましい基板10上に規
則的に分布されて″いる。ブロックPsは入出力接点を
形成する金属層である。この第1b図は基板の一部だけ
を示したものである。
ループの化合物)より成るのが好ましい基板10上に規
則的に分布されて″いる。ブロックPsは入出力接点を
形成する金属層である。この第1b図は基板の一部だけ
を示したものである。
半導体基板上に完全な回路を実現させるマスクセットの
実際上の構成にはコンピュータの使用が必要であること
はいう迄もない。このコンピュータは、電気的ロジック
シュミレーション、テストベクトルの生成、トランジス
タおよび次いでブロックと相互接続のインプランテーシ
ョンの位相幾何のトレースが可能である。
実際上の構成にはコンピュータの使用が必要であること
はいう迄もない。このコンピュータは、電気的ロジック
シュミレーション、テストベクトルの生成、トランジス
タおよび次いでブロックと相互接続のインプランテーシ
ョンの位相幾何のトレースが可能である。
他方において、本願で提案した技術は、夫々の消費電力
が極めて低いために多数のゲートの集積に特に好ましい
。
が極めて低いために多数のゲートの集積に特に好ましい
。
第1a図はブロックの形の本発明の外部ゲート、第1b
図はブロックの形の本発明の前拡散されたアレイの一部
、 第2a図は内部ゲートの詳細を示す回路図、第2b図は
ファン−インの数を示した同様回路図、 第3図は外部ゲートの詳細を示した回路図である。 10・・・基板 B、〜E6・・・人力P
I・・・第1ブロック PE・・・第2ブロックQε
、QE・・・出力 Q工、Ql・・・第1ブロック出力 R,、R,’・・・負荷 T3.T3’・・・フォロワトランジスタT 、o、
T、o’・・・ハイトランジスタT20 T20’
・・・ロートランジスタ■l) D + V S
S・・・直流電圧源特許出願人 エヌ・ベー・フィリ
ップス・フルーイランペンファブリケン FIG、la
図はブロックの形の本発明の前拡散されたアレイの一部
、 第2a図は内部ゲートの詳細を示す回路図、第2b図は
ファン−インの数を示した同様回路図、 第3図は外部ゲートの詳細を示した回路図である。 10・・・基板 B、〜E6・・・人力P
I・・・第1ブロック PE・・・第2ブロックQε
、QE・・・出力 Q工、Ql・・・第1ブロック出力 R,、R,’・・・負荷 T3.T3’・・・フォロワトランジスタT 、o、
T、o’・・・ハイトランジスタT20 T20’
・・・ロートランジスタ■l) D + V S
S・・・直流電圧源特許出願人 エヌ・ベー・フィリ
ップス・フルーイランペンファブリケン FIG、la
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、カスタムメード回路を集積回路として形成するため
に集積回路技術によってガリウム砒素上に得られた基本
ゲートの前拡散アレイを有する半導体デバイスにおいて
、前拡散されたアレイの素子を構成する基本ゲートは、
ソース結合FETロジックに従ったOR/NOR機能を
有し、カスタムメード回路用の内部ゲートとECLロジ
ックと両立性ある外部ゲートとの両方を構成し、かくし
て形成された回路をECLロジックに従って得られた外
部半導体デバイスに直接に接続するようにしたことを特
徴とする半導体デバイス。 2、外部ゲートは2つのブロックP_IとP_Eで形成
された特許請求の範囲第1項記載の半導体デバイス。 3、2つのブロックの一方の第1ブロックP_Iはそれ
自体で内部ゲートを構成する特許請求の範囲第2項記載
の半導体デバイス。 4、第1ブロックP_Iは、負荷R_1′を経て直流電
圧源V_D_Dと接続され、基準信号V_R_E_Fで
制御され、そのソースが1から6つのトランジスタT_
1‐‐‐T_6のカスケードと結合されたトランジスタ
T_1′によって先ず構成され、前記のトランジスタT
_1‐‐‐T_6の共通ドレインは抵抗R_1を経て直
流電圧源V_D_Dと接続されまたそれ等のゲートは制
御信号E_1‐‐‐E_6を受け、トランジスタT_1
′とT_1‐‐‐T_6の共通ソースには、一方におい
ては電圧源V_D_Dと対称で他方においては−V_s
_s<V_R_E_F<V_D_Dの関係を有する直流
電圧源−V_s_sから、電流源を構成する電界効果ト
ランジスタT_2と負荷R_2とによって電流を供給さ
れ、次いで、レベルトランスレータとして配設されたト
ランジスタT_4およびT_4′に夫々接続されたホロ
ワトランジスタT_3とT_3′により2つのバッファ
段が構成され、このホロワトランジスタT_3とT_3
′のドレインは直流電圧源V_D_Dに接続され、前記
のホロワトランジスタT_3とT_3′のゲートはトラ
ンジスタT_1‐‐‐T_6およびT_1′の共通ドレ
インより取出された信号で制御され、NORおよびOR
の出力Q_IとQ_Iは夫々一方においてはトランジス
タT_3のソースでまた他方においてはトランジスタT
_3′のソースで得ることができる特許請求の範囲第2
項記載の半導体デバイス。 5、トランジスタT_1‐‐‐T_6、T_1′、T_
3、T_3′はエンハンスメント形電界効果トランジス
タで、トランジスタT_2、T_4、T_4′はデプレ
ション形電界効果トランジスタであり、負荷R_1、R
_1′およびR_2は抵抗タイプである特許請求の範囲
第4項記載の半導体デバイス。 6、第2ブロックP_Eは、ドレインが夫々直流電圧源
V_D_Dに接続されたハイトランジスタT_1_0お
よびT_1_0′とソースが夫々大地に接続されたロー
トランジスタT_2_0およびT_2_0′とで構成さ
れた2つのプッシュプル段と、このプッシュプル段の中
央点から取出された信号で制御され、そのドレインが直
流電圧源V_D_Dに接続されまたそのソースが並列な
抵抗R、R′とコンデンサC、C′で構成された負荷を
経て大地に接続されたトランジスタT_3_0およびT
_3_0′によって夫々構成れた2つのバッファ段とに
より構成され、一方第1ブロックP_Iの各出力@Q@
_IまたはQ_Iは一方のプッシュプル段のハイトラン
ジスタと他方のプッシュプル段のロートランジスタの両
方に接続することができ、ECLロジックと両立可能な
ブロックP_Eの出力@Q@_EとQ_Eはバッファ段
のトランジスタT_3_0またはT_3_0′のソース
で得られる特許請求の範囲第2項から5項の何れか1項
記載の半導体デバイス。 7、トランジスタT_2_0′、T_2_0、T_3_
0、T_3_0′はエンハンスメント形電界効果トラン
ジスタで、トランジスタT_1_0′とT_1_0はデ
プレション形電界効果トランジスタである特許請求の範
囲第6項記載の半導体デバイス。 8、アレイのゲートは、入出力用の金属接点P_Sと全
く同様にガリウム砒素の基板上に集積された特許請求の
範囲第1項から第7項の何れか1項記載の半導体デバイ
ス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8602150 | 1986-02-18 | ||
FR8602150A FR2594610A1 (fr) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | Dispositif semiconducteur du type reseau de portes prediffuse pour circuits a la demande |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62193410A true JPS62193410A (ja) | 1987-08-25 |
Family
ID=9332222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62032625A Pending JPS62193410A (ja) | 1986-02-18 | 1987-02-17 | カスタムメ−ド回路用のゲ−トの前拡散アレイを有する半導体デバイス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4808851A (ja) |
EP (1) | EP0237094A1 (ja) |
JP (1) | JPS62193410A (ja) |
FR (1) | FR2594610A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0216811A (ja) * | 1988-04-29 | 1990-01-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高速論理回路 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4965863A (en) * | 1987-10-02 | 1990-10-23 | Cray Computer Corporation | Gallium arsenide depletion made MESFIT logic cell |
US5192876A (en) * | 1987-12-18 | 1993-03-09 | Hewlett-Packard Company | Flat pulse generator |
JP2574859B2 (ja) * | 1988-03-16 | 1997-01-22 | 株式会社日立製作所 | Fet論理回路 |
US4939390A (en) * | 1989-01-06 | 1990-07-03 | Vitesse Semiconductor Corporation | Current-steering FET logic circuit |
US5055723A (en) * | 1989-02-28 | 1991-10-08 | Precision Monolithics, Inc. | Jfet analog switch with gate current control |
US5053653A (en) * | 1989-02-28 | 1991-10-01 | Analog Devices, Inc. | JFET analog switch with gate current control |
US5004938A (en) * | 1989-03-03 | 1991-04-02 | Acer Incorporated | MOS analog NOR amplifier and current source therefor |
US4972102A (en) * | 1989-05-08 | 1990-11-20 | Motorola, Inc. | Single-ended sense amplifier with dual feedback and a latching disable mode that saves power |
US5177380A (en) * | 1990-02-09 | 1993-01-05 | Cray Research, Inc. | ECL latch with single-ended and differential inputs |
JP2600619B2 (ja) * | 1994-09-28 | 1997-04-16 | 日本電気株式会社 | 電流モード論理回路 |
JP2728013B2 (ja) * | 1995-03-10 | 1998-03-18 | 日本電気株式会社 | BiCMOS論理ゲート回路 |
US5798658A (en) * | 1995-06-15 | 1998-08-25 | Werking; Paul M. | Source-coupled logic with reference controlled inputs |
US20070067542A1 (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-22 | Atmel Corporation | Microcontroller architecture including a predefined logic area and customizable logic areas |
WO2007026226A2 (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Atmel Corporation | Microcontroller architecture including a predefined logic area and customizable logic areas |
US10840907B1 (en) | 2019-11-19 | 2020-11-17 | Honeywell International Inc. | Source-coupled logic with reference controlled inputs |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4450369A (en) * | 1981-05-07 | 1984-05-22 | Schuermeyer Fritz L | Dynamic MESFET logic with voltage level shift circuit |
US4410815A (en) * | 1981-09-24 | 1983-10-18 | Sperry Corporation | Gallium arsenide to emitter coupled logic level converter |
US4404480A (en) * | 1982-02-01 | 1983-09-13 | Sperry Corporation | High speed-low power gallium arsenide basic logic circuit |
JPS58151053A (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
US4496856A (en) * | 1982-07-21 | 1985-01-29 | Sperry Corporation | GaAs to ECL level converter |
FR2559323B1 (fr) * | 1984-02-08 | 1986-06-20 | Labo Electronique Physique | Circuit logique elementaire realise a l'aide de transistors a effet de champ en arseniure de gallium et compatible avec la technologie ecl 100 k |
JPS62283718A (ja) * | 1985-05-02 | 1987-12-09 | Nec Corp | 論理集積回路装置 |
-
1986
- 1986-02-18 FR FR8602150A patent/FR2594610A1/fr not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-02-13 US US07/014,502 patent/US4808851A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-02-17 JP JP62032625A patent/JPS62193410A/ja active Pending
- 1987-02-17 EP EP87200246A patent/EP0237094A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0216811A (ja) * | 1988-04-29 | 1990-01-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高速論理回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4808851A (en) | 1989-02-28 |
EP0237094A1 (fr) | 1987-09-16 |
FR2594610A1 (fr) | 1987-08-21 |
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