JPS626520A - 平衡したエンハンスメント/デプレシヨンモ−ドガリウムひそバツフア/比較回路 - Google Patents

平衡したエンハンスメント/デプレシヨンモ−ドガリウムひそバツフア/比較回路

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Publication number
JPS626520A
JPS626520A JP61151306A JP15130686A JPS626520A JP S626520 A JPS626520 A JP S626520A JP 61151306 A JP61151306 A JP 61151306A JP 15130686 A JP15130686 A JP 15130686A JP S626520 A JPS626520 A JP S626520A
Authority
JP
Japan
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circuit
mode
signal
fet
fets
Prior art date
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Pending
Application number
JP61151306A
Other languages
English (en)
Inventor
マイケル・オーバ・シェーバー
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.)
TDK Micronas GmbH
ITT Inc
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
ITT Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche ITT Industries GmbH, ITT Corp filed Critical Deutsche ITT Industries GmbH
Publication of JPS626520A publication Critical patent/JPS626520A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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] この発明は、2対の緊密に結合されたガリウムひそ電界
効果トランジスタを使用する平衡したエンハンスメント
/デプレションモードガリウムひそバッファ/比較回路
に関するものである。
[従来技術] 文部(IEEEガリウムひそ集積回路シンポジウム、テ
クニカルダイジェスト1984年117〜120頁)に
は通過ゲートメモリフリップフロップが示されている。
それは第4図に示されるような構成であり、それにおい
てはデータバスは通過ゲートを通って交差結合されたエ
ンファンスメントモード(以下Eモードという>159
効果トランジスタ(以下FETという)の状態の切替え
を行なうように動作する。デプレションモード(以下D
モードという)FETは各交差結合されたEモードFE
Tに対する定電流源としてのみ作用する。
別の回路は第5図に示されている。この回路では、追加
のEモードFETが第4図のEモード[ETと並列に接
続されている。これらのEモードFETの入力にそれぞ
れ独立にパルスを与えることにより、パルスを与えられ
たFETはそれらの出力をアース゛に対してオーバード
ライブさせることができ、フリップフロップに新しい状
態を取らせるようになる。
第4図に示された前記のRAMセルはフリップフロップ
に新しい状態を取らせるようにその出力をオーバドライ
ブするためのバスを必要とする。
DモードFETは常に交差結合されたEモードFETに
対して“オン”であるようにバイアスを与え、交差結合
されたEモードFETの一つは低電圧出力を得るために
常にバイアス電流をオーバードライブする゛オン”にあ
る。したがって、電力は効率的に使用できない。
第5図に示された前記フリップフロップは状態変化を生
じさせ、したがって入力をバッファするように出力をオ
ーバードライブするように結線されたオアFETを使用
している。しかしながら、FETのバイアス電流は前記
のRAMセルと同様の電力消費によって論理的低出力電
圧を得るためにオーバードライブされなければならない
。この状態は結線されたオアFETの高いバイアス電流
によってさらに悪化する。この回路はRAMセルより2
個以上多い6個の能動装置を必要とする。
[発明の概要] この発明のE、Dモードガリウムひそバラノア比較回路
は2対の緊密結合されたFET(DモードおよびEモー
ド対)を使用する。DモードFETは交差結合されたE
モードFETの相補的トラッキング関数の状態を制御す
るために使用される。
安定状態において、DモードFETは゛′オン゛°であ
り、〜方各EモードFETは゛′オフ″であり、相補出
力においてはDモードFETは“ゼロボルト″にバイア
スされ、一方各EモードFETは“オン”にバイアスさ
れる。回路の制御にDモードFETを使用する結果、E
モードFETをオーバードライブしなければならないバ
イアス電流が減少する。
この発明の別の目的は、FET対の一方あるいは双方の
しきい値変化に対する組込み安定度を与えることである
。両EモードFETは共通モードオフセットを加算的に
消去し、差動入力信号を加算的に増幅する。共通モード
オフセットは出力に増加する共通モード電圧を生じる。
交差結合されたEモードFETは共に同一方向における
この電圧増加を感知し、それらのドレイン電流を共に増
加させ、それによって出力電圧を増加させる。差動電圧
がEモードFETに発散する電流振幅を生じて、出力を
同様に発散させる。しかしながら、この発明の回路は、
対のFET間のしきい値の処理変化により差動オフセッ
トの生成を最小にするように緊密結合されたSAG  
FETを使用する。
したがって、パッケージとして、この発明の回路は集積
回路レイアウトをもたらし、それは安定度を増加させる
この発明のさらに別の目的は、高い能力のEモードFE
Tを使用して時に複雑な論理機能を構成し、低い能力の
EモードFETが交差結合回路機能においてのみ使用さ
れるようにすることである。
したがって、高い能力のDモードFET回路にさらに共
通になり、一方標準の論理回路においてはEモードFE
Tがさらに普通となる。
この発明のさらに別の・目的は、アンド、ナンド、オア
、ノアおよびインバータ動作を単−回路中で行なうユニ
バーサルなゲート回路を提供することである。この回路
に特有の利点は、そこで認められる固有のヒステレシス
およびこの回路とのインターフェイスに使用される平衡
された信号が標準論理セルおよび回路で得られるものに
比較して雑音許容性が勝れていることである。
[実施例] 第4図にはランタムアクセスメモリ(RAM)中で使用
されるような従来の技術によるメモリセルが示されてい
る。この回路においては、FET(電W効果トランジス
タ)3および9は、データバス入力1および負のデータ
バス入力8がそれぞれEモードFET7および6の状態
を変化させるように機能するように入力ゲート2によっ
てゲート制御される。したがってFET3および9はフ
リップフロップ回路の状態をl11111する。Dモー
ドFET4および5は共通のドレイン電圧Voを有し、
EモードFET7および6のための独立の負荷(一定N
流源)としてのみ作用する。   □第5図および第6
図は従来技術によるEモードFETセット・リセットフ
リップフロップ回路を示している。この回路では2対の
EモードFET15、16.17.18は、各FETが
その対の他のFETと並列に接続されるように接続され
ている。フリップフロップは、Q入力12がFET1B
のゲートを制御し、Q入力11がFET17のゲートを
制御し、S(セット)入力13がFET15のゲートを
制御し、R(リセット)入力14がFET18のゲート
を制御するように構成されている。DモードFET19
および20は独立の負荷(一定電流源)として各Eモー
ドFETに対して作用し、それらに接続されている。第
6図に示すように、第5図の回路は1対のノアゲートと
等価であり、それぞれ回路のセット人力13およびリセ
ット入力14ならびに他方のノアゲートの出力によって
動作する。フリップフロップ回路に対するQおよびd出
力はそれぞれ12および11において得られる。
第1図はこの発明の1実流例のバッファ/比較回路を示
している。この回路は本質的には電圧比較装置であり、
DモードFET28および29のゲートに供給される電
圧26および30を比較する。これらの入力はFET3
3および32の両端に誘起された比例電圧を生じる各F
ETを通る比例電流を生成する。トラッキングFET3
3および32の両端間のドレイン電圧は交差結合回路に
よって増幅される。
ドレイン電圧は、各FETがその限界に傾斜上昇するに
したがって互いに反対方向に緊密に追跡される。
第1図の回路においては、各FETはそのゲート・ソー
ス電圧が増加するにしたがってドレイン・ソース電流を
増加させる。FET28および29は整合した同一の対
であり、同様にFET32および33も整合した同一の
対である。この回路において、FET28および29は
負のしきい値電圧を有し、FET32および33はゼロ
しきい値を有する。他の全てのパラメータは等価である
。この回路に対して意図する機能に対しては、FET3
2および33の相対的しきい値電圧がFET2gおよび
29に等しいか大きいことが必要であり、或いは共通ノ
ード電圧に対して出力電圧より大きいことが必要である
他方、回路は増幅作用もなく、ヒステレシスもない。
第1図において、FET28および32はFET28よ
び29の相補的入力制御信号(電圧)の結果として反対
の制御入力信号(電圧)を有する。換言すればFET2
8の制御いる筒は高く、FET33の制御入力信号は低
い。反対のことはFET28および32を備えたトーテ
ムポール回路に対しても言える。
FET28および33ならびに29および32からなる
2個のトーテムポール回路はそれぞれFETの交差結合
作用を除けばソースフォロア回路として作用し、それは
無安定〈フリップフロップ回路)を生じる。差動入力が
相互に交差しているから、無安定回路は所望のヒステレ
シスが得られるまで出力の変化に抵抗し、その後出力状
態は反対樵性に切替えられ、ヒステレシスループの極性
を反転する。
このヒステレシスのためにもしも入力信号が浮遊する(
3状態)ことができれば、回路はその最後の出力状態を
維持し、第4図および第5図に示されたようなRAMお
よび5RFFの構成に有用である。
共通モード入力信号はバイアス電圧から出力へのFET
28および29の通過ゲート機能の増加を生じる。FE
T32および33はアースに対するそれらの通過ゲート
機能(電流)における増加を共通モードにおいて生じる
交差結合入力信号中の共通の増加を感知する。これは正
味のノード電流(キルヒフォッフの電流の法則)の平衡
に必要な共通モード出力信号を減少させる。出力信号は
FET28および29における入力信号バイアスから減
算される。したがってFET32および33の共通モー
ドは加算的に共通モード排除率を増加させる。
第1図において、入力端子2Gにおける正電圧はFET
28を高レベルに導き、EモードFET32中に比較的
低い3s電状態を生じ出力端子27に高レベル出力を生
じる。一方DモードFET29は低導電状態にあり、F
ET33は高導電状態であり、出力端子31は低レベル
である。回路はDモードFETの一つにおける高電圧入
力がそのDモードFETを高レベルに導き、したがって
、その特定の側にあるEモードFETから電流を圧倒し
、その側で高レベル出力を生じる。実験ではフリップフ
ロップ回路が1つの状態から他の状態に切替え中に消費
する電流が少ないことが認められた。
第2図はこの発明の1実施例を示している。それにおい
てはユニバーサルゲートを形成するために第1図の回路
にいくつかの素子が付加されている。すなわち、基本回
路のFET28−32に対してDモードF E T37
.38.43が追加されてアンドゲートが形成されてい
る。同様に第1図の基本回路からFET32と並列にD
モードFET39が接続されてオアゲートが形成されて
いる。また回路中にはいくつかのインバータが設けられ
ている。
第3図にはFET32および33と直列に接続された平
衡EモードFET44を備えている以外は第1図の回路
と類似している回路バ示されて’6zる。平衡Uモード
FET44はより大きな増幅率を与え、したがってより
速いスイッチング時間を生じる。
平衡EモードFET44はFET28および32ならび
に29および33を通る2個の電流路によって共通の電
流シンク(sink)に対して競合する。これは電流ス
イッチング効果を生じる。第2に平衡FETはアースか
らトラッキングFETのゲート・ソースキャパシタンス
を分離する。実験によれば、フリップフロップの状態の
切替えにおける過渡現象を阻止するのに有用である。
前記回路の応用はVAXコンピュータシミュレーション
プログラムSPMCEおよびI’8MポータプルPCコ
ンピュータシミュレーションプログラムMICROCA
Pで実証された。これらのシミュレーションは差動比較
装置、論理変換装置、シュミツトドシガーおよび平衡バ
ス受信装置および駆動装置に第1図の回路を直接使用も
のである。
第2図に示された外部回路によって基本回路はユニバー
サルなアンド、ナンド、オア、ノア論理ゲートとして動
作する。他の追加の回路によって、RAMセル通かゲー
ト制御された5RFF、ストローブされたADC用比較
装置、アナログサンプルおよび保持装置、電圧制御遅延
装置および電圧およびデジタルIQ 10発振器で次に
使用されるデジタル制御遅延装置とて動作できる。その
他の応用も研究によって明らかにされるであろう。本質
的に平衡E、DモードGaAsバッファ/比較回路機能
は多くの回路に適用するのに有用である。
以上、この発明を特定の装置と関連して説明したが、こ
の説明は単なる例示に過ぎないものであって、特許請求
の範囲に記載されたこの発明の技術的範囲を限定するも
のではないことを明確に理解すべきである。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の1実施例の平衡E、DモードGaA
Sバッファ/比校同校回路略化した回路図であり、第2
図はこの発明の他の実施例のユニバーサルなゲート回路
の回路図であり、第3図はこの発明のさらに他の実施例
の追加の平衡FETを有する基本的な平衡E、Dモード
(3a A S /lツフ?/比較回路の簡略化した回
路図である。第4図、第5図および第σ図は従来技術に
よるものの回路図である。 28、29・・・DモードFET132.33・・・E
モードFET、26.30・・・入力端子、27.31
・・・出力端子。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)信号を通過ゲートさせる複数の手段と、入力信号
    を前記信号を通過ゲートさせる複数の手段の一つに導く
    手段と、 前記入力信号の相補的な負信号を前記信号を通過ゲート
    させる複数の手段の他のものに導く手段と、 前記信号を通過ゲートさせる複数の手段の前記一つおよ
    び前記他のものを前記信号を通過ゲートさせる複数の手
    段のさらに他のものとそれぞれ直列に接続する手段と、 前記信号を通過ゲートさせる複数の手段の前記他のもの
    のそれぞれから出力信号およびその相補出力を得る手段
    とを具備していることを特徴とする平衡したエンハンス
    メント/デプレションモードバッファ/比較回路。
  2. (2)前記信号を通過ゲートさせる複数の手段の一つは
    デプレションモード電界効果トランジスタを具備し、そ
    のゲートは前記入力信号に接続されている特許請求の範
    囲第1項記載の回路。
  3. (3)前記信号を通過ゲートさせる複数の手段の他のも
    のはデプレションモード電界効果トランジスタを具備し
    、そのゲートは前記入力信号の相補的な負信号を供給さ
    れている特許請求の範囲第2項記載の回路。
  4. (4)前記信号を通過ゲートさせる複数の手段のさらに
    他のものは1対のエンファンスモード電界効果トランジ
    スタを具備し、そのゲートはそれぞれ前記デプレション
    モード電界効果トランジスタのソースに接続されている
    特許請求の範囲第3項記載の回路。
  5. (5)前記デプレションモード電界効果トランジスタに
    並列に接続されたデプレションモード電界効果トランジ
    スタを具備し、そのゲートは前記入力信号の相補的な負
    信号を供給されて、前記並列に接続されたデプレション
    モード電界効果トランジスタのゲートは他の入力信号の
    相補的な負信号を供給されている特許請求の範囲第4項
    記載の回路。
JP61151306A 1985-06-28 1986-06-27 平衡したエンハンスメント/デプレシヨンモ−ドガリウムひそバツフア/比較回路 Pending JPS626520A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/750,816 US4654547A (en) 1985-06-28 1985-06-28 Balanced enhancement/depletion mode gallium arsenide buffer/comparator circuit
US750816 1985-06-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS626520A true JPS626520A (ja) 1987-01-13

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ID=25019284

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JP61151306A Pending JPS626520A (ja) 1985-06-28 1986-06-27 平衡したエンハンスメント/デプレシヨンモ−ドガリウムひそバツフア/比較回路

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