JPS63240126A - BiMOS論理回路 - Google Patents
BiMOS論理回路Info
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- JPS63240126A JPS63240126A JP62073462A JP7346287A JPS63240126A JP S63240126 A JPS63240126 A JP S63240126A JP 62073462 A JP62073462 A JP 62073462A JP 7346287 A JP7346287 A JP 7346287A JP S63240126 A JPS63240126 A JP S63240126A
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- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/80—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using non-linear magnetic devices; using non-linear dielectric devices
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-
- 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
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- 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
- H03K19/0944—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 using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
- H03K19/09448—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 using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET in combination with bipolar transistors [BIMOS]
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- 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
- H03K19/096—Synchronous circuits, i.e. using clock signals
- H03K19/0963—Synchronous circuits, i.e. using clock signals using transistors of complementary type
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- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明はBiMOS論理回路、特に出力段にバイポーラ
トランジスタを用いたB1MOS論理回路に関する。
トランジスタを用いたB1MOS論理回路に関する。
(従来の技術)
近年の論理LSIの大規模容量化および低消費電力化に
対する要求は非常に大きく、この要求に応えるCMOS
の地位は益々高まる傾向にある。
対する要求は非常に大きく、この要求に応えるCMOS
の地位は益々高まる傾向にある。
このCMOSの性能も微細化技術を駆使することにより
、近年では著しく向上してきている。第3図にこのCM
OSを用いた典型的な論理回路を示す。この回路はPM
OSI、2、およびNMOS3.4の4つのMOSトラ
ンジスタから構成され、入力電圧vINが“Loであり
、かつ、制御信号φが“L″であるときに” OUTと
して“H#が出力され、その他の場合はすべてV。UT
として“L”が出力される回路である。
、近年では著しく向上してきている。第3図にこのCM
OSを用いた典型的な論理回路を示す。この回路はPM
OSI、2、およびNMOS3.4の4つのMOSトラ
ンジスタから構成され、入力電圧vINが“Loであり
、かつ、制御信号φが“L″であるときに” OUTと
して“H#が出力され、その他の場合はすべてV。UT
として“L”が出力される回路である。
しかしながら、このようなCMOSトランジスタを用い
た回路は、電流駆動能力が小さいため、バイポーラトラ
ンジスタを用いた回路に比べて動作速度が遅いという大
きな欠点がある。電流駆動能力を向上させるために、各
素子の容量を増やすこともできるが、ゲート容量も増大
するためにさほどの効果はなく、素子の占有面積が大き
くなるために集積化に逆行するという弊害を招くことに
なる。
た回路は、電流駆動能力が小さいため、バイポーラトラ
ンジスタを用いた回路に比べて動作速度が遅いという大
きな欠点がある。電流駆動能力を向上させるために、各
素子の容量を増やすこともできるが、ゲート容量も増大
するためにさほどの効果はなく、素子の占有面積が大き
くなるために集積化に逆行するという弊害を招くことに
なる。
このため、出力段にバイポーラトランジスタを用いたB
iMOS論理回路が用いられている。第4図はこのよう
なり1MO3論理回路の一例である。この回路は、PM
OS5.6、およびNMOS7〜11という7つのMO
Sトランジスタと、バイポーラトランジスタ12.13
から構成されている。バイポーラトランジスタ12.1
3のベース電流はMOSトランジスタによって制御され
、バイポーラトランジスタが出力段として用いられてい
る。このため電流駆動能力が向上し、出力波形が急峻に
なる速い動作速度を得ることができる。
iMOS論理回路が用いられている。第4図はこのよう
なり1MO3論理回路の一例である。この回路は、PM
OS5.6、およびNMOS7〜11という7つのMO
Sトランジスタと、バイポーラトランジスタ12.13
から構成されている。バイポーラトランジスタ12.1
3のベース電流はMOSトランジスタによって制御され
、バイポーラトランジスタが出力段として用いられてい
る。このため電流駆動能力が向上し、出力波形が急峻に
なる速い動作速度を得ることができる。
第5図はB1MOS論理回路の別な例である。
この回路は、PMOSI4.15、NMO316〜18
、バイポーラトランジスタ19.20、そしてダイオー
ド21から構成されている。ダイオード21によってM
O8回路側が出力側と分離される。
、バイポーラトランジスタ19.20、そしてダイオー
ド21から構成されている。ダイオード21によってM
O8回路側が出力側と分離される。
(発明が解決しようとする問題点)
上述した従来のBiMO3論理回路の1つの問題点は、
構成素子数が多くなるという点である。
構成素子数が多くなるという点である。
たとえば、同じ論理を実現するのに、0MO8のみで構
成した回路を用いると、第3図に示すように46の素子
を用いればよい。ところが、第4図に示すB1MOS論
理回路では、7つのMOSトランジスタと2つのバイポ
ーラトランジスタが必要になり、第5図に示すBiMO
S論理回路では、5つのMO8I−ランジスタと2つの
バイポーラトランジスタと1つのダイオードが必要にな
る。
成した回路を用いると、第3図に示すように46の素子
を用いればよい。ところが、第4図に示すB1MOS論
理回路では、7つのMOSトランジスタと2つのバイポ
ーラトランジスタが必要になり、第5図に示すBiMO
S論理回路では、5つのMO8I−ランジスタと2つの
バイポーラトランジスタと1つのダイオードが必要にな
る。
もう1つの問題点は、理想的な出力レベルを得ることが
できないという点である。たとえば、第4図に示す回路
では、出力VoUTの“L#レベルの電圧値は、理想的
な接地レベルにはならない。
できないという点である。たとえば、第4図に示す回路
では、出力VoUTの“L#レベルの電圧値は、理想的
な接地レベルにはならない。
これはトランジスタ13のベース・エミッタ間にバイポ
ーラトランジスタ固有の電位差Vpが生じるためである
。したがって、出力VoUTの“L”レベルは0ではな
く V pとなる。第5図に示す回路では、この問題は
より一層重要である。すなわち、この回路では出力端子
からの電流がダイオード21を経てトランジスタ20の
ベースに流れるため、出力voUTの″L2レベルは、
トランジスタ20のベース・エミッタ間電圧Vpにダイ
オード21の順方向電圧降下V、を加えた値になる。
ーラトランジスタ固有の電位差Vpが生じるためである
。したがって、出力VoUTの“L”レベルは0ではな
く V pとなる。第5図に示す回路では、この問題は
より一層重要である。すなわち、この回路では出力端子
からの電流がダイオード21を経てトランジスタ20の
ベースに流れるため、出力voUTの″L2レベルは、
トランジスタ20のベース・エミッタ間電圧Vpにダイ
オード21の順方向電圧降下V、を加えた値になる。
したがって、出力voUTの“L#レベルの電圧値は、
理想的な接地レベルからかなり離れた値となってしまう
。
理想的な接地レベルからかなり離れた値となってしまう
。
そこで本発明は、構成素子数を少なくでき、かつ、理想
的な出力レベルを得ることができるB1MOS論理回路
を提供することを目的とする。
的な出力レベルを得ることができるB1MOS論理回路
を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明はBiMO3論理回路において、PMO8からな
る第1のトランジスタと、NMO3からなる第2のトラ
ンジスタと、バイポーラトランジスタからなる第3のト
ランジスタと、NMO3からなる第4のトランジスタと
、NMOSからなる第5のトランジスタと、を設け、 第1のトランジスタの一端と第2のトランジス夕の一端
とを互いに中間節点において直列接続し、第1のトラン
ジスタのゲートと第2のトランジスタのゲートとを入力
端子に接続し、第1のトランジスタおよび第2のトラン
ジスタのうちのどちらか一方の他端に第1の電源電圧を
、他方の他端に制御信号を、それぞれ与え、 第3のトランジスタのベースを中間節点に接続し、第3
のトランジスタのコレクタまたはエミッタのうちの一方
に第2の電源電圧を与え、他方には出力端子を接続し、 第4のトランジスタおよび第5のトランジスタのそれぞ
れ一端を出力端子に接続し、他端に第1の電源電圧を与
え、第4のトランジスタのゲートを入力端子に接続し、
第5のトランジスタのゲートに前述の制御信号に対して
相補的な信号を与えるようにしたものである。
る第1のトランジスタと、NMO3からなる第2のトラ
ンジスタと、バイポーラトランジスタからなる第3のト
ランジスタと、NMO3からなる第4のトランジスタと
、NMOSからなる第5のトランジスタと、を設け、 第1のトランジスタの一端と第2のトランジス夕の一端
とを互いに中間節点において直列接続し、第1のトラン
ジスタのゲートと第2のトランジスタのゲートとを入力
端子に接続し、第1のトランジスタおよび第2のトラン
ジスタのうちのどちらか一方の他端に第1の電源電圧を
、他方の他端に制御信号を、それぞれ与え、 第3のトランジスタのベースを中間節点に接続し、第3
のトランジスタのコレクタまたはエミッタのうちの一方
に第2の電源電圧を与え、他方には出力端子を接続し、 第4のトランジスタおよび第5のトランジスタのそれぞ
れ一端を出力端子に接続し、他端に第1の電源電圧を与
え、第4のトランジスタのゲートを入力端子に接続し、
第5のトランジスタのゲートに前述の制御信号に対して
相補的な信号を与えるようにしたものである。
(作 用)
本発明に係るB1MOS論理回路によれば、PMOSと
NMO6との中間節点をバイポーラトランジスタのベー
スに接続して制御するようにしたため、構成素子数の低
減を図ることができる。また、出力端子と電源との間に
はNMOSが接続されているため、出力端子にはほぼ電
源電圧に等しい出力電圧が得られ、理想的な出力レベル
を得ることができる。
NMO6との中間節点をバイポーラトランジスタのベー
スに接続して制御するようにしたため、構成素子数の低
減を図ることができる。また、出力端子と電源との間に
はNMOSが接続されているため、出力端子にはほぼ電
源電圧に等しい出力電圧が得られ、理想的な出力レベル
を得ることができる。
(実施例)
以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
1図は、本発明の一実施例に係るBiMOS論理回路の
回路図である。この回路は、PMOSIOI、NMOS
102、バイポーラトランジスタ103、NMOS10
4、およびNMO5105から構成されている。ここで
、PMOSIOIと8MO8102とは互いに中間節点
Nにおいて直列接続され、PMOSIOIのゲートとN
MOS102のゲートとは入力端子Iに共通接続されて
いる。また、8MO8102の一方の端子は接地され、
PMOS 101の一方の端子には制御信号φが与えら
れる。
1図は、本発明の一実施例に係るBiMOS論理回路の
回路図である。この回路は、PMOSIOI、NMOS
102、バイポーラトランジスタ103、NMOS10
4、およびNMO5105から構成されている。ここで
、PMOSIOIと8MO8102とは互いに中間節点
Nにおいて直列接続され、PMOSIOIのゲートとN
MOS102のゲートとは入力端子Iに共通接続されて
いる。また、8MO8102の一方の端子は接地され、
PMOS 101の一方の端子には制御信号φが与えら
れる。
また、バイポーラトランジスタ103のベースは中間節
点Nに接続され、コレクタは電源Vccに、エミッタは
出力端子Oにそれぞれ接続されている。
点Nに接続され、コレクタは電源Vccに、エミッタは
出力端子Oにそれぞれ接続されている。
NMOS104およびNMOS105(7)一方の端子
は接地され、他方の端子は出力端子0に接続されている
。NMOS 104のゲートは入力端子Iに接続され、
NMOS105のゲートには、制御信号φに対して相補
的な信号φが与えられる。
は接地され、他方の端子は出力端子0に接続されている
。NMOS 104のゲートは入力端子Iに接続され、
NMOS105のゲートには、制御信号φに対して相補
的な信号φが与えられる。
この回路の動作は次のとおりである。まず、入力端子1
に与えられる入力電圧VINが“L#の場合、PMOS
IOIがONとなる。このとき、制御信号φが“H#で
あれば、トランジスタ103のベースに電流が流れる。
に与えられる入力電圧VINが“L#の場合、PMOS
IOIがONとなる。このとき、制御信号φが“H#で
あれば、トランジスタ103のベースに電流が流れる。
これによってトランジスタ103はONとなり、出力端
子Oに供給される出力電圧V。UTが°H#となる。こ
のとき、NMOS102.104.105はいずれもO
FFとなり、中間節点Nおよび出力端子Oは接地点から
分離される。一方、制御信号φが“L”であると、NM
OS105がONとなるため、出力端子0は接地され出
力電圧V。UTは0となる。したがって、入力電圧vI
Nが“L”の場合、出力電圧voUTは制御信号φによ
って制御される。
子Oに供給される出力電圧V。UTが°H#となる。こ
のとき、NMOS102.104.105はいずれもO
FFとなり、中間節点Nおよび出力端子Oは接地点から
分離される。一方、制御信号φが“L”であると、NM
OS105がONとなるため、出力端子0は接地され出
力電圧V。UTは0となる。したがって、入力電圧vI
Nが“L”の場合、出力電圧voUTは制御信号φによ
って制御される。
逆に、入力端子Iに与えられる入力電圧vINが“H”
の場合、NMOS102がONとなり、トランジスタ1
03はベースが接地されるためOFFとなる。また、N
MOS104がONとなるため、出力端子Oは接地され
出力電圧V。、1は0となる。
の場合、NMOS102がONとなり、トランジスタ1
03はベースが接地されるためOFFとなる。また、N
MOS104がONとなるため、出力端子Oは接地され
出力電圧V。、1は0となる。
この第1図に示す回路はMOSトランジスタを5素子、
バイポーラトランジスタを1素子という比較的少ない素
子数で構成することができる。しかもPMOSIOIと
8MO8102はバイポーラトランジスタ103のベー
スに電流を供給するのに必要な能力さえ有していればよ
いので小規模の素子で構成できる。バイポーラトランジ
スタ103の増幅率をβとし、ここを流れる電流をiと
すれば、PMOSIOIに流す電流はi/βで十分であ
る。したがって、制御信号φに対する付加容量も小さく
抑えることができる。また、出力電圧VoυTの“Vレ
ベルはNMOS104または105によって出力端子O
を接地することによって得られるので、理想的な出力レ
ベルを得ることができる。
バイポーラトランジスタを1素子という比較的少ない素
子数で構成することができる。しかもPMOSIOIと
8MO8102はバイポーラトランジスタ103のベー
スに電流を供給するのに必要な能力さえ有していればよ
いので小規模の素子で構成できる。バイポーラトランジ
スタ103の増幅率をβとし、ここを流れる電流をiと
すれば、PMOSIOIに流す電流はi/βで十分であ
る。したがって、制御信号φに対する付加容量も小さく
抑えることができる。また、出力電圧VoυTの“Vレ
ベルはNMOS104または105によって出力端子O
を接地することによって得られるので、理想的な出力レ
ベルを得ることができる。
第2図に、本発明の原理を利用した別な回路図を示す。
この回路は、PMO6106,107およびNMOS1
08〜111、そしてバイポーラトランジスタ112か
ら構成されている。この回路を第1図の回路と比較して
説明すると、PMO5107がPMOSIOIに、NM
OS109がNMOS102に、それぞれ対応し、入力
電圧vINを受けるトランジスタとな9ている。また、
NMO3IIO1111はそれぞれNMO5104,1
05に対応し、出力電圧V。LITを0にする働きをす
る。it図の回路との違いは、制御信号の与え方で、こ
の回路では制御信号φによってPMOS106およびN
MOS108のゲートを制御することによりバイポーラ
トランジスタ112のベース電流を制御している。
08〜111、そしてバイポーラトランジスタ112か
ら構成されている。この回路を第1図の回路と比較して
説明すると、PMO5107がPMOSIOIに、NM
OS109がNMOS102に、それぞれ対応し、入力
電圧vINを受けるトランジスタとな9ている。また、
NMO3IIO1111はそれぞれNMO5104,1
05に対応し、出力電圧V。LITを0にする働きをす
る。it図の回路との違いは、制御信号の与え方で、こ
の回路では制御信号φによってPMOS106およびN
MOS108のゲートを制御することによりバイポーラ
トランジスタ112のベース電流を制御している。
以上のとおり本発明に係るB1MOS論理回路によれば
、PMOSとNMOSとの中間節点をバイポーラトラン
ジスタのベースに接続して制御するようにしたため、構
成素子数の低減を図ることができる。また、出力端子と
電源との間にはNMOSが接続されているため、出力端
子にはほぼ電源電圧に等しい出力電圧が得られ、理想的
な出力レベルを得ることができる。
、PMOSとNMOSとの中間節点をバイポーラトラン
ジスタのベースに接続して制御するようにしたため、構
成素子数の低減を図ることができる。また、出力端子と
電源との間にはNMOSが接続されているため、出力端
子にはほぼ電源電圧に等しい出力電圧が得られ、理想的
な出力レベルを得ることができる。
第1図は本発明の一実施例に係るBiMO3論理回路の
回路図、第2図は本発明の原理を利用した別な回路の回
路図、第3図は従来のCMO8論理回路の回路図、第4
図および第5図は従来のBiMOs論理囲路の回路図で
ある。 1〜11・・・MOSトランジスタ、12.13・・・
バイポーラトランジスタ、14〜18・・・MOSトラ
ンジスタ、19.20・・・バイポーラトランジスタ、
21・・・ダイオード、101.102・・・MOSト
ランジスタ、103・・・バイポーラトランジスタ、1
04〜111・・・MOSトランジスタ、112・・・
バイポーラトランジスタ。 出願人代理人 佐 藤 −雄 VCC も 1 図 躬2図
回路図、第2図は本発明の原理を利用した別な回路の回
路図、第3図は従来のCMO8論理回路の回路図、第4
図および第5図は従来のBiMOs論理囲路の回路図で
ある。 1〜11・・・MOSトランジスタ、12.13・・・
バイポーラトランジスタ、14〜18・・・MOSトラ
ンジスタ、19.20・・・バイポーラトランジスタ、
21・・・ダイオード、101.102・・・MOSト
ランジスタ、103・・・バイポーラトランジスタ、1
04〜111・・・MOSトランジスタ、112・・・
バイポーラトランジスタ。 出願人代理人 佐 藤 −雄 VCC も 1 図 躬2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、PMOSからなる第1のトランジスタと、NMOS
からなる第2のトランジスタと、バイポーラトランジス
タからなる第3のトランジスタと、NMOSからなる第
4のトランジスタと、NMOSからなる第5のトランジ
スタと、を備え、前記第1のトランジスタの一端と前記
第2のトランジスタの一端とは互いに中間節点において
直列接続され、前記第1のトランジスタのゲートと前記
第2のトランジスタのゲートとは入力端子に接続され、
前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタ
のうちのどちらか一方の他端には第1の電源電圧が、他
方の他端には制御信号が、それぞれ与えられ、 前記第3のトランジスタのベースは前記中間節点に接続
され、前記第3のトランジスタのコレクタまたはエミッ
タのうちの一方には第2の電源電圧が与えられ、他方に
は出力端子が接続され、前記第4のトランジスタおよび
前記第5のトランジスタのそれぞれ一端は前記出力端子
に接続され、他端には前記第1の電源電圧が与えられ、
前記第4のトランジスタのゲートは前記入力端子に接続
され、前記第5のトランジスタのゲートには前記制御信
号に対して相補的な信号が与えられることを特徴とする
BiMOS論理回路。 2、第3のトランジスタがNPN型トランジスタである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のBiMO
S論理回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62073462A JPH07120727B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | BiMOS論理回路 |
US07/106,362 US4804868A (en) | 1987-03-27 | 1987-10-09 | BiMOS logical circuit |
KR1019880003258A KR900008799B1 (ko) | 1987-03-27 | 1988-03-25 | BiMOS 논리회로 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62073462A JPH07120727B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | BiMOS論理回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63240126A true JPS63240126A (ja) | 1988-10-05 |
JPH07120727B2 JPH07120727B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=13518948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62073462A Expired - Lifetime JPH07120727B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | BiMOS論理回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4804868A (ja) |
JP (1) | JPH07120727B2 (ja) |
KR (1) | KR900008799B1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4926069A (en) * | 1987-08-17 | 1990-05-15 | Nec Corporation | Bi-MOS circuit capable of high speed operation with low power consumption |
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