PL114678B1 - Integrated logic circuit - Google Patents

Integrated logic circuit Download PDF

Info

Publication number
PL114678B1
PL114678B1 PL1978203794A PL20379478A PL114678B1 PL 114678 B1 PL114678 B1 PL 114678B1 PL 1978203794 A PL1978203794 A PL 1978203794A PL 20379478 A PL20379478 A PL 20379478A PL 114678 B1 PL114678 B1 PL 114678B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
gate
transistor
conductivity
source
switching
Prior art date
Application number
PL1978203794A
Other languages
English (en)
Other versions
PL203794A1 (pl
Inventor
Vjaceslav J Kremlev
Artases R Nazarjan
Aleksej V Ljubasevskij
Vil Jam N Kokin
Original Assignee
Vil Jam N Kokin
Kremlev V J
Aleksej V Ljubasevskij
Artases R Nazarjan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SU772441910A external-priority patent/SU633395A1/ru
Priority claimed from SU772441813A external-priority patent/SU602056A1/ru
Application filed by Vil Jam N Kokin, Kremlev V J, Aleksej V Ljubasevskij, Artases R Nazarjan filed Critical Vil Jam N Kokin
Publication of PL203794A1 publication Critical patent/PL203794A1/pl
Publication of PL114678B1 publication Critical patent/PL114678B1/pl

Links

Classifications

    • 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
    • H03K19/08Logic 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
    • H03K19/09403Logic 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 junction field-effect transistors
    • H03K19/09414Logic 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 junction field-effect transistors with gate injection or static induction [STIL]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0214Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
    • H01L27/0218Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of field effect structures
    • H01L27/0225Charge injection in static induction transistor logic structures [SITL]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/098Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being PN junction gate field-effect transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest scalony uklad lo¬ giczny o wysokim stopniu scalania.Wynalazek moze byc zastosowany w elektroni¬ cznych urzadzeniach cyfrowych, na przyklad, w mikroprocesorach.Znane sa scalone uklady logiczne, zawierajace pare tranzystorów bipolarnych o typie przewodni¬ ctwa wzajemnie dopelniajacym sie, z których jeden jest przelaczajacym , a drugi spelnia role generatora pradu. Sa to tak zwane uklady inje- kcyjne.Najbardziej bliskim, co do istoty technicznej, rozwiazaniem do rozwiazania technicznego, beda¬ cego przedmiotem niniejszego wynalazku, jest scalony uklad logiczny, zawierajacy przelaczajacy tranzystor polowy, dolaczony do niego generator pradu (tranzystor bipolarny), elektrody wejsciowa i wyjsciowa, dolaczone odpowiednio do bramki i drenu tranzystora polowego, i elektrody obwodu zasilajacego, z których jedna dolaczona jest do generatora pradu a druga — do zródla tran¬ zystora polowego.Ten uklad charakteryzuje sie stosunkowo duza wartoscia napiecia zasilajacego i duza wartoscia pracy przelaczania. Jest to wynikiem wykorzy¬ stania jako generatora pradu tranzystora bipo¬ larnego, który ma nieduzy wspólczynnik przeno¬ szenia pradu od emitera do kolektora i stosun¬ kowo duze napiecie otwarcia zlacza emiterowego, równe 0,7 V. 10 Celem wynalazku jest zmniejszenie napiecia za¬ silania i pracy na przelaczenie ukladu scalonego.Celem wynalazku jest równiez zapewnienie pro¬ stoty wytwarzania ukladu scalonego i minimali¬ zacja zajmowanej przez uklad scalony powierzchni.Zadaniem wynalazku jest natomiast zaprojekto¬ wanie scalonego ukladu logicznego, w którym ja¬ ko generator pradu bylby wykorzystywany ele¬ ment, umozliwiajacy zmniejszenie napiecia zasi¬ lania i pracy traconej na przelaczenie ukladu scalonego, bez koniecznosci zastosowania bardziej skomplikowanych rozwiazan i 'bez zwiekszenia zaj¬ mowanej przez uklad scalony powierzchni.Zadanie zostalo zrealizowane w wyniku zapro- 1S jektowania scalonego ukladu logicznego, zawiera¬ jacego przelaczajacy tranzystor polowy, dolaczony do niego generator pradu, elektrody wejsciowa i wyjsciowa, dolaczone odpowiednio do bramki i drenu tranzystora polowego, elektrody obwodu zasilania, z których jedna dolaczona jest do ge- 20 neratora pradu, a druga — do zródla tranzystora polowego. Wedlug wynalazku generator pradu zrealizowany jest jako tranzystor polowy o uzu¬ pelniajacym typie przewodnictwa, którego bramka 25 jest dolaczona do zródla przelaczajacego tranzy¬ stora polowego, zródlo jest dolaczone do jednej z elektrod obwodu zasilania, a dren — do bramki tranzystora przelaczajacego.Celem rozszerzenia mozliwosci funkcjonalnych scalonego ukladu logicznego celowym jest wypo- 30 114 678114 678 3 '4 sazenie tranzystora przelaczajacego w co najmniej jedna dodatkowa bramke, dolaczona do dodatko¬ wej elektrody wejsciowej, a tranzystora polowego o uzupelniajacym typie przewodnictwa — w do¬ datkowe dreny, których liczba jest równa liczbie dodatkowych bramek.W tym przypadku, gdy w takiej strukturze pól¬ przewodnikowej kanal pionowy o przewodnictwie typu n (p) uksztaltowany jest na podlozu o prze¬ wodnictwie typu p (n), generator pradu celowym jest zrealizowac w postaci struktury polowej / kanalem pionowym o przewodnictwie typu p (n).Istota wynalazku w dalszym opisie wyjasniona jest na przykladzie realizacji wynalazku w opar^ ciu o zalaczony rysunek, na którym fig. 1 przed¬ stawia elektryczny schemat ideowy scalonego ukladu logicznego wedlug wynalazku, fig. 2 — ele¬ ktryczny schemat ideowy scalonego ukladu lo¬ gicznego, wykorzystywanego jako zawór elektro¬ niczny, fig. 3 — strukture pólprzewodnikowa zaworu elektronicznego z fig. 2 w widoku i góry, w sposób schematyczny, fig. 4 — elektry¬ czny schemat ideowy zaworu elektronicznego dwu- wejsciowego, fig. 5 — elektryczny schemat ide¬ owy zaworu elektronicznego o trzech wejsciach, fig. 6 — strukture pólprzewodnikowa inwertera z generatorem pradu w postaci tranzystora po¬ lowego- z kanalem poziomym w przekroju piono¬ wym, a fig. 7 — przedstawia strukture pólprze¬ wodnikowa inwertera z generatorem pradu w po¬ staci tranzystora polowego z kanalem pionowym.Na figurze 1 przedstawiony jest ideowy schemat elektryczny najprostszego przykladu realizacji sca¬ lonego ukladu logicznego wedlug wynalazku, a (mianowicie — inwertera logicznego. Inwerter logi¬ czny zawiera przelaczajacy tranzystor polowy 1 z kanalem o przewodnictwie typu n, generator pra¬ du 2, zrealizowany w postaci tranzystora polo¬ wego, oznaczany dalej jako tranzystor 2, z ka¬ nalem o przewodnictwie typu p, to znaczy o przewodnictwie uzupelniajacego rodzaju w stosun¬ ku do przewodnictwa tranzystora 1, elektrode wejsciowa 3, elektrode wyjsciowa 4 i elektrody 5, 6 obwodu zasilania.Bramka 7 tranzystora 2 polaczona jest ze zró¬ dlem 8 tranzystora 1, zródlo 9 tranzystora 2 do¬ laczone jest do elektrody 5 obwodu zasilania, a dren 10 — do bramki U tranzystora 1 i do wej¬ sciowej elektrody 3. Uziemiona elektroda 6 ob¬ wodu zasilania (nie pokazanego na rysunku) do¬ laczona jest do bramiki 7 tranzystora 2 i do zró¬ dla 8 tranzystora 1. Dren 12 tranzystora 1 pola¬ czony jest z elektroda wyjsciowa 4.Na figurze 2 przedstawiony jest ideowy sche¬ mat elektryczny bardziej zlozonego ukladu sca¬ lonego wedlug wynalazku, a mianowicie zaworu logicznego LUB-NIE/I-NIE. Zawór logiczny w od¬ róznieniu od inwertera, przedstawionego na fig. 1. zawiera dodatkowa bramke 11* w tranzystorze % dolaczona do dodatkowej elektrody wejsciowej 3' i do dodatkowego drenu 10* tranzystora 2.Na figurze 2 przedstawiony jest uklad logiczny o jednej dodatkowej bramce 11'9 jednakze nalezy miec na uwadze, ze moze ich byc wiecej i sa one dolaczane w taki saim sposób, co i bramka ii'.Na fig. 3 w sposób schematyczny przedstawiono korzystny przyklad realizacji struktury pólprze¬ wodnikowej zaworu logicznego, którego schemat elektryczny przedstawiony jest na fig. 2.Na figurze 3 i na nastepnych figurach, na któ¬ rych sa przedstawione struktury pólprzewodni¬ kowe, oznaczenia liczbowe sa takie same jak i na figurach, na których sa przedstawione odpowied¬ nie schematy elektryczne. Zródlo 8 i bramka 7 polsrywaja sie z podlozem o przewodnictwie typu n oikladu scalonego.W podlozu uksztaltowany jest obszar dyfuzyjny o przewodnictwie typu p, spelniajacy role zródla 9. Do tego obszaru przylegaja dwa obszary o prze¬ wodnictwie typu p, tworzace kanaly 13 i 13' tran¬ zystora 2. Do kazdego z tych obszarów przylega jeden obszar o przewodnictwie typu p, z których kazdy stanowi bramke 11 lub 11* tranzystora 1 i dren 10 lub 10* tranzystora 2. Na tych obszarach uksztaltowane sa kontakty metaliczne polaczone z elektrodami wejsciowymi 3 i 3\ Poza tym w podlozu uksztaltowane sa dwa obszary o przewod¬ nictwie typu n, z których jeden czesciowo po¬ krywa sie z obszarem o przewodnictwie typu p, spelnia funkcje drenu 12 tranzystora 1 i wypo¬ sazony jest w kontakt metaliczny, polaczony z elektroda wyjsciowa 4, a drugi tworzy styk rezystywny z podlozem i polaczony jest • z ele¬ ktroda uziemiona 6.Uklad logiczny w przykladzie wykonania, przed¬ stawionym na fig. 4, rózni sie od ukladu logicz¬ nego, przedstawionego na fig. 1 tym, ze zawiera dwa dodatkowe tranzystory polowe 13 o takim typie przewodnictwa, który jest uzupelniajacym w stosunku do przewodnictwa tranzystora 1, po¬ laczone ze soba szeregowo i zalaczone miedzy dre¬ nem 10 tranzystora 2 i bramka 11 tranzystora 1.Zródlo drugiego dodatkowego tranzystora 13 po¬ laczone jest z dodatkowa elektroda wejsciowa 3".Uklad scalony w przykladzie realizacji, przed¬ stawionym na fig. 5, w odróznieniu od ukladu 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 Celem utworzenia wielowejsciowych scalonych - ukladów logicznych korzystnym jest zalaczenie miedzy drenem tranzystora o uzupelniajacym typie przewodnictwa i bramka tranzystora przelaczajace- 1 go co najmniej jednego dodatkowego tranzystora polowego o uzupelniajacym typie przewodnictwa, którego bramka jest polaczona ze zródlem prze¬ laczajacego tranzystora polowego.' Przy wytwarzaniu struktury pólprzewodnikowej scalonego ukladu logicznego z przelaczajacym tranzystorem w postaci planarnego tranzystora polowego ze sterujacym zlaczem p-n, kanalem pio¬ nowym o przewodnictwie typu nN postaci podloza o przewodnictwie typu n (p) sca¬ lonego ukladu logicznego, korzystnym jest, gdy generator pradu jest zrealizowany jako struktura polowa ze sterujacym zlaczem p-n i kanalem po¬ ziomym o przewodnictwie typu p (n), którego obszary drenu i zródla pokrywaja sie odpowiednio • z obszarem bramki tranzystora przelaczajacego i podlozem ukladu scalonego.5 zrealizowanego wedlug przykladu realizacji, przed- stawionym na fig. 4, zawiera tranzystor 2' o 0, dwóch drenach 10 i. 10'. Miedzy tymi drenami 10 i 10' a braimka 11 sa zalaczone polaczone ze soba równolegle dwa dodatkowe tranzystory po¬ lowe 13 o typie przewodnictwa uzupelniajacym w stosunku do typu przewodnictwa tranzystora przelaczajacego 1. Do bramki 11 dolaczona jest dodatkowa elektroda wejsciowa 3'".Na figurze 6 w sposób schematyczny przedsta¬ wiona jest struktura pólprzewodnikowa ukladu logicznego — inwertera, którego elektryczny sche¬ mat ideowy przedstawiony jest na fig. 1. Przela¬ czajacy tranzystor 1 jest zrealizowany w postaci struktury planarnej ze sterujacym zlaczem p-n 14, z kanalem pionowym 15 p przewodnictwie typu n, z bramka o przewodnictwie typu p, zró¬ dlem 8, pokrywajacym sie z podlozem o przewod¬ nictwie typu n (p) ukladu scalonego. Generator pradu jest zrealizowany' w postaci struktury po¬ lowej ze sterujacym zlaczem -p-n 16 i kanalem poziomym . 7 o przewodnictwie typu p, którego obszar drenu (dren 10) pokrywa sie z obszarem bramki (bramka 11), a obszar bramki (bramka 7) pokrywa sie z obszarem zródla (zródlo 8) i z pod¬ lozem 5 ukladu scalonego.Uklad scalony wedlug opisanego wyzej przykla¬ du realizacji moze byc równiez zrealizowany na podlozu o przewodnictwie typu n+ (na rysunkach nie pokazane), na którym utworzona jest warstwa o przewodnictwie typu n o duzej rezystywnosci.W tym przypadku element przelaczajacy przed¬ stawia soba równolegle polaczone tranzystor po¬ lowy i tranzystor bipolarny w zalaczeniu odwró¬ conym.Przedstawiona na fig. 7 struktura pólprzewod¬ nikowa realizuje taki sam inwerter, jak i stru¬ ktura, przedstawiona na fig. 6, jednakze charak¬ teryzuje sie wieksza liczba elementów przypada¬ jacych na jednostke objetosci. W odróznieniu od ukladu scalonego zrealizowanego wedlug poprze¬ dniego' przykladu realizacji w ukladzie, zrealizo¬ wanym wedlug ukladu, przedstawionym na fig. 7, podloze ma przewodnictwo typu p, to znaczy przeciwnego do typu przewodnictwa obszaru zró¬ dla 8 tranzystora przelaczajacego, nalozonego na obszar bramki 7. Generator pradu jest wykonany w postaci struktury polowej z kanalem pionowym 18 i zródlem 9, nalozonym na podloze o przewod¬ nictwie typu p (n) ukladu scalonego. Rozmieszcze¬ nie zródla 9 w podlozu pozwolilo elektrode 5 ob wodu zasilania wyprowadzic na przeciwlegla po¬ wierzchnie struktury, co umozliwilo, z kolei, zmniejszenie powierzchni, zajmowanej przez uklad scalony.Scalony uklad logiczny, przedstawiony na fig; 1, 6, 7, pracuje w sposób nastepujacy.Do elektrody 6, a wiec i do zródla 8 tranzysto¬ ra 1 i bramki 7 tranzystora 2 przyklada sie po¬ tencjal równy 0V. Do elektrody 5, a wiec i do zródla 9 tranzystora 2 przyklada sie niewielkie napiecie dodatnie: 0,2—0,5 V. Przy tym przez kanal 17 od zródla 9 doi dremu 10 tranzystora 1 struktury przedstawionej na fig. 6 przeplywa prad zasilania. Tranzystor 2 pracuje w trybie genera- 678 6 tora pradu. Jesli do elektrody wejsciowej 3 przy¬ lozone jest napiecie, równe 0 V, odpowiadajace logicznemu zeru, to prad zasilania przeplywa przez obwód, zamykajacy sie przez obwód zewnetrzny, 5 dolaczony do elektrody 3 (nie pokazany na fig. 1) do „ziemi". Przy tym do bramki 11 tranzystora 1 przylozone jest napiecie równe 0 V. Zlacze ste¬ rujace p-n jest w stanie odciecia (nie przewodzi pradu) a obszar kanalu 15 pokrywa sie z obsza- 10 rem ladunku objetosciowego tego zlacza p-n 14.W tym przypadku tranzystor 1 jest w stanie od¬ ciecia, a do elektrody wyjsciowej 4 ukladu scalo¬ nego przylozone jest napiecie nieco mniejsze (0,1 —0,4 V), niz do elektrody 5 (jesli do wyjscia 4 15 dolaczone jest wejscie elementu analogicznego) to znaczy napiecie, odpowiadajace jedynce logicznej.Jesli do elektrody wejsciowej 3 przylozone jest napiecie, odpowiadajace jedynce logicznej, to prad zasilania przeplywajacy przez kanal 17 tranzysto- 20 ra 2, przeplywa przez obwód, zamykajacy sie przez zlacze sterujace p-n 14 tranzystora 1. Przy tym do bramki 11 przylozone jest napiecie odpo¬ wiadajace jedynce logicznej, tranzystor 1 znajduje ra 2, przeplywa przez obwód, zarnytojacy sie 25 sciowej 4 ukladu scalonego jest przylozone na¬ piecie odpowiadajace zeru logicznemu.W ten sposób uklad logiczny wedlug najprost¬ szego przykladu realizacji, realizuje operacje lo¬ giczna NIE, Opisany w oparciu o dany przyklad 30 realizacji wynalazku uklad scalony jest najpro¬ stszym elementem, z którego moga byc zbudowane bardziej skomplikowane scalone uklady logiczne i urzadzenia pamieci. Przy tym wszystkie zródla najprostszych elemetów sa laczone we wspólnym 35 podlozu. W takich urzadzeniach nie 'ma potrzeby stosowania specjalnych srodków, skierowanych na izolowanie poszczególnych elementów. Skompliko¬ wane uklady scalone, zbudowane z wielkiej liczby inwerterów, podobnych do opisanego powyzej, 40 moga byc zrealizowane na monokrystalicznym po¬ dlozu pólprzewodnikowym bez warstwy epita- kcjalnej.W strukturze pólprzewodnikowej przedstawionej na fig. 7, tranzystor 2 (generator pradu) wykona- 45 ny jest z kanalem pionowym 18, co pozwala do¬ prowadzac prad zasilania ukladu scalonego do dolnej powierzchni plytki i usunac z górnej po¬ wierzchni plytki warstwe metalizacji obwodu za¬ silania, a wiec ulatwia sie realizacje sprzezen 50 tarciowych w duzym ukladzie scalonym, co z ko¬ lei, doprowadza do tego, ze wieksza liczba ele¬ mentów zostaje wkomponowana w jednostke ob¬ jetosci.Bardziej skomplikowany uklad scalony, zreali- 55 zowany wedlug przykladu realizacji wynalazku, przedstawionego na fig. 2, 3 pracuje jako 'zawór elektroniczny w sposób nastepujacy. Tak samo, jak i w inwerterze, w zaworze logicznym do ele¬ ktrod 5, 6 doprowadza sie odpowiednio potencjaly 60 dodatni (rzedu 0,2—0y5V) i zerowy, Przy tym przez kanaly 13 i 13' od zródla 9 ku drenowi 10 i 10' przeplywaja prady zasilania. Jesli na elektrodach wejsciowych 3 i 3' obecne jest napiecie, odpowia¬ dajace zeru logicznemu, wówczas prady zasilania, 65 przeplywajace przez kanaly 13 i 13' odprowadza-114 678 8 ne sa ku „ziemi" przez obwody zewnetrzne, dola¬ czone do wejsc 3 i 3' (obwody zewnetrzne na fig. 2, 3 nie sa pokazane). Przy tym na bramkach 11 i IV obecne jest napiecie, prawie równe zeru, i obszar o przewodnictwie typu n, znajdujacy sie pomiedzy obszarami bramek 11 i 11', pokrywa sie calkowicie z obszarem ladunku objetosciowego. W danym przypadku tranzystor przelaczajacy 1 nie przewodzi (znajduje sie w stanie odciecia) i na elektrodzie wyjsciowej 4 ukladu scalonego obecne jest napiecie, odpowiadajace jedynce logicznej.Jesli na jednej z elektrod wejsciowych 3, 4, na przyklad, na elektrodzie 3, obecne jest napiecie, odpowiadajace jedynce logicznej, wówczas prad zasilania, przeplywajacy przez kanal 13 genera¬ tora pradu przeplywa przez zlacze sterujace p-n obszaru bramki 11. Przy tym czesc obszaru, znajdujaca sie miedzy obszarami bramek 11 i 11' i przylegajaca do obszaru 11 zostaje uwolniona z ladunku objetosciowego, tranzystor 1 przechodzi w stan przewodzenia, a na elektrodzie wyjsciowej 5 ukladu scalonego pojawia sie napiecie, odpo¬ wiadajace zeru logicznemu. W ten sposób w przy¬ padku, gdy odstep miedzy obszarami bramek 11 i 11' jest równy podwojonej grubosci warstwy laduku objetosciowego sterujacego zlacza p-n bramka—zródlo, zawór logiczny realizuje funkcje logiczna LUB—NIE.Jesli odstep miedzy obszarami bramek 11 i 11' jest mniejszy lub równy grubosci warstwy ladun¬ ku objetosciowego zlacza p-n bramka—zródlo, wówczas zawór logiczny realizuje fukcje logiczna I—NIE. Tranzystor przelaczajacy 1 znajduje sie w stanie przewodzenia i na elektrodzie wyjscio¬ wej 4 ukladu scalonego obecne jest napiecie od¬ powiadajace zeru logicznemu tylko wówczas, gdy na obu elektrodach wejsciowych 3 i 3' obecne beda napiecia, odpowiadajace jedynce logicznej.Przy dowolnych innych kombinacjach napiec wej¬ sciowych, odpowiadajacych jedynce logicznej lub zeru logicznemu, na elektrodach wejsciowych 3 i 3', obszar o przewodnictwie typu n, usytuowany miedzy obszarami bramek 11 i 11' bedzie stano¬ wil obszar—warstwe ladunku objetosciowego.Uklad logiczny, bedacy zaworem logicznym, zre¬ alizowany zgodnie z przykladem realizacji wy¬ nalazku, przedstawionym na fig. 4 realizuje fun¬ kcje logiczna I—NIE dla dwóch zmiennych wej¬ sciowych. Napiecie, odpowiadajace zeru logiczne¬ mu, pojawia sie na wyjsciu 4 danego zaworu tylko wówczas, gdy na obydwu wejsciach 3 i 3" obecne jest napiecie, odpowiadajace jedynce lo¬ gicznej. Przy dowolnych innych kombinacjach na¬ piec na wejsciach 3 i 3' na wyjsciu zaworu (na elektrodzie 4) obecne jest napiecie, odpowiadajace jedynce logicznej. Jesli, na przyklad, na wejsciu 3 obecne jest napiecie, odpowiadajace zeru logi¬ cznemu, a na wejsciu 3" — napiecie, odpowiada¬ jace jedynce logicznej, to prad zasilania, przeply¬ wajacy przez obszar drenu 10 tranzystora 2, prze¬ plywa przez obwód, zamykajacy sie przez obwody zewnetrzne (na rysunku nie pokazane) do „ziemi" i nie dochodzi do bramki 11 tranzystora przeply¬ wajacego 1. W wyniku tranzystor 1 jest w stanie odcietym, a na jego obszarze drenu 12, a wiec i na elektrodzie wyjsciowej 4 zaworu, obecne jest napiecie, odpowiadajace jedynce logicznej. Prad zasilania nie dociera do obszaru bramki 11 tran¬ zystora 1 równiez wówczas, gdy napiecie, odpo- 5 wiiadajace zeru logicznemu obecne jest tylko na wejsciu 3" albo tez na obu wejsciach 3 i 3".Zawór logiczny, zrealizowany zgodnie z przy¬ kladem realizacji wynalazku, przedstawionym na fig. 5, realizuje funkcje logiczna C = a. (b + d), 10 gdzie C — zmienna logiczna na elektrodzie wyj¬ sciowej 4 zaworu, a, b, d— odpowiednio zimienne logiczne na wejsciach 3'", 3' i 3. Napiecie, odpo¬ wiadajace zeru logicznemu, pojawia sie na ele¬ ktrodzie 4, to znaczy zmienna logiczna C przybie- 15 ra wartosc zera, tylko wówczas, gdy, po pierwsze, zmienna logiczna a przybiera wartosc jedynki, i, po drugie, przynajmniej jedna ze zmiennych lo¬ gicznych b lub d przybiera wartosc jedynki. Przy innych kombinacjach wartosci zmiennych a, b, d zmienna c przybiera wartosc jedynki logicznej.Wszystkie opisane powyzej zawory logiczne mo¬ ga byc zastosowane przy konstruowaniu skompli¬ kowanych cyfrowych urzadzen logicznych i urza¬ dzen pamieci o sprzezeniu bezposrednim. Najwie¬ kszy efekt z zastosowania opisanego wynalazku 25 moze byc uzyskany przy zastosowaniu wynalazku przy konstruowaniu duzych ukladów scalonych.Uklad scalony wedlug wynalazku moze byc wytworzony przy zastosowaniu prostej technolo¬ gii, polegajacej na realizacji dwóch operacji dy¬ fuzji domieszek za pomoca trzech—czterech sza¬ blonów—masek. Taki uklad uksztaltowany, na przyklad, w podlozu mónokrystalicznym bez war¬ stwy epitaksjalnej o rezystywnosci wlasciwej rze¬ du 10 [Q • cm] przy wykorzystaniu zwyklych ma¬ sek — fotoszablonów o minimalnych wymiarach otworów okolo 4—5 jun, zajimuje powierzchnie na podlozu mónokrystalicznym rzedu kilkuset firn2 i charakteryzuje sie iloczynem czasu opóznienia sygnalu przez moc rozproszona (praca na przela- 30 35 40 czenie) rzedu 10-2 [pj.] Zastrzezenia patentowe 1. Scalony uklad logiczny, zawierajacy przela- 45 czajacy tranzystor polowy, dolaczony do niego generator pradu, wejsciowa i wyjsciowa elektrody dolaczone odpowiednio do bramki i drenu tran¬ zystora polowego, oraz elektrody obwodu zasila¬ no nia, z których jedna elektroda obwodu zasilania jest dolaczona do generatora pradu a druga do zródla tranzystora polowego, znamienny tym, ze generator pradu jest wykonany w postaci tran¬ zystora polowego (2) o przewodnictwie typu uzu- 55 pelniajacego, którego bramka (7) jest polaczona ze zródlem (8) przelaczajacego tranzystora polowe¬ go (1) zródlo (9) dolaczone jest do jednej z ele¬ ktrod (5) obwodu zasilania, a dren (10) — do bramki (11) przelaczajacego tranzystora polowe- 60 go (1). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przelaczajacy tranzystor polowy (1) jest zaopatrzo¬ ny co najmniej w jedna dodatkowa bramke (11), dolaczona do dodatkowej elektrody wejsciowej (3), 65 a tranzystor polowy (2) o przewodnictwie typu114 678 uzupelniajacego jest wyposazony w dodatkowe dre¬ ny (10), których liczba równa jest liczbie dodat¬ kowych bramek (11) tranzystora przelaczajacego (1). 3. Uklad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze miedzy drenem (10) tranzystora polowego (2) o przewodnictwie typu uzupelniajacego i bram¬ ka (11) przelaczajacego tranzystora polowego (1) zalaczony jest co najmniej jeden dodatkowy tran¬ zystor polowy (13) o przewodnictwie typu uzu¬ pelniajacego, którego bramka jest polaczona ze zródlem (8) przelaczajacego tranzystora (1). 4. Uklad wedlug zastrz. 1, z przelaczajacym tranzystorem polowym zrealizowanym w postaci 10 tranzystora planarnego ze zlaczem sterujacym p-n, i kanalem pionowym o przewodnictwie typu n(p), znamienny tym,* ze generator pradu jest zre¬ alizowany w posaci struktury polowej ze zlaczem sterujacym p-n (16) i kanalem poziomym (17) o przewodnictwie typu p(n) wówczas, gdy zródlo (8) przelaczajacego tranzystora polowego (1) jest wy¬ konane w postaci podloza uikladu scalonego o przewodnictwie typu n(p) lub z kanalem piono¬ wym (18) o przewodnictwie typu p(n), przy tym obszary bramki i zródla (9, 10) struktury polowej pokrywaja sie odpowiednio z obszarem bramki (11) tranzystora przelaczajacego (1) i podlozem ukladu scalonego. *r M FIB.l jcLmI J 3" \ 5 k* i f u h n no. 4 ^s 3,3' 3? 4l rm.5 ^s ns.B \fiui6 p fy ' H 7 6 riB.7 PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Scalony uklad logiczny, zawierajacy przela- 45 czajacy tranzystor polowy, dolaczony do niego generator pradu, wejsciowa i wyjsciowa elektrody dolaczone odpowiednio do bramki i drenu tran¬ zystora polowego, oraz elektrody obwodu zasila¬ no nia, z których jedna elektroda obwodu zasilania jest dolaczona do generatora pradu a druga do zródla tranzystora polowego, znamienny tym, ze generator pradu jest wykonany w postaci tran¬ zystora polowego (2) o przewodnictwie typu uzu- 55 pelniajacego, którego bramka (7) jest polaczona ze zródlem (8) przelaczajacego tranzystora polowe¬ go (1) zródlo (9) dolaczone jest do jednej z ele¬ ktrod (5) obwodu zasilania, a dren (10) — do bramki (11) przelaczajacego tranzystora polowe- 60 go (1).
2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przelaczajacy tranzystor polowy (1) jest zaopatrzo¬ ny co najmniej w jedna dodatkowa bramke (11), dolaczona do dodatkowej elektrody wejsciowej (3), 65 a tranzystor polowy (2) o przewodnictwie typu114 678 uzupelniajacego jest wyposazony w dodatkowe dre¬ ny (10), których liczba równa jest liczbie dodat¬ kowych bramek (11) tranzystora przelaczajacego (1).
3. Uklad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze miedzy drenem (10) tranzystora polowego (2) o przewodnictwie typu uzupelniajacego i bram¬ ka (11) przelaczajacego tranzystora polowego (1) zalaczony jest co najmniej jeden dodatkowy tran¬ zystor polowy (13) o przewodnictwie typu uzu¬ pelniajacego, którego bramka jest polaczona ze zródlem (8) przelaczajacego tranzystora (1).
4. Uklad wedlug zastrz. 1, z przelaczajacym tranzystorem polowym zrealizowanym w postaci 10 tranzystora planarnego ze zlaczem sterujacym p-n, i kanalem pionowym o przewodnictwie typu n(p), znamienny tym,* ze generator pradu jest zre¬ alizowany w posaci struktury polowej ze zlaczem sterujacym p-n (16) i kanalem poziomym (17) o przewodnictwie typu p(n) wówczas, gdy zródlo (8) przelaczajacego tranzystora polowego (1) jest wy¬ konane w postaci podloza uikladu scalonego o przewodnictwie typu n(p) lub z kanalem piono¬ wym (18) o przewodnictwie typu p(n), przy tym obszary bramki i zródla (9, 10) struktury polowej pokrywaja sie odpowiednio z obszarem bramki (11) tranzystora przelaczajacego (1) i podlozem ukladu scalonego. *r M FIB.l jcLmI J 3" \ 5 k* i f u h n no. 4 ^s 3,3' 3? 4l rm.5 ^s ns.B \fiui6 p fy ' H 7 6 riB.7 PL PL
PL1978203794A 1977-01-10 1978-01-04 Integrated logic circuit PL114678B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772441910A SU633395A1 (ru) 1977-01-10 1977-01-10 Интегральна логическа схема
SU772441813A SU602056A1 (ru) 1977-01-10 1977-01-10 Интегральный инвертор

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL203794A1 PL203794A1 (pl) 1978-10-23
PL114678B1 true PL114678B1 (en) 1981-02-28

Family

ID=26665610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1978203794A PL114678B1 (en) 1977-01-10 1978-01-04 Integrated logic circuit

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4175240A (pl)
JP (1) JPS53111287A (pl)
CH (1) CH631298A5 (pl)
CS (1) CS201645B1 (pl)
DD (1) DD134585A1 (pl)
DE (1) DE2800924C2 (pl)
FR (1) FR2377094A1 (pl)
GB (1) GB1557657A (pl)
NL (1) NL7800133A (pl)
PL (1) PL114678B1 (pl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4638344A (en) * 1979-10-09 1987-01-20 Cardwell Jr Walter T Junction field-effect transistor controlled by merged depletion regions
US4698653A (en) * 1979-10-09 1987-10-06 Cardwell Jr Walter T Semiconductor devices controlled by depletion regions
JPH0760997B2 (ja) * 1986-06-09 1995-06-28 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 高耐圧出力回路
JP3300593B2 (ja) * 1995-06-15 2002-07-08 株式会社東芝 半導体集積回路装置
US20020071293A1 (en) * 2000-07-13 2002-06-13 Eden Richard C. Power semiconductor switching devices, power converters, integrated circuit assemblies, integrated circuitry, power current switching methods, methods of forming a power semiconductor switching device, power conversion methods, power semiconductor switching device packaging methods, and methods a of forming power transistor
FI20150334A (fi) 2015-01-14 2016-07-15 Artto Mikael Aurola Paranneltu puolijohdekokoonpano

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065680A (en) * 1974-07-11 1977-12-27 Signetics Corporation Collector-up logic transmission gates
DE2509530C2 (de) * 1975-03-05 1985-05-23 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Halbleiteranordnung für die Grundbausteine eines hochintegrierbaren logischen Halbleiterschaltungskonzepts basierend auf Mehrfachkollektor-Umkehrtransistoren
JPS608628B2 (ja) * 1976-07-05 1985-03-04 ヤマハ株式会社 半導体集積回路装置
US4053923A (en) * 1976-09-23 1977-10-11 Motorola, Inc. Integrated logic elements with improved speed-power characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
PL203794A1 (pl) 1978-10-23
DE2800924C2 (de) 1982-10-28
NL7800133A (nl) 1978-07-12
DD134585A1 (de) 1979-03-07
US4175240A (en) 1979-11-20
CS201645B1 (en) 1980-11-28
JPS53111287A (en) 1978-09-28
CH631298A5 (de) 1982-07-30
DE2800924A1 (de) 1978-07-20
GB1557657A (en) 1979-12-12
FR2377094A1 (fr) 1978-08-04
FR2377094B1 (pl) 1980-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trommer et al. Reconfigurable nanowire transistors with multiple independent gates for efficient and programmable combinational circuits
GB1460961A (en) Logic integrated circuit
US4737837A (en) Ring topology for an integrated circuit logic cell
EP0143157B1 (en) Charge pumping circuit for a substrate voltage generator
EP0096637A1 (en) Programmable output buffer
US4028556A (en) High-speed, low consumption integrated logic circuit
US4006365A (en) Exclusive or integrated logic circuits using complementary MOSFET technology
KR950006352B1 (ko) 정류성 전송 게이트와 그 응용회로
CA1208364A (en) Static memory cell embodying dual-channel technology
DE3684478D1 (de) Gattung von verriegelungszellen fuer gattermatrix in cmos-technologie.
US20020043693A1 (en) Dense backplane cell for configurable logic
PL114678B1 (en) Integrated logic circuit
JPS608628B2 (ja) 半導体集積回路装置
US4231055A (en) Complementary MOS transistors without an isolation region
JPS61206254A (ja) 半導体記憶装置
KR20080024692A (ko) Mtcmos반도체 집적회로
JPH0669100B2 (ja) マルチ・ゲート電界効果トランジスタ
EP0092176B1 (en) Basic cell for integrated-circuit gate arrays
Cathelin et al. A 3.5 GHz self-aligned single-clocked binary frequency divider on GaAs
US4243895A (en) Integrated injection circuit
EP0113828B1 (en) Master slice semiconductor chip having a new multi-function fet cell
Helix et al. Fan out and speed of GaAs SDFL logic
US3588528A (en) A four phase diode-fet shift register
PL119495B1 (en) Intergrated injector circuit
GB2058451A (en) Semiconductor memory device