DE19536217A1 - Stromgesteuerte Logikschaltung - Google Patents

Stromgesteuerte Logikschaltung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stromgesteuerte Logikschaltung (Current-Mode-Logik) und insbesondere eine aus MOS-Transistoren bestehende stromgesteuerte Logikschaltung, die eine Signalwellenformung ausführt.
Dieser Typ einer stromgesteuerten Logikschaltung wurde herkömmlicherweise für den Betrieb von aus MOS-Transistoren bestehenden Logikschaltungen bei niedriger Versorgungsspan­ nung und hoher Geschwindigkeit eingesetzt.
Fig. 3 zeigt als Beispiel ein Schaltbild eines Typs einer stromgesteuerten Logikschaltung nach dem Stand der Technik.
Diese stromgesteuerte Logikschaltung ist eine Inverter/- Puffer-Schaltung, die MOS-Transistoren M11 und M12 als ein Differenzlogikpaar verwendet. Die Gate-Elektrode des MOS- Transistors M11 ist mit einer Eingangsleitung 11 verbunden, die Source-Elektrode ist mit einer Konstantstromquelle I11 verbunden und die Drain-Elektrode ist mit einer Ausgangs­ leitung 10 und einem Lastelement R11 verbunden. Die Gate- Elektrode des MOS-Transistors M12 ist mit einer Eingangs­ leitung 11B verbunden, die Source-Elektrode ist mit der Konstantstromquelle I11 verbunden und die Drain-Elektrode ist mit einer Ausgangsleitung 10B und einem Lastelement R12 ver­ bunden.
Die Betriebsweise der stromgesteuerten Logikschaltung wird anschließend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Wenn beispielsweise ein Eingangssignal und dessen Umkehrsignal von den Eingangsleitungen 11 bzw. 11B aus in die stromgesteuerte Logikschaltung eingegeben werden, und das Eingangssignal der Eingangsleitung 11 von einem hohen Pegel auf niedrigen Pegel wechselt, schaltet der MOS-Transistor M11 von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand und der MOS-Tran­ sistor M12 von einem nicht-leitenden Zustand in einen leiten­ den Zustand, schaltet der Strompfad des Konstantstroms um, tritt ein Spanungsabfall an dem Lastelement R12 auf, ohne daß ein Spannungsabfall an dem Lastelement R11 auftritt, wechselt das Signal der Ausgangsleitung 10 auf hohen Pegel, und wechselt das Signal auf der Ausgangsleitung 10B auf niedrigen Pegel.
Fig. 4 stellt ein Schaltbild eines weiteren Beispiels einer stromgesteuerten Logikschaltung nach dem Stand der Technik dar. Diese stromgesteuerte Logikschaltung wählt und gibt ein Signal von N Eingangssignalen aus. Anstelle des aus den in Fig. 3 erläuterten MOS-Transistoren M11 und M12 bestehenden Differenzlogikpaares, weist diese stromgesteuerte Logikschaltung einen Aufbau auf, der ein serieil-parallel verbundenes Differenzlogikpaar, das aus N Gruppen von MOS- Transistoren M211, M212; M221, M222;. . . M2N1, M2N2 besteht, die in N Gruppen von Eingangsleitungen 211, 211B; 221, 221B;. . . 2N1, 2N1B eingegebene N Gruppen von Eingangssignalen und deren Umkehrsignale verstärken; und N MOS-Transistoren M213, M223,. . . M2N3 enthält, die mit den Gate-Elektroden mit N Eingangsleitungen 213, 223,. . . 2N3 verbunden sind, die aus­ wählen, ob ein oder ob kein Strom an die N Gruppen von MOS- Transistoren zu liefern ist.
Wenn der elektrische Leistungsverbrauch der Schaltung vom Fig. 4 so ausgelegt ist, daß er derselbe ist wie der elek­ trische Leistungsverbrauch der Schaltung von Fig. 3 ist, sind die Werte der Konstantstromquelle 121 sowie der Lastelemente R21 und R22 mit den Werten der Konstantstromquelle I11 sowie den Lastelementen R11 und R12 von Fig. 3 identisch.
Die Betriebsweise dieser stromgesteuerten Logikschaltung wird anschließend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Wenn beispielsweise nur das Eingangssignal der Eingangs­ leitung 213 von den Eingangsleitungen 213, 223,. . . 2N3 einen hohen Pegel aufweist, wird nur Strom zu den MOS-Transistoren M211 und M212 geliefert, und demzufolge werden die Signale der Eingangsleitungen 211 und 211B verstärkt und Ausgangs­ signale an die Ausgangsleitungen 20 und 20B ausgegeben.
In dem Falle der aus MOS-Transistoren aufgebauten strom­ gesteuerten Logikschaltung nach dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik waren in Fällen, bei denen die Amplitude eines Ausgangssignals durch Rauschen aufgrund von Schaltvor­ gängen von Logikschaltungen, oder von Versorgungsspannungs­ schwankungen oder von Veränderungen in den Herstellungs­ prozessen verringert wurde, die Konstrukteure von Logik­ schaltungen gezwungen, Schaltungen durch Erhöhen der Anzahl von Gatter-Waferabschnitten (der Anzahl von Logikschaltungs- Waferabschnitten) zu ergänzen, die zusammenwirken um die Wellenform des Ausgangssignals zu formen, oder die Tran­ sistorabmessungen zu vergrößeren, um die Verstärkung jedes(r) Einzelgatters (einzelnen Logikschaltung) zu erhöhen. Demzu­ folge fanden es die Konstrukteure von Logikschaltungen bei der Konstruktion von integrierten Schaltungen mit hoher Verstärkung und Widerstandsfähigkeit gegen den Einfluß von Rauschen oder Energieversorgungsschwankungen, da sich die Dichte der integrierten Schaltung innerhalb derselben Fläche verringerte, für erforderlich, andere notwendige Funktion in getrennte integrierte Schaltungen zu verlagern. Dieses hat zu einem Trend von integrierten Schaltungen mit vergrößerten Flächen und erhöhten Kosten geführt.
Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stromgesteuerte Logikschaltung bereitzustellen, welche nur eine begrenzte Vergrößerung der Fläche der integrierten Schaltung mit sich bringt und in der Logikschaltung eine Schaltung einsetzt, die eine Signalwellenformung mit großer Verstärkung und hoher Widerstandsfähigkeit gegen den Einfluß von Rauschen oder Energieversorgungsschwankungen ausführt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche ge­ löst.
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vor­ teile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung auf der Basis der beigefügten (Zeichnungen er­ sichtlich, welche ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung darstellen.
Es stellen dar:
Fig. 1 ein Schaltbild, das die erste Ausführungsform einer stromgesteuerten Logikschaltung gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltbild, das die zweite Ausführungsform einer stromgesteuerten Logikschaltung gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Schaltbild, das ein Beispiel einer stromgesteuer­ ten Logikschaltung nach dem Stand der Technik zeigt; und
Fig. 4 ein Schaltbild, das ein Beispiel einer weiteren strom­ gesteuerten Logikschaltung nach dem Stand der Technik zeigt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden an­ schließend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Fig. 1 ist ein Schaltbild, das die erste Ausführungsform einer stromgesteuerten Logikschaltung gemäß der vorliegenden Er­ findung zeigt. Gemäß Fig. 1 ist die stromgesteuerte Logik­ schaltung dieser Ausführungsform eine Inverter/Puffer-Schal­ tung, welche MOS-Transistoren M31 und M32 als ein Differenz­ logikpaar verwendet, wobei die Gate-Elektrode des MOS-Tran­ sistors M31 mit einer Eingangsleitung 31 verbunden ist, dessen Source-Elektrode mit einer Konstantstromquelle I31 verbunden ist und dessen Drain-Elektrode mit einer Ausgangs­ leitung 30 und einem Lastelement R31 verbunden ist. Die Gate- Elektrode des MOS-Transistors M32 ist mit einer Eingangs­ leitung 31B verbunden, dessen Source-Elektrode ist mit der Konstantstromquelle I31 verbunden, und dessen Drain-Elektrode ist mit einer Ausgangsleitung 30B und einem Lastelement R32 verbunden.
Diese stromgesteuerte Logikschaltung enthält ferner ein Haltetransistorpaar, das aus MOS-Transistoren M33 und M34 besteht. Der MOS-Transistor M33 ist mit seiner Gate-Elektrode mit der Ausgangsleitung 30B, seiner Source-Elektrode mit der Konstantstromquelle I31 und mit seiner Drain-Elektrode mit der Ausgangsleitung 30 verbunden. Der MOS-Transistor M34 ist mit seiner Gate-Elektrode mit der Ausgangsleitung 30, seine Source-Elektrode mit der Konstantstromquelle I31 und mit seiner Drain-Elektrode mit der Ausgangsleitung 30B verbunden.
Diese stromgesteuerte Logikschaltung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die das Differenzlogikpaar bildenden MOS-Tran­ sistoren M31 und M32 einen gleichen Leitwert aufweisen und die das Haltetransistorpaar bildenden MOS-Transistoren M33 und M34 ebenfalls einen gleichen Leitwert aufweisen.
Zusätzlich besteht die Konstantstromquelle I31 aus Feld­ effekt-Transistoren, wie z. B. MOS-Transistoren, Bipolar-Tran­ sistoren und einer Kombination der Widerstandselemente dieser Transistoren, und die Lastelemente R31 und R32 bestehen beispielsweise aus Diffusionsschichten, polykristallinem Si­ lizium und Transistoren.
Die Betriebsweise der ersten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen stromgesteuerten Logikschaltung wird an­ schließend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. In der stromgesteuerten Logikschaltung der vorliegenden Erfindung wechselt dann, wenn beispielsweise ein Eingangssignal und dessen Umkehrsignal in die Eingangsleitungen 31 bzw. 31B eingegeben werden, und das Eingangssignal der Eingangsleitung 31 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel wechselt, der MOS- Transistor M31 dann von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand und der MOS-Transistor M32 von einem nicht-leitenden Zustand in ein leitenden Zustand und schaltet dabei den Konstantstrompfad um; ein Spannungsabfall tritt an dem Lastelement R32 auf, ohne daß ein Spannungsabfall an dem Lastelement R31 auftritt; und das Signal der Ausgangsleitung 30 wechselt zu einem hohen Pegel und das Signal der Ausgangs­ leitung 30B zu einem niedrigen Pegel.
Zu diesem Zeitpunkt werden, da die Signale der Ausgangs­ leitung 30B und Ausgangsleitung 30 in die Gate-Elektroden eingegeben werden, die MOS-Transistoren M33 und M34 des Haltetransistorpaares nach den MOS-Transistoren M31 oder M32 des Differenzlogikpaares leitend oder nicht-leitend, und der Wechsel der Potentiale der Ausgangssignale der mit den Drain- Elektroden verbundenen Ausgangsleitung 30 und Ausgangsleitung 30B wird daher beschleunigt, die Eingangs/Ausgangs-Verstär­ kung der stromgesteuerten Logikschaltung erhöht und die For­ mung ihrer Ausgangssignalwelle ermöglicht.
Wenn der elektrische Leistungsverbrauch dieser stromge­ steuerten Logikschaltung zu einem konstanten Wert gemacht wird, ist die Summe des äquivalenten Leitwertes des Diffe­ renzlogikpaares zwischen der Ausgangsleitung und der Kon­ stantstromquelle und des Leitwertes des Haltetransistorpaares ein konstanter Wert, steigt die Eingangs/Ausgangs-Verstärkung der stromgesteuerten Logikschaltung proportional zu dem Leitwert des Haltetransistorpaares an, wird die Formung der Ausgangssignalwelle ermöglicht und eine Flächenvergrößerung der integrierten Schaltung aufgrund der Hinzufügung des Haltetransistorpaares vermieden.
Wenn beispielsweise der elektrische Leistungsverbrauch dieser stromgesteuerten Logikschaltung mit dem elektrischen Leistungsverbrauch der in Fig. 3 dargestellten stromgesteuer­ ten Logikschaltung nach dem Stand der Technik identisch ist, sind sowohl die Werte der Konstantstromquelle I31 als auch der Lastelemente R31 und R32 mit den Werten sowohl der Konstantstromquelle I11 als auch der Lastelemente R11 und R12 identisch. Zusätzlich wird die Summe des Leitwertes des MOS- Transistor M31 und M33 dem Leitwert von M11 in Fig. 3 gleich.
Wenn die Kanallänge festgelegt ist, ist der Leitwert des MOS- Transistors proportional zur Kanalbreite, und daher ist die Summe der Transistorflächen des MOS-Transistors M31 und M33 gleich der der Transistorfläche von M11 in Fig. 3, und es gibt keine Vergrößerung der Transistorfläche aufgrund der Hinzufügung des Haltetransistorpaares.
Des weiteren weist in dieser stromgesteuerten Logikschal­ tung die Eingangs/Ausgangs-Kennlinie dieser stromgesteuerten Logikschaltung dann, wenn der Leitwert des Haltetransistor­ paares zwischen den Ausgangsleitungen und der Konstant­ stromquelle größer als der äquivalente Leitwert des Diffe­ renzlogikpaares wird, eine Hysteresecharakteristik auf, die von dem Leitwert des Haltetransistorpaares abhängt. Dieses beruht darauf, daß der Betriebsstrom des Haltetran­ sistorpaares größer als der Betriebsstrom des Differenz­ logikpaares wird, und eine hohe Eingangsspannung erforderlich ist, um das Ausgangspotential umzukehren. Durch die Verwen­ dung dieses Schaltungskonfigurationstyps begrenzt die vor­ liegende Erfindung eine Vergrößerung der Schaltungsfläche und ermöglicht eine stromgesteuerte Logikschaltung mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen die Auswirkungen von Rauschen. Um dieselben Fähigkeiten wie die vorliegende Erfindung zu erreichen, wurde die stromgesteuerte Logikschaltung von Fig. 3 nach dem Stand der Technik mit zusätzlichen Gatter- Schaltungsabschnitten versehen, wodurch die Fläche der inte­ grierten Schaltungen der Logikschaltungen vergrößert wurde. Fig. 2 ist ein Schaltbild, das die zweite Ausführungsform einer stromgesteuerten Logikschaltung der vorliegenden Erfin­ dung darstellt. Gemäß Darstellung in der Figur ist diese stromgesteuerte Logikschaltung eine Schaltung, in welcher ein Signal aus N Eingangssignalen ausgewählt und ausgegeben wird.
Anstelle des aus den in Fig. 1 dargestellten MOS-Transistoren M31 und M32 gebildeten Differenzlogikpaares weist diese stromgesteuerte Logikschaltung eine Konfiguration auf, die ein seriell-parallel verbundenes Differenzlogikpaar, das aus N Gruppen von MOS-Transistoren M411, M412; M421; M422;. . . M4N1; M4N2 besteht, die N Gruppen von Eingangssignalen und deren umgekehrte Signale verstärken, die in N Gruppen von Eingangsleitungen 411, 411B; 421, 421B,. . . 4N1, 4N1B einge­ geben werden; und N MOS-Transistoren M413, M423,. . . M4N3 mit Gate-Elektroden enthält, die mit N Eingangsleitungen verbun­ den sind, die auswählen ob oder ob kein Strom zu den N Grup­ pen von MOS-Transistoren zu liefern ist.
Wenn diese stromgesteuerte Logikschaltung so ausgelegt ist, daß ihr elektrischer Leistungsverbrauch dem elektrischen Leistungsverbrauch der stromgesteuerten Logikschaltung von Fig. 1 gleich ist, sind sowohl die Werte der Konstant­ stromquelle I41 als auch der Lastelemente R41 und R42 mit den Werten sowohl der Konstantstromquelle I31 als auch der Last­ elemente R31 und R32 von Fig. 1 identisch. In ähnlicher Weise weist das aus MOS-Transistoren M401 und M402 bestehende Haltetransistorpaar denselben Leitwert wie das aus den MOS- Transistoren M33 und M34 bestehende Haltetransistorpaar in Fig. 1 auf.
Diese stromgesteuerte Logikschaltung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß dann, wenn der elektrische Leistungsverbrauch konstant ist, die Summe des Leitwertes des Haltetran­ sistorpaares und des äquivalenten Leitwertes des seriell­ parallelgeschalteten Differenzlogikpaares ebenfalls konstant ist, wobei das Differenzlogikpaar aus den MOS-Transistoren M411, M412; M421, M422;. . . M4N1, M4N2; und den MOS-Tran­ sistoren M413, M423,. . . M4N3 zwischen der Ausgangsleitung 40 und der Konstantstromquelle I41, und zwischen der Ausgangs­ leitung 40B und der Konstantstromquelle I41 besteht.
Die Betriebsweise der stromgesteuerte Logikschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anschließend kurz unter Bezugnahme auf die Fig. 2 erläutert. Wenn beispielsweise von N Eingangsleitungen 413, 423, 4N3 nur das Eingangssignal der Eingangsleitung 413 auf hohem Pegel liegt, wird nur den MOS-Transistoren M411 und M412 Strom zugeführt, und demzufolge das Eingangssignal der Eingangsleitungen 411 und 411B verstärkt und an die Aus­ gangsleitungen 40 und 40B ausgegeben. Bis hierher ist die Betriebsweise des aus den MOS-Transistoren M401 und M402 bestehenden Haltetransistorpaares mit der des aus M33 und M34 bestehenden Haltetransistorpaares in Fig. 1 identisch, und zeigt dieselbe Charakteristik wie für die stromgesteuerte Logikschaltung der ersten erfindungsgemaßen Ausführungsform von Fig. 1.
Wenn das seriell-parallel verbundenen Differenzlogikpaar wie in der vorliegenden Ausführungsform groß ist, führt insbesondere die Bedingung, daß die Summe des äquivalenten Leitwertes des Differenzlogikpaares zwischen der Ausgangs­ leitung und Konstantstromquelle addiert zu dem Leitwert des Haltetransistorpaares konstant ist, zu einer bemerkenswerten Auswirkung auf die Schaltungsfläche, die sogar in einer Ver­ kleinerung der Schaltungsfläche im Vergleich zu der einer herkömmlichen Einzelschaltung ohne eine Haltetransistorpaar resultiert.
Im allgemeinen ist dann, wenn zwei MOS-Transistoren in Serie geschaltet sind und der Leitwert konstant ist, sowohl die Kanalbreite des MOS-Transistors als auch die Transistor­ fläche verdoppelt, und demzufolge die von dem Differenz­ logikpaar innerhalb der Gesamtstruktur eingenommene Fläche relativ groß, wenn viele MOS-Transistoren in dem Differenz­ logikpaar in der stromgesteuerten Logikschaltung nach dem Stand der Technik gemäß Darstellung in Fig. 4 vorliegen.
Wenn beispielsweise der Leitwertanteil des Haltetran­ sistorpaares in dieser Ausführungsform 40% beträgt, wird der Leitwert des Differenzlogikpaares zu 60%. Verglichen mit der Fläche der integrierten Schaltung der Logikschaltung in Fig. 4 belegt das Differenzlogikpaar in der vorliegenden Aus­ führungsform 60% der Fläche, und bezogen auf den Flächenzu­ wachs von 40% für die zwei Transistoren in dem Haltetransis­ torpaar gibt es eine Reduzierung von 40% für die 3N Tran­ sistoren in dem Differenzlogikpaar, welcher zweimal so groß ist. Die vorliegende Erfindung erbringt somit eine große Reduzierung der Fläche der Gesamtschaltung.
Ferner verwendet die vorstehend beschriebene Ausführungs­ form eine stromgesteuerte Logikschaltung, welche ein Signal von N Eingangssignalen auswählt und ausgibt, aber durch seriell-paralleles Verbinden von Differenzlogikpaaren kann der Konstrukteur von integrierten Schaltungen eine erfin­ dungsgemäße stromgesteuerte Logikschaltung realisieren, die beispielsweise die Logikfunktion einer NICHT-UND/UND-Schal­ tung oder NICHT-ODER/ODER-Schaltung, einer Summierschaltung oder einer Speicherschaltung ausführt. Zusätzlich kann der Konstrukteur von integrierten Schaltungen die Erfindung unter Verwendung anderer Feldeffekt-Transistoren als MOS-Tran­ sistoren ausführen.
Gemäß vorstehender Beschreibung fügt die erfindungsgemäße stromgesteuerte Logikschaltung einer stromgesteuerten Logik­ schaltung nach dem Stand der Technik mit einem durch MOS- Transistoren ausgeführten Differenzlogikpaar ein Haltetran­ sistorpaar hinzu, wodurch sie eine Erhöhung der Eingangs/ Ausgangs-Verstärkung und eine Signalwellenformung propor­ tional zu dem Leitwert des Haltetransistorpaares ermöglicht.
Zusätzlich verleiht die stromgesteuerte Logikschaltung der vorliegenden Erfindung dadurch, daß sie den Leitwert des Haltetransistorpaares größer als den äquivalenten Leitwert des Differenzlogikpaares macht, der Eingangs/Ausgangs-Kenn­ linie einer Hysteresecharakteristik.
Wenn ferner die Summe des Leitwertes des Haltetran­ sistorpaares hinzuaddiert zu dem äquivalenten Leitwert des Differenzlogikpaares zwischen der Ausgangsleitung und der Konstantstromquelle eine Konstante ist, begrenzt die strom­ gesteuerte Logikschaltung der vorliegenden Erfindung die Vergrößerung der Schaltungsfläche und ermöglicht eine Logik­ schaltung, welche gegen die Auswirkungen von Rauschen wider­ standsfähig ist.
Die Auswirkung auf die Schaltungsfläche der erfindungs­ gemäßen stromgesteuerten Logikschaltung wird insbesondere mit der Vergrößerung des Differenzlogikpaares deutlicher, und verglichen mit einer Einzelschaltung nach dem Stand der Technik ohne Haltetransistorpaar kann die Schaltungskon­ figuration der vorliegenden Erfindung die Schaltungsfläche sogar noch reduzieren.

Claims (4)

1. Stromgesteuerte Logikschaltung mit:
einem Differenzlogikpaar, das aus einer ersten Logik­ einrichtung zum Steuern leitender oder nicht-leitender Zustände zwischen einer ersten Ausgangsleitung und einer Konstantstromquelle mittels eines Eingangssignals oder dessen Umkehrsignal und einer zweiten Logikeinrichtung zum Steuern der leitenden oder nicht-leitenden Zustände zwischen einer zweiten Ausgangsleitung und der Konstant­ stromquelle mittels des Eingangssignals oder dessen Umkehrsignal besteht; wobei ein äquivalenter Leitwert der ersten und zweiten Logikeinrichtung gleich sind, und als Reaktion auf das Eingangssignal oder dessen Umkehrsignal leitende oder nicht-leitende Zustände der ersten und zweiten Logikeinrichtung mit komplementärer Logik arbei­ ten; und
mit einem Haltetransistorpaar, das aus einem ersten MOS-Transistor, der mit seiner Gate-Elektrode mit der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist, mit seiner Drain- Elektrode mit der ersten Ausgangsleitung verbunden ist, und mit seiner Source-Elektrode mit der Konstantstrom­ quelle verbunden ist, und aus einem zweiten MOS-Tran­ sistor besteht, der mit seiner Gate-Elektrode mit der ersten Ausgangsleitung verbunden ist, mit seiner Drain- Elektrode mit der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist, und mit seiner Source-Elektrode mit der Konstantstrom­ quelle verbunden ist; wobei der erste und der zweite MOS- Transistor einen gleichen Leitwert aufweisen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Logikeinrichtung MOS-Transistoren sind, die in ihre Gate- Elektroden das Eingangssignal oder dessen Umkehrsignal eingeben.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Eingangssignal oder dessen Umkehrsignal eine Kombination mehrerer Ein­ gangssignale oder deren Umkehrsignale ist, und die erste und die zweite Logikeinrichtung seriell-parallel verbun­ dene MOS-Transistoren sind, die in ihre Gate-Elektroden die mehreren Eingangssignale oder deren Umkehrsignale eingeben.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Leitwert des ersten und zweiten MOS-Transistors größer als der äquivalente Leitwert der ersten und der zweiten Logik­ einrichtung ist.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5666068A (en) * 1995-11-03 1997-09-09 Vlsi Technology, Inc. GTL input receiver with hysteresis
US5978379A (en) 1997-01-23 1999-11-02 Gadzoox Networks, Inc. Fiber channel learning bridge, learning half bridge, and protocol
US6014041A (en) * 1997-09-26 2000-01-11 Intel Corporation Differential current switch logic gate
US7430171B2 (en) 1998-11-19 2008-09-30 Broadcom Corporation Fibre channel arbitrated loop bufferless switch circuitry to increase bandwidth without significant increase in cost
US6794907B2 (en) * 2000-09-15 2004-09-21 Broadcom Corporation Low jitter high speed CMOS to CML clock converter
US7212534B2 (en) 2001-07-23 2007-05-01 Broadcom Corporation Flow based congestion control
US7295555B2 (en) 2002-03-08 2007-11-13 Broadcom Corporation System and method for identifying upper layer protocol message boundaries
US7346701B2 (en) 2002-08-30 2008-03-18 Broadcom Corporation System and method for TCP offload
US7934021B2 (en) 2002-08-29 2011-04-26 Broadcom Corporation System and method for network interfacing
US7313623B2 (en) 2002-08-30 2007-12-25 Broadcom Corporation System and method for TCP/IP offload independent of bandwidth delay product
EP1554842A4 (de) 2002-08-30 2010-01-27 Corporation Broadcom System und verfahren zum behandeln von ausserhalb der reihenfolge auftretenden rahmen
US8180928B2 (en) 2002-08-30 2012-05-15 Broadcom Corporation Method and system for supporting read operations with CRC for iSCSI and iSCSI chimney
US20040145389A1 (en) * 2003-01-28 2004-07-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High speed current mode NOR logic circuit
JP5025171B2 (ja) * 2005-09-29 2012-09-12 エスケーハイニックス株式会社 差動増幅装置
WO2012176250A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 パナソニック株式会社 差動スイッチ駆動回路及び電流ステアリング型デジタル・アナログ変換器
JP2017005581A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 ザインエレクトロニクス株式会社 信号伝達回路及び発振回路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4041333A (en) * 1975-12-15 1977-08-09 Intel Corporation High speed input buffer circuit
DE3729925A1 (de) * 1987-09-07 1989-03-23 Siemens Ag Pegelumsetzschaltung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570084A (en) * 1983-11-21 1986-02-11 International Business Machines Corporation Clocked differential cascode voltage switch logic systems
FR2594610A1 (fr) * 1986-02-18 1987-08-21 Labo Electronique Physique Dispositif semiconducteur du type reseau de portes prediffuse pour circuits a la demande
US4924116A (en) * 1988-01-19 1990-05-08 Honeywell Inc. Feedback source coupled FET logic
JPH0727717B2 (ja) * 1988-07-13 1995-03-29 株式会社東芝 センス回路
US5149992A (en) * 1991-04-30 1992-09-22 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University MOS folded source-coupled logic

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4041333A (en) * 1975-12-15 1977-08-09 Intel Corporation High speed input buffer circuit
DE3729925A1 (de) * 1987-09-07 1989-03-23 Siemens Ag Pegelumsetzschaltung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ronald J. Tocci: Digital Systems, Prentice-Hall, London u.a. 1988, S. 438-441 *

Also Published As

Publication number Publication date
US5550491A (en) 1996-08-27
JP2600619B2 (ja) 1997-04-16
KR100286632B1 (ko) 2001-04-16
JPH0897708A (ja) 1996-04-12
DE19536217C2 (de) 1997-07-24
KR960010420A (ko) 1996-04-20

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