[发明专利]BICMOS电路中的MOS逻辑电路

说明书

本发明是关于一种在集成BICMOS(开关)电路中的MOS逻辑电路。

BICMOS技术能有效地用于生产大规模集成电路，例如电视信号处理器。在模拟电路双极部件及数字电路的芯片上就采用CMOS电路。

BICMOS是指在一块芯片上同时应用双极和CMOS技术。CMOS是指互补金属氧化物半导体。I2L是指集成注入逻辑电路。双极技术、CMOS和I2L在例如1978年4月出版的《电子》杂志第129页至130页以及1978年5月出版的第97页至98页的“Arbeitsblatt(Working Paper)Nr.110”中有描述。

一个双极I2L门电路包括一个NPN晶体管，它起一个开关的作用，并且它的注入极由一个作为电流源的PNP晶体管控制。I2L门电路仅仅占用很小的基片面积，但是每个门电路的输出端数目却是非常有限的，例如仅有四个。此外，I2L逻辑电路对在地和注入极线上的电压降落是非常敏感的。

与I2L门电路不同，CMOS门电路不易受干扰，但是对一个普通的CMOS门电路来说，此相应的一个I2L门电路需要更多的晶体管。    

本发明的目的是展示一种用于集成(开关)电路的电路，该电路将I2L电路技术的优点和CMOS电路技术的优点有机地结合在一起。

这是通过本发明的以下技术特征实现的：

MOS逻辑门电路的构成与I2L相类似；

逻辑门电路分别包括一个PMOS晶体管，它构成一个电流源，并且逻辑门电路分别至少包括一个NMOS晶体管，它的控制输入端与电流源相连，并且在控制输入端至少有一个逻辑输入信号，在分开的输出端有一个逻辑输出信号；

供给逻辑门电路的电流源的电流是可调的；

逻辑电路的输出端是分开的漏极输出端；

逻辑门电路各自的PMOS晶体管一起由另一个PMOS晶体管提供电流，并且对这个PMOS晶体管连线，使之成为一个电流反射器(电流镜)；

逻辑门电路的源极接线端是以镜像对称的方式排列的，并且分别被一个共同的N+扩散区连接，N+扩散区通过一个金属连接端与地线相连。

问题的解决基于这样一个事实，即MOS门电路的电路结构与I2L相似。这可以在用例如BICMOS技术制作的集成电路中实现。

通过在BICMOS电路中采用结构与I2L相似的MOS门电路(以后称之为CWL或CWL技术)有以下优点：

与普通的CMOS逻辑电路相比，CWL逻辑电路有可能节省大约50％的芯片面积；

CWL逻辑电路与T2L逻辑电路兼容；

CWL门电路对地和注入极线上的电压波动不敏感；

由于使逻辑电路的响应速度变慢，所以芯片上的相邻模拟电路之间的扩散干扰变小；

如果例如许多I2L门电路被同时触发，那么对带有若干个并联输出端的一个I2L门电路来说，就需要一个I2L触发(控制)逻辑电路。由于输出端的数目限制，例如四个，那么触发逻辑电路便具有一种分支(树枝形的)结构，经过几个串联的逻辑门电路时产生相应的暂时延迟，并且该触发逻辑电路在芯片上还要占用相应的空间。然而，CWL门电路能够带例如二十个输出端。这样一种触发逻辑电路相应地简化了，从而并联的输出端数目基本上仅仅受由此形成的负载能力和所需速度的限制；

CWL逻辑电路的电路设计可以很容易地采用符号布局。

以下将结合附图对本发明的实施例进行说明，这些附图是：

图1——一个CWL门电路结构；

图2——一个带有四个输出端的CWL反相器的布局；

图3——四个CWL反相器结合在一起的布局；

图4——根据表1的一个解码逻辑电路的布线图。

具有一个输入端(11)和几个输出端(121、122、129)的一个CWL门电路的结构示于图1之中。这里可以有例如多于二十个的这种相应的输出端。相应的输出N-MOS晶体管(131、132、139)连接在一起，一方面，它们各自的源极与地线(16)相连，另一方面，它们各自的栅极与输入端(11)相连。它们各自的漏极形成多个漏极输出端(121、122、129)。