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明瞭な基準値を持たない「非しきい値形論理回路」(NTL)の開発

NTLのゲート回路構成と動作原理

図1 NTLのゲート回路構成と動作原理

NTLとLCML(Low level CML)のゲート遅延時間の比較

図2 NTLとLCML(Low level CML)のゲート遅延時間の比較

NTLのゲートアレイによる高速・低エネルギーバイポーラLSI試作チップ

図3 NTLのゲートアレイによる高速・低エネルギーバイポーラLSI試作チップ

 電子計算機の利用が盛んになるにつれて、情報処理技術の向上が強く要求されていました。中でも論路装置の高速度化、低電力化、高信頼化、低価格化には大規模集積回路(LSI)の技術が欠かせません。これまで高速の論理回路としては、電流をオン/オフさせる「電流モード論理回路」(CML)と呼ばれる集積回路(IC)が用いられていましたが、消費電力が大きいためにLSI化が難しいとされていました。

 そこでこの研究によって、新しい「非しきい値形論理回路」(NTL)が登場することになりました。これまでの論理回路は一段ごとに、“0”か “1”を判断するための基準値(しきい値)持っていましたが、非しきい値形論理回路はゲート一段ごとに明瞭な基準値を持たず、基準値の特性を少しずつ分担し、ブロック全体として“0”と “1”を判別する超高速論理回路です。

 この回路は、トランジスタの動作する限界近くまで電源電圧を下げることができ、消費電力が小さいのでLSIに適しています。またトランジスタが活性領域で動作するため、立ち上がり立ち下がり時間が短く、遅延時間もきわめて短いという特徴を持っています。



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キーワード

非しきい値形論理回路、高速論理回路、回路とシステム、集積回路
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