JP2728028B2 - Simultaneous bidirectional input / output circuit - Google Patents

Simultaneous bidirectional input / output circuit

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JP2728028B2
JP2728028B2 JP7117579A JP11757995A JP2728028B2 JP 2728028 B2 JP2728028 B2 JP 2728028B2 JP 7117579 A JP7117579 A JP 7117579A JP 11757995 A JP11757995 A JP 11757995A JP 2728028 B2 JP2728028 B2 JP 2728028B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は同時双方向入出力回路に
関し、特にMOSトランジスタを用いた同時双方向入出
力回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simultaneous bidirectional input / output circuit, and more particularly to a simultaneous bidirectional input / output circuit using MOS transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来の同時双方向入出力回路の一
回路図である。従来の同時双方向入出力回路は、電源電
圧Eと接地電圧Gとの間に設けられたP型MOSトラン
ジスタ51とN型MOSトランジスタ52からなる第1
のCMOSインバータと、電源電圧Eと電源電圧Eの1
/2の電圧との中間レベルの電圧(第1参照電圧)を基
準電圧VRFHとし、この基準電圧VRFHと出力電圧
レベルとを比較する比較回路53と、電源電圧Eの1/
2の電圧と接地電圧Gの中間レベルの電圧(第2参照電
圧)を基準電圧VRFLとし、この基準電圧VRFLと
出力電圧レベルとを比較する比較回路54と、これら比
較回路53,54の比較結果と入力電圧レベルとに基づ
き相手方からの出力電圧レベルを判定する判定回路55
とからなる第1の双方向入出力回路50と、電源電圧E
と接地電圧Gとの間に設けられたP型MOSトランジス
タ61とN型MOSトランジスタ62からなる第2のC
MOSインバータと、基準電圧VRFHと出力電圧レベ
ルとを比較する比較回路63と、基準電圧VRFLと出
力電圧レベルとを比較する比較回路64と、これら比較
回路63,64の比較結果と入力電圧レベルとに基づき
相手方からの出力電圧レベルを判定する判定回路65と
からなる第1の双方向入出力回路60と、第1および第
2双方向入出力回路50,60の共通入出力信号線70
(以下、信号線70という。)とからなる。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional simultaneous bidirectional input / output circuit. The conventional simultaneous bidirectional input / output circuit has a first structure including a P-type MOS transistor 51 and an N-type MOS transistor 52 provided between a power supply voltage E and a ground voltage G.
CMOS inverter and power supply voltage E and 1 of power supply voltage E
A voltage at an intermediate level (first reference voltage) with respect to the reference voltage VRFH is used as a reference voltage VRFH.
The reference voltage VRFL is a voltage at an intermediate level (second reference voltage) between the voltage 2 and the ground voltage G, and a comparison circuit 54 that compares the reference voltage VRFL with the output voltage level, and a comparison result of the comparison circuits 53 and 54 Circuit 55 for determining the output voltage level from the other party based on the input voltage level
A first bidirectional input / output circuit 50 composed of
A second C transistor comprising a P-type MOS transistor 61 and an N-type MOS transistor 62 provided between
A MOS inverter, a comparison circuit 63 for comparing the reference voltage VRFLH with the output voltage level, a comparison circuit 64 for comparing the reference voltage VRFL with the output voltage level, and a comparison result of these comparison circuits 63 and 64 with the input voltage level. And a common input / output signal line 70 of the first and second bidirectional input / output circuits 50 and 60.
(Hereinafter, referred to as a signal line 70).

【0003】また、第1双方向入出力回路50の入力側
には入力端子57、双方向入出力端子58と、出力端子
59を備え、第2双方向入出力回路60の入力側には入
力端子67、双方向入出力端子68と、出力端子69を
備える。
The input side of the first bidirectional input / output circuit 50 has an input terminal 57, a bidirectional input / output terminal 58, and an output terminal 59, and the input side of the second bidirectional input / output circuit 60 has an input terminal. A terminal 67, a bidirectional input / output terminal 68, and an output terminal 69 are provided.

【0004】この同時双方向入出力回路において、ま
ず、第1双方向入出力回路50の入力端子57および第
2双方向入出力回路60の入力端子67がともに高レベ
ルの場合は、N型MOSトランジスタ52,62がオン
となり、P型MOSトランジスタ51,61がオフとな
るため、信号線70は低レベルとなる。
In this simultaneous bidirectional input / output circuit, when the input terminal 57 of the first bidirectional input / output circuit 50 and the input terminal 67 of the second bidirectional input / output circuit 60 are both at a high level, an N-type MOS Since the transistors 52 and 62 are turned on and the P-type MOS transistors 51 and 61 are turned off, the signal line 70 goes low.

【0005】また、第1双方向入出力回路50の入力端
子57および第2双方向入出力回路60の入力端子67
がともに低レベルの場合は、P型MOSトランジスタ5
1,61がオンとなり、N型MOSトランジスタ52,
62がオフとなるため、信号線70は高レベルとなる。
The input terminal 57 of the first bidirectional input / output circuit 50 and the input terminal 67 of the second bidirectional input / output circuit 60
Are low level, the P-type MOS transistor 5
1, 61 are turned on, and the N-type MOS transistors 52,
Since 62 is turned off, the signal line 70 goes high.

【0006】また、第1双方向入出力回路50の入力端
子57が高レベルで、第2双方向入出力回路60の入力
端子67が低レベルの場合は、N型MOSトランジスタ
52,P型MOSトランジスタ61がオンとなり、P型
MOSトランジスタ51,N型MOSトランジスタ62
がオフとなるため、入出力端子58は低レベル、入出力
端子68は高レベルとなり、入出力端子58,68間で
バスファイト状態となる。したがって、この両入出力端
子58,68が接続される信号線70は高レベルと低レ
ベルの中間である中間レベルとなる。この時、P型CM
OSトランジスタ61からN型MOSトランジスタ52
に貫通電流が流れる。
When the input terminal 57 of the first bidirectional input / output circuit 50 is at a high level and the input terminal 67 of the second bidirectional input / output circuit 60 is at a low level, the N-type MOS transistor 52 and the P-type MOS The transistor 61 is turned on, and the P-type MOS transistor 51 and the N-type MOS transistor 62
Is turned off, the input / output terminal 58 is at a low level, the input / output terminal 68 is at a high level, and a bus fight state is established between the input / output terminals 58 and 68. Therefore, the signal line 70 to which the input / output terminals 58 and 68 are connected is at an intermediate level which is intermediate between the high level and the low level. At this time, P-type CM
OS transistor 61 to N-type MOS transistor 52
, A through current flows.

【0007】一方、第1双方向入出力回路50の入力端
子57が低レベルで、第2双方向入出力回路60の入力
端子67が高レベルの場合は、P型MOSトランジスタ
51,N型MOSトランジスタ62がオンとなり、N型
MOSトランジスタ52,P型MOSトランジスタ61
がオフとなるため、入出力端子58は高レベル、入出力
端子68は低レベルとなり、入出力端子58,68間で
バスファイト状態となる。したがって、この両入出力端
子58,68が接続される信号線70は高レベルと低レ
ベルの中間である中間レベルとなる。この時、P型MO
Sトランジスタ51からN型MOSトランジスタ62に
貫通電流が流れる。
On the other hand, when the input terminal 57 of the first bidirectional input / output circuit 50 is at a low level and the input terminal 67 of the second bidirectional input / output circuit 60 is at a high level, the P-type MOS transistor 51 and the N-type MOS transistor The transistor 62 is turned on, and the N-type MOS transistor 52 and the P-type MOS transistor 61
Is turned off, the input / output terminal 58 is at a high level, the input / output terminal 68 is at a low level, and a bus fight state is established between the input / output terminals 58 and 68. Therefore, the signal line 70 to which the input / output terminals 58 and 68 are connected is at an intermediate level which is intermediate between the high level and the low level. At this time, the P-type MO
A through current flows from the S transistor 51 to the N-type MOS transistor 62.

【0008】すなわち、第1および第2双方向入出力回
路50,60の出力レベルが相互に異なる場合には貫通
電流が流れることになり、1/2の確率で貫通電流が流
れる。
That is, when the output levels of the first and second bidirectional input / output circuits 50 and 60 are different from each other, a through current flows, and a through current flows with a probability of 1/2.

【0009】また、第1双方向入出力回路50側で第2
双方向入出力回路60の出力レベルの判断を行うには、
両者を接続する信号線70の電位が高レベル、低レベル
または中間レベルのいずれであるかを判定することで可
能となる。
The first bidirectional input / output circuit 50 has a second
To determine the output level of the bidirectional input / output circuit 60,
This can be achieved by determining whether the potential of the signal line 70 connecting the two is at a high level, a low level, or an intermediate level.

【0010】図3は入力端子のレベルと信号線のレベル
の対照図である。この図にてHは高レベル、Lは低レベ
ル、Mは中間レベルを示す。この表から入力端子57の
レベルがHの場合、信号線70のレベルがLの時は入力
端子67のレベルがH、信号線70のレベルがMの時は
入力端子67のレベルがLとなり、入力端子57のレベ
ルがLの場合、信号線70のレベルがMの時は入力端子
67のレベルがH、信号線70のレベルがHの時は入力
端子67のレベルがLとなることが分かる。すなわち、
自己の入力レベルと信号線70のレベルとから相手方が
出力した信号のレベルが分かる。
FIG. 3 is a contrast diagram of the level of the input terminal and the level of the signal line. In this figure, H indicates a high level, L indicates a low level, and M indicates an intermediate level. From this table, when the level of the input terminal 57 is H, when the level of the signal line 70 is L, the level of the input terminal 67 is H, and when the level of the signal line 70 is M, the level of the input terminal 67 is L. When the level of the input terminal 57 is L, when the level of the signal line 70 is M, the level of the input terminal 67 is H. When the level of the signal line 70 is H, the level of the input terminal 67 is L. . That is,
The level of the signal output by the other party can be determined from the own input level and the level of the signal line 70.

【0011】いま、入力端子57のレベルがH、信号線
70のレベルがLの場合は、比較回路53からL、比較
回路54からLが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルH、比較回路53,54のレベ
ルLに基づいて出力端子59にレベルHを出力する。
When the level of the input terminal 57 is H and the level of the signal line 70 is L, the comparison circuit 53 outputs L and the comparison circuit 54 outputs L. In this case, the judgment circuit 55
Outputs a level H to the output terminal 59 based on the level H of the input terminal 57 and the level L of the comparison circuits 53 and 54.

【0012】次に、入力端子57のレベルがH、信号線
70のレベルがMの場合は、比較回路53からL、比較
回路54からHが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルH、比較回路53のレベルL,
比較回路54のレベルHに基づいて出力端子59にレベ
ルLを出力する。
Next, when the level of the input terminal 57 is H and the level of the signal line 70 is M, the comparison circuit 53 outputs L and the comparison circuit 54 outputs H. In this case, the judgment circuit 55
Are the level H of the input terminal 57, the level L of the comparison circuit 53,
The level L is output to the output terminal 59 based on the level H of the comparison circuit 54.

【0013】次に、入力端子57のレベルがL、信号線
70のレベルがMの場合は、比較回路53からL、比較
回路54からHが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルL、比較回路53のレベルL,
比較回路54のレベルHに基づいて出力端子59にレベ
ルHを出力する。
Next, when the level of the input terminal 57 is L and the level of the signal line 70 is M, the comparison circuit 53 outputs L and the comparison circuit 54 outputs H. In this case, the judgment circuit 55
Are the level L of the input terminal 57, the level L of the comparison circuit 53,
The level H is output to the output terminal 59 based on the level H of the comparison circuit 54.

【0014】次に、入力端子57のレベルがL、信号線
70のレベルがHの場合は、比較回路53からH、比較
回路54からHが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルL、比較回路53,54のレベ
ルHに基づいて出力端子59にレベルLを出力する。
Next, when the level of the input terminal 57 is L and the level of the signal line 70 is H, the comparator 53 outputs H and the comparator 54 outputs H. In this case, the judgment circuit 55
Outputs the level L to the output terminal 59 based on the level L of the input terminal 57 and the level H of the comparison circuits 53 and 54.

【0015】なお、第2双方向入出力回路60側で第1
双方向入出力回路50の出力レベルの判断を行うのも第
1双方向入出力回路50側で第2双方向入出力回路60
の出力レベルの判断を行うのと同様にできるため、この
説明は省略する。
The first bidirectional input / output circuit 60 has the first
The output level of the bidirectional input / output circuit 50 is also determined by the first bidirectional input / output circuit 50 side.
Since the output level can be determined in the same manner as described above, the description is omitted.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の同時双
方向入出力回路では1/2の確率で貫通電流が流れるた
め消費電流が大きくなるという欠点があった。
However, in the conventional simultaneous bidirectional input / output circuit, there is a drawback that current consumption increases because a through current flows with a probability of 1/2.

【0017】そこで本発明の目的は、貫通電流が流れる
確率を低下させることが可能な同時双方向入出力回路を
提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a simultaneous bidirectional input / output circuit capable of reducing the probability that a through current flows.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、第1の電源電圧と基準電圧との間に設けら
れた第1のCMOSインバータと、前記第1の電源電圧
の2倍の電源電圧と前記第1の電源電圧との間に設けら
れ、前記第1のCMOSインバータの出力と共通接続さ
れた出力を有する第2のCMOSインバータと、前記第
1のCMOSインバータにおいて、その出力と前記第1
の電源電圧を供給する電源に近い方のMOSトランジス
タとの間に設けられた第1の一方向性素子と、前記第2
のCMOSインバータにおいて、その出力と前記第1の
電源電圧を供給する電源に近い方のMOSトランジスタ
との間に設けられた第2の一方向性素子と、を含むこと
を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a first CMOS inverter provided between a first power supply voltage and a reference voltage, and a first CMOS inverter provided between the first power supply voltage and the first power supply voltage. A second CMOS inverter provided between a double power supply voltage and the first power supply voltage and having an output commonly connected to an output of the first CMOS inverter ;
In one CMOS inverter, its output and the first
MOS transistor closer to the power supply that supplies the power supply voltage
A first unidirectional element provided between the first unidirectional element and the second
In the CMOS inverter, the output thereof and the first
MOS transistor closer to the power supply that supplies the power supply voltage
And a second unidirectional element provided between the two .

【0019】[0019]

【作用】第1のCMOSインバータの第1の電源電圧側
のMOSトランジスタと第2のCMOSインバータの第
1の電源電圧側のMOSトランジスタとがオンとなると
き、すなわち第1のCMOSインバータに低レベル信号
が入力され、第2のCMOSインバータに高レベルが入
力される場合は、両MOSトランジスタに同一電源電圧
(第1の電源電圧)が印加されるため、第1のCMOS
インバータの出力端子と第2のCMOSインバータの出
力端子のレベルは等しくり、よって両トランジスタ間に
貫通電流は流れない。
When the MOS transistor on the first power supply voltage side of the first CMOS inverter and the MOS transistor on the first power supply voltage side of the second CMOS inverter are turned on, that is, the low level is applied to the first CMOS inverter. When a signal is input and a high level is input to the second CMOS inverter, the same power supply voltage (first power supply voltage) is applied to both MOS transistors.
The level of the output terminal of the inverter and the level of the output terminal of the second CMOS inverter are equal, so that no through current flows between the two transistors.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図1は本発明に係る同時双方向入
出力回路の一実施例の回路図である。なお、同図におい
て従来例の同時双方向入出力回路と同様な構成部分につ
いては同一番号を付し、その説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a simultaneous bidirectional input / output circuit according to the present invention. In the drawing, the same components as those of the conventional simultaneous bidirectional input / output circuit are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0021】同時双方向入出力回路は第1の入出力回路
1と、第2の入出力回路2と、両入出力回路1,2の出
力が共通接続される信号線70とからなる。
The simultaneous bidirectional input / output circuit comprises a first input / output circuit 1, a second input / output circuit 2, and a signal line 70 to which the outputs of both input / output circuits 1 and 2 are commonly connected.

【0022】また、第1の入出力回路1は第1のCMO
Sインバータ5と、信号判定部6とからなり、第2の入
出力回路2は第2のCMOSインバータ7と、信号判定
部8とからなる。
The first input / output circuit 1 is provided with a first CMO
The second input / output circuit 2 includes a second CMOS inverter 7 and a signal determination unit 8.

【0023】さらに、第1のCMOSインバータ5は、
ソースに第1の電源電圧E1が印加されるP型MOSト
ランジスタ51と、このP型MOSトランジスタ51の
ドレインとそのソースが接続され、かつそのドレインと
ゲートが共通接続されたP型MOSトランジスタ11
と、このP型MOSトランジスタ11のドレインとその
ドレインとが接続され、そのソースが接地され、そのゲ
ートがP型MOSトランジスタ51のゲートと接続され
るN型MOSトランジスタ52とからなり、P型MOS
トランジスタ51およびN型MOSトランジスタ52の
ゲートは入力端子57と接続され、P型MOSトランジ
スタ11のドレインは入出力端子58と接続される。
Further, the first CMOS inverter 5
A P-type MOS transistor 51 having a source to which the first power supply voltage E1 is applied, and a P-type MOS transistor 11 having a drain connected to the source of the P-type MOS transistor 51 and having a drain and a gate commonly connected.
And an N-type MOS transistor 52 whose drain is connected to the drain of the P-type MOS transistor 11, whose source is grounded, and whose gate is connected to the gate of the P-type MOS transistor 51.
The gates of the transistor 51 and the N-type MOS transistor 52 are connected to an input terminal 57, and the drain of the P-type MOS transistor 11 is connected to an input / output terminal 58.

【0024】また、信号判定部6は、一方の入力側が入
出力端子58と接続され、他方の端子に第1の電源電圧
E1とこの第1の電源電圧E1の2倍の電圧E2との中
間電圧VRFH2(第1参照電圧)が印加される比較回
路53と、一方の入力側が入出力端子58と接続され、
他方の端子に第1の電源電圧E1と接地電圧との中間電
圧VRFL2(第2参照電圧)が印加される比較回路5
4と、比較回路53,54および入力端子57のレベル
から第2の入出力回路2から出力された信号のレベルを
判定する判定回路55とからなり、判定回路55での判
定結果は出力端子59に出力される。
The signal judging section 6 has one input side connected to the input / output terminal 58 and the other terminal connected to the intermediate point between the first power supply voltage E1 and the voltage E2 which is twice the first power supply voltage E1. A comparison circuit 53 to which a voltage VRFH2 (first reference voltage) is applied; one input side is connected to an input / output terminal 58;
Comparison circuit 5 in which intermediate voltage VRFL2 (second reference voltage) between first power supply voltage E1 and ground voltage is applied to the other terminal.
4 and a judgment circuit 55 for judging the level of the signal output from the second input / output circuit 2 based on the levels of the comparison circuits 53 and 54 and the input terminal 57. Is output to

【0025】一方、第2のCMOSインバータ7は、ソ
ースに第1の電源電圧E1の2倍の電源電圧E2が印加
されるP型MOSトランジスタ61と、このP型MOS
トランジスタ61のドレインとそのドレイン、ゲートが
接続されるN型MOSトランジスタ15と、このN型M
OSトランジスタ15のソースとそのドレインが接続さ
れ、そのソースに第1の電源電圧E1が印加され、その
ゲートがP型MOSトランジスタ61のゲートと接続さ
れるN型MOSトランジスタ62とからなり、P型MO
Sトランジスタ61およびN型MOSトランジスタ62
のゲートは入力端子67と接続され、N型MOSトラン
ジスタ15のドレインは入出力端子68と接続される。
On the other hand, the second CMOS inverter 7 includes a P-type MOS transistor 61 having a source to which a power supply voltage E2 twice the first power supply voltage E1 is applied, and a P-type MOS transistor 61.
An N-type MOS transistor 15 having a drain connected to the drain and the gate of the transistor 61;
The source and the drain of the OS transistor 15 are connected, a first power supply voltage E1 is applied to the source, and an N-type MOS transistor 62 whose gate is connected to the gate of the P-type MOS transistor 61 is provided. MO
S transistor 61 and N-type MOS transistor 62
Is connected to the input terminal 67, and the drain of the N-type MOS transistor 15 is connected to the input / output terminal 68.

【0026】また、信号判定部8は、一方の入力側が入
出力端子68と接続され、他方の端子に第1の電源電圧
E1とこの第1の電源電圧E1の2倍の電圧E2との中
間電圧VRFH2(第1参照電圧)が印加される比較回
路63と、一方の入力側が入出力端子68と接続され、
他方の端子に第1の電源電圧E1と接地電圧との中間電
圧VRFL2(第2参照電圧)が印加される比較回路6
4と、比較回路63,64および入力端子67のレベル
から第1の入出力回路1から出力された信号のレベルを
判定する判定回路65とからなり、判定回路65での判
定結果は出力端子69に出力される。
The signal judging section 8 has one input side connected to the input / output terminal 68 and the other terminal connected to the intermediate between the first power supply voltage E1 and a voltage E2 twice as large as the first power supply voltage E1. A comparison circuit 63 to which a voltage VRFH2 (first reference voltage) is applied, and one input side connected to an input / output terminal 68;
Comparison circuit 6 in which intermediate voltage VRFL2 (second reference voltage) between first power supply voltage E1 and ground voltage is applied to the other terminal.
4 and a judgment circuit 65 for judging the level of the signal output from the first input / output circuit 1 based on the levels of the comparison circuits 63 and 64 and the input terminal 67. The judgment result of the judgment circuit 65 is an output terminal 69 Is output to

【0027】さらに、N型MOSトランジスタ52とP
型MOSトランジスタ61の夫々オン状態でのインピー
ダンス(すなわち、オン抵抗)は、 (電圧E2−電圧E1):(電圧E1−接地電圧G)=
N型MOSトランジスタ52のオン抵抗:P型MOSト
ランジスタ61のオン抵抗 の関係を満足するものとする。
Further, the N-type MOS transistor 52 and P
The impedance (that is, the ON resistance) of each of the MOS transistors 61 in the ON state is (voltage E2−voltage E1) :( voltage E1−ground voltage G) =
It is assumed that the relationship between the ON resistance of the N-type MOS transistor 52 and the ON resistance of the P-type MOS transistor 61 is satisfied.

【0028】次に、この同時双方向入出力回路の動作に
ついて説明する。まず、第1の入出力回路1の入力端子
57および第2の入出力回路2の入力端子67がともに
高レベルの場合は、N型MOSトランジスタ52,62
がオンとなり、P型MOSトランジスタ51,61がオ
フとなる。また、N型MOSトランジスタ52がオンで
あることからP型MOSトランジスタ11のゲート、N
型MOSトランジスタ15のゲートはともに低レベルと
なり、P型MOSトランジスタ11はオン、N型MOS
トランジスタ15はオフとなる。これらの結果、入出力
端子58,68ともに低レベルとなりバスファイトは生
じない。また、信号線70は低レベルとなる。
Next, the operation of this simultaneous bidirectional input / output circuit will be described. First, when the input terminal 57 of the first input / output circuit 1 and the input terminal 67 of the second input / output circuit 2 are both at a high level, the N-type MOS transistors 52, 62
Is turned on, and the P-type MOS transistors 51 and 61 are turned off. Further, since the N-type MOS transistor 52 is on, the gate of the P-type MOS transistor 11, N
The gates of the p-type MOS transistors 15 are both low, the p-type MOS transistor 11 is on,
The transistor 15 turns off. As a result, the input / output terminals 58 and 68 are both at a low level, and no bus fight occurs. Further, the signal line 70 is at a low level.

【0029】また、第1の入出力回路1の入力端子57
および第2の入出力回路2の入力端子67がともに低レ
ベルの場合は、N型MOSトランジスタ51,61がオ
ンとなり、P型MOSトランジスタ52,62がオフと
なる。また、N型MOSトランジスタ61がオンとなる
ことからN型MOSトランジスタ15のゲートおよびP
型MOSトランジスタ11のゲートは高レベルとなり、
N型MOSトランジスタ15はオン、P型MOSトラン
ジスタ11はオフとなる。これらの結果、入出力端子5
8,68ともに高レベルとなりバスファイトは生じな
い。また、信号線70は高レベルとなる。
The input terminal 57 of the first input / output circuit 1
When the input terminal 67 of the second input / output circuit 2 is at a low level, the N-type MOS transistors 51 and 61 are turned on, and the P-type MOS transistors 52 and 62 are turned off. Further, since the N-type MOS transistor 61 is turned on, the gate of the N-type MOS transistor 15 and the
The gate of the type MOS transistor 11 becomes high level,
The N-type MOS transistor 15 is turned on, and the P-type MOS transistor 11 is turned off. As a result, the input / output terminals 5
Both 8 and 68 are at a high level and no bus fight occurs. Also, the signal line 70 is at a high level.

【0030】また、第1の入出力回路1の入力端子57
が高レベルで第2の入出力回路2の入力端子67が低レ
ベルの場合は、N型MOSトランジスタ52およびP型
MOSトランジスタ61がオンとなり、P型MOSトラ
ンジスタ51およびN型MOSトランジスタ62がオフ
となる。また、P型MOSトランジスタ61がオンとな
ることからN型MOSトランジスタ15のゲートおよび
P型MOSトランジスタ11のゲートは高レベルとな
り、N型MOSトランジスタ15はオン、P型MOSト
ランジスタ11はオフとなる。これらの結果、入出力端
子58は低レベル,入出力端子68は高レベルとなりバ
スファイトが生じ、P型MOSトランジスタ61からN
型MOSトランジスタ52に貫通電流が流れる。また、
オン状態でのP型MOSトランジスタ61とN型MOS
トランジスタ52のインピーダンスを合わせているた
め、信号線70はのレベルは中間レベル、すなわち電圧
E1となる。
The input terminal 57 of the first input / output circuit 1
Is high and the input terminal 67 of the second input / output circuit 2 is low, the N-type MOS transistor 52 and the P-type MOS transistor 61 are turned on, and the P-type MOS transistor 51 and the N-type MOS transistor 62 are turned off. Becomes Further, since the P-type MOS transistor 61 is turned on, the gates of the N-type MOS transistor 15 and the P-type MOS transistor 11 become high level, the N-type MOS transistor 15 is turned on and the P-type MOS transistor 11 is turned off. . As a result, the input / output terminal 58 is at a low level and the input / output terminal 68 is at a high level, causing a bus fight.
A through current flows through the type MOS transistor 52. Also,
P-type MOS transistor 61 and N-type MOS in ON state
Since the impedance of the transistor 52 is matched, the level of the signal line 70 becomes an intermediate level, that is, the voltage E1.

【0031】さて、第1の入出力回路1の入力端子57
が低レベルで第2の入出力回路2の入力端子67が高レ
ベルの場合は、P型CMOSトランジスタ51およびN
型MOSトランジスタ62がオンとなり、N型MOSト
ランジスタ52およびP型MOSトランジスタ61がオ
フとなる。この時、オンしているP型MOSトランジス
タ51およびN型MOSトランジスタ62のソースには
ともに電圧E1が印加されているため入出力端子58,
68はともに電圧E1となり、よって信号線70も電圧
E1、すなわち中間レベルとなる。また、P型CMOS
トランジスタ51とN型CMOSトランジスタ62間に
貫通電流が流れることもない。
Now, the input terminal 57 of the first input / output circuit 1
Is low and the input terminal 67 of the second input / output circuit 2 is high, the P-type CMOS transistor 51 and N
The type MOS transistor 62 is turned on, and the N-type MOS transistor 52 and the P-type MOS transistor 61 are turned off. At this time, since the voltage E1 is applied to the sources of the P-type MOS transistor 51 and the N-type MOS transistor 62 which are turned on, the input / output terminals 58,
68 are both at the voltage E1, and the signal line 70 is also at the voltage E1, that is, at the intermediate level. Also, P-type CMOS
No through current flows between the transistor 51 and the N-type CMOS transistor 62.

【0032】次に、判定部6,8の動作について説明す
る。なお、判定部6,8はともに同様の動作をするため
判定部6について説明し、判定部8の説明は省略する。
また、この判定部6,8の動作は従来例と同様である。
Next, the operation of the determination units 6 and 8 will be described. Since the determination units 6 and 8 operate in the same manner, the determination unit 6 will be described, and the description of the determination unit 8 will be omitted.
The operations of the determination units 6 and 8 are the same as in the conventional example.

【0033】第1双方向入出力回路1側で第2双方向入
出力回路2の出力レベルの判断を行うには、両者を接続
する信号線70の電位が高レベル、低レベルまたは中間
レベルのいずれであるかを判定することで可能となる。
なお、以下の説明において図3を参照する。
In order for the first bidirectional input / output circuit 1 to determine the output level of the second bidirectional input / output circuit 2, the potential of the signal line 70 connecting the two bidirectional input / output circuits 2 is set to a high level, a low level or an intermediate level. It becomes possible by determining which one.
Note that FIG. 3 is referred to in the following description.

【0034】図3にてHは高レベル、Lは低レベル、M
は中間レベルを示す。この表から入力端子57のレベル
がHの場合、信号線70のレベルがLの時は入力端子6
7のレベルがH、信号線70のレベルがMの時は入力端
子67のレベルがLとなり、入力端子57のレベルがL
の場合、信号線70のレベルがMの時は入力端子67の
レベルがH、信号線70のレベルがHの時は入力端子6
7のレベルがLとなることが分かる。すなわち、自己の
入力レベルと信号線70のレベルとから相手方が出力し
た信号のレベルが分かる。
In FIG. 3, H is a high level, L is a low level, M
Indicates an intermediate level. From this table, when the level of the input terminal 57 is H, and when the level of the signal line 70 is L,
7 is H and the level of the signal line 70 is M, the level of the input terminal 67 is L, and the level of the input terminal 57 is L.
, When the level of the signal line 70 is M, the level of the input terminal 67 is H, and when the level of the signal line 70 is H,
It can be seen that the level of 7 becomes L. That is, the level of the signal output by the other party can be determined from the own input level and the level of the signal line 70.

【0035】いま、入力端子57のレベルがH、信号線
70のレベルがLの場合は、比較回路53からL、比較
回路54からLが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルH、比較回路53,54のレベ
ルLに基づいて出力端子59にレベルHを出力する。
When the level of the input terminal 57 is H and the level of the signal line 70 is L, the comparison circuit 53 outputs L and the comparison circuit 54 outputs L. In this case, the judgment circuit 55
Outputs a level H to the output terminal 59 based on the level H of the input terminal 57 and the level L of the comparison circuits 53 and 54.

【0036】次に、入力端子57のレベルがH、信号線
70のレベルがMの場合は、比較回路53からL、比較
回路54からHが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルH、比較回路53のレベルL,
比較回路54のレベルHに基づいて出力端子59にレベ
ルLを出力する。
Next, when the level of the input terminal 57 is H and the level of the signal line 70 is M, the comparison circuit 53 outputs L and the comparison circuit 54 outputs H. In this case, the judgment circuit 55
Are the level H of the input terminal 57, the level L of the comparison circuit 53,
The level L is output to the output terminal 59 based on the level H of the comparison circuit 54.

【0037】次に、入力端子57のレベルがL、信号線
70のレベルがMの場合は、比較回路53からL、比較
回路54からHが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルL、比較回路53のレベルL,
比較回路54のレベルHに基づいて出力端子59にレベ
ルHを出力する。
Next, when the level of the input terminal 57 is L and the level of the signal line 70 is M, the comparison circuit 53 outputs L and the comparison circuit 54 outputs H. In this case, the judgment circuit 55
Are the level L of the input terminal 57, the level L of the comparison circuit 53,
The level H is output to the output terminal 59 based on the level H of the comparison circuit 54.

【0038】次に、入力端子57のレベルがL、信号線
70のレベルがHの場合は、比較回路53からH、比較
回路54からHが出力される。この場合、判定回路55
は入力端子57のレベルL、比較回路53,54のレベ
ルHに基づいて出力端子59にレベルLを出力する。
Next, when the level of the input terminal 57 is L and the level of the signal line 70 is H, the comparator 53 outputs H and the comparator 54 outputs H. In this case, the judgment circuit 55
Outputs the level L to the output terminal 59 based on the level L of the input terminal 57 and the level H of the comparison circuits 53 and 54.

【0039】なお、本実施例ではMOSトランジスタで
回路構成したが、MOSトランジスタに代えてバイポー
ラトランジスタを用いることも可能である。すなわち、
P型MOSトランジスタの代わりにPNP型バイポーラ
トランジスタを用い、N型MOSトランジスタの代わり
にNPN型バイポーラトランジスタを用いることが可能
である。
In this embodiment, the circuit is constituted by MOS transistors, but a bipolar transistor may be used instead of the MOS transistor. That is,
It is possible to use a PNP-type bipolar transistor instead of the P-type MOS transistor and use an NPN-type bipolar transistor instead of the N-type MOS transistor.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、第1の電源電圧と基準
電圧との間に設けられた第1のCMOSインバータと、
第1の電源電圧の2倍の電源電圧と第1の電源電圧との
間に設けられ、第1のCMOSインバータの出力と共通
接続された出力を有する第2のCMOSインバータとで
同時双方向入出力回路を構成したので、第1のCMOS
インバータの第1の電源側のMOSトランジスタおよび
第2のCMOSインバータの第1の電源側のMOSトラ
ンジスタとがともにオンとなる場合は、両インバータと
も出力が中間レベルとなるため、バスファイトが発生せ
ず、両トランジスタ間に貫通電流が流れない。
According to the present invention, a first CMOS inverter provided between a first power supply voltage and a reference voltage;
Simultaneous bidirectional input is provided between a power supply voltage twice as high as the first power supply voltage and a second CMOS inverter having an output commonly connected to the output of the first CMOS inverter. Since the output circuit is configured, the first CMOS
When both the MOS transistor on the first power supply side of the inverter and the MOS transistor on the first power supply side of the second CMOS inverter are turned on, the output of both inverters is at an intermediate level, so that bus fight occurs. No through current flows between the two transistors.

【0041】したがって、貫通電流が流れる確率を従来
の半分、すなわち1/4にすることができるため消費電
流を低減させることができる。
Therefore, the probability that a through current flows can be reduced to half of the conventional case, that is, 1/4, so that the current consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る同時双方向入出力回路の一実施例
の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a simultaneous bidirectional input / output circuit according to the present invention.

【図2】従来の同時双方向入出力回路の一回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional simultaneous bidirectional input / output circuit.

【図3】入力端子のレベルと信号線のレベルの対照図で
ある。
FIG. 3 is a contrast diagram of the level of an input terminal and the level of a signal line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の入出力回路 2 第2の入出力回路 5 第1のCMOSインバータ 6,8 信号判定部 7 第2のCMOSインバータ7 11,61,51 P型MOSトランジスタ ,15,52,62 N型MOSトランジスタ 53,54 比較回路 63,64 比較回路 55,65 判定回路 70 信号線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st input / output circuit 2 2nd input / output circuit 5 1st CMOS inverter 6,8 signal determination part 7 2nd CMOS inverter 7 11,61,51 P type MOS transistor, 15,52,62 N type MOS transistors 53, 54 Comparison circuits 63, 64 Comparison circuits 55, 65 Judgment circuits 70 Signal lines

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の電源電圧と基準電圧との間に設け
られた第1のCMOSインバータと、 前記第1の電源電圧の2倍の電源電圧と前記第1の電源
電圧との間に設けられ、前記第1のCMOSインバータ
の出力と共通接続された出力を有する第2のCMOSイ
ンバータと 前記第1のCMOSインバータにおいて、その出力と前
記第1の電源電圧を供給する電源に近い方のMOSトラ
ンジスタとの間に設けられた第1の一方向性素子と、 前記第2のCMOSインバータにおいて、その出力と前
記第1の電源電圧を供給する電源に近い方のMOSトラ
ンジスタとの間に設けられた第2の一方向性素子と、 を含むことを特徴とする同時双方向入出力回路。
A first CMOS inverter provided between a first power supply voltage and a reference voltage; and a power supply voltage twice as large as the first power supply voltage and the first power supply voltage. provided, a second CMOS inverter having a common output coupled to the output of the first CMOS inverter, in the first CMOS inverter, before its output
The MOS transistor closer to the power supply that supplies the first power supply voltage
A first unidirectional element provided between the first CMOS transistor and the second CMOS inverter;
The MOS transistor closer to the power supply that supplies the first power supply voltage
A second unidirectional element provided between the transistor and the transistor .
【請求項2】 前記第1および第2の一方向性素子は、
ドレインとゲートとが共通接続されたダイオード接続構
成のMOSトランジスタであることを特徴とする請求項
1記載の同時双方向入出力回路。
2. The device according to claim 1, wherein said first and second unidirectional elements are:
Diode connection structure with drain and gate connected in common
A MOS transistor comprising:
2. The simultaneous bidirectional input / output circuit according to 1.
【請求項3】 前記第1および第2のCMOSインバー
タの出力の電圧レベルを夫々判定する判定手段を含むこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の同時双方向入出力
回路。
3. The first and second CMOS inverters.
A determination means for determining the voltage level of the output of the
3. The simultaneous bidirectional input / output according to claim 1, wherein
circuit.
【請求項4】 前記判定手段は、前記第1および第2の
CMOSインバータの出力信号線上の3値信号と前記第
1の電源電圧以上でその電源電圧の2倍以下の基準電圧
とを比較する第1の比較回路と、前記前記第1および第
2のCMOSインバータの出力信号線上の3値信号と前
記第1の電源電圧以下で接地電圧以上の基準電圧とを比
較する第2の比較回路と、前記第1および第2の比較回
路での比較結果と自己が入力した2値信号のレベルから
相手方が出力した信号のレベルを判定する判定回路とか
らなることを特徴とする請求項3記載の同時双方向入出
力回路。
4. The method according to claim 1 , wherein the determining means is configured to control the first and second states.
The ternary signal on the output signal line of the CMOS inverter and the
A reference voltage not less than 1 power supply voltage and not more than 2 times that power supply voltage
A first comparison circuit for comparing the first and second
Ternary signal on the output signal line of the two CMOS inverters and
Note that the ratio is lower than the first power supply voltage and higher than the ground voltage.
A second comparison circuit for comparing the first and second comparison circuits;
From the comparison result on the road and the level of the binary signal
A judgment circuit that judges the level of the signal output by the other party
4. The simultaneous two-way input / output according to claim 3, wherein
Power circuit.
【請求項5】 前記第1のCMOSインバータにおける
前記基準電圧側のCMOSトランジスタのオン抵抗と、
前記第2のCMOSインバータにおける前記 第1の電源
電圧の2倍の電源電圧側のMOSトランジスタのオン抵
抗との比は、(前記第1の電圧の2倍の電圧−前記第1
の電圧)と(前記第1の電圧−前記基準電圧)との比に
等しいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の同時双方向入出力回路。
5. In the first CMOS inverter,
ON resistance of the CMOS transistor on the reference voltage side;
The first power supply in the second CMOS inverter
The on-resistance of the MOS transistor on the power supply voltage side twice the voltage
The ratio to the resistance is (voltage twice as high as the first voltage−the first voltage).
Voltage) and (the first voltage−the reference voltage)
5. A method according to claim 1, wherein the two are equal.
Simultaneous bidirectional input / output circuit.
【請求項6】 前記MOSトランジスタに代えてバイポ
ーラトランジスタを用いることを特徴とする請求項1〜
5のいずれかに記載の同時双方向入出力回路。
6. A bipolar transistor in place of said MOS transistor.
3. A transistor according to claim 1, wherein
6. The simultaneous bidirectional input / output circuit according to any one of 5.
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