DE4202266C2 - Ausgabepufferschaltung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgabepufferschaltung.
Fig. 10 ist ein Schaltbild, das den Aufbau einer herkömmlichen
Ausgabepufferschaltung zeigt. Diese Ausgabepufferschaltung
ist bei CMOS-(Komplementären Metall-Oxid-)Halbleiterschaltungen
unter Verwendung von p-Kanal-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren
(die im folgenden als p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren
bezeichnet werden) und n-Kanal-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren
(die im folgenden als n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren
bezeichnet werden) weit verbreitet.
Wie Fig. 10 zeigt, enthält eine Ausgabepufferschaltung 10 einen
ersten und einen zweiten CMOS-Inverter I1 und I2. Der erste
CMOS-Inverter I1 enthält einen p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor
P1 und einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N1. Der zweite
CMOS-Inverter I2 enthält einen p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor
P2 und einen N-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N2.
Der Transistor P1 ist zwischen einen Stromversorgungsanschluß
Vcc zum Anlegen eines positiven Stromversorgungspotentials (z. B.
5 V) und einen Ausgangsknoten O1 geschaltet. Der Transistor N1
ist zwischen einen Masseanschluß Gnd zum Anlegen eines Masse
potentials (0 V) und den Ausgangsknoten O1 geschaltet. Die Gates
der Transistoren P1 und N1 sind mit einem Eingangsanschluß EIN
verbunden. Der Transistor P2 ist zwischen den Stromversorgungs
anschluß Vcc und einen Ausgangsanschluß AUS geschaltet. Der
Transistor N2 ist zwischen den Masseanschluß Gnd und den Aus
gangsanschluß AUS geschaltet. Die Gates der Transistoren P2 und
N2 sind mit dem Ausgangsknoten O1 verbunden.
Die Substrate (Sources) der Transistoren P1 und P2 sind mit dem
Stromversorgungsanschluß Vcc verbunden. Die Substrate (Sources)
der Transistoren N1 und N2 sind mit dem Masseanschluß Gnd ver
bunden.
Der Eingangsanschluß EIN ist mit einer internen Schaltung 2
verbunden. Die interne Schaltung 2 und die Ausgabepufferschal
tung 10 sind auf einem Halbleiterchip CH gebildet. Der Ausgangs
anschluß AUS ist mit einem externen Leiter (externen Ausgangs
anschluß) OL eines Gehäuses PAC verbunden. Der externe Leiter OL
ist mit einem externen Element 3 einer anderen integrierten
Schaltung (LSI) verbunden.
L1 bezeichnet eine Induktanz, die einer Aluminiumverdrahtung und
einer internen Verbindungsleitung des Gehäuses anhaftet. CL be
zeichnet eine externe Lastkapazität, die zwischen der externen
Last OL und dem externen Element 3 besteht, und schließt die
Eingangskapazität des externen Elements 3, die Verbindungslei
tungskapazität und eine Gehäusekapazität des Gehäuses PAC ein.
Der Betrieb der Ausgabepufferschaltung in Fig. 10 wird unten
unter Bezugnahme auf ein Betriebswellenformdiagramm gemäß Fig.
11 beschrieben.
Wenn ein Eingangssignal auf "H"-Pegel (d. h.+5 V) an den Ein
gangsanschluß EIN angelegt wird, wird der Transistor P1 und der
Transistor N1 eingeschaltet. Dadurch wird der Ausgangsknoten O1
über den Transistor N1 mit dem Masseanschluß Gnd kurzgeschlos
sen, und das Ausgangssignal des Ausgangsknotens O1 wird "L"
(Massepotential). Damit wird der Transistor P2 eingeschaltet und
der Transistor N1 ausgeschaltet. Damit wird das Ausgangssignal
am Ausgangsanschluß AUS "H" (+5 V).
Umgekehrt wird, wenn ein Eingangssignal auf "L"-Pegel (d. h. 0 V)
an den Eingangsanschluß EIN angelegt wird, der Transistor P1
eingeschaltet und der Transistor N1 ausgeschaltet. Damit wird
der Ausgangsknoten O1 mit dem Stromversorgungsanschluß Vcc über
den Transistor P1 kurzgeschlossen und das Ausgangssignal des
Ausgangsknotens O1 wird "H" (+5 V). Damit wird der Transistor P2
ausgeschaltet und der Transistor N2 eingeschaltet. Damit wird
das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß AUS "L".
Auf diese Weise wird das an den Eingangsanschluß EIN angelegte
Eingangssignal um eine Verzögerungszeit der Ausgabepufferschal
tung 10 verzögert, wie in Fig. 11 gezeigt, und ein Ausgangs
signal gleicher Polarität wie das Eingangssignal wird am Aus
gangsanschluß AUS erhalten.
In Fig. 11 repräsentiert die Abzisse die Zeit und die Ordinate
eine Spannung. EIN bezeichnet die Wellenform des Eingangssignals
am Eingangsanschluß EIN, und AUS bezeichnet die Wellenform des
Ausgangssignals am Ausgangsanschluß AUS.
Die Weiterleitungs-Verzögerungszeiten des ersten und zweiten
CMOS-Inverters I1 und I2 bei der oben beschriebenen herkömm
lichen Ausgabepufferschaltung werden durch die Lade-/Entladungs
zeiten der Lastkapazität (Ausgangskapazität) bestimmt, die
primär durch eine Streukapazität der Schaltung, die Eingangs
kapazität eines Gates einer nachfolgenden Stufe u. a. bestimmt
wird. Die Aufladungs-/Entladungszeiten sind proportional dem
Produkt aus dem Wert der Ausgangskapazität CL und dem Wert des
EIN-Widerstandes des Transistors P2 oder N2.
Daher wird, unter der Annahme, daß die Ausgangskapazität CL
einen konstanten Wert aufweise, die Verzögerungszeit (delay-
Zeit) des zweiten CMOS-Inverters I2 durch den EIN-Widerstand des
Transistors P2 oder N2 bestimmt.
Für eine Ausgabepufferschaltung zur Steuerung großer Ströme ist
es erforderlich, die Transistoren P2 oder N2 so zu wählen, daß
sie einen kleinen EIN-Widerstand aufweisen. Dies reduziert die
Aufladungs- oder Entladungszeiten der Ausgangskapazität CL der
Ausgabepufferschaltung, d. h. einer Anstiegs- oder Abfallzeit der
Ausgangsspannung, was zu einem schnellen Anstieg oder Abfallen
bei der Ausgangsspannungs-Wellenform führt.
Zusätzlich zur Ausgangskapazität CL kommt dem Ausgangsanschluß
AUS die Induktanz L1 zu. Weiterhin zeigt sich bei der Ausgangs-
Wellenform während des Abfallens ein Unterschwingen, und während
des Anstiegvorganges wird ein Überschwingen in der Ausgangs-
Wellenform bewirkt, weil die Impedanz der Ausgabepufferschaltung
10 nicht mit der Impedanz der externen Schaltung übereinstimmt.
Da eine Schnittstelle auf TTL-Pegel eine logische Schwellspan
nung von etwa 1,6 V aufweist, was in der Nähe des Massepoten
tials liegt, kann durch das Unterschwingen insbesondere eine
Fehlfunktion externer Einrichtungen bewirkt werden.
Infolge der jüngsten Entwicklungen feinster Strukturierungstech
nologien werden die Halbleitereinrichtungen zunehmend hoch in
tegriert, und die Betriebsgeschwindigkeit der Gatter (Gates) in
den integrierten Schaltungen ist gestiegen, wodurch auch die
Ansprechgeschwindigkeit der Ausgabepufferschaltungen gestiegen
ist. Dies erhöht die Signifikanz des geschilderten Problems.
Aus der EP 0 251 910 ist eine CMOS-Ausgabepufferschaltung bekannt,
die aus zwei parallel geschalteten Invertern besteht. Jeder der
Inverter umfaßt zusätzlich einen Widerstand, der mit dem jeweiligen
Inverter in Reihe geschaltet ist. Durch die sich durch die
Widerstände ergebende Zeitverzögerung und das unterschiedliche
Ansprechen der Inverter wird die Stromaufnahme entzerrt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ausgabepufferschaltung
zu schaffen, bei der das Unterschwingen und das Überschwingen
in der Ausgangs-Wellenform verringert sind.
Die Aufgabe wird durch die Ausgabepufferschaltung nach dem
Patentanspruch 1 sowie die Ausgabepufferschaltung nach
dem Patentanspruch 10 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei der Ausgangspufferschaltung sind der Anstieg und das
Abfallen eines Ausgangssignals des Puffers mit kleiner Stromsteuerfähigkeit
langsamer als der Anstieg und das Abfallen des
Ausgangssignals des Puffers mit großer Stromsteuerfähigkeit.
Daher wird das Überschwingen und Unterschwingen, das im Ausgangssignal
des Puffers mit großer Stromsteuerfähigkeit erzeugt wird,
durch das Ausgangssignal des Puffers mit kleiner Stromsteuerfähigkeit
ausgelöscht.
Damit kann das (Nach-)Schwingen im Ausgangssignal, das durch das
Überschwingen und Unterschwingen bewirkt wird, unterdrückt werden,
ohne daß auf die Anstiegs- und Abfallzeiten des Ausgangssignals
ein nennenswerter Einfluß ausgeübt wird. Fehlfunktionen extern
angeschlossener Einrichtungen können infolgedessen verhindert
werden.
Bei der Ausgabepufferschaltung dient die Aktivierungsschaltung,
wenn das Ausgangssignal, welches durch die zweite
Stromtreiberschaltung vom ersten logischen Pegel auf den zweiten logischen
Pegel verändert wird, nahe oder gleich dem zweiten logischen
Pegel wird, dazu, die erste Stromtreiberschaltung einzuschalten.
Dadurch wird verhindert, daß das Ausgangssignal den zweiten
logischen Pegel übersteigt.
Damit kann das durch das Überschwingen oder Unterschwingen im
Ausgangssignal bewirkte (Nach-)Schwingen verringert werden, ohne
daß die Anstiegs- und Abfallzeiten des Ausgangssignals
signifikant beeinflußt werden. Dadurch können Fehlfunktionen
externer Einrichtungen vermieden werden.
In der Ausgabepufferschaltung fließt, wenn sich das Ausgangssignal
vom ersten logischen Pegel auf den zweiten logischen Pegel
ändert, zwischen dem Ausgangsknoten und dem zweiten Stromversorgungsanschluß
durch die Aktivierungsschaltung ein Strom.
Dadurch wird die Betriebsgeschwindigkeit erhöht, wenn sich das
Ausgangssignal vom ersten logischen Pegel auf den zweiten logischen
Pegel ändert.
In der Ausgabepufferschaltung wird, während sich das Ausgangssignal
vom ersten logischen Pegel auf den zweiten logischen Pegel
ändert, die zweite Stromtreiberschaltung eingeschaltet, und der dritte Bipolartransistor
wird für die vorbestimmte Zeitspanne eingeschaltet.
Dadurch steigt die Stromtreib- bzw. -steuerfähigkeit an,
während das Ausgangssignal sich vom ersten logischen Pegel auf
den zweiten logischen Pegel ändert.
Bei der Ausgabepufferschaltung gleicht die Widerstandseinrichtung den ersten
logischen Pegel des Ausgangssignals im ersten Potential an.
Bei der Ausgabepufferschaltung wird, wenn das Ausgangssignal den
ersten logischen Pegel übersteigt, die zweite Schalteinrichtung
eingeschaltet. Dies verhindert, daß das Ausgangssignal den
ersten logischen Pegel übersteigt. Dadurch wird ein (Nach-)
Schwingen sowohl infolge des Unterschwingens als auch des
Überschwingens unterdrückt.
Es folgt die
Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren.
Von den Figuren zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild des Aufbaus einer Ausgabepufferschaltung
nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ein Wellenformdiagramm der Ausgabepufferschaltung
nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltbild einer Ausgabepufferschaltung nach
einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 ein Wellenformdiagramm der Ausgabepufferschaltung
nach Fig. 3,
Fig. 5 ein Schaltbild des Aufbaus einer Ausgabepufferschaltung
nach einer dritten Ausführungsform,
Fig. 6 ein Schaltbild des Aufbaus einer Ausgabepufferschaltung
nach einer vierten Ausführungsform,
Fig. 7 ein Schaltbild, welches ein Beispiel für den
Aufbau eines in der Ausgabepufferschaltung nach
Fig. 6 verwendeten Ausgabepuffers zeigt,
Fig. 8 ein Schaltbild, das ein weiteres Beispiel für den
Aufbau eines in der Ausgabepufferschaltung nach
Fig. 6 verwendeten Ausgabepuffers zeigt,
Fig. 9 ein Schaltbild, welches ein weiteres Beispiel für
den Aufbau in der Ausgabepufferschaltung nach Fig. 6
verwendeten Ausgabepuffers zeigt,
Fig. 10 ein Schaltbild des Aufbaus einer herkömmlichen
Ausgabepufferschaltung und
Fig. 11 ein Wellenformdiagramm der Ausgabepufferschaltung
nach Fig. 10.
Wie Fig. 1 zeigt, enthält eine Ausgabepufferschaltung 1 erste
und zweite Ausgabepuffer 100 und 200. Der erste Ausgabepuffer
100 enthält einen ersten und zweiten CMOS-Inverter I1 und I2.
Der zweite Ausgabepuffer 200 enthält einen dritten und einen
vierten CMOS-Inverter I3 und I4.
Der erste CMOS-Inverter I1 enthält einen p-Kanal-MOS-Feldef
fekttransistor P1 und einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N1.
Der zweite CMOS-Inverter I2 enthält einen p-Kanal-MOS-Feldef
fekttransistor P2 und einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N2.
Der dritte CMOS-Inverter I3 enthält einen p-Kanal-MOS-Feldef
fekttransistor P3 und einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N3,
und der vierte CMOS-Inverter I4 enthält p-Kanal-MOS-Feldeffekt
transistor P4 und einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N4.
Die Substrate (Sources) der Transistoren P1, P2, P3 und P4 sind
mit dem Stromversorgungsanschluß Vcc verbunden, und die
Substrate (Sources) der Transistoren N1, N2, N3 und N4 sind mit
dem Masseanschluß Gnd verbunden.
Die Entwurfsgrößen der Transistoren P3, P4, N3 und N4 sind ge
ringer als die der Transistoren P1, P2, N1 und N2. Beispiels
weise haben die Transistoren P3 und P4 jeweils eine Gatebreite
von 80 µm und die Transistoren P1 und P2 jeweils eine Gatebreite
von 600 µm. Weiterhin haben die Transistoren N3 und N4 jeweils
eine Gatebreite von z. B. 40 µm und die Transistoren N1 und N2
jeweils eine Gatebreite von z. B. 300 µm. Die Transistoren P1 bis
P4 und N1 bis N4 haben jeweils eine Gatelänge von 0,8 µm. Die
Gatebreite jedes Transistors im ersten Ausgabepuffer 100 ist so
gewählt, daß sie mindestens fünfmal so groß wie die Gatebreite
jedes Transistors im zweiten Ausgabepuffer 200 ist. Dadurch ist
die Stromsteuerfähigkeit des zweiten Ausgabepuffers 200 kleiner
als die Stromsteuerfähigkeit des ersten Ausgabepuffers 100.
Die Ausgabepufferschaltung 1 ist auf einem Halbleiterchip CH
gebildet. Der erste Ausgabepuffer 100 ist zwischen einen Ein
gangsanschluß EIN und einen Ausgangsanschluß AUS 1 und der
zweite Ausgabepuffer 200 ist zwischen den Eingangsanschluß EIN
und einen Ausgangsanschluß AUS 2 geschaltet. Die Ausgangsan
schlüsse AUS 1 und AUS 2 sind mit einer externen Leitung (einem
externen Ausgangsanschluß) OL des Gehäuses PAC über eine Alu
minium-Verdrahtung und eine interne Gehäuse-Verbindungsleitung
verbunden. Der internen Gehäuse-Verbindungsleitung und der
Aluminiumverdrahtung zwischen dem Ausgangsanschluß AUS 1 und der
externen Leitung OL ist eine Induktanz L1 eigen. Der internen
Gehäuse-Verbindungsleitung und der Aluminiumverdrahtung zwischen
dem Ausgangsanschluß AUS 2 und der externen Leitung OL ist eine
Induktanz L2 eigen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf das Wellenformdiagramm
der Fig. 2 der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Ausgabepuffer
schaltung beschrieben.
Wenn das Eingangssignal am Eingangsanschluß EIN von "H" (z. B.
+5 V) auf "L" (0 V) abfällt, schalten die Transistoren P1 und P3
ein und Transistoren N1 und N3 aus. Damit fallen die Potentiale
des Eingangsknotens n1 des zweiten CMOS-Inverters I2 und des
Eingangsknotens n2 des vierten CMOS-Inverters I4 ab. Damit
werden die Transistoren P2 und P4 ausgeschaltet und die
Transistoren N2 und N4 eingeschaltet.
Im Ergebnis dessen fällt das Potential auf der externen Leitung
OL auf "L" (0 V) ab. Dies kann ein Unterschwingen in der Wellen
form des Ausgangssignals bewirken. Bei der beschriebenen Schal
tung ist das Abfallen des Ausgangssignals am Ausgangsanschluß
AUS 2 langsamer als der Abfall des Ausgangssignals am Ausgangs
anschluß AUS 1, weil die Stromsteuerfähigkeit des zweiten Aus
gangspuffers 200 kleiner als die Stromsteuerfähigkeit des ersten
Ausgangspuffers 100 ist.
Dadurch wird das im Ausgangssignal am Ausgangsanschluß AUS 1 er
zeugte Unterschwingen durch das Ausgangssignal am Ausgangsan
schluß AUS 2 ausgelöscht. lnfolgedessen wird das Unterschwingen
im Ausgangssignal auf der externen Leitung OL verringert, und
damit wird das Potential der externen Leitung OL unmittelbar auf
0 V stabilisiert.
Auf der anderen Seite steigt, wenn das Eingangssignal am Ein
gangsanschluß EIN von "L" auf "H" ansteigt, das Potential auf
der externen Leitung OL auf "H" (+5 V) an. Dies kann ein Über
schwingen in der Wellenform des Ausgangssignals bewirken. In
diesem Falle ist der Anstieg des Ausgangssignals am Ausgangs
anschluß AUS 2 langsamer als der Anstieg des Ausgangssignals am
Ausgangsanschluß AUS 1, weil die Stromsteuerfähigkeit des
zweiten Ausgabepuffers 200 kleiner als die Stromsteuerfähigkeit
des ersten Ausgabepuffers 100 ist.
Dadurch wird das im Ausgangssignal am Ausgangsanschluß AUS 1 er
zeugte Überschwingen durch das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß
AUS 2 ausgelöscht. Infolgedessen wird das Überschwingen im Aus
gangssignal auf der externen Leitung OL verringert und damit un
mittelbar das Potential der externen Leitung OL auf 5 V stabili
siert.
Wie oben beschrieben, wird bei der ersten Ausführungsform, da
der zweite Ausgangspuffer 200 mit kleiner Stromsteuerfähigkeit
parallel zum ersten Ausgabepuffer 100 mit großer Stromsteuerfä
higkeit geschaltet ist, eine entgegenwirkende Spannung,
die durch die erste Ausgabepufferschaltung 100 mit großer
Stromsteuerfähigkeit erzeugt wird, durch die zweite Ausgabepuf
ferschaltung 200 mit niedriger Stromsteuerfähigkeit aufgehoben.
Im Ergebnis dessen kann das auf der externen Leitung OL des Ge
häuses PAC, d. h. am externen Ausgangsanschluß der integrierten
Halbleiterschaltungseinrichtung erzeugte Unterschwingen und Über
schwingen reduziert werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind 2 Ausgabepufferschal
tungen mit unterschiedlicher Stromsteuerfähigkeit parallel
zueinander geschaltet. Es können jedoch auch 3 oder mehr Ausga
bepuffer mit unterschiedlicher Stromsteuerfähigkeit parallel zu
einander geschaltet werden.
Wie Fig. 3 zeigt, enthält eine Ausgabepufferschaltung 1a einen
CMOS-Inverter I1 und einen BiCMOS-Inverter I20. Der CMOS-
Inverter I1 hat den selben Aufbau wie der CMOS-Inverter I1 nach
Fig. 9.
Der BiCMOS-Inverter I20 enthält einen Inverterblock I2a und
einen Ausgabeblock I2b.
Der Inverterblock I2a enthält einen p-Kanal-MOS-Feldeffekttran
sistor P5, einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N5 und einen
Bipolartransistor B3. Der Transistor P5 ist zwischen den Strom
versorgungsanschluß Vcc und den Ausgangsknoten O2 und der Tran
sistor N5 zwischen den Ausgangsknoten O2 und die Basis des Bi
polartransistors B3 geschaltet. Die Gates der Transistoren P5
und N5 sind mit dem Eingangsknoten O1 verbunden. Der Kollektor
des Bipolartransistors B3 ist mit dem Ausgangsanschluß AUS und
sein Emitter mit dem Masseanschluß Gnd verbunden.
Der Ausgabeblock I2b enthält einen Widerstand R1, einen Bipolar
transistor B1, einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor N6 und
eine Diode D2. Die Basis des Bipolartransistors B1 ist mit dem
Ausgangsknoten O2 verbunden, sein Kollektor ist mit dem Strom
versorgungsanschluß Vcc über den Widerstand R1 verbunden, und
sein Emitter ist mit dem Ausgangsanschluß AUS verbunden. Der
Transistor N6 ist zwischen den Ausgangsanschluß AUS und den Mas
seanschluß Gnd geschaltet. Das Gate des Transistors N6 ist mit
dem Eingangsknoten O1 verbunden.
Wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, kann zwischen den
Ausgangsknoten O2 und den Ausgangsanschluß AUS ein Widerstand R2
geschaltet sein.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf das Wellenformdiagramm
der Fig. 4 der Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Ausgabepuffer
schaltung beschrieben. Die Funktionsweise des CMOS-Inverters I1
ist ähnlich zu der des in Fig. 9 gezeigten CMOS-Inverters I1.
Daher wird die folgende Beschreibung nur bezüglich des Betriebs
des BiCMOS-Inverters I20 vorgenommen.
Wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten O1 "L" (0 V) ist, ist
der Transistor P5 eingeschaltet und der Transistor N5
ausgeschaltet. Damit ist das Potential am Ausgangsknoten O2 "H"
(etwa 5 V). In diesem Zustand ist auch der Transistor N6 ausge
schaltet. Da an der Basis des Bipolartransistors B1 eine Span
nung von etwa 5 V am Ausgangsknoten O2 anliegt, ist das Poten
tial am Ausgangsanschluß AUS etwa 4,2 V, was den um die Vor
wärtsspannung VBE des Bipolartransistors B1 gegenüber der Strom
versorgungsspannung von 5 V reduzierten Wert darstellt.
Wenn sich das Eingangssignal am Eingangsknoten O1 von "L" auf
"H" ändert, schaltet der Transistor P5 aus und der Transistor N5
ein. Damit wird das Ausgangssignal am Ausgangsknoten O2 "L". In
diesem Falle bedeutet der Pegel "L" des Ausgangssignals etwa 0,7
V, was etwas niedriger als die Vorwärtsspannung VBE des Bipolar
transistors B3 liegt.
Da das Potential von etwa 0,7 V am Ausgangsknoten O2 an der
Basis des Bipolartransistors B1 anliegt, wird in einer Anfangs
stufe, in der sich das Eingangssignal ändert, der Bipolartran
sistor B1 ausgeschaltet. Ähnlich wird der Transistor N6 einge
schaltet. Dadurch wird von der externen Lastkapazität CL, die
mit der externen Leitung OL verbunden ist und auf etwa 4,2 V
aufgeladen ist, über den Transistor N6 Ladung zum Masseanschluß
Gnd abgeführt.
Bei diesem Vorgang wird die Ladung von der externen Lastkapazi
tät CL zusätzlich zum Transistor N6 über den Bipolartransistor
B3 abgeführt. Damit wird eine schnelle Änderung des Ausgangs
signals von "H" auf "L" ausgeführt.
Wenn sich das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß AUS von "H" auf
"L" ändert, bewirkt die zwischen dem Ausgangsanschluß AUS und
der externen Leitung OL bestehende Induktanz L1 das Entstehen
der folgenden entgegengerichteten Spannung:
V = -L·di/dt . . . (1),
worin "L" die Induktanz, "i" den Strom und "t" die Zeit dar
stellen.
Diese entgegengerichtete Spannung wirkt so, daß
sie das Potential des Ausgangsanschlusses AUS in negativer Rich
tung verringert. Wenn sich jedoch infolge des Abführens von La
dung das Potential am Ausgangsanschluß AUS ändert, hat der Bi
polartransistor B1 ein Basispotential von etwa 0,7 V. Dies schal
tet den Bipolartransistor B1 ein. Infolgedessen fließt vom
Stromversorgungsanschluß Vcc durch den Bipolartransistor B1 ein
Strom zum Ausgangsanschluß AUS, und das Potential am Ausgangs
anschluß AUS wird daran gehindert, in negative Richtung unter 0 V
abzusinken. Damit wird das Unterschwingen unterdrückt.
Wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten O1 sich von "H" auf
"L" ändert, wird der Transistor P5 eingeschaltet und der Tran
sistor N5 ausgeschaltet. Damit wird das Ausgangssignal am Aus
gangsknoten O2 "H" (+5 V). Der Transistor N6 wird ausgeschal
tet. Damit wird die externe Lastkapazität CL, die mit der exter
nen Leitung OL verbunden ist und auf 0 V entladen ist, durch den
Bipolartransistor B1 aufgeladen.
Bei diesem Vorgang beeinflußt die Induktanz L1 das Ansteigen des
Potentials am Ausgangsanschluß AUS über das Stromversorgungspo
tential von 5 V. Jedoch wird die Diode D2 eingeschaltet, wenn
das Potential am Ausgangsanschluß AUS den Wert von 5 V + VBE
(D2) übersteigt. Hier stellt VBE (D2) die Vorwärtsspannung der
Diode D2 dar. Dadurch wird ein übermäßiges Ansteigen des Poten
tials am Ausgangsanschluß AUS verhindert und damit das Über
schwingen unterdrückt.
Wenn der Widerstand R2 so geschaltet wird, wie es durch die ge
strichelte Linie in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Wert "H" des
Ausgangssignals am Ausgangsanschluß AUS +5 V.
Nach Fig. 5 enthält ein BiCMOS-Inverter I20 einen Inverterblock
I2a, einen Steuerblock I2c und einen Block I2d mit "totemförmi
ger" Polanordnung. Der Inverterblock I2a hat einen ähnlichen
Aufbau wie der in Fig. 3 gezeigte Inverterblock I2a.
Der Block I2d enthält Widerstände R1 und R2, einen Bipolartran
sistor B1 an der Hochzieh-Seite, einen Bipolartransistor B2 an
der Herabzieh-Seite und eine Diode D2. Die Basis des Bipolar
transistors B2 ist mit einem Ausgangsknoten O3, der Kollektor
mit dem Ausgangsanschluß AUS und der Emitter mit dem Massean
schluß Gnd verbunden.
Der Steuerblock I2c enthält neben einem Widerstand R3 n-Kanal-
MOS-Feldeffekttransistoren N7 und N8. Der Transistor N7 ent
spricht dem Transistor N6 nach Fig. 3. Der Transistor N8 ist
zwischen den Ausgangsanschluß AUS und Ausgangsknoten O3 ge
schaltet. Das Gate des Transistors N8 ist mit dem Eingangskno
ten O1 verbunden. Der Widerstand R3 ist zwischen den Ausgangs
knoten O3 und den Masseanschluß Gnd geschaltet.
Bei der dritten Ausführungsform verbessert der Bipolartran
sistor B2 die Stromsteuerfähigkeit.
Wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten O1 "L" ist, ist der
Transistor P5 eingeschaltet, und der Transistor N5 ist ausge
schaltet. Damit ist das Ausgangssignal am Ausgangsknoten O2 "H"
(etwa 5 V). In diesem Zustand sind die Transistoren N7 und N8
ausgeschaltet. Infolgedessen ist das Potential am Ausgangsan
schluß AUS "H" (+5 V).
Wenn sich das Eingangssignal am Eingangsknoten O1 von "L" auf
"H" ändert, wird der Transistor P5 ausgeschaltet und der Tran
sistor N5 eingeschaltet. Damit ist das Ausgangssignal am Aus
gangsknoten N2 "L" (etwa 0,7 V). In einem Anfangszustand während
der Änderung des Eingangssignals wird der Bipolartransistor B1
ausgeschaltet. Dementsprechend werden die Transistoren N7 und N8
eingeschaltet.
Infolgedessen wird von der externen Lastkapazität, die mit der
externen Leitung OL verbunden und auf 5 V aufgeladen ist, über
den Transistor N7 und den Bipolartransistor B2 Ladung zum Mas
seanschluß Gnd abgeleitet. Bei diesem Vorgang wird die Ladung
auf der externen Lastkapazität CL auch über den Bipolartransi
stor B3 abgeführt. Dadurch wird die Stromsteuerfähigkeit ver
bessert und die Betriebsgeschwindigkeit erhöht.
Wenn das Potential am Ausgangsanschluß AUS sich infolge der Ent
ladung auf etwa 1 V ändert, wird der Bipolartransistor B2 ausge
schaltet. Wenn das Potential am Ausgangsanschluß AUS sich auf
0 V ändert, wird der Bipolartransistor B1 eingeschaltet. Dadurch
wird das Unterschwingen im Ausgangssignal unterdrückt.
Wenn sich das Eingangssignal am Eingangsknoten O1 von "H" auf
"L" ändert, schaltet der Transistor P5 ein und der Transistor N5
aus. Dadurch ändert sich das Ausgangssignal am Ausgangsknoten O2
auf "H" (+5 V). Entsprechend werden die Transistoren N7 und N8
ausgeschaltet.
Infolgedessen wird die externe Lastkapazität CL, die mit der ex
ternen Leitung OL verbunden und auf 0 V entladen ist, über den
Bipolartransistor B1 aufgeladen. Wenn das Potential am Ausgangs
anschluß AUS über 5 V + VBE (D2) ansteigt, schaltet die Diode D2
ein, so daß das Überschwingen im Ausgangssignal unterdrückt wird.
Nach Fig. 6 enthält eine Ausgabepufferschaltung 1b einen ersten
und einen zweiten Ausgabepuffer 100a und 200a. Der erste Ausga
bepuffer 100a ist zwischen den Eingangsanschluß EIN und den Aus
gangsanschluß AUS 1 geschaltet. Der zweite Ausgabepuffer 200a
ist zwischen den Eingangsanschluß EIN und den Ausgangsanschluß
AUS 2 geschaltet. Der erste Ausgabepuffer 200a enthält einen
CMOS-Inverter I3 und einen Inverter I20.
Der erste Ausgabepuffer 100a hat einen ähnlichen Aufbau wie die
Ausgabepufferschaltungen 100, 1a und 1a wie sie in den Fig.
1, 3 und 5 gezeigt sind. Der CMOS-Inverter I3 hat einen ähnli
chen Aufbau wie der in Fig. 1 gezeigte dritte CMOS-Inverter I3.
Der Inverter I20 hat einen ähnlichen Aufbau wie der in Fig. 1
gezeigte vierte CMOS-Inverter I4, der in Fig. 3 gezeigte
BiCMOS-Inverter I20 und der in Fig. 5 gezeigte BiCMOS-Inverter
I20.
Jeder im zweiten Ausgabepuffer 200a enthaltene Transistor hat
eine Gatebreite, die geringer als die jedes im ersten Ausgabe
puffer 100a enthaltenen Transistors ist. Dadurch hat der zweite
Ausgabepuffer 200a eine kleinere Stromsteuerfähigkeit als der
erste Ausgabepuffer 100a.
Entsprechend der vierten Ausführungsform wird das Überschwingen
und das Unterschwingen im Ausgangssignal im Vergleich zur ersten,
zweiten und dritten Ausführungsform weiter verringert.
Einer der in den Fig. 7, 8 und 9 gezeigten Ausgabepuffer kann
als erster Ausgabepuffer 100a oder zweiter Ausgabepuffer 200a,
wie sie in der Ausgabepufferschaltung 1b nach Fig. 6 enthalten
sind, verwendet werden.
Beim Ausgabepuffer nach Fig. 7 ist anstelle des Bipolartran
sistors B3 in der in Fig. 3 gezeigten Ausgabepufferschaltung 1a
eine Diode D1 eingesetzt. Beim Ausgabepuffer nach Fig. 7 ist
die Betriebsgeschwindigkeit, mit der sich das Ausgangssignal am
Ausgangsanschluß AUS von "H" auf "L" ändert, gegenüber der Aus
gabepufferschaltung 1a nach Fig. 3 geringfügig verringert.
Beim Ausgabepuffer nach Fig. 8 ist ein Widerstand R2 zwischen
den Ausgangsknoten O2 und den Ausgangsanschluß AUS geschaltet.
Beim Ausgabepuffer nach Fig. 7 ist das Potential "H" am Aus
gangsanschluß AUS etwa 4,2 V, welches der um die Vorwärtsspan
nung VBE des Bipolartransistors B1 gegenüber der Stromversor
gungsspannung von 5 V verringerte Wert ist. Demgegenüber ist
beim Ausgabepuffer nach Fig. 8 das Potential "H" am Ausgangs
anschluß AUS 5 V. Der Aufbau der anderen Teile ist ähnlich zu
dem des Ausgabepuffers nach Fig. 7.
Beim Ausgabepuffer nach Fig. 9 ist anstelle des Bipolartran
sistors B3 in der Ausgabepufferschaltung nach Fig. 5 eine Diode
D1 eingesetzt. Beim Ausgabepuffer nach Fig. 9 ist die Betriebs
geschwindigkeit, mit der sich das Ausgangssignal am Ausgangsan
schluß AUS von "H" auf "L" ändert, geringfügig gegenüber der in
Fig. 5 gezeigten Ausgabepufferschaltung verringert.
Claims (19)
1. Ausgabepufferschaltung mit
einem Eingangsanschluß (EIN),
einem externen Ausgangsanschluß (OL) und
einer Mehrzahl von Puffereinrichtungen (100, 200; 100a, 200a), die parallel zwischen den Eingangsanschluß (EIN) und über Leitungsinduktivitäten an den Ausgangsanschluß (OL) geschaltet sind, wobei eine erste Puffereinrichtung Feldeffekttransistoren mit einer ersten Gatebreite und eine zweite Puffereinrichtung Feldeffekttransistoren mit einer zweiten Gatebreite aufweist, die geringer als die erste Gatebreite ist.
einem Eingangsanschluß (EIN),
einem externen Ausgangsanschluß (OL) und
einer Mehrzahl von Puffereinrichtungen (100, 200; 100a, 200a), die parallel zwischen den Eingangsanschluß (EIN) und über Leitungsinduktivitäten an den Ausgangsanschluß (OL) geschaltet sind, wobei eine erste Puffereinrichtung Feldeffekttransistoren mit einer ersten Gatebreite und eine zweite Puffereinrichtung Feldeffekttransistoren mit einer zweiten Gatebreite aufweist, die geringer als die erste Gatebreite ist.
2. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
die erste Puffereinrichtung (100; 100a) eine Mehrzahl von p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P1, P2) und n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N1, N2) enthält, und
die zweite Puffereinrichtung (200; 200a) eine Mehrzahl von p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P3, P4) und n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N3, N4) enthält, wobei jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P3, P4) der zweiten Puffereinrichtung (200; 200a) eine geringere Gatebreite als jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P1, P2) der ersten Puffereinrichtung (100; 100a) hat und jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N3, N4) der zweiten Puffereinrichtung (200; 200a) eine geringere Gatebreite als jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N1, N2) der ersten Puffereinrichtung (100; 100a) hat.
die erste Puffereinrichtung (100; 100a) eine Mehrzahl von p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P1, P2) und n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N1, N2) enthält, und
die zweite Puffereinrichtung (200; 200a) eine Mehrzahl von p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P3, P4) und n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N3, N4) enthält, wobei jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P3, P4) der zweiten Puffereinrichtung (200; 200a) eine geringere Gatebreite als jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P1, P2) der ersten Puffereinrichtung (100; 100a) hat und jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N3, N4) der zweiten Puffereinrichtung (200; 200a) eine geringere Gatebreite als jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N1, N2) der ersten Puffereinrichtung (100; 100a) hat.
3. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl von Puffereinrichtungen eine erste und
eine zweite Puffereinrichtung (100, 200; 100a, 200a)
einschließt,
die erste Puffereinrichtung (100; 100a) eine erste und eine zweite Invertereinrichtung (I1, I2; I20), die in Reihe zwischen den Eingangsanschluß (EIN) und den externen Ausgangsanschluß (OL) geschaltet sind, aufweist, und
die zweite Puffereinrichtung (200; 200a) eine dritte und vierte Invertereinrichtung (I3, I4; I20), die in Reihe zwischen den Eingangsanschluß (EIN) und den externen Ausgangsanschluß (OL) geschaltet sind, aufweist.
die erste Puffereinrichtung (100; 100a) eine erste und eine zweite Invertereinrichtung (I1, I2; I20), die in Reihe zwischen den Eingangsanschluß (EIN) und den externen Ausgangsanschluß (OL) geschaltet sind, aufweist, und
die zweite Puffereinrichtung (200; 200a) eine dritte und vierte Invertereinrichtung (I3, I4; I20), die in Reihe zwischen den Eingangsanschluß (EIN) und den externen Ausgangsanschluß (OL) geschaltet sind, aufweist.
4. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausgabepufferschaltung einen ersten Stromversor
gungsanschluß (Vcc) zur Aufnahme eines ersten Potentials und
einen zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) zur Aufnahme eines
zweiten Potentials enthält und jede der ersten und dritten In
vertereinrichtungen (I1; I3) aufweist,
einen Eingangsknoten zur Aufnahme eines Eingangssignals vom Ein gangsanschluß (EIN),
einen Ausgangsknoten (n1; n2),
einen ersten p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P1; P3), der zwi schen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Ausgangsknoten (n1; n2) geschaltet und dessen Gate mit dem Ein gangsknoten verbunden ist, und
einen ersten n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N1; N3), der zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Aus gangsknoten (N1; N2) geschaltet ist und dessen Gate mit dem Ein gangsknoten verbunden ist, und
jede der zweiten und vierten Invertereinrichtungen (I2, I4) auf weist:
einen Eingangsknoten zur Aufnahme eines Ausgangssignals von der entsprechenden Invertereinrichtung (I1; I3), einen Ausgangskno ten (AUS 1; AUS 2), der mit dem externen Ausgangsanschluß (OL) verbunden ist,
einen zweiten p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P2; P4), der zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Aus gangsknoten (AUS 1; AUS 2) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten verbunden ist, und
einen zweiten n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N2; N4), der zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (AUS 1; AUS 2) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten verbunden ist,
wobei jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P3, P4), die in der zweiten Puffereinrichtung (200) enthalten sind, eine ge ringere Gatebreite als jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransi storen (P1, P2), die in der ersten Puffereinrichtung (100) ent halten sind, aufweist, und
jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N3, N4), die in der zweiten Puffereinrichtung (200) enthalten sind, eine gerin gere Gatebreite als jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N1, N2), die in der ersten Puffereinrichtung (100) enthalten sind, aufweist.
einen Eingangsknoten zur Aufnahme eines Eingangssignals vom Ein gangsanschluß (EIN),
einen Ausgangsknoten (n1; n2),
einen ersten p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P1; P3), der zwi schen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Ausgangsknoten (n1; n2) geschaltet und dessen Gate mit dem Ein gangsknoten verbunden ist, und
einen ersten n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N1; N3), der zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Aus gangsknoten (N1; N2) geschaltet ist und dessen Gate mit dem Ein gangsknoten verbunden ist, und
jede der zweiten und vierten Invertereinrichtungen (I2, I4) auf weist:
einen Eingangsknoten zur Aufnahme eines Ausgangssignals von der entsprechenden Invertereinrichtung (I1; I3), einen Ausgangskno ten (AUS 1; AUS 2), der mit dem externen Ausgangsanschluß (OL) verbunden ist,
einen zweiten p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P2; P4), der zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Aus gangsknoten (AUS 1; AUS 2) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten verbunden ist, und
einen zweiten n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N2; N4), der zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (AUS 1; AUS 2) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten verbunden ist,
wobei jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (P3, P4), die in der zweiten Puffereinrichtung (200) enthalten sind, eine ge ringere Gatebreite als jeder der p-Kanal-MOS-Feldeffekttransi storen (P1, P2), die in der ersten Puffereinrichtung (100) ent halten sind, aufweist, und
jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N3, N4), die in der zweiten Puffereinrichtung (200) enthalten sind, eine gerin gere Gatebreite als jeder der n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistoren (N1, N2), die in der ersten Puffereinrichtung (100) enthalten sind, aufweist.
5. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge
kennzeichnet durch eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen, die
sich zwischen der Mehrzahl von Puffereinrichtungen (100, 200;
100a, 200a) und dem externen Ausgangsanschluß (OL) erstrecken
und jeweils Induktanzen (L1, L2) aufweisen.
6. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabepufferschaltung weiter
einen Halbleiterchip (CH) und ein Gehäuse (PAC) aufweist,
der Eingangsanschluß (EIN) und die Mehrzahl von Puffereinrich tungen (100, 200; 100a, 200a) auf dem Halbleiterchip (CH) ge bildet sind und
der externe Ausgangsanschluß eine externe Leitung (OL), die mit dem Gehäuse (PAC) verbunden ist, aufweist.
der Eingangsanschluß (EIN) und die Mehrzahl von Puffereinrich tungen (100, 200; 100a, 200a) auf dem Halbleiterchip (CH) ge bildet sind und
der externe Ausgangsanschluß eine externe Leitung (OL), die mit dem Gehäuse (PAC) verbunden ist, aufweist.
7. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen einen Metalldraht und
eine interne Gehäuse-Verbindungsleitung enthalten.
8. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausgabepufferschaltung weiter einen ersten Strom
versorgungsanschluß (Vcc) zur Aufnahme eines ersten Potentials
und einen zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) zur Aufnahme
eines zweiten Potentials aufweist und
daß jede der ersten und dritten Invertereinrichtungen (I1, I3) aufweist:
einen Eingangsknoten zur Aufnahme eines Eingangssignals vom Eingangsanschluß (EIN),
einen Ausgangsknoten (n1; n2),
einen ersten p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P1; P3), der zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Aus gangsknoten (n1; n2) geschaltet und dessen Gate mit dem Ein gangsknoten verbunden ist, und
einen ersten n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N1; N3), der zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (n1; n2) geschaltet und dessen Gate mit den Ein gangsknoten verbunden ist, und
daß mindestens eine der zweiten und vierten Invertereinrich tungen (I2; I4; I20) aufweist:
eine zwischen dem 1. Stromversorgungsanschluß und dem Ausgangsknoten gebildete erste Stromtreiberschaltung (B1, R1),
eine zwischen dem 2. Stromversorgungsanschluß und dem Ausgangsknoten gebildete zweite Stromtreiberschaltung (N6; B2) und eine Aktivierungsschaltung (B3; D1) zum Aktivieren der ersten Stromtreiberschaltung, wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten (O1) sich von einem ersten logischen Pegel auf einen zweiten logischen Pegel ändert, und zum Aktivieren der zweiten Stromtreiberschaltung, wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten (O1) sich vom zweiten logischen Pegel auf den ersten logischen Pegel ändert.
daß jede der ersten und dritten Invertereinrichtungen (I1, I3) aufweist:
einen Eingangsknoten zur Aufnahme eines Eingangssignals vom Eingangsanschluß (EIN),
einen Ausgangsknoten (n1; n2),
einen ersten p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P1; P3), der zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Aus gangsknoten (n1; n2) geschaltet und dessen Gate mit dem Ein gangsknoten verbunden ist, und
einen ersten n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N1; N3), der zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (n1; n2) geschaltet und dessen Gate mit den Ein gangsknoten verbunden ist, und
daß mindestens eine der zweiten und vierten Invertereinrich tungen (I2; I4; I20) aufweist:
eine zwischen dem 1. Stromversorgungsanschluß und dem Ausgangsknoten gebildete erste Stromtreiberschaltung (B1, R1),
eine zwischen dem 2. Stromversorgungsanschluß und dem Ausgangsknoten gebildete zweite Stromtreiberschaltung (N6; B2) und eine Aktivierungsschaltung (B3; D1) zum Aktivieren der ersten Stromtreiberschaltung, wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten (O1) sich von einem ersten logischen Pegel auf einen zweiten logischen Pegel ändert, und zum Aktivieren der zweiten Stromtreiberschaltung, wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten (O1) sich vom zweiten logischen Pegel auf den ersten logischen Pegel ändert.
9. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine der zweiten und vierten Invertereinrichtungen
(I2; I4; I20) aufweist:
einen Eingangsknoten (O1) zur Aufnahme von Eingangssignalen auf einem ersten oder zweiten logischen Pegel von der entsprechenden Invertereinrichtung (I1; I3),
einen Ausgangsknoten (AUS) zur Lieferung eines Ausgangssignals,
eine CMOS-Invertereinrichtung (P5, N5), die den logischen Pegel des vom Eingangsknoten (O1) gelieferten Signals umkehrt, wobei die Aktivierungsschaltung die erste Stromtreiberschaltung einschaltet, wenn das Ausgangssignal am Ausgangsknoten (AUS) sich auf einen dem zweiten logischen Pegel nahen oder gleichen Wert ändert.
einen Eingangsknoten (O1) zur Aufnahme von Eingangssignalen auf einem ersten oder zweiten logischen Pegel von der entsprechenden Invertereinrichtung (I1; I3),
einen Ausgangsknoten (AUS) zur Lieferung eines Ausgangssignals,
eine CMOS-Invertereinrichtung (P5, N5), die den logischen Pegel des vom Eingangsknoten (O1) gelieferten Signals umkehrt, wobei die Aktivierungsschaltung die erste Stromtreiberschaltung einschaltet, wenn das Ausgangssignal am Ausgangsknoten (AUS) sich auf einen dem zweiten logischen Pegel nahen oder gleichen Wert ändert.
10. Ausgabepufferschaltung mit:
einem Eingangsknoten (O1) zur Aufnahme eines Eingangssignals auf einem ersten oder zweiten logischen Pegel,
einem Ausgangsknoten (AUS) zur Lieferung eines Ausgangssignals,
einem ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) zur Aufnahme eines ersten, dem ersten logischen Pegel entsprechenden Potentials,
einem zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) zur Aufnahme eines zweiten, dem zweiten logischen Pegel entsprechenden Potentials,
einer Invertereinrichtung (P5, N5) zum Invertieren des logischen Pegels des Eingangssignals am Eingangsknoten (O1),
einer ersten Stromtreiberschaltung (B1), die zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Ausgangsknoten (AUS) geschaltet ist und einschaltet, wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten (O1) sich von einem ersten logischen Pegel auf einen zweiten logischen Pegel ändert,
einer zweiten Stromtreiberschaltung (N6; N7), die zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (AUS) geschaltet ist und einschaltet, wenn das Eingangssignal des Eingangsknotens (O1) sich vom zweiten logischen Pegel auf den ersten logischen Pegel ändert, und
einer Aktivierungsschaltung (B3), die zwischen den Ausgangsknoten (AUS) und den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) geschaltet ist und die erste Stromtreiberschaltung (B1) einschaltet, wenn das Ausgangssignal des Ausgangsknotens (AUS) sich auf einen Wert nahe oder gleich dem zweiten logischen Pegel ändert.
einem Eingangsknoten (O1) zur Aufnahme eines Eingangssignals auf einem ersten oder zweiten logischen Pegel,
einem Ausgangsknoten (AUS) zur Lieferung eines Ausgangssignals,
einem ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) zur Aufnahme eines ersten, dem ersten logischen Pegel entsprechenden Potentials,
einem zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) zur Aufnahme eines zweiten, dem zweiten logischen Pegel entsprechenden Potentials,
einer Invertereinrichtung (P5, N5) zum Invertieren des logischen Pegels des Eingangssignals am Eingangsknoten (O1),
einer ersten Stromtreiberschaltung (B1), die zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Ausgangsknoten (AUS) geschaltet ist und einschaltet, wenn das Eingangssignal am Eingangsknoten (O1) sich von einem ersten logischen Pegel auf einen zweiten logischen Pegel ändert,
einer zweiten Stromtreiberschaltung (N6; N7), die zwischen den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (AUS) geschaltet ist und einschaltet, wenn das Eingangssignal des Eingangsknotens (O1) sich vom zweiten logischen Pegel auf den ersten logischen Pegel ändert, und
einer Aktivierungsschaltung (B3), die zwischen den Ausgangsknoten (AUS) und den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) geschaltet ist und die erste Stromtreiberschaltung (B1) einschaltet, wenn das Ausgangssignal des Ausgangsknotens (AUS) sich auf einen Wert nahe oder gleich dem zweiten logischen Pegel ändert.
11. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Invertereinrichtung aufweist:
einen p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P5), der zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und die Basis des Bipolartransistors (B1) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten (O1) verbunden ist, und
einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N5), der zwischen die Basis des ersten Bipolartransistors (B1) und die Basis des zweiten Bipolartransistors (B3) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten (O1) verbunden ist.
einen p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P5), der zwischen den ersten Stromversorgungsanschluß (Vcc) und die Basis des Bipolartransistors (B1) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten (O1) verbunden ist, und
einen n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (N5), der zwischen die Basis des ersten Bipolartransistors (B1) und die Basis des zweiten Bipolartransistors (B3) geschaltet und dessen Gate mit dem Eingangsknoten (O1) verbunden ist.
12. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stromtreiberschaltung
einen ersten Bipolartransistor (B1) aufweist, der zwischen den ersten
Stromversorgungsanschluß (Vcc) und den Ausgangsknoten (AUS) ge
schaltet ist und in Reaktion auf ein Ausgangssignal der Inver
tereinrichtung (P5, N5) einschaltet,
die zweite Stromtreiberschaltung
eine Schalteinrichtung (N6; N7) aufweist, die zwischen den zweiten
Stromversorgungsanschluß (Gnd) und den Ausgangsknoten (AUS) ge
schaltet ist und einschaltet, wenn das Eingangssignal des Ein
gangsknotens (O1) sich vom zweiten logischen Pegel auf den er
sten logischen Pegel ändert, und die Aktivierungsschaltung
einen zweiten Bipolartransistor (B3) aufweist, der zwischen den Ausgangs
knoten (AUS) und den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) ge
schaltet ist und ein Potential des Ausgangssignals der Inver
tereinrichtung (P5, N5) so festsetzt, daß der erste Bipolar
transistor (B1) einschaltet, wenn das Ausgangssignal des Aus
gangsknotens (AUS) sich auf einen Wert nahe oder gleich dem
zweiten logischen Pegel ändert.
13. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schalteinrichtung aufweist: einen
MOS-Feldeffekttransistor (N6; N7), der zwischen den Ausgangs
knoten (AUS) und den zweiten Stromversorgungsanschluß (Gnd) ge
schaltet ist und ein Gate zur Aufnahme des Eingangssignals am
Eingangsknoten (O1) aufweist.
14. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet
durch einen dritten Bipolartransistor (B2), der zwischen den
Ausgangsknoten (AUS) und den zweiten Stromversorgungsanschluß
(Gnd) geschaltet ist und in einer vorbestimmten Zeitdauer, wäh
rend derer das Ausgangssignal sich vom ersten logischen Pegel
auf den zweiten logischen Pegel ändert, eingeschaltet ist.
15. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 14, gekennzeichnet
durch einen MOS-Feldeffekttransistor (N8), der zwischen den
Ausgangsknoten (AUS) und die Basis des dritten Bipolartran
sistors (B2) geschaltet ist und ein Gate zur Aufnahme des
Eingangssignals am Eingangsknoten (O1) aufweist, und eine Wi
derstandseinrichtung (R3), die zwischen die Basis des dritten
Bipolartransistors (B2) und den zweiten Stromversorgungsan
schluß (Gnd) geschaltet ist.
16. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
gekennzeichnet durch eine Widerstandseinrichtung (R2), die
zwischen den Ausgangsknoten (AUS) und die Basis des ersten Bi
polartransistors (B1) geschaltet ist.
17. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 16,
gekennzeichnet durch eine zweite Schalteinrichtung (D2), die
zwischen den Ausgangsknoten (AUS) und den ersten Stromversor
gungsanschluß (Vcc) zugeschaltet ist und einschaltet, wenn das
Ausgangssignal am Ausgangsknoten (AUS) den ersten logischen
Pegel übersteigt.
18. Ausgabepufferschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schalteinrichtung eine Diode (D2) aufweist.
19. Ausgabepufferschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 18,
gekennzeichnet durch eine CMOS-Invertereinrichtung (I1), die
einen p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor (P1) und einen n-Kanal-
MOS-Feldeffekttransistor (N1) aufweist und das Eingangssignal
invertiert, um dieses an den Eingangsknoten (O1) anzulegen.
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