JP2000114959A - Inverter circuit - Google Patents

Inverter circuit

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JP2000114959A
JP2000114959A JP10286291A JP28629198A JP2000114959A JP 2000114959 A JP2000114959 A JP 2000114959A JP 10286291 A JP10286291 A JP 10286291A JP 28629198 A JP28629198 A JP 28629198A JP 2000114959 A JP2000114959 A JP 2000114959A
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Japan
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effect transistor
channel field
terminal
inverter circuit
circuit
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Shigeru Tokita
茂 時田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter circuit which suppresses a through current to realize the reduction of power consumption and power supply noise and the acceleration of a transmission speed. SOLUTION: Power supply potential and ground potential are respectively imparted to the source terminals of a P-channel field effect transistor MP1 and an N-channel field effect transistor MN1, and the drain terminals of the transistors MP1 and MN1 are connected with each other to define them as an output terminal 2. It is possible to make a through current almost zero by temporally separating the conduction of the P-channel field effect transistor and the N-channel field effect transistor. Consequently, it is possible to reduce power consumption and power supply noise.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、論理回路に係り、
特に慣通電流の抑制することを特徴とするインバータ回
路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logic circuit,
In particular, the present invention relates to an inverter circuit characterized by suppressing common current.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8に、コロナ社出版の集積回路工学
(150頁)に記載されている従来のインバータ回路の
構成を示す。従来のインバータ回路は、Nチャネル電界
効果型トランジスタMN1とPチャネル電界効果型トラ
ンジスタMP1のそれぞれのゲート端子を接続し、かつ
Nチャネル電界効果型トランジスタMN1とPチャネル
電界効果型トランジスタMP1のそれぞれのソース端子
を接続して構成する。Pチャネル電界効果型トランジス
タMP1のソース端子およびNチャネル電界効果型トラ
ンジスタMN1のソース端子に、それぞれ電源電位およ
び接地電位を与える。入力端子1にデータ信号を入力
し、出力端子2よりデータ信号を論理反転した出力信号
を得る。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a configuration of a conventional inverter circuit described in Integrated Circuit Engineering published by Corona (p. 150). In the conventional inverter circuit, the respective gate terminals of the N-channel field-effect transistor MN1 and the P-channel field-effect transistor MP1 are connected, and the respective sources of the N-channel field-effect transistor MN1 and the P-channel field-effect transistor MP1 are connected. Configure by connecting the terminals. A power supply potential and a ground potential are applied to the source terminal of the P-channel field-effect transistor MP1 and the source terminal of the N-channel field-effect transistor MN1, respectively. A data signal is input to an input terminal 1 and an output signal obtained by logically inverting the data signal from an output terminal 2 is obtained.

【0003】例えば、データ信号がLowレベル(例え
ば、接地電位)の場合、Nチャネル電界効果型トランジ
スタMN1のソース−ドレイン端子間が非導通状態とな
り、Pチャネル電界効果型トランジスタMP1がソース
−ドレイン端子間が導通状態となる。Pチャネル電界効
果型トランジスタのドレイン端子から出力端子2に存在
する負荷容量Coに電荷が供給され、出力信号がHiレベ
ルとなる。一方、データ信号がHiレベル(例えば、電
源電位)の場合、Nチャネル電界効果型トランジスタM
N1のソース−ドレイン端子間が導通状態となり、Pチ
ャネル電界効果型トランジスタMP1のソース−ドレイ
ン端子間が非導通状態となる。Nチャネル電界効果型ト
ランジスタMN1のドレイン端子から負荷容量Coに蓄
積されていた電荷が引き抜かれ、出力信号がLowレベル
となる。一例として、図9に従来のインバータ回路にお
ける各部波形を示す。
For example, when a data signal is at a Low level (eg, ground potential), the source-drain terminal of the N-channel field-effect transistor MN1 is turned off, and the P-channel field-effect transistor MP1 is connected to the source-drain terminal. The space between them becomes conductive. Charge is supplied from the drain terminal of the P-channel field-effect transistor to the load capacitance Co present at the output terminal 2, and the output signal becomes Hi level. On the other hand, when the data signal is at Hi level (for example, power supply potential), the N-channel field effect transistor M
The source-drain terminal of N1 becomes conductive, and the source-drain terminal of P-channel field-effect transistor MP1 becomes nonconductive. The charge stored in the load capacitance Co is extracted from the drain terminal of the N-channel field-effect transistor MN1, and the output signal becomes Low level. As an example, FIG. 9 shows waveforms at various parts in a conventional inverter circuit.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータ回路では、データ信号レベルが遷移する際
に、Nチャネル電界効果型トランジスタMN1のソース
−ドレイン端子間およびPチャネル電界効果型トランジ
スタMP1のソース−ドレイン端子間がともに半導通状
態となるため、電源電位供給端子3から接地電位供給端
子4に向かって貫通電流が流れてしまう。
However, in the conventional inverter circuit, when the data signal level changes, the source-drain terminal of the N-channel field-effect transistor MN1 and the source-drain of the P-channel field-effect transistor MP1 are changed. Since both of the drain terminals are in a semi-conductive state, a through current flows from the power supply potential supply terminal 3 to the ground potential supply terminal 4.

【0005】貫通電流は、Nチャネル電界効果型トラン
ジスタおよびPチャネル電界効果型トランジスタのゲー
ト幅が大きくなるに従い電流量が増加する。特に、電流
駆動能力が大きい出力バッファ回路としてインバータ回
路を用いるような場合では、比較的大きなゲート幅(数
100um)の電界効果型トランジスタを用いるため、貫通
電流は数10mA程度に達する。このような場合、貫通電
流が消費電力の増加を招くとともに、電源ラインおよび
接地ラインにおいてノイズを発生する。
The amount of through current increases as the gate width of an N-channel field-effect transistor and a P-channel field-effect transistor increases. Particularly, when an inverter circuit is used as an output buffer circuit having a large current driving capability, a through current reaches about several 10 mA because a field-effect transistor having a relatively large gate width (several 100 μm) is used. In such a case, the through current causes an increase in power consumption and generates noise on the power supply line and the ground line.

【0006】また従来のインバータ回路では、出力信号
レベルを遷移させるのに必要な電荷の一部が貫通電流と
なってしまうため、負荷容量に対する電荷の蓄積もしく
は引き抜きが不十分となり、出力信号の遷移速度が高速
化が困難であった。
In addition, in the conventional inverter circuit, since a part of the electric charge necessary for changing the output signal level becomes a through current, the accumulation or extraction of the electric charge with respect to the load capacitance becomes insufficient, and the transition of the output signal changes. It was difficult to increase the speed.

【0007】上記のように、従来のインバータ回路で
は、貫通電流の発生に伴い消費電力の低減が困難であっ
た。またインバータ回路が発生する電源ノイズが、電源
/接地ラインもしくは空中伝搬により他の回路に漏れ込
むため、伝送信号の妨げとなる恐れがあった。同時に、
出力信号の遷移速度の高速化が困難なため、伝送速度の
拡大が困難であった。
As described above, in the conventional inverter circuit, it is difficult to reduce power consumption due to generation of a through current. In addition, power supply noise generated by the inverter circuit leaks into other circuits due to power / ground lines or airborne transmission, which may interfere with transmission signals. at the same time,
Since it is difficult to increase the transition speed of the output signal, it is difficult to increase the transmission speed.

【0008】そこで、本発明の目的は、消費電力および
電源ノイズの低減化,伝送速度の高速化を実現するた
め、貫通電流を抑制するインバータ回路を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide an inverter circuit that suppresses a through current in order to reduce power consumption and power supply noise and increase transmission speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、外部から入力するデータ信号を微分信
号に変換する微分回路と、該微分信号の直流レベルを上
昇する第1のレベルシフト回路と、該微分信号の直流レ
ベルを降下する第2のレベルシフト回路と、該第1のレ
ベルシフト回路の出力信号をゲート端子に入力するPチ
ャネル電界効果型トランジスタと、該第2のレベルシフ
ト回路の出力信号をゲート端子に入力するNチャネル電
界効果型トランジスタを備え、該Pチャネル電界効果型
トランジスタと該Nチャネル電界効果型トランジスタの
ソース端子にそれぞれ電源電位と接地電位を与え、かつ
該Pチャネル電界効果型トランジスタと該Nチャネル電
界効果型トランジスタのドレイン端子を互いに接続して
出力端子とすることを特徴とするインバータ回路を提供
する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a differentiation circuit for converting a data signal inputted from the outside into a differentiation signal, and a first level shifter for increasing a DC level of the differentiation signal. A second level shift circuit for lowering the DC level of the differential signal; a P-channel field-effect transistor for inputting an output signal of the first level shift circuit to a gate terminal; An N-channel field-effect transistor for inputting an output signal of the circuit to a gate terminal; providing a power supply potential and a ground potential to source terminals of the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor, respectively; Connecting the drain terminals of the channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor to each other to form an output terminal; Providing an inverter circuit, characterized.

【0010】即ち、上記構成において、Pチャネル電界
効果型トランジスタのドレイン−ソース端子間はデータ
信号の立ち上がり時に導通状態となり、一方、Nチャネ
ル電界効果型トランジスタのドレイン−ソース端子間
は、データ信号の立ち下がり時に導通状態となる。Pチ
ャネル電界効果型トランジスタとNチャネル電界効果型
トランジスタの導通を時間的に分離することで、貫通電
流をほぼ零とすることが可能となる。この結果、消費電
力および電源ノイズを低減することができる。また、貫
通電流が流れなくなるため、負荷容量に対する電荷の蓄
積および引き抜きが効果的となり、出力端子における出
力信号の遷移速度が向上する。
That is, in the above configuration, the drain-source terminal of the P-channel field-effect transistor becomes conductive when the data signal rises, while the drain-source terminal of the N-channel field-effect transistor is connected between the drain-source terminal of the data signal. It becomes conductive at the time of falling. By temporally separating the conduction between the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor, the through current can be reduced to substantially zero. As a result, power consumption and power supply noise can be reduced. Further, since the through current stops flowing, the accumulation and extraction of the electric charge with respect to the load capacitance become effective, and the transition speed of the output signal at the output terminal is improved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1に、本発明に係るインバータ
回路の第1の実施形態を示す。図1において、インバー
タ回路は、外部から入力するデータ信号を微分信号に変
換する微分回路5と、該微分信号の直流レベルを上昇す
る第1のレベルシフト回路6aと、該微分信号の直流レ
ベルを降下する第2のレベルシフト回路6bと、該第1
のレベルシフト回路6aの出力信号をゲート端子に入力
するPチャネル電界効果型トランジスタMP1と、該第
2のレベルシフト回路6bの出力信号をゲート端子に入
力するNチャネル電界効果型トランジスタMN1を備え
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of an inverter circuit according to the present invention. In FIG. 1, an inverter circuit includes a differentiating circuit 5 for converting a data signal input from the outside into a differentiated signal, a first level shift circuit 6a for increasing a DC level of the differentiated signal, and a DC level of the differentiated signal. A falling second level shift circuit 6b;
And a N-channel field-effect transistor MN1 for inputting the output signal of the second level shift circuit 6b to the gate terminal, and an N-channel field-effect transistor MN1 for inputting the output signal of the second level shift circuit 6b to the gate terminal.

【0012】該Pチャネル電界効果型トランジスタMP
1と該Nチャネル電界効果型トランジスタMN1のソー
ス端子にそれぞれ電源電位と接地電位を与え、かつ該P
チャネル電界効果型トランジスタMP1と該Nチャネル
電界効果型トランジスタMN1のドレイン端子を互いに
接続して出力端子2とする。
The P-channel field-effect transistor MP
1 and the source terminal of the N-channel field-effect transistor MN1 are supplied with a power supply potential and a ground potential, respectively.
The drain terminals of the channel field-effect transistor MP1 and the N-channel field-effect transistor MN1 are connected to each other to form an output terminal 2.

【0013】次に、図1に示すインバータ回路の動作に
ついて説明する。図1において、外部から入力するデー
タ信号Viを微分回路により微分信号に変換する。微分信
号は、データ信号の立ち上がりと立ち下がりで信号レベ
ルが異なる図5(b)に示すような信号波形Vaとなる。微
分信号Vaは、レベルシフト回路6a,6bを介して、そ
れぞれ図5(c),図5(d)のような信号レベルに設定す
る。ここでVtpおよびVtnは、それぞれPチャネル電界
効果型トランジスタMP1およびNチャネル電界効果型
トランジスタMN1の閾値電圧を示す。
Next, the operation of the inverter circuit shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, a data signal Vi input from the outside is converted into a differentiated signal by a differentiating circuit. The differentiated signal has a signal waveform Va as shown in FIG. 5B in which the signal level differs between the rising and falling of the data signal. The differential signal Va is set to a signal level as shown in FIGS. 5C and 5D via the level shift circuits 6a and 6b, respectively. Here, Vtp and Vtn indicate the threshold voltages of the P-channel field-effect transistor MP1 and the N-channel field-effect transistor MN1, respectively.

【0014】Pチャネル電界効果型トランジスタMP1
は、ゲート端子に入力する信号VbがVb<Vcc-Vtpとな
った際に導通状態となる。一方、Nチャネル電界効果型
トランジスタMN1は、ゲート端子に入力する信号Vc
がVc>Vtnとなった際に導通状態となる。この結果、P
チャネル電界効果型トランジスタMP1およびNチャネ
ル電界効果型トランジスタMN1において、それぞれ、
図5(e),図5(f)に示すようなドレイン電流Ip,Inが
生成される。Pチャネル電界効果型トランジスタMP1
のドレイン電流Ipはデータ信号の立ち下がり時のみに
流れ、一方、Nチャネル電界効果型トランジスタMN1
のドレイン電流Inはデータ信号の立ち下がり時のみに
流れる。一方、IpとInが同時に流れないことから、貫
通電流Itはほぼ零となる。この結果、消費電力および
電源ノイズが低減される。また、貫通電流Itが流れな
くなるため、負荷容量Coに対する電荷の蓄積および引
き抜きが効果的となり、出力端子2における出力信号V
oの遷移速度が向上する。
P-channel field-effect transistor MP1
Becomes conductive when the signal Vb input to the gate terminal becomes Vb <Vcc-Vtp. On the other hand, the N-channel field-effect transistor MN1 receives the signal Vc input to the gate terminal.
Becomes conductive when Vc> Vtn. As a result, P
In the channel field effect transistor MP1 and the N channel field effect transistor MN1,
Drain currents Ip and In as shown in FIGS. 5E and 5F are generated. P-channel field-effect transistor MP1
Drain current Ip flows only when the data signal falls, while the N-channel field-effect transistor MN1
Drain current In flows only when the data signal falls. On the other hand, since Ip and In do not flow at the same time, the through current It becomes almost zero. As a result, power consumption and power supply noise are reduced. Further, since the through current It stops flowing, the accumulation and extraction of the electric charge with respect to the load capacitance Co become effective, and the output signal V
The transition speed of o improves.

【0015】図2に、本発明に係るインバータ回路の第
2の実施形態を示す。図2において、外部から入力する
データ信号を遅延させる遅延回路7と、データ信号と該
遅延回路7の出力信号を比較する比較器8と、該比較器
8の出力信号の直流レベルを上昇する第1のレベルシフ
ト回路6aと、該比較器8の出力信号の直流レベルを降
下する第2のレベルシフト回路6bと、該第1のレベル
シフト回路6aの出力信号をゲート端子に入力するPチ
ャネル電界効果型トランジスタMP1と、該第2のレベ
ルシフト回路6bの出力信号をゲート端子に入力するN
チャネル電界効果型トランジスタMN1を備える。
FIG. 2 shows a second embodiment of the inverter circuit according to the present invention. In FIG. 2, a delay circuit 7 for delaying a data signal input from the outside, a comparator 8 for comparing the data signal with an output signal of the delay circuit 7, and a second circuit for increasing the DC level of the output signal of the comparator 8 1 level shift circuit 6a, a second level shift circuit 6b for lowering the DC level of the output signal of the comparator 8, and a P-channel electric field for inputting the output signal of the first level shift circuit 6a to the gate terminal. N which inputs the output signal of the effect type transistor MP1 and the second level shift circuit 6b to the gate terminal.
A channel field effect transistor MN1 is provided.

【0016】該Pチャネル電界効果型トランジスタMP
1と該Nチャネル電界効果型トランジスタMN1のソー
ス端子にそれぞれ電源電位と接地電位を与え、かつ該P
チャネル電界効果型トランジスタMP1と該Nチャネル
電界効果型トランジスタMN1のドレイン端子を互いに
接続して出力端子2とする。
The P-channel field-effect transistor MP
1 and the source terminal of the N-channel field-effect transistor MN1 are supplied with a power supply potential and a ground potential, respectively.
The drain terminals of the channel field-effect transistor MP1 and the N-channel field-effect transistor MN1 are connected to each other to form an output terminal 2.

【0017】次に図2に示すインバータ回路の動作につ
いて説明する。図2において、入力端子1に入力するデ
ータ信号Viを分岐し、一方を遅延回路7に入力する。
遅延回路7では、データ信号Viに対して遅延時間tdだ
け位相がシフトした信号波形Vsを生成する。比較器8
には、データ信号Viと遅延回路の出力信号Vsをそれぞ
れ入力する。この結果、比較器8において、図6(c)に
示すような比較信号Vaを生成する。比較信号Vaは、レ
ベルシフト回路6a,6bを介して、それぞれ図6(d),
図6(e)に示すような信号レベルに設定する。
Next, the operation of the inverter circuit shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, a data signal Vi input to an input terminal 1 is branched, and one is input to a delay circuit 7.
The delay circuit 7 generates a signal waveform Vs whose phase is shifted by a delay time td with respect to the data signal Vi. Comparator 8
Are input with the data signal Vi and the output signal Vs of the delay circuit, respectively. As a result, the comparator 8 generates a comparison signal Va as shown in FIG. The comparison signal Va is supplied via the level shift circuits 6a and 6b, as shown in FIG.
The signal level is set as shown in FIG.

【0018】この時、Pチャネル電界効果型トランジス
タMP1は、ゲート端子に入力する信号VbがVb<Vcc-
Vtpとなった際に導通状態となる。一方、Nチャネル電
界効果型トランジスタMN1は、ゲート端子に入力する
信号VcがVc>Vtnとなった際に導通状態となる。この
結果、Pチャネル電界効果型トランジスタMP1のドレ
イン電流Ipはデータ信号の立ち下がり時のみに流れ、
一方、Nチャネル電界効果型トランジスタMN1のドレ
イン電流Inはデータ信号の立ち下がり時のみに流れ
る。IpとInが同時に流れないため、貫通電流Itはほ
ぼ零となる。この結果、消費電力および電源ノイズが低
減される。また、貫通電流が流れなくなるため、負荷容
量Coに対する電荷の蓄積および引き抜きが効果的とな
り、出力端子2における出力信号Voの遷移速度が向上
する。
At this time, the signal Vb input to the gate terminal of the P-channel field-effect transistor MP1 is Vb <Vcc-
When it reaches Vtp, it becomes conductive. On the other hand, the N-channel field effect transistor MN1 is turned on when the signal Vc input to the gate terminal satisfies Vc> Vtn. As a result, the drain current Ip of the P-channel field-effect transistor MP1 flows only when the data signal falls,
On the other hand, the drain current In of the N-channel field effect transistor MN1 flows only when the data signal falls. Since Ip and In do not flow at the same time, the through current It becomes almost zero. As a result, power consumption and power supply noise are reduced. Further, since the through current stops flowing, the accumulation and extraction of the electric charge with respect to the load capacitance Co become effective, and the transition speed of the output signal Vo at the output terminal 2 is improved.

【0019】図3に、本発明に係るインバータ回路の第
3の実施形態を示す。図3において、Pチャネル電界効
果型トランジスタMP1とNチャネル型電界効果型トラ
ンジスタMN1のゲート端子同士を接続して入力端子1
とし、かつドレイン端子同士を接続して出力端子2とす
るインバータ回路において、Pチャネル電界効果型トラ
ンジスタMP1のソース端子にドレイン端子を接続する
Pチャネル電界効果型トランジスタMP2と、Nチャネ
ル電界効果型トランジスタMN1のソース端子にドレイ
ン端子を接続するNチャネル電界効果型トランジスタM
N2を備え、Pチャネル電界効果型トランジスタMP2
のソース端子およびNチャネル電界効果型トランジスタ
MN2のソース端子にそれぞれ電源電位および接地電位
を与えるとともに、Pチャネル電界効果型トランジスタ
MP2のゲート端子およびNチャネル電界効果型トラン
ジスタMN2のゲート端子にそれぞれバイアス電圧を外
部より与える。
FIG. 3 shows a third embodiment of the inverter circuit according to the present invention. In FIG. 3, an input terminal 1 is formed by connecting gate terminals of a P-channel field-effect transistor MP1 and an N-channel field-effect transistor MN1 to each other.
And an N-channel field-effect transistor in which the drain terminal is connected to the source terminal of the P-channel field-effect transistor MP1 and the drain terminal is connected to the N-channel field-effect transistor. N-channel field effect transistor M having a drain terminal connected to the source terminal of MN1
N2, a P-channel field effect transistor MP2
And a source potential of the N-channel field-effect transistor MN2, respectively, and a bias voltage is applied to the gate terminal of the P-channel field-effect transistor MP2 and the gate terminal of the N-channel field-effect transistor MN2, respectively. From outside.

【0020】次に図3に示すインバータ回路の動作につ
いて説明する。図3において入力端子1にデータ信号を
入力する。また、バイアス電圧供給端子9a,9bにそれ
ぞれバイアス電圧VBP,VBNを与える。この時Pチ
ャネル電界効果型トランジスタMP2およびNチャネル
電界効果型トランジスタMN2は、それぞれ電流源とし
て作用し、バイアス電圧で制御されたドレイン電流IB
P,IBNを出力する。IBP,IBNは、それぞれP
チャネル電界効果型トランジスタMP1,Nチャネル電
界効果型トランジスタMN1が導通状態となった際に、
出力端子2に供給され、出力信号Voの立ち上がり時間
および立ち下がり時間を独立に設定する。したがって、
本発明に係る図3のインバータ回路を用いた場合、外部
より与えるバイアス電圧VBP,VBNを制御すること
により、出力信号Voの立ち上がり時間および立ち下が
り時間を独立に制御することができる。
Next, the operation of the inverter circuit shown in FIG. 3 will be described. In FIG. 3, a data signal is input to an input terminal 1. Further, bias voltages VBP and VBN are applied to the bias voltage supply terminals 9a and 9b, respectively. At this time, the P-channel field-effect transistor MP2 and the N-channel field-effect transistor MN2 each act as a current source, and a drain current IB controlled by a bias voltage.
P and IBN are output. IBP and IBN are P
When the channel field effect transistor MP1 and the N channel field effect transistor MN1 are turned on,
The rising time and falling time of the output signal Vo are supplied to the output terminal 2 and are independently set. Therefore,
When the inverter circuit of FIG. 3 according to the present invention is used, the rise time and the fall time of the output signal Vo can be independently controlled by controlling the externally applied bias voltages VBP and VBN.

【0021】また図3に示すインバータ回路は、Pチャ
ネル電界効果型トランジスタMP2およびNチャネル電
界効果型トランジスタMN2を備えることで、従来のイ
ンバータ回路に比べて貫通電流を抑制できるという特徴
がある。これはPチャネル電界効果型トランジスタMP
2およびNチャネル電界効果型トランジスタMN2が電
流源として作用し、ドレイン電流IBP,IBNを制御
しているためである。図7は、図3のインバータ回路と
従来のインバータ回路における貫通電流Itを比較した
一例である。従来のインバータ回路では、貫通電流It
が入力するデータ信号レベルに応じて変化し、図7(a)
に示すようにピーク値を有する特性となる。一方、本発
明に係る図3のインバータ回路では、貫通電流ItをI
BPもしくはIBNの何れかで決定する。したがって、
貫通電流Itは、図7(b)に示すように入力するデータ信
号レベルViに対してほぼ一定である。この結果、本発
明に係る図3のインバータ回路は、貫通電流Itを従来
のインバータ回路よりも抑制し、消費電力および電源ノ
イズを低減する。
The inverter circuit shown in FIG. 3 has a feature that through current can be suppressed as compared with a conventional inverter circuit by including a P-channel field-effect transistor MP2 and an N-channel field-effect transistor MN2. This is a P-channel field-effect transistor MP
This is because the two-channel and N-channel field-effect transistors MN2 act as current sources and control the drain currents IBP and IBN. FIG. 7 is an example of comparing the through current It between the inverter circuit of FIG. 3 and a conventional inverter circuit. In the conventional inverter circuit, the through current It
Changes according to the input data signal level, and FIG.
The characteristic has a peak value as shown in FIG. On the other hand, in the inverter circuit of FIG.
Determined by either BP or IBN. Therefore,
The through current It is almost constant with respect to the input data signal level Vi as shown in FIG. 7B. As a result, the inverter circuit of FIG. 3 according to the present invention suppresses the through current It as compared with the conventional inverter circuit, and reduces power consumption and power supply noise.

【0022】図4に、本発明に係るインバータ回路の第
4の実施形態を示す。図4は、インバータ回路を出力バ
ッファ回路として用いた実施例である。端子1を介し
て、外部よりデータ信号を主インバータ回路100と補助
インバータ回路200に与える。主インバータ回路100と補
助インバータ回路200の出力を接続して、出力端子2と
する。ここで、主インバータ回路100の回路構成とし
て、前記図1に示すインバータ回路を用いる。また、補
助インバータ回路200の回路構成として、前記図3に示
すインバータ回路を用いる。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the inverter circuit according to the present invention. FIG. 4 shows an embodiment using an inverter circuit as an output buffer circuit. A data signal is externally applied to the main inverter circuit 100 and the auxiliary inverter circuit 200 via the terminal 1. The output of the main inverter circuit 100 and the output of the auxiliary inverter circuit 200 are connected to form an output terminal 2. Here, as the circuit configuration of the main inverter circuit 100, the inverter circuit shown in FIG. 1 is used. Further, the inverter circuit shown in FIG. 3 is used as the circuit configuration of the auxiliary inverter circuit 200.

【0023】主インバータ回路100は、前記のようにデ
ータ信号が遷移する際に出力端子に大電流を生成するこ
とから、負荷容量への電荷の蓄積もしくは電荷の引き抜
きに有効である。主インバータ回路100は、出力信号の
遷移速度を高速化するために用いる。
The main inverter circuit 100 generates a large current at the output terminal when the data signal makes a transition as described above, and is therefore effective for accumulating charges in the load capacitance or extracting charges. The main inverter circuit 100 is used to increase the transition speed of the output signal.

【0024】しかしながら、主インバータ回路100は、
同符号が連続し、データ信号の遷移が発生しないような
場合に、出力信号レベルが変動してしまう恐れがある。
これは、出力端子2におけるリーク電流によるものであ
る。特にインバータ回路を出力バッファ回路として用い
るような場合では、出力端子2に接続される回路によっ
て数100uA程度のリーク電流が発生してしまうことがあ
る。
However, the main inverter circuit 100
In the case where the same code is continuous and the transition of the data signal does not occur, the output signal level may fluctuate.
This is due to a leak current at the output terminal 2. In particular, when an inverter circuit is used as an output buffer circuit, a circuit connected to the output terminal 2 may generate a leakage current of about several hundred μA.

【0025】そこで、リーク電流を補償するため、補助
インバータ回路200を併用する。補助インバータ回路200
は、前記のようにデータ信号レベルがHiもしくはLow
の際に出力端子に電流を供給する。出力端子に供給され
る電流値は、バイアス電圧供給端子9a,9bに与えるバ
イアス電圧により制御可能なので、リーク電流を補償す
るようにバイアス電圧を設定する。
In order to compensate for the leakage current, the auxiliary inverter circuit 200 is used together. Auxiliary inverter circuit 200
Means that the data signal level is Hi or Low as described above.
At this time, current is supplied to the output terminal. Since the value of the current supplied to the output terminal can be controlled by the bias voltage applied to the bias voltage supply terminals 9a and 9b, the bias voltage is set so as to compensate for the leakage current.

【0026】上記構成により、出力端子に負荷容量を有
し、かつリーク電流が発生する場合でも、出力信号の遷
移速度を高速化し、かつ同符号連続でも出力レベルが変
動しない、出力バッファに好適なインバータ回路を実現
することができる。
According to the above configuration, even when a load capacitance is provided at the output terminal and a leak current is generated, the transition speed of the output signal is increased, and the output level does not fluctuate even when the same sign is continuous. An inverter circuit can be realized.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、インバータ回路の貫通
電流を抑制することができる。この結果、消費電力およ
び電源ノイズを低減することができる。また、貫通電流
が抑制されるので、負荷容量に対する電荷の蓄積および
引き抜きが効果的となり、出力端子における出力信号の
遷移速度が向上する。
According to the present invention, the through current of the inverter circuit can be suppressed. As a result, power consumption and power supply noise can be reduced. In addition, since the shoot-through current is suppressed, the accumulation and extraction of the charges with respect to the load capacitance become effective, and the transition speed of the output signal at the output terminal is improved.

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

【図1】本発明の第1の実施形態のインバータ回路の基
本構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of an inverter circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態のインバータ回路の基
本構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of an inverter circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態のインバータ回路の基
本構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of an inverter circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施形態のインバータ回路の基
本構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a basic configuration of an inverter circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態のインバータ回路の各
部波形を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms of respective parts of the inverter circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態のインバータ回路の各
部波形を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating waveforms of respective parts of the inverter circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図7】従来のインバータ回路と本発明の第3の実施形
態のインバータ回路における貫通電流を比較した一例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example in which a through current is compared between a conventional inverter circuit and an inverter circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図8】従来のインバータ回路の基本構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of a conventional inverter circuit.

【図9】従来のインバータ回路の各部波形を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing waveforms at various points in a conventional inverter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力端子、 2…出力端子、3…
電源電位供給端子、 4…接地電位供給端子、
5…微分回路、 6a…第1のレベル
シフト回路、6b…第2のレベルシフト回路、 7…遅
延回路、8…比較器、 9a…第1
のバイアス電圧供給端子、9b…第2のバイアス電圧供
給端子、 100…主インバータ回路、200…補助インバー
タ回路、MN1,MN2…Nチャネル電界効果型トラン
ジスタ、MP1,MP2…Pチャネル電界効果型トラン
ジスタ、Co…出力端子2に寄生する負荷容量、
Vi…データ信号、Va…微分回路5もしくは比較器8
の出力信号、Vb…第1のレベルシフト回路6aの出力信
号、Vc…第2のレベルシフト回路6bの出力信号、Vo
…インバータ回路の出力信号、Ip…Pチャネル電界効
果型トランジスタMP1のドレイン電流、In…Nチャ
ネル電界効果型トランジスタMN1のドレイン電流、I
BP…Pチャネル電界効果型トランジスタMP2のドレ
イン電流、IBN…Nチャネル電界効果型トランジスタ
MN2のドレイン電流、It…インバータ回路の貫通電
流もしくは消費電流。
1 ... input terminal, 2 ... output terminal, 3 ...
Power supply potential supply terminal, 4 ... ground potential supply terminal,
5 Differentiator circuit 6a First level shift circuit 6b Second level shift circuit 7 Delay circuit 8 Comparator 9a First
9b: second bias voltage supply terminal, 100: main inverter circuit, 200: auxiliary inverter circuit, MN1, MN2: N-channel field effect transistor, MP1, MP2: P-channel field effect transistor, Co: load capacitance parasitic on the output terminal 2;
Vi: data signal, Va: differentiation circuit 5 or comparator 8
Vb: output signal of the first level shift circuit 6a, Vc: output signal of the second level shift circuit 6b, Vo
... Inverter circuit output signal, Ip ... Drain current of P-channel field-effect transistor MP1, In ... Drain current of N-channel field-effect transistor MN1, I
BP: drain current of P-channel field-effect transistor MP2; IBN: drain current of N-channel field-effect transistor MN2; It: through-current or consumption current of the inverter circuit.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外部から入力するデータ信号を微分信号に
変換する微分回路と、該微分信号の直流レベルを上昇す
る第1のレベルシフト回路と、該微分信号の直流レベル
を降下する第2のレベルシフト回路と、該第1のレベル
シフト回路の出力信号をゲート端子に入力するPチャネ
ル電界効果型トランジスタと、該第2のレベルシフト回
路の出力信号をゲート端子に入力するNチャネル電界効
果型トランジスタを備え、 該Pチャネル電界効果型トランジスタと該Nチャネル電
界効果型トランジスタのソース端子にそれぞれ電源電位
と接地電位を与え、かつ該Pチャネル電界効果型トラン
ジスタと該Nチャネル電界効果型トランジスタのドレイ
ン端子を互いに接続して出力端子とすることを特徴とす
るインバータ回路。
1. A differential circuit for converting a data signal inputted from the outside into a differential signal, a first level shift circuit for increasing a DC level of the differential signal, and a second level circuit for decreasing a DC level of the differential signal. A level shift circuit, a P-channel field effect transistor for inputting an output signal of the first level shift circuit to a gate terminal, and an N-channel field effect type for inputting an output signal of the second level shift circuit to a gate terminal A power supply potential and a ground potential respectively applied to source terminals of the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor; and drains of the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor. An inverter circuit, wherein terminals are connected to each other to form an output terminal.
【請求項2】外部から入力するデータ信号を遅延させる
遅延回路と、データ信号と該遅延回路の出力信号を比較
する比較器と、該比較器の出力信号の直流レベルを上昇
する第1のレベルシフト回路と、該比較器の出力信号の
直流レベルを降下する第2のレベルシフト回路と、該第
1のレベルシフト回路の出力信号をゲート端子に入力す
るPチャネル電界効果型トランジスタと、該第2のレベ
ルシフト回路の出力信号をゲート端子に入力するNチャ
ネル電界効果型トランジスタを備え、 該Pチャネル電界効果型トランジスタと該Nチャネル電
界効果型トランジスタのソース端子にそれぞれ電源電位
と接地電位を与え、かつ該Pチャネル電界効果型トラン
ジスタと該Nチャネル電界効果型トランジスタのドレイ
ン端子を互いに接続して出力端子とすることを特徴とす
るインバータ回路。
2. A delay circuit for delaying a data signal input from the outside, a comparator for comparing the data signal with an output signal of the delay circuit, and a first level for increasing a DC level of the output signal of the comparator. A shift circuit, a second level shift circuit for lowering a DC level of an output signal of the comparator, a P-channel field effect transistor for inputting an output signal of the first level shift circuit to a gate terminal, An N-channel field-effect transistor for inputting an output signal of the second level shift circuit to a gate terminal, and applying a power supply potential and a ground potential to source terminals of the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor, respectively. Connecting the drain terminals of the P-channel field-effect transistor and the N-channel field-effect transistor to each other, An inverter circuit characterized by:
【請求項3】第1のPチャネル電界効果型トランジスタ
と第1のNチャネル型電界効果型トランジスタのゲート
端子同士を接続して入力端子とし、かつドレイン端子同
士を接続して出力端子とするインバータ回路において、 第1のPチャネル電界効果型トランジスタのソース端子
にドレイン端子を接続する第2のPチャネル電界効果型
トランジスタと、第1のNチャネル電界効果型トランジ
スタのソース端子にドレイン端子を接続する第2のNチ
ャネル電界効果型トランジスタを備え、該第2のPチャ
ネル電界効果型トランジスタのソース端子および該第2
のNチャネル電界効果型トランジスタのソース端子にそ
れぞれ電源電位および接地電位を与えるとともに、該第
2のPチャネル電界効果型トランジスタのゲート端子お
よび該第2のNチャネル電界効果型トランジスタのゲー
ト端子にそれぞれバイアス電圧を外部より与えることを
特徴とするインバータ回路。
3. An inverter in which the gate terminals of the first P-channel field-effect transistor and the first N-channel field-effect transistor are connected to form an input terminal, and the drain terminals are connected to form an output terminal. In the circuit, a drain terminal is connected to a source terminal of the first P-channel field-effect transistor, and a drain terminal is connected to a source terminal of the first N-channel field-effect transistor. A second N-channel field-effect transistor, a source terminal of the second P-channel field-effect transistor, and a second terminal.
The power supply potential and the ground potential are applied to the source terminal of the N-channel field-effect transistor, respectively, and the gate terminal of the second P-channel field-effect transistor and the gate terminal of the second N-channel field-effect transistor, respectively. An inverter circuit characterized in that a bias voltage is externally applied.
【請求項4】請求項1から3のいずれか1項記載のイン
バータ回路において、インバータ回路を備え、該入力端
子同士および該出力端子同士をそれぞれ接続することを
特徴とするインバータ回路。
4. The inverter circuit according to claim 1, further comprising an inverter circuit, wherein said input terminals are connected to each other and said output terminals are connected to each other.
【請求項5】請求項1から4のいずれか1項記載のイン
バータ回路において、Pチャネル電界効果型トランジス
タとNチャネル型電界効果型トランジスタのゲート端子
同士を接続して入力端子とし、かつドレイン端子同士を
接続して出力端子とするインバータ回路を備え、該入力
端子同士および該出力端子同士をそれぞれ接続すること
を特徴とするインバータ回路。
5. The inverter circuit according to claim 1, wherein a gate terminal of the P-channel field-effect transistor and a gate terminal of the N-channel field-effect transistor are connected to each other as an input terminal, and a drain terminal. An inverter circuit comprising: an inverter circuit that connects the input terminals to each other to form an output terminal; and connects the input terminals to each other and the output terminals to each other.
【請求項6】請求項1から5のいずれか1項記載のイン
バータ回路を備える伝送装置であることを特徴とするイ
ンバータ回路。
6. An inverter circuit comprising a transmission device comprising the inverter circuit according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009021841A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Nec Electronics Corp Charge pump drive circuit, and semiconductor device employing the same

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