JP2555046Y2 - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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JP2555046Y2
JP2555046Y2 JP1991039820U JP3982091U JP2555046Y2 JP 2555046 Y2 JP2555046 Y2 JP 2555046Y2 JP 1991039820 U JP1991039820 U JP 1991039820U JP 3982091 U JP3982091 U JP 3982091U JP 2555046 Y2 JP2555046 Y2 JP 2555046Y2
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mos transistor
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正晴 高橋
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は相補型MOS集積回路
(以下CMOS−ICと記す)に関し、特に出力バッフ
ァ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の出力バッファ回路は、図
5の回路図に示すように、高電位側電源(VDD)に接
続するP型MOSトランジスタM1と、低電位側電源
(グランド)に接続するN型MOSトランジスタからな
る回路となっていた。
【0003】入力端子INは両トランジスタのゲートに
並列接続され、出力端子OUTはP型MOSトランジス
タM1とN型MOSトランジスタM2の直列接続された
接続点より導出されている。
【0004】なお、通常P型MOSトランジスタM1の
バックゲートはVDDに,N型MOSトランジスタのバ
ックゲートはグランドに接続されている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
の出力バッファ回路は、スイッチング速度(立上りの速
度または立下りの速度)を変えられないという欠点があ
った。
【0006】一般的にはスイッチング速度は速いほうが
好ましいが、出力端子に接続される負荷の特性によって
は速すぎるとオーバーシュートを生じてノイズとなる等
の現象もあり、適正なスイッチング速度が所望される場
合がある。
【0007】また、電源VDDが前段回路の電源と共用
される場合に出力端子OUTに接続する負荷に流れる電
流が大きい場合は、出力バッファ回路のスイッチング時
間が速すぎると電源電圧の低下が生じ、前段回路が誤動
作する恐れがある。
【0008】そこで、出力バッファ回路のスイッチング
時間を容易に制御もしくは設計する手段が望まれてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】この考案の出力バッファ
回路は、電圧降下手段を介して電源の一端に接続される
一導電型チャンネルのMOSトランジスタと電圧降下手
段を介し,もしくは介さずに電源の他端に接続される他
の導電型チャンネルのMOSトランジスタとを直列に接
続し、少なくとも前記一導電型チャンネルのMOSトラ
ンジスタにはバックゲート端子を設け、入力端子を前記
両MOSトランジスタのゲートに並列に接続し、出力端
子を前記両MOSトランジスタの直列接続点より導出し
たことを特徴とする。
【0010】前記電圧降下手段は、ゲート−ドレイン間
を短絡したMOSトランジスタで構成できる。
【0011】さらに前記電圧降下手段はダイオードを順
方向に用いても良い。
【0012】前記バックゲート端子は、集積回路外部端
子とすることができる。さらに前記バックゲート端子に
は集積回路内部において生成した電圧を与えることもで
きる。
【0013】
【作用】上記の構成によると、バックゲート端子に印加
される電圧を変化させることにより、一導電型チャンネ
ルのMOSトランジスタのON抵抗を変化させることが
できるので、スイッチングの立上り,もしくは立下りの
速度を、もしくは両方の速度を変化させることができ
る。
【0014】なお、バックゲートは他の導電型で形成さ
れ、一導電型で形成されるドレインやソースと逆バイア
スの電圧を印加する必要があるが、一導電型チャンネル
のMOSトランジスタは電圧降下手段を介して電源の一
端に接続されているので、高電位側電源(VDD)をこ
えた高電圧や、低電位側電源(グランド)をこえた低電
圧を用意する必要はない。
【0015】さらに、バックゲート端子を集積回路の外
部端子として備えれば、負荷の特性に応じた電圧を外よ
り与えてスイッチング速度を最適化することができる。
負荷の特性は、定まったものであるならば、集積回路内
部に所望の電圧を生成して与えればよいので、出力バッ
ファ回路の設計は容易である。
【0016】
【実施例】以下、この考案について図面を参照して説明
する。図1はこの考案の一実施例の出力バッファ回路の
回路図でる。この実施例はN型半導体基板にP型MOS
トランジスタを形成し、同基板に形成したPウェル内に
形成したN型MOSトランジスタよりなるCMOS−I
Cに本考案を適用したものである。
【0017】一導電型としてのNチャンネルを有するN
型MOSトランジスタM12は電圧降下手段となるゲー
ト−ドレイン間を短絡したN型MOSトランジスタM4
を介して、電源の一端であるグランドに接続されてい
る。
【0018】また、他の導電型であるP型MOSトラン
ジスタM1は電圧降下手段であるゲート−ドレイン間を
短絡したP型MOSトランジスタM3を介して電源の他
端であるVDDに接続されている。MOSトランジスタ
M1およびM12は直列に接続され、その接続点から出
力端子OUTが導出される。
【0019】一方、入力端子INは両MOSトランジス
タM1およびM12のゲートに並列に接続されて両トラ
ンジスタを制御する。ここにおいて、N型MOSトラン
ジスタ12のバックゲートには独立した端子VB が設け
られている。N型MOSトランジスタ12のバックゲー
トはPウェル部であって、独立に端子を設けることがで
き、N型のドレイン,ソースに対し逆方向の(すなわち
低い)電圧を与えることによって、N型MOSトランジ
スタ12のON抵抗値を制御する。従って、出力電圧の
立下り速度を制御する。
【0020】N型MOSトランジスタM12のソース電
極は電圧降下手段M4を介してグランドに接続している
ので正の電位であり、バックゲート端子VB に与える電
圧を正の電圧として別に負の電源を用意する必要をなく
している。
【0021】バックゲート端子VB は、集積回路の外部
端子として設けて、出力端子OUTに接続する負荷の特
性に応じて電圧を与え、立下りの速度を最適にすること
ができる。接続される負荷が一定ならば、集積回路内部
に必要な電圧を生成して印加すれば、出力電圧の立下り
速度予定のごとくすることができるので設計が容易であ
る。
【0022】なお、この実施例におけるP型MOSトラ
ンジスタM3は、出力電圧の高・低レベルのバランスの
ために設けたもので、立下り速度の制御には関係なく省
略することができる。
【0023】また、N型MOSトランジスタM4は複数
個としてバックゲートのコントロール範囲を拡大できる
ことはいうまでもない。
【0024】しかしながら、この実施例においては、P
型MOSトランジスタのバックゲートは独立していない
ので出力電圧の立上り速度をコントロールする手段は有
しない。
【0025】
【実施例2】前記第1の実施例と同様なCMOS−IC
に本考案を適用した他の実施例について、図2の回路図
を参照して説明する。
【0026】図1と異なる点は、電圧降下手段がMOS
トランジスタM3,M4よりダイオードD1,D2に変
わっている点のみであるので、同一部分は符号を同一と
して説明を省略する。
【0027】この実施例においてもダイオードD1,D
2を複数としてバックゲートのコントロール範囲を適当
に確保することは当然であるので特に図示はしていな
い。
【0028】
【実施例3】前記の実施例とは異なる方式のCMOS−
ICに本考案を適用した実施例について図面を用いて説
明する。
【0029】このCMOS−ICはN型基板に形成した
Pウェル内に形成したN型MOSトランジスタと、N型
基板に形成したPウェル内にさらにNウェルを形成して
二重ウェルとし、その内に形成したP型MOSトランジ
スタとで形成するものである。このようなICにおいて
は、図3に示す回路図のようにPウェル内に形成したN
型MOSトランジスタM12のみならず、二重ウェル内
に形成したP型MOSトランジスタM11にもそれぞれ
独立してバックゲート端子VB2,VB1を設けて、それぞ
れ独立に制御することができ、従って出力電圧の立上り
速度と立下り速度とを独立に制御できる。ここで電圧降
下手段がMOSトランジスタM4,M13に限らず他の
手段でもかまわないことはいうまでもない。
【0030】電圧降下手段M13があるので、バックゲ
ート端子VB1に印加する電圧を電源電圧VDDにより低
い電圧とすることができる点も説明するまでもない。
【0031】
【実施例4】図4はこの考案の第4実施例の回路図で
る。この実施例はP型半導体基板に形成したN型MOS
トランジスタと、P型半導体基板に形成したNウェルに
形成したP型MOSトランジスタにより形成したCMO
S−ICに本考案を適用したものである。前記第1の実
施例のバックゲート端子VB がN型MOSトランジスタ
M12のバックゲートに接続されていたのに代えて、P
型MOSトランジスタM21のバックゲートに接続され
るバックゲート端子VB3となる点を除いては第1の実施
例と同様であるため、その説明を省略する。この実施例
では、P型MOSトランジスタM21のON抵抗を変化
させるため、立上り速度を制御できるという利点があ
る。
【0032】同様にP型半導体基板を用いるCMOS−
ICにおいて、前記第2,第3の実施例と同様な変形的
適用ができることは容易に理解できると思われるのでそ
れらの説明は省略する。
【0033】
【考案の効果】以上説明したように、この考案はP型M
OSトランジスタ,またはN型MOSトランジスタまた
は双方のバックゲート電圧を変化させることにより、立
上り速度,または立下り速度または双方を制御できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この考案の一実施例を示す回路図
【図2】 この考案の第2の実施例を示す回路図
【図3】 この考案の第3の実施例を示す回路図
【図4】 この考案の第4の実施例を示す回路図
【図5】 従来の出力バッファ回路を示す回路図
【符号の説明】
M1,M11,M12,M22 MOS型トランジスタ IN 入力端子 OUT 出力端子 VB ,VB1,VB2,VB3 バックゲート端子 D1,D2,M3,M4,M13,M23,M24 電
圧降下手段

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイオード接続のMOSトランジスタまた
    はダイオードを介して電源の一端に接続される一導電型
    チャンネルのMOSトランジスタと、ダイオード接続の
    MOSトランジスタまたはダイオードを介しもしくは介
    さずに電源の他端に接続される他の導電型チャンネルの
    MOSトランジスタとを直列に接続し、少なくとも前記
    一導電型チャンネルのMOSトランジスタにはバックゲ
    −ト端子を設け、入力端子を前記両MOSトランジスタ
    のゲ−トに並列に接続し、出力端子を前記両MOSトラ
    ンジスタの直列接続点より導出した出力バッファ回路で
    あって、前記バックゲ−ト端子に印加される電圧が前記
    電源の電圧以内であることを特徴とする出力バッファ回
    路。
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WO2008065762A1 (fr) * 2006-11-30 2008-06-05 Panasonic Corporation Amplificateur opérationnel

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