JP2636464B2 - Transfer gate circuit - Google Patents

Transfer gate circuit

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトランスファゲート回路に関し、特にMOSト
ランジスタとバイポーラトランジスタとを組合せて構成
したBiCMOS型のトランスファゲート回路に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transfer gate circuit, and more particularly to a BiCMOS transfer gate circuit configured by combining a MOS transistor and a bipolar transistor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、LSIの速度性能を高めるためにNチャネル型お
よびPチャネル型の一対のMOSトランジスタからなるCMO
Sゲートとバイポーラトランジスタとを組合せたBiCMOS
型の論理回路が注目されている。このBiCMOS型の論理回
路は、CMOSゲートの低消費電力性、高集積性と、バイポ
ーラトランジスタの高速性とを兼ね備えているために、
今後のLSIにとってますます有用な回路である。したが
って、BiCMOS型の論理回路は、多くな容量性負荷を高速
に駆動するためのドライバとして、メモリやマイクロプ
ロセッサ等のLSIに適用されている。
In recent years, in order to improve the speed performance of LSI, a CMO comprising a pair of N-channel and P-channel MOS transistors
BiCMOS combining S-gate and bipolar transistor
Attention has been focused on logic circuits of the type. This BiCMOS logic circuit combines the low power consumption and high integration of a CMOS gate with the high speed of a bipolar transistor.
It is an increasingly useful circuit for future LSIs. Therefore, BiCMOS type logic circuits are applied to LSIs such as memories and microprocessors as drivers for driving a large number of capacitive loads at high speed.

しかし、乗算器や加算器に多用されるトランスファゲ
ート回路には、従来のCMOS型が用いられている。トラン
スファゲートは、桁上げ信号伝播回路に必須な回路であ
る。
However, a conventional CMOS type is used for a transfer gate circuit frequently used in a multiplier or an adder. The transfer gate is an essential circuit for the carry signal propagation circuit.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来のCMOS型のトランスファゲート回路は、
MOSトランジスタのソースとドレイン間の導通抵抗が大
きく、また出力信号の立上りあるいは立下り時間がMOS
トランジスタの導通抵抗と出力端子につながる容量によ
る時定数が決定される構成となっているので、伝搬時間
が長くなるという欠点がある。
The above-mentioned conventional CMOS type transfer gate circuit,
The conduction resistance between the source and the drain of the MOS transistor is large, and the rise or fall time of the output signal is high.
Since the time constant is determined by the conduction resistance of the transistor and the capacitance connected to the output terminal, there is a disadvantage that the propagation time becomes longer.

本発明の目的は、上述した欠点を解決し、信号を高速
に伝搬することができるトランスファゲート回路を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and to provide a transfer gate circuit capable of transmitting a signal at high speed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そのため、本発明のトランスファゲート回路は、入力
端子と出力端子間にエミッタとコレクタを接続したバイ
ポーラトランジスタと、前記入力端子と前記バイポーラ
トランジスタのベース間にソース・ドレイン路を接続し
制御端子にゲートを接続した第1のMOSトランジスタ
と、前記制御端子を入力とするインバータと、前記バイ
ポーラトランジスタのベースと接地端子間にソース・ド
レイン路を接続し前記インバータの出力とゲートを接続
した第2のMOSトランジスタと、前記バイポーラトラン
ジスタのベースと出力端子間にソース・ドレイン路を接
続し前記制御端子にゲートを接続した第3のMOSトラン
ジスタとを有している。
Therefore, the transfer gate circuit of the present invention includes a bipolar transistor having an emitter and a collector connected between an input terminal and an output terminal, a source / drain path connected between the input terminal and a base of the bipolar transistor, and a gate connected to a control terminal. A connected first MOS transistor, an inverter having the control terminal as an input, and a second MOS transistor having a source / drain path connected between a base and a ground terminal of the bipolar transistor and having an output and a gate connected to the inverter And a third MOS transistor having a source / drain path connected between a base and an output terminal of the bipolar transistor and a gate connected to the control terminal.

〔作用〕[Action]

本発明のトランスファゲート回路は、MOSトランジス
タの導通抵抗よりはるかに小さい導通抵抗のバイポーラ
トランジスタでスイッチを構成したため、信号の高速伝
搬が可能となる。
In the transfer gate circuit of the present invention, since the switch is constituted by a bipolar transistor having a conduction resistance much smaller than the conduction resistance of the MOS transistor, high-speed signal transmission is possible.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

本実施例は、入力端子Inと出力端子Out間にエミッタ
とコレクタを接続したバイポーラトランジスタB1と入力
端子Inと前記バイポーラトランジスタB1のベース間にソ
ースとドレインを接続し、制御端子Cnにゲートを接続し
た第1のMOSトランジスタM1と、前記制御端子Cnを入力
とするインバータG1と、前記バイポーラトランジスタB1
のベースと接地端子間GNDにソースとドレインを接続
し、前記インバータG1の出力とゲートを接続した第2の
MOSトランジスタM2とを有する構成となっている。
In this embodiment, a bipolar transistor B1 in which an emitter and a collector are connected between an input terminal In and an output terminal Out, a source and a drain are connected between the input terminal In and a base of the bipolar transistor B1, and a gate is connected to a control terminal Cn A first MOS transistor M1, an inverter G1 having the control terminal Cn as an input, and a bipolar transistor B1.
A source and a drain are connected to GND between the base and the ground terminal, and a second gate is connected between the output and the gate of the inverter G1.
The configuration includes the MOS transistor M2.

次に、この実施例の動作について説明する。このトラ
ンスファゲート回路は、制御端子Cnに印加する制御信号
により、入力端子Inと出力端子Out間の開閉が制御され
るスイッチとして動作する。すなわち、制御端子Cnに印
加する制御信号の論理値が“1"であると、第1のMOSト
ランジスタM1が導通し、一方第2のMOSトランジスタM2
が非導通となる。従って、バイポーラトランジスタB1の
コレクタとベースが接続され、バイポーラトランジスタ
B1は入力端子Inから出力端子Outへのダイオードと等価
になり、入力端子Inに印加された信号が出力端子Outに
導かれる。
Next, the operation of this embodiment will be described. This transfer gate circuit operates as a switch whose opening and closing between the input terminal In and the output terminal Out is controlled by a control signal applied to the control terminal Cn. That is, when the logical value of the control signal applied to the control terminal Cn is “1”, the first MOS transistor M1 is turned on, while the second MOS transistor M2 is turned on.
Becomes non-conductive. Therefore, the collector and base of the bipolar transistor B1 are connected, and the bipolar transistor B1 is connected.
B1 is equivalent to a diode from the input terminal In to the output terminal Out, and the signal applied to the input terminal In is guided to the output terminal Out.

一方、制御信号の論理値が“0"であると、第1のMOS
トランジスタM1は非導通、第2のMOSトランジスタM2は
導通となる。このため、バイポーラトランジスタB1のベ
ースは接地され、バイポーラトランジスタB1は非導通と
なる。すなわち、入力端子Inと出力端子Out間は開放と
なる。
On the other hand, if the logical value of the control signal is “0”, the first MOS
The transistor M1 is non-conductive, and the second MOS transistor M2 is conductive. Therefore, the base of the bipolar transistor B1 is grounded, and the bipolar transistor B1 is turned off. That is, the connection between the input terminal In and the output terminal Out is open.

このように、MOSトランジスタの導通抵抗よりはるか
に小さい導通抵抗を有するバイポーラトランジスタB1を
用いて、入出力端子間にスイッチ動作をさせているた
め、入力端子Inに印加された信号を出力端子Outに伝搬
させることができる。
As described above, since the switching operation is performed between the input and output terminals using the bipolar transistor B1 having a conduction resistance much smaller than the conduction resistance of the MOS transistor, the signal applied to the input terminal In is output to the output terminal Out. Can be propagated.

第2図は本発明の他の実施例を示す回路図である。本
実施例は、入力端子Inと出力端子Out間にエミッタとコ
レクタを接続したバイポーラトランジスタB1と、入力端
子Inと前記バイポーラトランジスタB1のベース間にソー
スとドレインを接続し、制御端子Cnにゲートを接続した
第1のMOSトランジスタM1と、前記制御端子Cnを入力と
するインバータG1と、前記バイポーラトランジスタB1の
ベースと接地端子間にソースとドレインを接続し、前記
インバータG1の出力とゲートを接続した第2のMOSトラ
ンジスタM2と、前記バイポーラトランジスタB1のベース
と出力端子Out間にソースとドレインを接続し、前記制
御端子Cnにゲートを接続した第3のMOSトランジスタM3
とを有する構成となっている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a bipolar transistor B1 having an emitter and a collector connected between an input terminal In and an output terminal Out, a source and a drain connected between the input terminal In and the base of the bipolar transistor B1, and a gate connected to a control terminal Cn. The connected first MOS transistor M1, the inverter G1 having the control terminal Cn as an input, the source and the drain connected between the base and the ground terminal of the bipolar transistor B1, and the output and the gate of the inverter G1 were connected. A second MOS transistor M2, a third MOS transistor M3 having a source and a drain connected between the base and the output terminal Out of the bipolar transistor B1, and a gate connected to the control terminal Cn;
And a configuration having:

このトランスファゲート回路は、第1図に示した回路
と比べ、第3のMOSトランジスタM3が付加されている点
が異なる。第1図の回路では、入力端子Inに“1"から
“0"に立下る信号が印加された場合、出力端子Outの信
号の立下りが遅くなる欠点を有する。第2図のトランス
ファゲート回路では、この欠点を解決するために、第3
のMOSトランジスタM3が設けられている。
This transfer gate circuit is different from the circuit shown in FIG. 1 in that a third MOS transistor M3 is added. The circuit of FIG. 1 has a disadvantage that when a signal falling from "1" to "0" is applied to the input terminal In, the fall of the signal at the output terminal Out is delayed. In the transfer gate circuit shown in FIG.
MOS transistor M3 is provided.

すなわち、制御端子Cnに“1"を加え、第1図と同様に
バイポーラトランジスタB1を導通させた状態において、
入力端子Inに“1"から“0"に立下る信号を印加しても、
第3のMOSトランジスタM3が導通しているため、バイポ
ーラトランジスタB1は通常のコレクトとエミッタが逆に
なるため逆方向トランジスタとして動作し、バイポーラ
トランジスタB1は導通する。従って、出力端子Outの信
号も直ちに“1"から“0"に立下る。
That is, in a state where "1" is added to the control terminal Cn and the bipolar transistor B1 is made conductive as in FIG.
Even if a signal that falls from “1” to “0” is applied to the input terminal In,
Since the third MOS transistor M3 is conductive, the bipolar transistor B1 operates as a reverse transistor because the normal correct and the emitter are reversed, and the bipolar transistor B1 is conductive. Therefore, the signal at the output terminal Out immediately falls from “1” to “0”.

このトランスファゲートは、制御端子Cnに“1"を印加
した場合、入力端子Inと出力端子Out間を第1と第3のM
OSトランジスタM1とM3で接続しているため、出力端子Ou
tに表われる“1"の信号振幅値がベース・エミッタ間順
方向電圧に相当する0.8Vだけ低下することを防いでい
る。
When “1” is applied to the control terminal Cn, the transfer gate connects the first and third M between the input terminal In and the output terminal Out.
Output terminal Ou because it is connected by OS transistors M1 and M3
This prevents the signal amplitude value of "1" appearing at t from dropping by 0.8V, which is the forward voltage between the base and the emitter.

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は信号の伝搬をバイポー
ラトランジスタが導通するか否かにより行う構成とする
ことにより、バイポーラトランジスタの導通抵抗がMOS
トランジスタの導通抵抗よりははるかに小さいので、入
力から出力に信号を高速に伝搬することができる効果が
ある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention adopts a configuration in which signal transmission is performed depending on whether or not the bipolar transistor is conductive, so that the conduction resistance of the bipolar transistor is MOS.
Since it is much smaller than the conduction resistance of the transistor, there is an effect that the signal can be propagated from the input to the output at high speed.

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

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は本発
明の他の実施例を示す回路図である。 B1……バイポーラトランジスタ、M1,M2,M3……MOSトラ
ンジスタ、G1……インバータ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. B1 ... Bipolar transistor, M1, M2, M3 ... MOS transistor, G1 ... Inverter.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力端子と出力端子間にエミッタとコレク
タを接続したバイポーラトランジスタと、前記入力端子
と前記バイポーラトランジスタのベース間にソース・ド
レイン路を接続し制御端子にゲートを接続した第1のMO
Sトランジスタと、前記制御端子を入力とするインバー
タと、前記バイポーラトランジスタのベースと接地端子
間にソース・ドレイン路を接続し前記インバータの出力
とゲートを接続した第2のMOSトランジスタと、前記バ
イポーラトランジスタのベースと出力端子間にソース・
ドレイン路を接続し前記制御端子にゲートを接続した第
3のMOSトランジスタとを有することを特徴とするトラ
ンスファゲート回路。
1. A bipolar transistor having an emitter and a collector connected between an input terminal and an output terminal, and a first transistor having a source / drain path connected between the input terminal and a base of the bipolar transistor and a gate connected to a control terminal. MO
An S transistor, an inverter having the control terminal as an input, a second MOS transistor having a source / drain path connected between a base and a ground terminal of the bipolar transistor, and having an output and a gate connected to the inverter, Between the base and output terminals of the
A third MOS transistor having a drain path connected to the control terminal and a gate connected to the control terminal.
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