JP2857285B2 - 論理一致回路 - Google Patents

論理一致回路

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JP2857285B2 JP23667592A JP23667592A JP2857285B2 JP 2857285 B2 JP2857285 B2 JP 2857285B2 JP 23667592 A JP23667592 A JP 23667592A JP 23667592 A JP23667592 A JP 23667592A JP 2857285 B2 JP2857285 B2 JP 2857285B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CMOSFETで構成
された論理一致(イクスクルーシブノアとも言う)回路
に関し、特に入力信号のレベル遷移検出に好適な論理一
致回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル論理回路においては、入力信
号のレベル遷移を検出して所定のパルス幅のパルス信号
を発生させるレベル遷移検出回路が広く一般に用いられ
ている。特に、半導体メモリ回路においては、アドレス
信号のレベル変化を検出してパルス信号のレベル遷移検
出回路が多数備えられ、メモリチップ内の制御に使用さ
れている。
【0003】従来、このようなアドレス信号のレベル変
化に応答してパルス信号を発生する回路としては、例え
ば図3に示すようなものがある。図3のレベル遷移検出
回路では、入力信号Aと、この入力信号を遅延回路1で
一定時間遅延させた入力信号Bとを論理一致回路2に入
力する。入力信号Aの論理レベルが変化した場合、遅延
回路1の遅延時間tだけ入力信号Bの変化が遅れるの
で、この遅延時間tだけ入力信号Aと入力信号Bの不一
致が生じる。これにより論理一致回路2の出力にLOW
レベルのパルスが出現する。このパルス幅は遅延回路1
の遅延時間tにほぼ等しくなることは明らかである。
【0004】次に、図4を用いて、この従来のCMOS
半導体集積回路に用いられている論理一致回路の内部構
成とその詳細な動作を説明する。図4で用いられる論理
一致回路2は、CMOSインバータ401、402、C
MOSトランスファーゲート403、404及びPMO
SFET405、406により構成される。
【0005】インバータは周知のように入力に加えられ
た論理レベルを否定して出力するものであり、1個のP
MOSFETと1個のNMOSFETから構成されてい
る。以下の記述では、Aの論理否定を*Aと表現する。
トランスファーゲートとはCMOS回路特有の回路で、
PMOSFETとNMOSFETが並列接続されて1つ
のトランスファーゲートを構成する。これは、PMOS
FET側のゲートをGP、NMOSFET側のゲートを
GNとする相補性の2本のゲート端子と、入力端子と出
力端子とからなる4端子素子と考えることができる。そ
して、GPがL、GNがHのとき、入力端子と出力端子
間の両方向等価抵抗数百Ω(導通状態)となり、相補性
ゲート信号が反転してGPがH、GNがLとなると、入
出力間の等価抵抗は109Ω程度(遮断状態)となり、
一種のリレーとも考えることができる。このリレーを構
成素子の動作からみれば、入力電圧がLレベルのときは
NMOSFETのオン抵抗、入力電圧がHレベルのとき
はPMOSFETのオン抵抗により入力電圧が出力に伝
えられている。
【0006】さて、図4の論理一致回路2では、入力A
及び入力Bが共にLレベルのときは、インバータ40
1、402の出力が共にHとなる。このためPMOSF
ET405、406が共にオフとなるが、トランスファ
ーゲート403、404が共にオンとなり、それぞれイ
ンバータ401の出力のHレベル、インバータ402の
出力のHレベルを通すため、出力YはHレベルとなる。
【0007】次に、入力AがLからHレベルに遷移する
と、インバータ402の出力*AはLレベルとなり、入
力Aと出力*Aが相補性ゲートに接続されているトラン
スファーゲート403はオンからオフとなる。そして、
トランスファーゲート404はオン状態を継続するが、
その入力であるインバータ402の出力がHレベルから
Lレベルに変化するため、その出力はLレベルとなる。
こうして出力YにはLレベルが現れる。このときPMO
SFET406はオフからオンとなるが、直列に接続さ
れているPMOSFET405がオフであるため出力に
は影響しない。
【0008】次いで、遅延回路1の遅延時間tが経過し
た後、入力BもHレベルとなる。これにより、インバー
タ401の出力*BはLレベルとなり、出力*Bがゲー
トに入力されているPMOSFET405はオンとな
る。またトランスファーゲート404は、その相補性ゲ
ート信号である入力Bと出力*Bが反転するため、オン
からオフなる。こうして出力Yは、トランスファーゲー
ト403、404がオフで、プルアップのPMOSFE
T405、406が共にオンとなるために、Hレベルと
なる。
【0009】次に、入力AがHレベルからLレベルに遷
移する場合を説明する。入力AがLレベルになると、イ
ンバータ402の出力*AがHレベルとなり、PMOS
FET406がオフとなる。また入力Aと出力*Aとが
相補性ゲートに接続されているトランスファーゲート4
03が、オフからオンとなる。このトランスファーゲー
ト403の入力は、インバータ401の出力*Bである
ため出力*BのLレベルが出力されて、出力YにはLレ
ベルが現れる。
【0010】次いで、遅延回路1の遅延時間tが経過し
た後、入力BもLレベルとなる。これにより、インバー
タ401の出力*BはHレベルとなり、出力*Bがゲー
トに入力されているPMOSFET405はオフとな
る。また、トランスファーゲート404は、その相補性
ゲート信号である入力Bと出力*Bが反転するため、オ
フからオンとなる。このトランスファーゲート404の
入力は*AでHレベルであるため、オンとなったトラン
スファーゲート404の出力にHレベルが現れて出力Y
はHレベルとなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレベル遷移検出回路に使われている論理一
致回路は、図4にその詳細な構成を示すように多くの素
子を必要とする。したがって、このような論理一致回路
にあっては、多くの素子のために、半導体集積回路のチ
ップ面上で広い面積を必要とし、また消費電力も大きく
なるという欠点がある。
【0012】また、従来の論理一致回路では、入力信号
A及びBが、トランスファーゲートの開閉とともに出力
される論理値の確定を行っているため、検出信号となる
出力に良好な波形を得ることが困難であるという欠点も
ある。
【0013】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、回路構成を工夫し、簡単にすることによ
り、チップ面上で必要とする面積を縮小し、消費電力も
少なくて済み、また応答速度も速くなる論理一致回路を
備えた半導体集積回路を提供することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体集積
回路である論理一致回路は、ゲートが第1の入力端子に
接続された第1のPMOSFETと、ゲートが第2の入
力端子に接続されかつそのソースが第1のPMOSFE
Tのドレインに接続されかつそのドレインがドレイン供
給電源に接続された第2のPMOSFETと、ゲートが
第2の入力端子に接続されかつそのドレインが第1のP
MOSFETのソースに接続されかつそのソースが接地
された第1のNMOSFETと、入力が第1の入力端子
に接続されたインバータと、入力が第1のNMOSFE
Tのドレインに接続されかつその出力が出力端子に接続
されかつPMOSFET側のゲートが第1の入力端子に
接続されかつNMOSFET側のゲートがインバータの
出力に接続された第1のトランスファーゲートと、入力
が第2の入力端子に接続されかつ出力が出力端子に接続
されかつPMOS側のゲートがインバータの出力に接続
されかつNMOS側のゲートが第1の入力端子に接続さ
れた第2のトランスファーゲートとを具備する構成であ
る。そして、前記第1の入力端子の入力信号にHとLの
間のレベル遷移があると、前記第2の入力端子の入力信
号には必ず同様のレベル遷移が遅れてあることを特徴と
する。
【0015】
【作用】本発明は、レベル遷移検出回路の入力信号(以
下入力Aと略す)のレベル遷移(HとLの間で遷移す
る)に比較して、第2の入力信号(以下入力Bと略す)
のレベル遷移が必ず遅れる点に着目してなされたもので
ある。すなわち、第1の入力端子の入力AにHとLの間
のレベル遷移があると、第2の入力端子の入力Bには必
ず同様のレベル遷移が遅れてあるということである。
たがって、レベル遷移検出回路に用いる論理一致回路の
入力は、入力A、Bが、LL→HL→HHと変化する場
合と、HH→LH→LLと変化する場合に限定され、い
ずれの場合も入力Aが先に変化する。論理一致回路を上
記のように構成すると、入力Aをトランスファーゲート
の切換専用に使用し、入力Bをトランスファーゲートが
通過させる論理値決定用に使用することになる。こうし
て、論理一致回路の使用素子数を削減し、出力波形の制
御を容易にすることができる。
【0016】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の論理一致回路を使用したレ
ベル遷移検出回路の実施例である。入力Aは入力端子1
07に加えられ、入力Aを遅延回路1で遅延した入力B
は入力端子108に加えられる。入力Aは107を通じ
てインバータ204に加えられる。また入力Aとインバ
ータ204の出力である*Aとをトランスファーゲート
205の相補性ゲートに加え、またこれとは逆位相でト
ランスファーゲート206の相補性ゲートに加える。す
なわち入力AがLレベルのとき、トランスファーゲート
205が導通状態(オン)となり、トランスファーゲー
ト206が遮断状態(オフ)となる。逆に入力AがHレ
ベルのとき205がオフで206がオンとなるように接
続される。
【0017】次に、PMOSFET201、202と、
NMOSFET203とはこの順序に継続接続されて変
則インバータを構成する。203のゲートと201のゲ
ートとは共に入力端子108に接続され入力Bがその入
力となる。202のゲートは入力端子107に接続され
入力Aがその入力となる。変則インバータの出力は20
3のドレインと202のソースの接続点から取り出さ
れ、トランスファーゲート205の入力となる。また、
トランスフアーゲート206の入力は入力端子108に
接続されて、入力Bがその入力となる。
【0018】次に、本実施例の動作を図2のタイムチャ
ートを参照して説明する。最初に入力A、Bが共にLの
ときは回路は定常状態であって、201、202がオ
ン、203がオフであるため変則インバータの出力はH
となる。また、入力AがL、Aを入力するインバータ2
04の出力がHであるため、トランスファーゲート20
5がオン、トランスファーゲート206がオフである。
このトランスファーゲート205を通じて変則インバー
タの出力が出力端子106に現れるため出力XはHとな
る。
【0019】次に、入力AがLからHに遷移すると、イ
ンバータ204の出力*AはHからLになり、これによ
りトランスファーゲート205がオフとなり、206が
オンとなる。入力Bは、まだLレベルなので、206を
通じてLレベルが出力Xに現れる。
【0020】次いで、遅延回路1の遅延時間tだけ遅れ
て、入力BもHとなる。このときトランスファーゲート
205、206の導通状態には変化がないが、206の
入力BがLからHに変化するためその出力XはLからH
に変化する。このように本実施例においては、入力Aが
LからHに遷移して出力Xに負のパルスが発生すると
き、トランスファーゲートの切換と、トトランスファー
ゲートが伝えようとする入力信号のレベル変化が同時に
は起こらない。すなわち、トランスファーゲートの切換
か、トランスファーゲートが伝える入力信号のレベル変
化のどちらか一方しかないため、出力信号の遅延時間を
小さくできて、しかもその波形を良好な形にすることが
できる。
【0021】次に、入力AがHからLに遷移する場合を
説明する。このときインバータ204の出力*Aは、L
からHになり、これによりトランスファーゲート205
がオンとなり、206がオフとなる。これにより変則イ
ンバータの出力である203のドレインのLレベルがオ
ンとなった205を通じて出力されるため、出力XはL
となる。
【0022】次いで、遅延回路1の遅延時間tだけ遅れ
て入力BもLとなる。このときトランスファーゲート2
05、206の導通状態には変化がないが、205の入
力である変則インバータの出力がLからHに変化するた
め出力XはHとなる。この入力AがHからLへ遷移する
ときのパルス発生に際してもトランスファーゲートの切
換と、トランスファーゲートが伝えようとする入力信号
のレベル変化が同時には起こらないため、出力信号の遅
延時間を小さくできて、しかもその波形を良好な形にす
ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、従
来に比べ少数の素子で、レベル遷移検出回路に用いる論
理一致回路を構成することができて、しかもその波形を
良好な形にすることができるため、アドレス遷移検出回
路を多数使用する高速高集積度のメモリ等の半導体集積
回路の集積度と速度の向上を実現できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の論理一致回路を使用したレベ
ル遷移検出回路説明図である。
【図2】図2は、図1の回路のタイムチャートである。
【図3】図3は、レベル遷移検出回路のブロック図であ
る。
【図4】図4は、従来の論理一致回路を使用したレベル
遷移検出回路説明図である。
【図5】図5は、図4の回路のタイムチャートである。
【符号の説明】
1 遅延回路 2、105 論理一致回路 100、107、108、300、307、308 入
力端子 106、306 出力端子 201、202、405、406、 PMOSFET 203 NMOSFET 204、401、402 インバータ 205、206、403、404 トランスファーゲー

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲートが第1の入力端子に接続された第
    1のPMOSFETと、 ゲートが第2の入力端子に接続されかつそのソースが第
    1のPMOSFETのドレインに接続されかつそのドレ
    インがドレイン供給電源に接続された第2のPMOSF
    ETと、 ゲートが第2の入力端子に接続されかつそのドレインが
    第1のPMOSFETのソースに接続されかつそのソー
    スが接地された第1のNMOSFETと、 入力が第1の入力端子に接続されたインバータと、 入力が第1のNMOSFETのドレインに接続されかつ
    その出力が出力端子に接続されかつPMOSFET側の
    ゲートが第1の入力端子に接続されかつNMOSFET
    側のゲートが前記インバータの出力に接続された第1の
    トランスファーゲートと、 入力が第2の入力端子に接続されかつ出力が前記出力端
    子に接続されかつPMOS側のゲートが前記インバータ
    の出力に接続されかつNMOS側のゲートが第1の入力
    端子に接続された第2のトランスファーゲートと を具備し、 前記第1の入力端子の入力信号にHとLの間のレベル遷
    移があると、前記第2の入力端子の入力信号には必ず同
    様のレベル遷移が遅れてある ことを特徴とする論理一致
    回路。
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