JP3080718B2 - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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JP3080718B2
JP3080718B2 JP03240670A JP24067091A JP3080718B2 JP 3080718 B2 JP3080718 B2 JP 3080718B2 JP 03240670 A JP03240670 A JP 03240670A JP 24067091 A JP24067091 A JP 24067091A JP 3080718 B2 JP3080718 B2 JP 3080718B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は出力バッファ回路に関
し、特に相補型MOS(CMOS)トランジスタを使用
した出力バッファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の出力バッファ回路の一例を図7に
示す。
【0003】図7において、データ入力端子1はインバ
ータ回路2の入力端に接続され、インバータ回路2の出
力はインバータ回路3の入力端に接続され、インバータ
回路3の出力はPチャネルMOS(以下、PMOSと称
す)トランジスタ4およびNチャネルMOS(以下、N
MOSと称す)トランジスタ5のゲートに供給されてい
る。PMOSトランジスタ4のソースはVDDである正電
源6に接続され、ドレインはデータ出力端子7に接続さ
れている。NMOSトランジスタ5のソースは接地さ
れ、ドレインはデータ出力端子7に接続されている。イ
ンバータ回路2,3、PMOSトランジスタ4、および
NMOSトランジスタ5で出力バッファ回路100を構
成する。
【0004】ここで、データ入力端子1から入力された
データが論理値1(以下、“1”と記す)であると、イ
ンバータ回路2の出力は反転して論理値0(以下、
“0”と記す)、インバータ回路3の出力はさらに反転
して“1”となり、PMOSトランジスタ4が非導通状
態、NMOSトランジスタ5が導通状態となってデータ
出力端子7はグランドレベル即ち“0”となる。
【0005】データ入力端子1が“0”のときは、イン
バータ回路2の出力は“1”、インバータ回路3の出力
は“0”となり、PMOSトランジスタ4が導通状態、
NMOSトランジスタ5が非導通状態となって、データ
出力端子7は正電源6のVDDのレベル、即ち“1”とな
る。
【0006】このように、この回路は出力データとして
入力データの逆相の信号が得られるようになっている。
【0007】従来の出力バッファ回路の他の従来例を図
10に示す。
【0008】図10において、データ入力端子1はイン
バータ回路10の入力端に接続され、インバータ回路1
0の出力はPMOSトランジスタ11およびNMOSト
ランジスタ12のゲートに供給されている。PMOSト
ランジスタ11のソースは正電源6に接続され、ドレイ
ンはデータ出力端子7に接続されている。NMOSトラ
ンジスタ12のソースは接地され、ドレインはデータ出
力端子7に接続されている。インバータ回路10、PM
OSトランジスタ11、およびNMOSトランジスタ1
2で出力バッファ回路101を構成する。
【0009】ここで、データ入力端子1から入力された
データが論理値1(以下、“1”と記す)であると、イ
ンバータ回路10の出力は反転して論理値0(以下、
“0”と記す)となり、PMOSトランジスタ11が導
通状態、NMOSトランジスタ12が非導通状態となっ
てデータ出力端子7は正電源6のVDDのレベル、即ち
“1”となる。
【0010】データ入力端子1が“0”のときは、イン
バータ回路10の出力は“1”となり、PMOSトラン
ジスタ11が非導通状態、NMOSトランジスタ12が
導通状態となって、データ出力端子7はグランドレベル
即ち“0”となる。
【0011】このように、この回路は出力データとして
入力データと同相の信号が得られるようになっている。
【0012】図12は、更に他の従来例を示す図であ
る。
【0013】データ入力端子1から入力されるデータ
は、2入力NANDゲート回路21と、2入力NORゲ
ート回路22の各一方の入力端に入力されている。ま
た、制御信号入力端子8から入力される制御信号は、イ
ンバータ回路23を介して2入力NORゲート回路22
の他方の入力端に入力されると共に、直接2入力NAN
Dゲート回路21の他方の入力端に入力されている。そ
して、これらのゲート回路21,22の出力が夫々イン
バータ回路24,25を介してNMOSトランジスタ2
6,PMOSトランジスタ27のゲートに入力され出力
バッファ回路102が構成されている。
【0014】いま、制御信号入力端子8に“1”が入力
されていると、インバータ回路23の出力は“0”であ
る。ここでデータ入力端子1に“1”が入力されると、
2入力NANDゲート回路21,2入力NORゲート回
路22の出力は夫々“0”、インバータ回路24,25
の出力は夫々“1”となり、PMOSトランジスタ27
が非導通状態、NMOSトランジスタ26が導通状態と
なってデータ出力端子7には“0”が出力される。
【0015】また、データ入力端子1に“0”が入力さ
れると、2入力NANDゲート回路21,2入力NOR
ゲート回路22の出力は夫々“1”、インバータ回路2
4,25の出力は夫々“0”となり、PMOSトランジ
スタ27が導通状態、NMOSトランジスタ26が非導
通状態となってデータ出力端子7には“1”が出力され
る。
【0016】一方、制御信号入力端子8に“0”が入力
されている場合には、インバータ回路23の出力は
“1”となり、データ入力端子1のレベルに拘らず2入
力NANDゲート回路21の出力は“1”、2入力NO
Rゲート回路22の出力は“0”、インバータ回路24
の出力は“0”、インバータ回路25の出力は“1”に
固定され、PMOSトランジスタ27とNMOSトラン
ジスタ26はいずれも非導通状態となる。この場合、デ
ータ出力端子7のレベルは、ハイ・インピーダンス状態
となる。
【0017】図13は、更に他の従来例を示す図であ
る。
【0018】データ入力端子1から入力されるデータ
は、2入力NANDゲート回路30と、2入力NORゲ
ート回路31の各一方の入力端に入力されている。ま
た、制御信号入力端子8から入力される制御信号は、イ
ンバータ回路32を介して2入力NORゲート回路31
の他方の入力端に入力されると共に、直接2入力NAN
Dゲート回路30の他方の入力端に入力されている。そ
して、これらのゲート回路30,31の出力が夫々PM
OSトランジスタ33,NMOSトランジスタ34のゲ
ートに入力され、出力バッファ回路103が構成されて
いる。
【0019】いま、制御信号入力端子8に“1”が入力
されていると、インバータ回路32の出力は“0”であ
る。ここでデータ入力端子1に“1”が入力されると、
2入力NANDゲート回路30,2入力NORゲート回
路31の出力は夫々“0”となり、PMOSトランジス
タ33が導通状態、NMOSトランジスタ34が非導通
状態となってデータ出力端子7には“1”が出力され
る。
【0020】また、データ入力端子1に“0”が入力さ
れると、2入力NANDゲート回路30,2入力NOR
ゲート回路31の出力は夫々“1”となり、PMOSト
ランジスタ33が非導通状態、NMOSトランジスタ3
4が導通状態となってデータ出力端子7には“0”が出
力される。
【0021】一方、制御信号入力端子8に“0”が入力
されている場合には、インバータ回路32の出力は
“1”となり、データ入力端子1のレベルに拘らず2入
力NANDゲート回路30の出力は“1”、2入力NO
Rゲート回路31の出力は“0”に固定され、PMOS
トランジスタ33とNMOSトランジスタ34はいずれ
も非導通状態となる。この場合、データ出力端子7のレ
ベルは、ハイ・インピーダンス状態となる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の出力バ
ッファ回路100では、データ入力端子1のレベルが
“1”から“0”又は“0”から“1”に切換わる過程
で、バッファ部を構成するPMOSトランジスタ4とN
MOSトランジスタ5の両方が導通する状態が一瞬では
あるが存在する。しかも、一般にこの種の出力バッファ
回路では、データ出力端子7の負荷として小さな抵抗又
は大きな容量が接続された場合でも十分な駆動能力を確
保するように、出力段のPMOSトランジスタ4および
NMOSトランジスタ5はゲート長Lに対するゲート幅
Wの比(以下、W/Lと記す)を大きく設定することが
多い。
【0023】従って、従来の出力バッファ回路では、こ
のようなW/Lが大きい、即ち、導通状態における等価
抵抗成分の小さいPMOSトランジスタとNMOSトラ
ンジスタの両方が同時に導通状態になることにより、正
電源6からグランド9に向かって大きな電流が流れると
いう問題点がある。この電流は正電源6又はグランド9
の配線の抵抗成分やインダクタンス成分によって決まる
雑音を発生させ、同一集積回路基板上の他の回路に対し
て、正電源6のVDDレベルの変動又はグランドレベルの
変動をもたらし、回路動作に悪影響を及ぼす。
【0024】更に、データ出力端子7の負荷として大き
な容量が接続された場合にも回路動作に悪影響を及ぼす
ことがある。図8と図9を用いてこれを説明する。図9
は、図7の出力バッファ回路100のデータ出力端子7
に負荷容量40が接続され、更に正電源6およびグラン
ド9の配線にインダクタンス成分41,42が含まれて
いることを示す等価回路である。また、図8はこの時の
出力バッファ回路100の動作を示すタイミング図であ
る。データ出力端子7のレベルが“0”から“1”に変
化する間はデータ出力端子7の端子電流iは負荷容量4
0の充電電流となり、データ出力端子7のレベルが
“1”から“0”に変化する間はデータ出力端子7の端
子電流iは負荷容量40の放電電流となる。負荷容量4
0の静電容量をCL とすると、負荷容量40に蓄えられ
る電荷量はCL ・VDD(図8の斜線部の面積に相当す
る)であり、入力レベルの切換え時に、W/Lの大きい
トランジスタを介してこの電荷量が一瞬のうちに移動す
るため大きな電流変化(di/dt)が起こり、電磁誘
導性の雑音が発生する。正電流6の配線のインダクタン
ス成分41のインダクタンスをL1 、グランドの配線の
インダクタンス成分42のインダクタンスをL2 とする
と、負荷容量40の充電時にはL1 ・(di/dt)の
雑音電圧が正電源6側に発生し、放電時にはL2 ・(d
i/dt)の雑音電圧がグランド9側に発生する。この
種の雑音は、同一基板上の他の回路および外部回路に対
して誤動作を引き起こす原因となる。
【0025】これは、図10の他の従来例でも同様に発
生する(図11に、そのタイミング図を示す)。
【0026】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、入力レベル変化時の貫通電流の発生を防止
すると共に、入力レベル変化時の電流変化を抑制し、同
一基板上の他の回路および外部回路の誤動作を防止する
ことができる出力バッファ回路を提供することを目的と
する。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明の出力バッファ回
路は、ソース・ドレイン電流路が第1の電源端子とデー
タ出力端子との間に接続された一導電型の第1のMOS
トランジスタ、ソース・ドレイン電流路が第2の電源端
子とデータ出力端子との間に接続された一導電型の第2
のMOSトランジスタ、ソース・ドレイン電流路が第1
の電源端子とデータ出力端子との間に接続された他導電
型の第3のMOSトランジスタ、ソース・ドレイン電流
路が第2の電源端子とデータ出力端子との間に接続され
た他導電型の第4のMOSトランジスタ、およびデータ
入力端子と第1乃至第4のMOSトランジスタのゲート
とに接続された制御回路であって、データ入力端子のレ
ベルが一方の論理から他方の論理レベルの変化に対応し
て第2および第4のMOSトランジスタを遮断せしめた
後に第1のトランジスタを導通状態とせしめその後に第
3のMOSトランジスタを導通状態とし、データ入力端
子のレベルが他方の論理レベルから一方の論理レベルへ
の変化に対応して第1および第3のMOSトランジスタ
を遮断状態とせしめた後に前記第4のMOSトランジス
タを導通状態とせしめその後に第2のMOSトランジス
タを導通状態にする制御回路を備えることを特徴とす
る。
【0028】
【実施例1】次に、本発明について図面を参照して説明
する。
【0029】図1は本発明の実施例1の出力バッファ回
路105の構成を示す回路図である。
【0030】データ入力端子1から入力されるデータ
は、2入力NANDゲート回路50および2入力NOR
ゲート回路51の第1の入力として与えられ、2入力N
ANDゲート回路50の第2の入力にはインバータ回路
52の出力が、2入力NORゲート回路51の第2の入
力にはインバータ回路53の出力が夫々入力される。更
に、インバータ回路52の出力はPMOSトランジスタ
54のゲートに入力され、インバータ回路53の出力は
NMOSトランジスタ55のゲートに入力される。2入
力NANDゲート回路50の出力はPMOSトランジス
タ56のゲートおよびインバータ回路53の入力に供給
され、2入力NORゲート回路51の出力はNMOSト
ランジスタ57のゲートおよびインバータ回路52の入
力に供給される。
【0031】NMOSトランジスタ57のドレイン,P
MOSトランジスタ54のソースはVDDの正電源6に、
PMOSトランジスタ56のドレイン,NMOSトラン
ジスタ55のソースはグランド9に夫々接続し、PMO
Sトランジスタ56のソース,NMOSトランジスタ5
7のソース,PMOSトランジスタ54のドレインおよ
びNMOSトランジスタ55のドレインはデータ出力端
子7に接続されている。尚、PMOSトランジスタ54
およびNMOSトランジスタ55は、データ出力端子7
の負荷として小さな抵抗又は大きな容量が接続された場
合でも十分に駆動できるように、W/Lが大きく設定さ
れている。
【0032】制御回路58は、2入力NORゲート回路
51,2入力NANDゲート回路50,インバータ回路
52,53を含む点線の範囲の機能ブロックであり、デ
ータ入力端子1から入力信号を入力し、4つのMOSト
ランジスタ54,55,56,57のゲートに所定のタ
イミングで信号を出力する。
【0033】次に、このように構成された本実施例の出
力バッファ回路の動作について、図2のタイミング図を
参照し、説明する。
【0034】いま、データ入力端子1に“1”が入力さ
れていると、2入力NORゲート回路51の出力は
“0”でNMOSトランジスタ57は非導通状態、イン
バータ回路52の出力は“1”でPMOSトランジスタ
54も非導通状態、2入力NANDゲート回路50の出
力は“0”でPMOSトランジスタ56は導通状態、イ
ンバータ回路53の出力は“1”でNMOSトランジス
タ55も導通状態となり、データ出力端子7には“0”
が出力されて回路は安定している(図2)。 ここ
で、データ入力端子1のレベルが“1”から“0”に変
化し、更に“0”から“1”に変化したときの各部の動
作を説明する。
【0035】データ入力端子1のレベルが“1”から
“0”に変化すると、まず2入力NANDゲート回路5
0の出力が“0”から“1”になり、これによって、P
MOSトランジスタ56は非導通状態となる。インバー
タ回路53の出力は“1”から“0”になるためNMO
Sトランジスタ55も非導通状態となってデータ出力端
子7はハイ・インピーダンスになる。インバータ回路5
3の出力が“0”になると、データ入力端子1のレベル
が“0”であるため、2入力NORゲート回路51の出
力は“0”から“1”になり、NMOSトランジスタ5
7は導通状態となる。ここでNMOSトランジスタのス
レッショルド電圧をVTNとすると、NMOSトランジス
タ57のソース即ちデータ出力端子7は“0”からVDD
−VTNの電圧レベルまで立ち上がる(図2)。この
後、インバータ回路52の出力が“1”から“0”にな
ると、PMOSトランジスタ54が非導通状態から導通
状態に変化し、データ出力端子7のレベルはW/Lの大
きなPMOSトランジスタ54によって高速に“1”の
レベルまで立ち上がる(図2)。一方、インバータ回
路52の出力が“0”になっても2入力NANDゲート
回路50の出力には影響を与えない。
【0036】次に、データ入力端子1のレベルが“0”
から“1”に変化した場合には、まず2入力NORゲー
ト回路51の出力が“1”から“0”になり、これによ
って、NMOSトランジスタ57は非導通状態となる。
インバータ回路52の出力は“0”から“1”になるた
めPMOSトランジスタ54も非導通状態となってデー
タ出力端子7はハイ・インピーダンスになる。インバー
タ回路52の出力が“1”になると、データ入力端子1
のレベルが“1”であるため、2入力NANDゲート回
路50の出力は“1”から“0”になり、PMOSトラ
ンジスタ56は導通状態となる。ここでPMOSトラン
ジスタのスレッショルド電圧をVTPとすると、PMOS
トランジスタ56のソース即ちデータ出力端子7は
“1”から|VTP|の電圧レベルまで立ち下がる(図2
)。この後、インバータ回路53の出力が“0”から
“1”になると、NMOSトランジスタ55が非導通状
態から導通状態に変化し、データ出力端子7のレベルは
W/Lの大きなNMOSトランジスタ55によって高速
に“0”のレベルまで立ち下がる(図2)。一方、イ
ンバータ回路53の出力が“1”になっても2入力NO
Rゲート回路51の出力には影響を与えない。
【0037】このように、本実施例の出力バッファ回路
によれば、入力データの立ち上がり又は立ち下がりの瞬
間に出力段を構成するトランジスタ54,55,56お
よび57が全て非導通状態となるので、貫通電流が流れ
ることはない。
【0038】また、出力データの立ち上がりの際には、
データ出力端子の電圧は、グランドレベルから正電源6
のVDDレベルへ急激に立ち上がるのではなく、一度VDD
−VTNまで立ち上がって、その後VDDレベルまで立ち上
がり、出力データの立ち下がりの際には、データ出力端
子の電圧は、正電源6のVDDレベルからグランドレベル
へ急激に立ち下がるのではなく、一度|VTP|まで立ち
下がって、その後グランドレベルまで立ち下がるので、
急激な電流変化がない。
【0039】本発明の出力バッファ回路を図9の環境で
使用することを考えると、従来の出力バッファ回路で
は、図8,図11に示したように短時間で電荷量CL
DDが移動するため、データ出力端子7の端子電流iは
ピーク値が大きいが、本発明の出力バッファ回路では、
図2に示したようにデータ出力端子7の出力電圧が階段
状に変化するため電荷量CL ・VDDの移動に要する期間
が長く、データ出力端子7の端子電流iのピーク値が下
がり、その時間的変化も小さくなって電流変化(di/
dt)に起因する電磁誘導性の雑音を極力抑えることが
できる。
【0040】
【実施例2】図3は本発明の実施例2の出力バッファ回
路106を示す図である。
【0041】この回路の基本的な構成は図1のものと同
様であるが、この実施例では、制御信号入力端子8とイ
ンバータ回路60が新たに追加されたものとなってい
る。更に、NANDゲート回路61は3入力となり、N
ORゲート回路62も3入力となっている。その他、図
1と同様の機能を有する部分には同一番号を付してあ
る。制御回路63は、制御信号により、4つのトランジ
スタ54,55,56,57を全てOFFにしたままに
することもできる。
【0042】この回路においては、制御信号入力端子8
のレベルが“1”のときは図1と等価であり同様の動作
をするが、制御信号入力端子8のレベルが“0”のとき
は、データ入力端子1のレベルに拘らず、3入力NAN
Dゲート回路61の出力は“1”、インバータ回路53
の出力は“0”、3入力NORゲート回路62の出力は
“0”、インバータ回路52の出力は“1”となってP
MOSトランジスタ54,56およびNMOSトランジ
スタ55,57は全て非導通状態となりデータ出力端子
7はハイ・インピーダンス状態に固定される。
【0043】このように、データ出力を有効にするか否
かを制御する制御信号の入力端子を有する出力バッファ
回路にも本発明を応用することができる。
【0044】
【実施例3】図4は本発明の実施例3の出力バッファ回
路107の構成を示す図である。
【0045】データ入力端子1から入力されるデータ
は、2入力NORゲート回路70および2入力NAND
ゲート回路71の第1の入力として与えられ、2入力N
ORゲート回路70の第2の入力にはインバータ回路7
2の出力が、2入力NANDゲート回路71の第2の入
力にはインバータ回路73の出力がそれぞれ入力され
る。また、インバータ回路73の入力にはNORゲート
70の出力が、インバータ回路72の入力にはNAND
ゲート71の出力がそれぞれ入力される。さらに、イン
バータ回路73の出力はPMOSトランジスタ74とイ
ンバータ回路75に入力され、インバータ回路72のN
MOSトランジスタ76とインバータ回路77に入力さ
れる。
【0046】インバータ回路75の出力はNMOSトラ
ンジスタ78のゲートに入力され、インバータ回路77
の出力はPMOSトランジスタ79のゲートに入力され
る。
【0047】NMOSトランジスタ76のドレイン、P
MOSトランジスタ79のソースは正電源6に、PMO
Sトランジスタ74のドレイン,NMOSトランジスタ
78のソースはグランド9にそれぞれ接続し、NMOS
トランジスタ76のソース、PMOSトランジスタ79
のドレインおよびPMOSトランジスタ74のソース、
NMOSトランジスタ78のドレインはそれぞれデータ
出力端子7に接続されている。なお、PMOSトランジ
スタ79とNMOSトランジスタ78は、データ出力端
子7の負荷として小さな抵抗または大きな容量が接続さ
れた場合でも十分に駆動できるように、W/Lが大きく
設定されている。制御回路64は、点線で囲まれた部分
であり、4つのトランジスタ74,76,78,79の
動作タイミングを制御する。
【0048】次に、このように構成された本実施例の出
力バッファ回路の動作について、図5のタイミング図を
参照し、説明する。
【0049】いま、データ入力端子1に“0”が入力さ
れていると、2入力NANDゲート回路71の出力は
“1”で、インバータ回路72の出力は“0”であり、
NMOSトランジスタ76は非導通状態、インバータ回
路77の出力は“1”でPMOSトランジスタ79も非
導通状態、2入力NORゲート回路70の出力は“1”
で、インバータ回路73の出力は“0”であり、PMO
Sトランジスタ74は導通状態、インバータ回路75の
出力は“1”でNMOSトランジスタ78も導通状態と
なり、データ出力端子7には“0”が出力されて回路は
安定している(図5)。
【0050】ここで、データ入力端子1のレベルが
“0”から“1”に変化し、さらに“1”から“0”に
変化したときの各部の動作を説明する。
【0051】データ入力端子1のレベルが“0”から
“1”に変化すると、まず2入力NORゲート回路70
の出力が“1”から“0”になり、インバータ回路73
の出力が“0”から“1”になって、PMOSトランジ
スタ74は非導通状態となる。インバータ回路75の出
力は“1”から“0”になり、NMOSトランジスタ7
8も非導通状態となってデータ出力端子7はハイ・イン
ピーダンスになる。インバータ回路73の出力が“0”
から“1”になると、データ入力端子1のレベルが
“1”であるため、2入力NANDゲート回路71の出
力は“1”から“0”になり、インバータ回路72の出
力は“0”から“1”となって、NMOSトランジスタ
76は導通状態となる。ここでNMOSトランジスタの
スレッショルド電圧をVTNとすると、NMOSトランジ
スタ76のソースすなわちデータ出力端子7は“0”か
らVDD−VTNの電圧レベルまで立ち上がる(図5区間
)。この後、インバータ回路77の出力が“1”から
“0”になると、PMOSトランジスタ79が非導通状
態から導通状態に変化し、データ出力端子7のレベルは
W/Lの大きなPMOSトランジスタ79によって高速
に“1”のレベルまで立ち上がる(図5)。一方、イ
ンバータ回路72の出力が“1”となっても2入力NO
Rゲート回路70の出力には影響を与えない。
【0052】次に、データ入力端子1のレベルが“1”
から“0”に変化した場合には、まず2入力NANDゲ
ート回路71の出力が“0”から“1”になり、インバ
ータ回路72の出力は“1”から“0”になって、NM
OSトランジスタ76は非導通状態となる。インバータ
回路77の出力は“0”から“1”になるためPMOS
トランジスタ79も非導通状態となってデータ出力端子
7はハイ・インピーダンスになる。インバータ回路72
の出力が“0”になると、データ入力端子1のレベルが
“0”であるため、2入力NORゲート回路70の出力
は“0”から“1”になり、インバータ回路73の出力
は“1”から“0”となって、PMOSトランジスタ7
4は導通状態となる。ここでPMOSトランジスタのス
レッショルド電圧をVTPとすると、PMOSトランジス
タ74のソースすなわちデータ出力端子7は“1”から
|VTP|の電圧レベルまで立ち下がる(図5)。この
後、インバータ回路75の出力が“0”から“1”にな
ると、NMOSトランジスタ78が非導通状態から導通
状態に変化し、データ出力端子7のレベルはW/Lの大
きなNMOSトランジスタ78によって高速に“0”の
レベルまで立ち下がる(図5)。一方、インバータ回
路73の出力が“0”になっても2入力NANDゲート
回路71の出力には影響を与えない。
【0053】このように、本実施例の出力バッファ回路
によれば、入力データの立ち上がりまたは立ち下がりの
瞬間に出力段を構成するトランジスタ74,76,78
および79が全て非導通状態となるので、貫通電流が流
れることはない。
【0054】また、出力データの立ち下がりの際には、
データ出力端子の電圧は、グランドレベルから正電源6
のVDDレベルへ急激に立ち上がるのではなく、一度VDD
−VTNまで立ち上がって、その後VDDレベルまで立ち上
がり、出力データの立ち下がりの際には、データ出力端
子7の電圧は、正電源6のVDDレベルからグランドレベ
ルへ急激に立ち下がるのではなく、一度|VTP|まで立
ち下がって、その後グランドレベルまで立ち下がるの
で、急激な電流変化がない。
【0055】本発明の出力バッファ回路を図9の環境で
使用することを考えると、従来の出力バッファ回路で
は、図8および図11に示したように短時間で電荷量C
L ・VDDが移動するため、データ出力端子7の端子電流
iはピーク値が大きいが、本発明の出力バッファ回路で
は、図5に示したようにデータ出力端子7の出力電圧が
階段状に変化するため電荷量CL ・VDDの移動に要する
期間が長く、データ出力端子7の端子電流iのピーク値
が下がり、その時間的変化も小さくなって電流変化(d
i/dt)に起因する電磁誘導性の雑音を極力抑えるこ
とができる。
【0056】
【実施例4】図6は本発明の実施例4の出力バッファ回
路108を示す図である。
【0057】この回路の基本的な構成は図4のものと同
様であるが、この実施例では、制御信号入力端子8とイ
ンバータ回路80が新たに追加されたものとなってい
る。更に、NORゲート回路81は3入力となり、NA
NDゲート回路82も3入力となっている。その他、図
4と同様の機能を有する部分には同一番号を付してあ
る。制御回路83を点線で示す。
【0058】この回路においては、制御信号入力端子8
のレベルが“1”のときは図4と等価であり同様の動作
をするが、制御信号入力端子8のレベルが“0”のとき
は、データ入力端子1のレベルに拘らず、3入力NAN
Dゲート回路82の出力は“1”、インバータ回路72
の出力は“0”、インバータ回路77の出力は“1”と
なり、また、インバータ回路80の出力が“1”となる
ため、3入力NORゲート回路81の出力は“0”、イ
ンバータ回路73の出力は“1”、インバータ回路75
の出力は“0”となってPMOSトランジスタ74,7
9およびNMOSトランジスタ76,78は全て非導通
状態となりデータ出力端子7はハイ・インピーダンス状
態に固定される。
【0059】このように、データ出力を有効にするか否
かを制御する制御信号の入力端子を有する出力バッファ
回路にも本発明を応用することができる。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の出力バッ
ファ回路では、入力データの切換え時に出力段のPMO
SトランジスタとNMOSトランジスタの両方が同時に
導通状態になることがないため、データ切換え時におい
て電源からグランドへ流れる大きな電流によって、同一
基板上の他の回路の電源レベル、グランドレベルを変動
させることがない。従って、このレベル変動に起因する
回路の誤動作を防止できる効果がある。
【0061】また、出力状態が切換わるときには、出力
端子電圧は階段状に変化するため、負荷として例えば大
きな容量が接続された場合、その充放電に際しての電流
のピーク値および時間的変化(di/dt)を小さくす
ることができ、電磁誘導性の雑音が極力抑えられて、同
一基板上の他の回路および外部回路に対し、この種の雑
音に起因する誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の回路図である。
【図2】本発明の実施例1のタイミング図である。
【図3】本発明の実施例2の回路図である。
【図4】本発明の実施例3の回路図である。
【図5】本発明の実施例3のタイミング図である。
【図6】本発明の実施例4の回路図である。
【図7】従来の出力バッファ回路の一例の回路図であ
る。
【図8】従来の出力バッファ回路の一例のタイミング図
である。
【図9】出力バッファ回路の動作環境を示す回路図であ
る。
【図10】従来の出力バッファ回路の他の一例の回路図
である。
【図11】従来の出力バッファ回路の他の一例の回路図
である。
【図12】従来の出力バッファ回路の更に他の一例の回
路図である。
【図13】従来の出力バッファ回路の更に更に他の一例
の回路図である。
【符号の説明】
1 データ入力端子 2,3,10,23,24,25,32,52,53,
60,72,73,75,77,80 インバータ回
路 4,11,27,33 PチャネルMOSトランジス
タ 5,12,26,34 NチャネルMOSトランジス
タ 6 正電源 7 データ出力端子 8 制御信号入力端子 9 グランド 21,30,50,61,71,82 2入力NAN
Dゲート回路 22,31,51,62,70,81 2入力NOR
ゲート回路 40 負荷容量 41,42 インダクタンス成分 54,79 PチャネルMOSトランジスタ 55,78 NチャネルMOSトランジスタ 56,74 PチャネルMOSトランジスタ 57,76 NチャネルMOSトランジスタ 58,63,64,83 制御回路 100,101,102,103,104,105,1
06,107,108出力バッファ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−29116(JP,A) 特開 平1−103023(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の電位を供給する第1の電源ライン
    と、前記第1の電位よりも低い第2の電位を供給する第
    2の電源ラインと、前記第1の電源ラインとデータ出力
    端子との間に接続されゲートが第1の節点に接続された
    Pチャネル型の第1のMOSトランジスタと、前記データ出
    力端子と前記第2の電源ラインとの間に接続されゲート
    が第2の節点に接続されたNチャネル型の第2のMOSトラ
    ンジスタと、前記第1の電源ラインと前記データ出力端
    子との間に接続されゲートが第3の節点に接続された前
    記Nチャネル型の第3のMOSトランジスタと、前記データ
    出力端子と前記第2の電源ラインとの間に接続されゲー
    トが第4の節点に接続されたPチャネル型の第4のMOSト
    ランジスタと、データ入力端子と前記第1、第2、第3
    及び第4の節点に接続された制御回路とを備え、前記制
    御回路は、前記データ入力端子のレベルが一方の論理か
    ら他方の論理レベルへ変化したことに応答して前記第2
    及び第4のMOSトランジスタを遮断せしめた後に前記
    第3のMOSトランジスタを導通させ、前記データ出力
    端子の電位を前記第1の電位から前記第3のMOSトラン
    ジスタの閾値電圧分低下した電位に近づけることによっ
    て前記データ出力端子を流れる電流が減少した後、前記
    第1のMOSトランジスタを導通させ前記データ出力端子
    の電位を前記第1の電位にさせる第1の遅延回路と、前
    記データ入力端子のレベルが前記他方の論理から前記一
    方の論理へ変化したことに応答して前記第1及び第3の
    MOSトランジスタを遮断せしめた後に前記第4のMO
    Sトランジスタを導通させ、前記データ出力端子の電位
    を前記第2の電位から前記第4のMOSトランジスタの閾
    値分上昇した電位に近づけることによって前記データ出
    力端子を流れる電流が減少した後、前記第2のMOSトラ
    ンジスタを導通させ前記データ出力端子の電位を前記第
    2の電位にさせる第2の遅延回路とを備えることを特徴
    とする出力バッファ回路。
  2. 【請求項2】前記第1及び第2の遅延回路は、インバー
    タによって構成されていることを特徴とする請求項1記
    載の出力バッファ回路。
  3. 【請求項3】前記第1及び第2の遅延回路は、単一のイ
    ンバータによって構成されていることを特徴とする請求
    項1記載の出力バッファ回路。
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