JP3210204B2 - 出力回路 - Google Patents

出力回路

Info

Publication number
JP3210204B2
JP3210204B2 JP06940095A JP6940095A JP3210204B2 JP 3210204 B2 JP3210204 B2 JP 3210204B2 JP 06940095 A JP06940095 A JP 06940095A JP 6940095 A JP6940095 A JP 6940095A JP 3210204 B2 JP3210204 B2 JP 3210204B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
output
circuit
bipolar transistor
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP06940095A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08265132A (ja
Inventor
野 昭 司 上
稲 泰 一 野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP06940095A priority Critical patent/JP3210204B2/ja
Priority to KR1019960008806A priority patent/KR100221941B1/ko
Priority to US08/623,009 priority patent/US5661431A/en
Priority to TW085106571A priority patent/TW317614B/zh
Publication of JPH08265132A publication Critical patent/JPH08265132A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3210204B2 publication Critical patent/JP3210204B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00307Modifications for increasing the reliability for protection in bipolar transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、出力回路に関するもの
であり、より詳細には、保証耐圧レベルを向上させた出
力回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の出力回路の一構成例を、図6に示
す。
【0003】図6において、NPNバイポーラトランジ
スタ601,602はダーリントン接続されている。そ
して、これらのバイポーラトランジスタ601,602
のコレクタと電源Vccとの間には、ショットキーバリア
ダイオード603が順方向に接続されている。また、バ
イポーラトランジスタ601のエミッタは抵抗素子60
4を介してバイポーラトランジスタ602のエミッタに
接続され、このバイポーラトランジスタ602のエミッ
タは出力端子612に接続されている。さらに、バイポ
ーラトランジスタ601のベースは、NOR回路605
の出力端に接続されている。そして、このNOR回路6
05の一方の入力端はNOT回路606を介して信号入
力端子613に接続され、他方の入力端は出力イネーブ
ル信号用端子614に接続されている。
【0004】 一方、NPNバイポーラトランジスタ60
7は、コレクタが出力端子612に接続され、エミッタ
が接地され、且つ、ベースがNMOSトランジスタ61
のソースに接続されている。そして、このNPNバイ
ポーラトランジスタ607のベースとグランドGNDと
の間には、抵抗素子609が設けられている。また、N
MOSトランジスタ618のドレインは抵抗素子610
を介して電源Vccに接続されており、ゲートはNOR回
路611の出力端に接続されている。このNOR回路6
11は、一方の入力端が信号入力端子613に接続さ
れ、他方の入力端が出力イネーブル信号用端子614に
接続されている。
【0005】 このような出力回路において、出力イネー
ブル信号/OEがローレベル且つ入力信号Dinがハイレ
ベルの時は、NOR回路605の出力はハイレベルとな
り、NOR回路611の出力はローレベルとなる。これ
により、バイポーラトランジスタ601はオンし、した
がってバイポーラトランジスタ602もオンする。これ
に対して、NMOSトランジスタ618はオフするの
で、バイポーラトランジスタ607もオフする。したが
って、出力端子612から出力される信号Doutの電位
はハイレベルとなる。
【0006】一方、出力イネーブル信号/OEがローレ
ベルで入力信号Dinもローレベルの時は、NOR回路6
05の出力はローレベル、NOR回路611の出力はハ
イレベルとなるので、バイポーラトランジスタ601,
602,607はそれぞれオフ、オフ、オンとなる。し
たがって、出力信号Dout の電位はローレベル(零ボル
ト)となる。
【0007】また、出力イネーブル信号/OEがハイレ
ベルのときは、入力信号Dinの信号レベルにかかわら
ず、NOR回路605,611の出力はローレベルとな
るので、バイポーラトランジスタ601,602,60
7はそれぞれオフし、したがって出力信号Dout の電位
は不定となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図7は、図6に示した
ような出力回路の使用例を説明するためのブロック図で
ある。同図において、システムバス201には、インタ
ーフェイスボード221〜226を介して、端末装置と
してのCPU(Central Processing Unit) 211、フロ
ッピー・ディスク・ドライブ装置212、ハード・ディ
スク・ドライブ装置213、プリンタ214、フラット
パネルドライブ装置215、メモリ216が接続されて
いる。そして、インターフェイスボード221〜226
内に、図6に示した出力回路がそれぞれ設けられてい
る。
【0009】図7に示したようなシステムにおいては、
通常は1ポートのみが動作状態で、他のポートは非動作
状態となる。例えば、CPU211とフロッピー・ディ
スク・ドライブ装置212との間のポートのみが動作状
態である場合には、CPU221と他の端末223〜2
26との間のポートは非動作状態となっていることが多
い。このような場合、インターフェイスボード221,
222は動作状態であるが、他のインターフェイスボー
ド223〜226はディセーブル状態となっている。あ
るいは、昨今は低消費電力志向が強いので、例えば端末
213〜216を使用していない場合には、これらの端
末に対応するインターフェイスボード223〜226の
電源をオフする場合もある。このため、動作状態のイン
ターフェイスボード内の出力回路から出力された信号D
out によって、ディセーブル状態或いは電源オフ状態の
インターフェイスボード内の出力回路にリーク電流が発
生しないように、各出力回路を構成する必要がある。こ
のようなリーク電流が発生すると、信号Dout の電位が
低下して誤動作が発生するおそれがあり、また、消費電
力増大の原因となるからである。
【0010】特に、現在は、出力信号Dout が5ボルト
の端末が主流であるが、今後は3ボルトの端末装置が増
加するものと思われ、したがって、1つのシステム内で
5ボルトの端末と3ボルトの端末が混在することが考え
られる。したがって、出力信号Dout が3ボルトの端末
に対応するインターフェイスボードの出力回路において
も、7ボルト程度までのオフ・リーク特性を確保する必
要がある。
【0011】図8は、リーク電流の具体的な発生経路を
説明するための回路図である。図8において、図6と同
じ符号を付した構成部は、それぞれ図6の場合と同じも
のを示している。また、MOSトランジスタ801,8
03およびショットキーバリアダイオード802からな
るNOT回路は、NOR回路605の出力部を構成する
回路である。
【0012】図8において、経路Aは、出力端子612
から抵抗素子604を介してバイポーラトランジスタ6
01のエミッタに供給された電流がベース側にリーク
し、ショットキーバリアダイオード802およびNMO
Sトランジスタ801を通過してグランドGNDに流出
する場合を示している。経路Aのリークは、通常、トラ
ンジスタ601のエミッタ・バック耐量とダイオード8
02の立ち上がり電圧Vとの和が電圧Vout よりも
小さい出力回路において、ディセーブル状態に移行した
ためにNMOSトランジスタ801がオンすると、発生
する。
【0013】経路Bは、出力端子612から抵抗素子6
04を介してバイポーラトランジスタ601のエミッタ
に供給された電流がベース側にリークし、さらにPMO
Sトランジスタ803のドレインから半導体基板にリー
クしてグランドGNDに流出する場合を示している。経
路Bのリークは、通常、トランジスタ601のエミッタ
・バック耐量とPMOSトランジスタ803のドレイン
・基板間の横方向の耐量との和が電圧Vout よりも小さ
い出力回路において、電源オフ状態に移行した場合に発
生する。
【0014】経路Cは、出力端子612から抵抗素子6
04を介してバイポーラトランジスタ601のエミッタ
に供給された電流がベース側にリークし、さらにPMO
Sトランジスタ803のドレインからソースにリークし
て電源ラインに流出する場合を示している。経路Cのリ
ークは、通常、トランジスタ601のエミッタ・バック
耐量とPMOSトランジスタ803のしきい値電圧V
thとこのトランジスタ803のバックゲート効果との
和が電圧Vout よりも小さい出力回路において、電源オ
フ状態に移行した場合(すなわちVcc=0となった場
合)に発生する。
【0015】経路Dは、出力端子612から抵抗素子6
04を介してバイポーラトランジスタ601のエミッタ
に供給された電流がベース側にリークし、さらにPMO
Sトランジスタ803のドレインから基板を介して電源
Vccにリークする場合を示している。経路Dのリーク
は、通常、トランジスタ601のエミッタ・バック耐量
とドレイン・基板間の横方向の耐量との和が電圧Vout
よりも小さい出力回路において、電源オフ状態に移行し
た場合(すなわちVcc=0となった場合)に発生する。
【0016】ここで、出力回路のオフ・リーク特性を向
上させるためには、出力回路を構成する素子601,8
03等の耐量を向上させる方策が考えられるが、このよ
うな方策によって図6のような出力回路のオフ・リーク
特性を7ボルト程度にまで向上させることは、実質的に
不可能である。バイポーラトランジスタやMOSトラン
ジスタのオフ・リーク特性を向上させようとすると、他
のトランジスタ特性が悪化し、このため出力特性が悪化
してしまうからである。例えば、バイポーラトランジス
タにおいてエミッタ・バック耐量を上昇させると電流増
幅率hFEが低下し、また、MOSトランジスタにおい
て接合耐量やしきい値電圧Vthを上昇させると相互コ
ンダクタンスGが低下する。
【0017】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、出力特性を損なうことなくオ
フ・リーク特性を向上させた出力回路を提供することを
目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成に係
る出力回路によれば、ダーリントン接続された第1及び
第2のバイポーラトランジスタを少なくとも有し、上記
第1のトランジスタのベースに入力信号が供給され、上
記第2のトランジスタのコレクタは第1のダイオードを
介して電源に接続され、上記第2のトランジスタのエミ
ッタから信号が出力されるバイポーラトランジスタ回路
と、ソースが上記第2のトランジスタのベースに接続さ
れ、ドレインが接地され、バックゲートが上記第1のダ
イオードを介して上記電源に接続された第1のPMOS
トランジスタとを備えたことを特徴とする。上記本発明
の第1の構成に係る出力回路において、さらに、ソース
及びバックゲートの双方が上記電源に接続され、ドレイ
ンが第2のダイオードを介して上記第2のトランジスタ
のベースに接続され、ゲートに上記入力信号の反転信号
が供給される第2のPMOSトランジスタを備えたもの
とするとよい。また、上記本発明の第1の構成に係る出
力回路において、さらに、上記第1のPMOSトランジ
スタのドレインと接地との間に接続され、ソース及びバ
ックゲートの双方が接地され、ドレインが上記第1のP
MOSトランジスタのドレインに接続され、ゲートに上
記入力信号が供給される第2のPMOSトランジスタ
と、ベースが上記第1のPMOSトランジスタのドレイ
ンに接続され、コレクタが上記第2のトランジスタのベ
ースに接続され、エミッタが接地された第3のバイポー
ラトランジスタとを備えたものとしてもよい。本発明の
第2の構成に係る出力回路によれば、ダーリントン接続
された第1及び第2のバイポーラトランジスタを少なく
とも有し、上記第1のトランジスタのベースに入力信号
が供給され、上記第2のトランジスタのコレクタは第1
のダイオードを介して電源に接続され、上記第2のトラ
ンジスタのエミッタから信号が出力されるバイポーラト
ランジスタ回路と、ソース及びバックゲートの双方が上
記電源に接続され、ゲートに上記入力信号の反転信号が
供給される第1のPMOSトランジスタと、ソースが上
記第1のPMOSトランジスタのドレインに接続され、
ゲートが上記第2のトランジスタのベースに接続され、
バックゲートが接地された第1のNMOSトランジスタ
と、ソースが上記第1のNMOSトランジスタのドレイ
ンに接続され、ゲートに上記反転信号が供給され、ドレ
イン及びバックゲートの双方が接地された第2のNMO
Sトランジスタと、コレクタが上記第2のトランジスタ
のベースに接続され、ベースが上記第1のNMOSトラ
ンジスタのドレインに接続され、エミッタが接地された
第3のバイポーラトランジスタとを備えたことを特徴と
する。本発明の第3の構成に係る出力回路によれば、ゲ
ートに入力信号が供給され、バックゲートがダイオード
を介して電源に接続され、ドレインが接地された第1の
PMOSトランジスタと、ベースが上記第1のPMOS
トランジスタのソースに接続され、コレクタが上記ダイ
オードを介して上記電源に接続され、エミッタから信号
が出力されるバイポーラトランジスタと、ソース及びバ
ックゲートの双方が上記ダイオードを介して上記電源に
接続され、ドレインが上記バイポーラトランジスタのベ
ースに接続され、ゲートに上記入力信号の反転信号が供
給される第2のPMOSトランジスタとを備えたことを
特徴とする。
【0019】
【作用】本発明に係る出力回路の構成により、接地又は
電源に対するオフ・リーク特性を向上させることができ
る。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
【0021】(実施例1) 実施例1として、第1の発明の一実施例(請求項1に対
応する)について説明する。図1は、本実施例に係る出
力回路の構成を示す回路図である。
【0022】図1においては、バイポーラトランジスタ
101,102により、ダーリントン接続の回路(本発
明の「バイポーラトランジスタ回路」に相当する)が構
成されている。ここで、バイポーラトランジスタ101
は、ベースがNOR回路105の出力端に接続され、且
つ、コレクタが電源Vccに接続されている。また、バイ
ポーラトランジスタ102(本発明の「最後段のバイポ
ーラトランジスタ」に相当する)は、ベースがバイポー
ラトランジスタ101のエミッタに接続され、コレクタ
がショットキーバリアダイオード103を介して電源V
ccに接続され、且つ、エミッタが出力端子114に接続
されている。
【0023】PMOSトランジスタ104(本発明の
「第1PMOSトランジスタ」に相当する)は、ソース
がバイポーラトランジスタ102のベースに接続され、
ドレインが接地され、ゲートがNOR回路106の出力
端に接続され、且つ、バックゲートがダイオード103
(本発明の「第1ダイオード」に相当する)を介して電
源Vccと接続されている。
【0024】NOR回路105,106は、ともに、一
方の入力端がNOT回路107を介して信号入力端子1
15に接続され、他方の入力端は出力イネーブル信号用
端子116に接続されている。
【0025】一方、NPNバイポーラトランジスタ10
8は、コレクタが出力端子114に接続され、エミッタ
が接地され、且つ、ベースがNMOSトランジスタ10
9のソースに接続されている。また、このNPNバイポ
ーラトランジスタ108のベースとグランドGNDとの
間には、抵抗素子111が設けられている。NMOSト
ランジスタ109のドレインは抵抗素子112を介して
電源Vccに接続されており、ゲートはNOR回路113
の出力端に接続されている。このNOR回路113は、
一方の入力端が信号入力端子115に接続され、他方の
入力端が出力イネーブル信号用端子116に接続されて
いる。
【0026】 このような出力回路において、出力イネー
ブル信号/OEがローレベル且つ入力信号Dinがハイレ
ベルの時は、NOR回路105,106の出力はハイレ
ベルとなり、NOR回路113の出力はローレベルとな
る(したがってバイポーラトランジスタ101の入力信
号は実質的にDinとなる)。これにより、バイポーラト
ランジスタ101はオンし、また、NOR回路106
出力はハイレベルとなるのでMOSトランジスタ104
はオフする。したがって、バイポーラトランジスタ10
2もオンする。これに対して、NMOSトランジスタ1
09はオフするので、バイポーラトランジスタ108は
オフする。これにより、出力端子114から出力される
信号Dout の電位はハイレベルとなる。
【0027】 一方、出力イネーブル信号/OEがローレ
ベルで入力信号Dinもローレベルの時は、NOR回路1
05,106の出力はローレベル、NOR回路113の
出力はハイレベルとなるので、トランジスタ101,1
04,109はそれぞれオフ、オン、オンとなる。これ
により、バイポーラトランジスタ102はオフし、バイ
ポーラトランジスタ108はオンする。したがって、信
号Dout の電位はローレベルとなる。
【0028】 また、出力イネーブル信号/OEがハイレ
ベルのときは、入力信号Dinの信号レベルにかかわら
ず、NOR回路105,106,113の出力はローレ
ベルとなるので、トランジスタ101,109はそれぞ
れオフし、トランジスタ104はオンする。したがっ
て、バイポーラトランジスタ102,108はそれぞれ
オフし、信号Dout の電位は不定となる。
【0029】次に、本実施例の出力回路のオフ・リーク
特性について説明する。
【0030】 本実施例の出力回路において、ディセーブ
ル状態においては、電流のリークは、図1の出力端子1
14からバイポーラトランジスタ102のエミッタに供
給された電流がベース側にリークし、PMOSトランジ
スタ104を通過してグランドGNDに流出する経路
(すなわち、図1の経路a)に沿って発生する。本
実施例の出力回路では、経路aのリークに対するオ
フ・リーク特性は、バイポーラトランジスタ102のエ
ミッタ・バック耐量と、MOSトランジスタ104のし
きい値電圧と、このMOSトランジスタ104のバック
ゲートバイアス効果による電圧との和で与えられる。こ
れにより、本実施例によれば、各素子の耐量を変化させ
ることなく、従来の場合(図8の経路A参照)よりも2
〜3ボルトの耐量の向上を容易に図ることができる。
【0031】一方、電源オフ状態においては、出力端子
114から電源Vccに電流がリークする経路(経路c
)には、バイポーラトランジスタ101,102が
存在するので、バイポーラトランジスタのエミッタ・バ
ック耐量の2倍の耐量を得ることができ、したがって、
従来の場合(図8の経路C参照)と比較してリークのお
それは非常に小さい。
【0032】このように、本実施例の出力回路によれ
ば、各素子の耐量を向上させることなく出力回路全体と
しての耐量を向上させることができるので、出力特性を
損なうことなくオフ・リーク特性を向上させることが可
能となる。
【0033】(実施例2) 実施例2として、第1の発明の他の実施例(請求項1,
2に対応する)について説明する。図2は、本実施例に
係る出力回路の構成を示す回路図である。
【0034】図2においても、バイポーラトランジスタ
101,102により、本発明の「バイポーラトランジ
スタ回路」が構成されている。ここで、バイポーラトラ
ンジスタ101は、ベースが後述するNOR回路105
の出力端に接続され、且つ、コレクタがショットキーバ
リアダイオード103を介して電源Vccに接続されてい
る。また、バイポーラトランジスタ102は、ベースが
バイポーラトランジスタ101のエミッタに接続され、
コレクタがダイオード103を介して電源Vccに接続さ
れ、且つ、エミッタが出力端子114に接続されてい
る。
【0035】 PMOSトランジスタ104は、実施例1
と同様、ソースがバイポーラトランジスタ102のベー
スに接続され、ドレインが接地され、ゲートがNOR回
106の出力端に接続され、且つ、バックゲートがシ
ョットキーバリアダイオード103を介して電源Vccと
接続されている。
【0036】 一方、PMOSトランジスタ201(本発
明の「第2PMOSトランジスタ」に相当する)は、ソ
ースが電源Vccに接続され、ドレインがショットキーバ
リアダイオード202(本発明の「第2ダイオード」に
相当する)を介してバイポーラトランジスタ102のベ
ースに接続され、ゲートがNOT回路203を介してN
OR回路106の出力端に接続され、且つ、バックゲー
トが電源Vccに接続されている。
【0037】他の構成については、実施例1の場合と同
様であるので、説明を省略する。
【0038】 このような出力回路において、出力イネー
ブル信号/OEがローレベル且つ入力信号Dinがハイレ
ベルの時は、NOR回路105の出力はハイレベルとな
り、NOR回路113の出力はローレベルとなる。これ
により、バイポーラトランジスタ101はオンする。ま
た、NOR回路106の出力はハイレベルとなるので、
MOSトランジスタ104はオフし、MOSトランジス
201はオンする。したがって、バイポーラトランジ
スタ102はオンする。これに対して、NMOSトラン
ジスタ109はオフするので、バイポーラトランジスタ
108もオフする。これにより、出力端子114から出
力される信号Dout の電位は、ハイレベルとなる。
【0039】 一方、出力イネーブル信号/OEがローレ
ベルで入力信号Dinもローレベルの時は、NOR回路1
05の出力はローレベル、NOR回路113の出力はハ
イレベルとなるので、トランジスタ101,109はそ
れぞれオフ、オンとなる。また、NOR回路106の出
力はローレベルとなるので、MOSトランジスタ104
はオンし、MOSトランジスタ201はオフする。した
がって、バイポーラトランジスタ102,108はそれ
ぞれオフ、オンとなり、信号Dout の電位はローレベル
となる。
【0040】 また、出力イネーブル信号/OEがハイレ
ベルのときは、入力信号Dinの信号レベルにかかわら
ず、NOR回路105,106,113の出力はローレ
ベルとなるので、トランジスタ101,201,108
はそれぞれオフとなり、一方、トランジスタ104はオ
ンする。したがって、バイポーラトランジスタ102,
108はそれぞれオフし、信号Dout の電位は不定とな
る。
【0041】次に、本実施例の出力回路のオフ・リーク
特性について説明する。
【0042】 本実施例の出力回路において、ディセーブ
ル状態においては、電流のリークは、図2の経路a
(すなわち、出力端子114からバイポーラトランジス
タ102のエミッタに供給された電流がベース側にリー
クし、PMOSトランジスタ104を通過してグランド
GNDに流出する経路)に沿って発生する。本実施例の
出力回路も、実施例1と同様、この経路aのリーク
に対するオフ・リーク特性は、バイポーラトランジスタ
102のエミッタ・バック耐量と、MOSトランジスタ
105のしきい値電圧と、このMOSトランジスタ10
のバックゲートバイアス効果による電圧との和で与え
られる。これにより、本実施例によれば、各素子の耐量
を変化させることなく、従来の場合(図8の経路A参
照)よりも2〜3ボルトの耐量の向上を容易に図ること
ができる。
【0043】一方、電源オフ状態においては、経路b
(出力端子114からバイポーラトランジスタ10
2のエミッタに供給された電流がベース側にリークし、
ダイオード202を通過して、さらにPMOSトランジ
スタ201のドレインから半導体基板にリークしてグラ
ンドGNDに流出する経路)および経路c(出力端
子114からバイポーラトランジスタ102のエミッタ
に供給された電流がベース側にリークし、ダイオード2
02を通過して、さらにPMOSトランジスタ201の
ドレインからソースにリークして電源Vccに流出する経
路)に沿って発生するリークに対するオフ・リーク特性
がダイオード202のツェナ電圧の分だけ上昇する。し
たがって、従来の場合(図8の経路B,C参照)より
も、耐量の向上を図ることができる。
【0044】このように、本実施例の出力回路によれ
ば、各素子の耐量を向上させることなく出力回路全体と
しての耐量を向上させることができるので、出力特性を
損なうことなくオフ・リーク特性を向上させることが可
能となる。
【0045】また、ダーリントン接続の出力回路では、
出力電位Dout のハイレベルの電圧値がVcc−2VBE
となってしまうが、本実施例の出力回路ではバイポーラ
トランジスタ102をMOSトランジスタ104,10
5で直接ドライブする構成となっているので、電源電位
Vccが低下しても出力電位Dout の低下を極力抑えるこ
とができる。
【0046】(実施例3) 実施例3として、第1の発明の他の実施例(請求項1,
2に対応する)について説明する。
【0047】図3は、本実施例に係る出力回路の構成を
示す回路図である。なお、図3において、図1と同じ符
号を付した構成部は、それぞれ、図1の場合と同じもの
を示している。
【0048】バイポーラトランジスタ301(第1の発
明の「バイポーラトランジスタ回路」に相当する)は、
コレクタがショットキーバリアダイオード302を介し
て電源Vccに接続され、且つ、エミッタが出力端子11
4に接続されている。
【0049】PMOSトランジスタ303(第1の発明
の「第1PMOSトランジスタ」に相当する)は、ソー
スがバイポーラトランジスタ301のベースに接続さ
れ、ドレインが接地され、ゲートがNOR回路106の
出力端に接続され、且つ、バックゲートがショットキー
バリアダイオード302(第1の発明の「第1ダイオー
ド」に相当する)を介して電源Vccと接続されている。
【0050】PMOSトランジスタ304(第1の発明
の「第2PMOSトランジスタ」に相当する)は、ソー
スがショットキーバリアダイオード305(第1の発明
の「第2ダイオード」に相当する)を介して電源Vccと
接続され、ドレインがバイポーラトランジスタ301の
ベースに接続され、ゲートがNOT回路306を介して
NOR回路105の出力端に接続され、且つ、バックゲ
ートがダイオード302を介して電源Vccと接続されて
いる。
【0051】このような出力回路において、出力イネー
ブル信号/OEがローレベル且つ入力信号Dinがハイレ
ベルの時は、NOR回路105,106の出力はハイレ
ベルとなり(したがって,PMOSトランジスタ303
の入力信号は実質的にDinとなり、また、PMOSトラ
ンジスタ304の入力信号は実質的にDinの反転値とな
る)、NOR回路113の出力はローレベルとなる。こ
れにより、PMOSトランジスタ303はオフし、PM
OSトランジスタ304はオンするので、バイポーラト
ランジスタ301もオンする。これに対して、NMOS
トランジスタ109はオフするので、バイポーラトラン
ジスタ108もオフする。したがって、出力端子114
から出力される信号Dout の電位はハイレベルとなる。
【0052】一方、出力イネーブル信号/OEがローレ
ベルで入力信号Dinもローレベルの時は、NOR回路1
05,106の出力はローレベル(したがって,PMO
Sトランジスタ303の入力信号は実質的にDinとな
り、また、PMOSトランジスタ304の入力信号は実
質的にDinの反転値となる)、NOR回路113の出力
はハイレベルとなるので、PMOSトランジスタ30
3,304はそれぞれオン、オフとなり、したがってバ
イポーラトランジスタ301はオフとなる。また、NO
R回路113の出力はハイレベルとなるので、NMOS
トランジスタ109はオンし、したがってバイポーラト
ランジスタ108はオンする。したがって、信号Dout
の電位はローレベルとなる。
【0053】また、出力イネーブル信号/OEがハイレ
ベルのとき(ディセーブル状態)は、入力信号Dinの信
号レベルにかかわらず、NOR回路105,106,1
13の出力はローレベルとなるので、トランジスタ30
3,304,109はそれぞれオン、オフ、オフとなる
ので、バイポーラトランジスタ301,308はそれぞ
れオフし、したがって出力信号Dout の電位は不定とな
る。
【0054】次に、本実施例の出力回路のオフ・リーク
特性について説明する。
【0055】本実施例の出力回路において、ディセーブ
ル状態においては、電流のリークは、図3の経路a
(出力端子114からバイポーラトランジスタ301の
エミッタに供給された電流がベース側にリークし、PM
OSトランジスタ303を通過してグランドGNDに流
出する経路)に沿って発生する。本実施例の出力回路で
は、経路aのリークに対するオフ・リーク特性は、
バイポーラトランジスタ301のエミッタ・バック耐量
と、MOSトランジスタ303のしきい値電圧と、この
MOSトランジスタ303のバックゲートバイアス効果
による電圧との和で与えられる。これにより、本実施例
によれば、各素子の耐量を変化させることなく、従来の
場合(図8の経路A参照)よりも2〜3ボルトの耐量の
向上を容易に図ることができる。
【0056】一方、電源オフ状態においては、経路c
(出力端子114からバイポーラトランジスタ30
1のエミッタに供給された電流がベース側にリークし、
PMOSトランジスタ304のドレインからソースにリ
ークし、さらにダイオード305を通過して電源Vccに
流出する経路)または経路d(出力端子114から
バイポーラトランジスタ301のエミッタに供給された
電流がベース側にリークし、さらにPMOSトランジス
タ304のドレインから基板およびダイオード302を
介して電源Vccにリークする経路)に沿って発生するリ
ークに対する、オフ・リーク特性を向上させることがで
きる。すなわち、本実施例の出力回路では、このリーク
に対するオフ・リーク特性が、ダイオード305または
ダイオード302のツェナ電圧の分だけ上昇する。した
がって、従来の場合(図8の経路B,C参照)よりも、
耐量の向上を図ることができる。
【0057】このように、本実施例の出力回路によって
も、各素子の耐量を向上させることなく出力回路全体と
しての耐量を向上させることができるので、出力特性を
損なうことなくオフ・リーク特性を向上させることが可
能となる。
【0058】また、本実施例の出力回路は、実施例2の
場合と同様、バイポーラトランジスタ102をMOSト
ランジスタ104,105で直接ドライブする構成とな
っているので、電源電位Vccが低下しても出力電位Dou
t の低下を極力抑えることができる。
【0059】(実施例4) 実施例4として、第2の発明(請求項3に対応する)の
一実施例について説明する。
【0060】図4は、本実施例に係る出力回路の構成を
示す回路図である。なお、図4において、図1と同じ符
号を付した構成部は、それぞれ、図1の場合と同じもの
を示している。
【0061】図4においては、バイポーラトランジスタ
401,402により、ダーリントン接続の回路(本発
明の「バイポーラトランジスタ回路」に相当する)が構
成されている。ここで、バイポーラトランジスタ401
は、ベースがNOR回路105の出力端に接続され、且
つ、コレクタが電源Vccに接続されている。バイポーラ
トランジスタ402(第2の発明の「最後段のバイポー
ラトランジスタ」に相当する)は、ベースがバイポーラ
トランジスタ401のエミッタに接続され、コレクタが
ダイオード404を介して電源Vccに接続され、且つ、
エミッタが出力端子114に接続されている。また、バ
イポーラトランジスタ403(第2の発明の「リーク防
止用バイポーラトランジスタ」に相当する)は、コレク
タがバイポーラトランジスタ402に接続され、且つ、
エミッタが接地されている。
【0062】また、電源VccとグランドGNDとの間に
は、PMOSトランジスタ405およびNMOSトラン
ジスタ406,407が直列接続されている。そして、
MOSトランジスタ405,407のベースはNOT回
路408の出力端に接続され、MOSトランジスタに4
06のゲートはバイポーラトランジスタ402のベース
に接続されている。また、MOSトランジスタ405の
バックゲートは電源Vccに接続され、MOSトランジス
タ406,407のバックゲートは接地されている。
【0063】このような出力回路において、出力イネー
ブル信号/OEがローレベル且つ入力信号Dinがハイレ
ベルの時は、NOR回路105,106の出力はハイレ
ベルとなり(したがって,バイポーラトランジスタ40
1の入力信号は実質的にDinとなる)、NOR回路11
3の出力はローレベルとなる。これにより、バイポーラ
トランジスタ401はオンするので、バイポーラトラン
ジスタ402はオンする。一方、NMOSトランジスタ
109はオフするので、バイポーラトランジスタ108
もオフする。これにより、出力端子114から出力され
る信号Dout の電位はハイレベルとなる。なお、このと
き、MOSトランジスタ405,406,407はそれ
ぞれオン、オン、オフとなるので、バイポーラトランジ
スタ403はオンする。
【0064】 一方、出力イネーブル信号/OEがローレ
ベルで入力信号Dinもローレベルの時は、NOR回路1
05,106の出力はローレベル(したがって,バイポ
ーラトランジスタ401の入力信号は実質的にDinとな
る)となるので、バイポーラトランジスタ401はオフ
となり、また、MOSトランジスタ405,406,4
07はそれぞれオフ、オフ、オンとなる。したがって、
バイポーラトランジスタ402はオフする。また、NO
R回路113の出力はハイレベルとなるので、NMOS
トランジスタ109はオンし、したがってバイポーラト
ランジスタ108はオンする。これにより、出力信号D
out の電位は、ローレベルとなる。
【0065】また、出力イネーブル信号/OEがハイレ
ベルのとき(ディセーブル状態)は、入力信号Dinの信
号レベルにかかわらず、NOR回路105,106,1
13の出力はローレベルとなる。これにより、トランジ
スタ401,109はオフとなる。また、MOSトラン
ジスタ405,406,407はそれぞれオフ、オフ、
オンとなるので、バイポーラトランジスタ403はオフ
する。したがって、バイポーラトランジスタ402,1
08はそれぞれオフするので、出力信号Doutの電位は
不定となる。
【0066】次に、本実施例の出力回路のオフ・リーク
特性について説明する。
【0067】本実施例の出力回路において、ディセーブ
ル状態においては、電流のリークは、図4の経路a
(出力端子114からバイポーラトランジスタ402,
403を通過してグランドGNDに流出する経路)に沿
って発生するが、本実施例の出力回路では、バイポーラ
トランジスタ402,403が存在することにより、バ
イポーラトランジスタのエミッタ・バック耐量の2倍の
耐量を得ることができるので、従来の場合(図8の経路
A参照)と比較してリークのおそれは非常に小さい。
【0068】また、電源オフ状態においては、経路c
(出力端子114からバイポーラトランジスタ40
2,401を通過して電源Vccに流出する経路)に沿っ
て発生するが、この場合も、バイポーラトランジスタ4
02,401が存在するので、バイポーラトランジスタ
のエミッタ・バック耐量の2倍の耐量を得ることがで
き、したがって、従来の場合(図8の経路C参照)と比
較してリークのおそれは非常に小さい。
【0069】このように、本実施例の出力回路によって
も、各素子の耐量を向上させることなく出力回路全体と
しての耐量を向上させることができるので、出力特性を
損なうことなくオフ・リーク特性を向上させることが可
能となる。
【0070】(実施例5) 実施例5として、第2の発明(請求項3に対応する)の
他の実施例について説明する。
【0071】図5は、本実施例に係る出力回路の構成を
示す回路図である。なお、図5において、図1或いは図
4と同じ符号を付した構成部は、それぞれ、これらの図
の場合と同じものを示している。
【0072】図5において、PMOSトランジスタ50
1は、ソースがバイポーラトランジスタ402のベース
に接続され、ドレインがバイポーラトランジスタ403
のベースに接続され、ゲートがNOR回路106の出力
端に接続され、且つ、バックゲートがショットキーバリ
アダイオード404を介して電源Vccに接続されてい
る。
【0073】また、NMOSトランジスタ502は、ソ
ースおよびバックゲートが接地され、ドレインがバイポ
ーラトランジスタ403のベースに接続され、且つ、ゲ
ートがNOR回路106の出力端に接続されている。
【0074】このような出力回路において、出力イネー
ブル信号/OEがローレベル且つ入力信号Dinがハイレ
ベルの時は、NOR回路105,106の出力はハイレ
ベルとなり、NOR回路113の出力はローレベルとな
る。これにより、バイポーラトランジスタ401はオン
し、また、MOSトランジスタ501,502はそれぞ
れオフ、オンとなることよりバイポーラトランジスタ4
03はオフするので、バイポーラトランジスタ402は
オンする。一方、NMOSトランジスタ109はオフす
るので、バイポーラトランジスタ108はオフする。こ
れにより、出力端子114から出力される信号Dout の
電位はハイレベルとなる。
【0075】 一方、出力イネーブル信号/OEがローレ
ベルで入力信号Dinもローレベルの時は、NOR回路1
05,106の出力はローレベルとなるので、バイポー
ラトランジスタ401はオフとなるので、バイポーラト
ランジスタ402はオフする。また、NOR回路113
の出力はハイレベルとなるので、NMOSトランジスタ
109はオンし、したがってバイポーラトランジスタ1
08はオンする。これにより、出力信号Dout の電位
は、ローレベルとなる。
【0076】また、出力イネーブル信号/OEがハイレ
ベルのとき(ディセーブル状態)は、入力信号Dinの信
号レベルにかかわらず、NOR回路105,106,1
13の出力はローレベルとなるので、トランジスタ40
1,109はそれぞれオフとなり、したがってバイポー
ラトランジスタ402,108はそれぞれオフするの
で、出力信号Dout の電位は不定となる。
【0077】次に、本実施例の出力回路のオフ・リーク
特性について説明する。
【0078】 本実施例の出力回路において、ディセーブ
ル状態においては、電流のリークは、図5の経路a
(出力端子114からバイポーラトランジスタ402,
403を通過してグランドに流出する経路)に沿って発
生するが、本実施例の出力回路では、バイポーラトラン
ジスタ402,403が存在することにより、バイポー
ラトランジスタのエミッタ・バック耐量の2倍の耐量を
得ることができるので、従来の場合(図8の経路A参
照)と比較してリークのおそれは非常に小さい。
【0079】また、電源オフ状態においては、経路c
(出力端子114からバイポーラトランジスタ40
2,401を通過してグランドに流出する経路)に沿っ
て発生するが、この場合も、バイポーラトランジスタ4
02,401が存在するので、バイポーラトランジスタ
のエミッタ・バック耐量の2倍の耐量を得ることがで
き、したがって、従来の場合(図8の経路C参照)と比
較してリークのおそれは非常に小さい。
【0080】このように、本実施例の出力回路によって
も、各素子の耐量を向上させることなく出力回路全体と
しての耐量を向上させることができるので、出力特性を
損なうことなくオフ・リーク特性を向上させることが可
能となる。
【0081】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、各素子の耐量を向上させることなく出力回路全体
としての耐量を向上させることができるので、出力特性
を損なうことなくオフ・リーク特性を向上させた出力回
路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に係る出力回路の構成を示す回路図で
ある。
【図2】実施例2に係る出力回路の構成を示す回路図で
ある。
【図3】実施例3に係る出力回路の構成を示す回路図で
ある。
【図4】実施例4に係る出力回路の構成を示す回路図で
ある。
【図5】実施例5に係る出力回路の構成を示す回路図で
ある。
【図6】従来の出力回路の構成例を示す回路図である。
【図7】図6に示した出力回路の使用例を説明するため
のブロック図である。
【図8】図6に示した出力回路におけるリーク電流の具
体的な発生経路を説明するための回路図である。
【符号の説明】
101,102,108 バイポーラトランジスタ 103 ショットキーバリアダイオード 104,201,202 PMOSトランジスタ 105,106,113 NOR回路 107 NOT回路 109 NMOSトランジスタ 114 出力端子 115 信号入力端子 116 出力イネーブル信号用端子
フロントページの続き (72)発明者 野 稲 泰 一 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/0175

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダーリントン接続された第1及び第2のバ
    イポーラトランジスタを少なくとも有し、前記第1のト
    ランジスタのベースに入力信号が供給され、前記第2の
    トランジスタのコレクタは第1のダイオードを介して電
    源に接続され、前記第2のトランジスタのエミッタから
    信号が出力されるバイポーラトランジスタ回路と、 ソースが前記第2のトランジスタのベースに接続され、
    ドレインが接地され、バックゲートが前記第1のダイオ
    ードを介して前記電源に接続された第1のPMOSトラ
    ンジスタと、 を備えたことを特徴とする出力回路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の出力回路において、さら
    に、 ソース及びバックゲートの双方が前記電源に接続され、
    ドレインが第2のダイオードを介して前記第2のトラン
    ジスタのベースに接続され、ゲートに前記入力信号の反
    転信号が供給される第2のPMOSトランジスタを備え
    たことを特徴とする出力回路。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の出力回路において、さら
    に、 前記第1のPMOSトランジスタのドレインと接地との
    間に接続され、ソース及びバックゲートの双方が接地さ
    れ、ドレインが前記第1のPMOSトランジスタのドレ
    インに接続され、ゲートに前記入力信号が供給される第
    2のPMOSトランジスタと、 ベースが前記第1のPMOSトランジスタのドレインに
    接続され、コレクタが前記第2のトランジスタのベース
    に接続され、エミッタが接地された第3のバイポーラト
    ランジスタと、 を備えたことを特徴とする出力回路。
  4. 【請求項4】ダーリントン接続された第1及び第2のバ
    イポーラトランジスタを少なくとも有し、前記第1のト
    ランジスタのベースに入力信号が供給され、前記第2の
    トランジスタのコレクタは第1のダイオードを介して電
    源に接続され、前記第2のトランジスタのエミッタから
    信号が出力されるバイポーラトランジスタ回路と、 ソース及びバックゲートの双方が前記電源に接続され、
    ゲートに前記入力信号の反転信号が供給される第1のP
    MOSトランジスタと、 ソースが前記第1のPMOSトランジスタのドレインに
    接続され、ゲートが前記第2のトランジスタのベースに
    接続され、バックゲートが接地された第1のNMOSト
    ランジスタと、 ソースが前記第1のNMOSトランジスタのドレインに
    接続され、ゲートに前記反転信号が供給され、ドレイン
    及びバックゲートの双方が接地された第2のNMOSト
    ランジスタと、 コレクタが前記第2のトランジスタのベースに接続さ
    れ、ベースが前記第1のNMOSトランジスタのドレイ
    ンに接続され、エミッタが接地された第3のバイポーラ
    トランジスタと、 を備えたことを特徴とする出力回路。
  5. 【請求項5】ゲートに入力信号が供給され、バックゲー
    トがダイオードを介して電源に接続され、ドレインが接
    地された第1のPMOSトランジスタと、 ベースが前記第1のPMOSトランジスタのソースに接
    続され、コレクタが前記ダイオードを介して前記電源に
    接続され、エミッタから信号が出力されるバイポーラト
    ランジスタと、 ソース及びバックゲートの双方が前記ダイオードを介し
    て前記電源に接続され、ドレインが前記バイポーラトラ
    ンジスタのベースに接続され、ゲートに前記入力信号の
    反転信号が供給される第2のPMOSトランジスタと、 を備えたことを特徴とする出力回路。
JP06940095A 1995-03-28 1995-03-28 出力回路 Expired - Lifetime JP3210204B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06940095A JP3210204B2 (ja) 1995-03-28 1995-03-28 出力回路
KR1019960008806A KR100221941B1 (ko) 1995-03-28 1996-03-28 출력회로
US08/623,009 US5661431A (en) 1995-03-28 1996-03-28 Output circuit in Darlington configuration
TW085106571A TW317614B (ja) 1995-03-28 1996-06-01

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06940095A JP3210204B2 (ja) 1995-03-28 1995-03-28 出力回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08265132A JPH08265132A (ja) 1996-10-11
JP3210204B2 true JP3210204B2 (ja) 2001-09-17

Family

ID=13401523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06940095A Expired - Lifetime JP3210204B2 (ja) 1995-03-28 1995-03-28 出力回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5661431A (ja)
JP (1) JP3210204B2 (ja)
KR (1) KR100221941B1 (ja)
TW (1) TW317614B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544819B2 (ja) * 1997-03-31 2004-07-21 株式会社 沖マイクロデザイン 入力回路および出力回路ならびに入出力回路
US6611172B1 (en) 2001-06-25 2003-08-26 Sirenza Microdevices, Inc. Thermally distributed darlington amplifier
KR20030048309A (ko) * 2001-12-12 2003-06-19 가현테크(주) 아이이이이1394 장치의 전송상황 표시장치
US6861909B1 (en) 2002-06-17 2005-03-01 Sirenza Microdevices, Inc. High voltage-wide band amplifier
US6806778B1 (en) 2003-02-18 2004-10-19 Sirenza Microdevices, Inc. Darlington cascode
US10411678B2 (en) * 2018-02-12 2019-09-10 Semiconductor Components Industries, Llc Level-shifting circuit configured to limit leakage current

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5075566A (en) * 1990-12-14 1991-12-24 International Business Machines Corporation Bipolar emitter-coupled logic multiplexer
US5489861A (en) * 1993-12-20 1996-02-06 National Semiconductor Corporation High power, edge controlled output buffer

Also Published As

Publication number Publication date
US5661431A (en) 1997-08-26
TW317614B (ja) 1997-10-11
JPH08265132A (ja) 1996-10-11
KR100221941B1 (ko) 1999-09-15
KR960036331A (ko) 1996-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100228951B1 (ko) 보디전압 제어형 반도체 집적회로
US5574389A (en) CMOS 3.3 volt output buffer with 5 volt protection
JP3204690B2 (ja) マルチモード入力回路
JPH041440B2 (ja)
JPH08181598A (ja) 半導体装置
JP3210204B2 (ja) 出力回路
US6836155B2 (en) Current sense amplifier
JP2959449B2 (ja) 出力回路
JP3340906B2 (ja) 出力回路
KR100241201B1 (ko) 버스홀드회로
US7012794B2 (en) CMOS analog switch with auto over-voltage turn-off
US20040095182A1 (en) Switch circuit
JP2635805B2 (ja) 低ノイズ型出力バッファ回路
US6501319B2 (en) Semiconductor device with signal transfer line
JP3190191B2 (ja) 出力バッファ回路
JPH11317652A (ja) 出力回路
US5510744A (en) Control circuit for reducing ground and power bounce from an output driver circuit
JP3147869B2 (ja) 半導体集積回路
JPH06101679B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP3547852B2 (ja) 半導体装置
JP3002036B2 (ja) アナログ入力チャンネルの選択回路
JPH06334505A (ja) Pmos出力回路
JP2845665B2 (ja) 出力バッファ回路
JPH0536280A (ja) 半導体集積装置
JP3144825B2 (ja) 出力バッファ回路

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010626

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080713

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090713

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090713

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110713

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120713

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130713

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term