JP3939041B2 - CMOS buffer circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるCMOS(Complementary MOS)トランジスタを有してなるバッファ回路に係り、特に、貫通電流の抑圧と省電力化を図ったものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の回路としては、例えば、図2に示されたような構成を有してなるものがある。
以下、同図を参照しつつその構成、動作を概括的に説明すれば、まず、このCMOSバッファ回路は、第1及び第2のNORゲート部31,32と、第1及び第2のNANDゲート部33,34とに大別されて構成されたものとなっている。
第1のNORゲート部31は、第1及び第2のPチャンネルCMOSトランジスタMP1,MP2並びに第1及び第2のNチャンネルCMOSトランジスタMN1,MN2を用いて構成されたものとなっており、その出力信号は、第2のNANDゲート部34へ入力されるようになっている。
【0003】
この第2のNANDゲート部34は、第3及び第4のPチャンネルCMOSトランジスタMP3,MP4並びに第3及び第4のNチャンネルCMOSトランジスタMN3,MN4を用いて構成されたものとなっている。そして、この第2のNANDゲート部34の出力信号は、一方の出力段トランジスタである第9のPチャンネルCMOSトランジスタMP9のゲートへ印加されると共に、第1のNANDゲート部33へ印加されるようになっている。
【0004】
第1のNANDゲート部33は、第5及び第6のPチャンネルCMOSトランジスタMP5,MP6並びに第5及び第6のNチャンネルCMOSトランジスタMN5,MN6を用いて構成されたものとなっており、その出力信号は、第2のNORゲート部32に印加されるようになっている。
この第2のNORゲート部32は、第7及び第8のPチャンネルCMOSトランジスタMP7,MP8並びに第7及び第8のNチャンネルCMOSトランジスタMN7,MN8を用いて構成されたものとなっている。そして、第2のNORゲート部32の出力信号は、他方の出力段トランジスタである第9のNチャンネルCMOSトランジスタMN9のゲートへ印加されると共に、第1のNORゲート部31へ印加されるようになっている。
【0005】
また、第3のNチャンネルCMOSトランジスタMN3のゲート及び第4のPチャンネルCMOSトランジスタMP4のゲートには、第1の制御端子43が接続され、第8のPチャンネルCMOSトランジスタMP8及び第8のNチャンネルCMOSトランジスタMN8には、第2の制御端子44が接続されており、このバッファ回路の動作状態を制御する信号を入力するための端子となっている。すなわち、第1の制御端子43に論理値Highに対応する信号が、第2の制御端子44に論理値Lowに対応する信号が、それぞれ印加された状態においては、このバッファ回路は、入力端子41の入力信号に応じて信号を出力端子42へ出力するようになっている。
一方、第1の制御端子43に論理値Lowに対応する信号が、第2の制御端子44に論理値Highに対応する信号が、それぞれ印加された状態においては、このバッファ回路は、第9のPチャンネルCMOSトランジスタMP9及び第9のNチャンネルCMOSトランジスタMN9共に非導通状態となる。そのため、出力端子42におけるインピーダンスがいわゆるハイインピーダンスとなり、このバッファ回路は、いわゆるトライステートバッファ回路として用いることができるようになっている。
【0006】
かかる構成において、このバッファ回路は、第1の制御端子43に論理値Highに対応する信号が、第2の制御端子44に論理値Lowに対応する信号が、それぞれ印加された状態において、入力端子41に論理値Highに対応する信号が印加された場合、出力端子42には、論理値Lowに対応する信号が、また、入力端子41に論理値Lowに対応する信号が印加された場合には、出力端子42には、論理値Highに対応する信号が、それぞれ得られるものとなっている。
そして、このバッファ回路は、出力段トランジスタである第9のPチャンネルCMOSトランジスタMP9及び第9のNチャンネルCMOSトランジスタMN9におけるいわゆる貫通電流が抑圧されるものとなっており、集積回路に適用する場合には、貫通電流の発生に起因する回路の誤動作の防止、出力トランジスタにおける不要な電力消費の抑圧等において優れたものとなっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のバッファ回路の場合、P及びNチャンネルCMOSトランジスタが合計で18個と部品点数が多く、特に、集積回路に用いる場合には、より部品点数が少なく、しかも、同様な機能を果たすものが望まれている。
また、出力トランジスタにおけるいわゆる貫通電流は少ないものの、その前段の論理演算回路を構成するCMOSトランジスタにおける貫通電流は存在するために、バッファ回路全体としての消費電流はさほど削減されないという問題があった。
【0008】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡易な回路構成で、出力段におけるトランジスタの貫通電流が抑圧できるバッファ回路を提供するものである。本発明の他の目的は、消費電流が少なく、しかも、出力段におけるトランジスタの貫通電流が抑圧できるCMOSバッファ回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のCMOSバッファ回路は、出力段が、電源とアースとの間に直列接続されたPチャンネルCMOSトランジスタとNチャンネルCMOSトランジスタにより構成されてなるCMOSバッファ回路であって、前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートと入力端子との間には、入力制御用の第1のPチャンネルCMOSトランジスタと、トランスファスイッチ素子としての第2のPチャンネルCMOSトランジスタとが直接接続されて設けられ、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートと入力端子との間には、入力制御用の第1のNチャンネルCMOSトランジスタと、トランスファスイッチ素子としての第2のNチャンネルCMOSトランジスタが直列接続されて設けられ、前記第2のPチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、前記第2のNチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続される一方、電源とアースとの間に、第3のPチャンネルCMOSトランジスタと第3のNチャンネルCMOSトランジスタとが直列接続されて設けられ、前記第3のPチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記第2のNチャンネルMOSトランジスタのゲートに、前記第3のNチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記第2のPチャンネルCMOSトランジスタのゲートに、それぞれ接続され、相互に接続された前記第3のPチャンネルCMOSトランジスタ及び第3のNチャンネルCMOSトランジスタのドレインは、第4のPチャンネルCMOSトランジスタのゲート及び第4のNチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、前記第4のPチャンネルCMOSトランジスタのソースには、電源電圧が印加される一方、ドレインは前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、前記第4のNチャンネルCMOSトランジスタのソースは、アースに接続される一方、ドレインは前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートにドレインが、前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのソースにソースが、それぞれ接続された出力制御用の第5のPチャンネルCMOSトランジスタと、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートにドレインが、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのソースにソースが、それぞれ接続された出力制御用の第5のNチャンネルCMOSトランジスタと、が設けられ、前記入力制御用の第1のNチャンネルCMOSトランジスタと前記出力制御用の第5のPチャンネルCMOSトランジスタとが第1の制御端子への印加信号により、前記入力制御用の第1のPチャンネルCMOSトランジスタと前記出力制御用の第5のNチャンネルCMOSトランジスタとが第2の制御端子への印加信号により、それぞれ動作状態が制御可能に構成されてなることを特徴とするものである。
【0012】
かかる構成においては、特に、出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタ及びNチャンネルCMOSトランジスタのそれぞれのゲートへ入力信号を伝達するためのトランスファスイッチ素子として、第2のPチャンネルCMOSトランジスタと第2のNチャンネルCMOSトランジスタとをそれぞれ設け、しかも、互いに、他方の出力段のトランジスタのゲート電圧がフィードバックされるように接続したことで、出力段のいわゆる貫通電流の抑圧が図られるようにしたものである。
すなわち、トランスファスイッチ素子としての第2のPチャンネルCMOSトランジスタと第2のNチャンネルCMOSトランジスタのそれぞれのゲートに、それぞれ他方の出力段を構成するCMOSトランジスタのゲート電圧がフィードバックされるような構成としたので、出力段を構成する2つのCMOSトランジスタは、一方が導通すると同時に、他方は非導通となり、従来と異なり、出力段を構成する2つのCMOSトランジスタが同時に導通状態となるような期間が極めて短いため、貫通電流の抑圧がなされることとなるものである。
さらに、トランスファスイッチ素子としての第2のPチャンネルCMOSトランジスタと入力端子との間と、トランスファスイッチ素子としての第2のNチャンネルCMOSトランジスタと入力端子との間のそれぞれに、入力制御用のCMOSトランジスタを設ける一方、出力制御用のPチャンネルCMOSトランジスタ及びNチャンネルCMOSトランジスタを設け、これら入力制御用のCMOSトランジスタと出力制御用のCMOSトランジスタのゲートに外部から信号を印加することで、その動作状態を制御できるようにし、入力信号の状態に拘わらず出力段をいわゆるハイインピーダンス状態とできるようにしたので、いわゆるトライステートバッファ回路としての使用が可能となるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図1を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、図1に示されたバッファ回路(以下「本回路」と言う)の構成について説明する。
本回路は、その出力段が、第6のPチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MP6」と表記)6と、第6のNチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MN6」と表記)16とにより、いわゆるプッシュプル出力回路が構成されたものとなっている。そして、第6のPチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第6のPMOS」と言う)6は、第1及び第2のPチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては、それぞれ「MP1」、「MP2」と表記)1,2を介して、第6のNチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第6のNMOS」と言う)16は、第1及び第2のNチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては、それぞれ「MN1」、「MN2」と表記)11,12を介して、それぞれ入力端子21に印加された入力信号が入力されて、その入力信号に応じて後述するような動作状態となるように構成されたものとなっている。
【0014】
すなわち、第6のPMOS6と第6のNMOS16は、各々のドレインが出力端子22に接続される一方、第6のPMOS6のソースには、電源電圧VDDが印加され、第6のNMOS16のソースはアースに接続されるようになっており、第6のPMOS6及び第6のNMOS16は、電源とアースとの間に直接接続された構成となっている。
一方、入力端子21には、本回路への入力信号が印加されるようになっており、この入力端子21には、入力制御用の第1のPチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第1のPMOS」と言う)1のソースと、入力制御用の第1のNチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第1のNMOS」と言う)11のドレインが接続されている。
第1のNMOS11のゲートは、後述する第5のPチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MP5」と表記)5のゲートと共に第1の制御端子23に接続される一方、第1のPMOS1のゲートは、後述する第5のNチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MN5」と表記)15のゲートと共に第2の制御端子24に接続されている。この第1及び第2の制御端子23,24は、本回路の動作状態を制御するためのもので、詳細は後述するようにそれぞれの制御端子23,24への論理信号の印加状態に応じて本回路の動作状態が制御できるようになっているものである。
【0015】
また、第1のPMOS1のドレインは、トランスファスイッチ素子としての第2のPチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MP2」と表記)2のソースに、第1のNMOS11のソースは、同じくトランスファスイッチ素子としての第2のNチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MN2」と表記)12のドレインに、それぞれ接続されている。
そして、第2のPチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第2のPMOS」と言う)2のドレインは、先の第6のPMOS6のゲートに接続されると共に、第2のNチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第2のNMOS」と言う)12のゲート及び後述する第3のPチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MP3」と表記)3のゲートに接続される一方、第2のNMOS12のソースは、先の第6のNMOS16のゲートに接続されると共に、第2のPMOS2のゲート及び第3のNチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MN3」と表記)13のゲートに接続されている。
【0016】
このように、第2のPMOS2は、そのドレインが接続された出力段を構成する第6のPMOS6と対をなす第6のNMOS16のゲート電圧が、この第2のPMOS2のゲートにフィードバックされるように接続構成されている。
また、第2のNMOS12は、そのソースが接続された出力段を構成する第6のNMOS16と対をなす第6のPMOS6のゲート電圧が、この第2のNMOS12のゲートにフィードバックされるように接続構成されている。
【0017】
一方、第3のPチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第3のPMOS」と言う)3と、第3のNチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第3のNMOS」と言う)13は、電源とアースとの間に直列接続された構成となっている。すなわち、第3のPMOS3のドレインと第3のNMOS13のドレインが相互に接続されると共に、後述する第4のPチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MP4」と表記)4のゲート及び第4のNチャンネルCMOSトランジスタ(図1においては「MN4」と表記)14のゲートに接続されたものとなっている。
また、第3のPMOS3のソースには、電源電圧VDDが印加される一方、第3のNMOS13のソースは、アースに接続されている。
【0018】
第4のPチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第4のPMOS」と言う)4は、そのソースに出力制御用の第5のPチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第5のPMOS」と言う)5のソースと共に電源電圧VDDが印加されるようになっている一方、そのドレインは、第5のPMOS5のドレインと共に第6のPMOS6のゲートに接続されている。
一方、第4のNチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第4のPMOS」と言う)14のドレインは、出力制御用の第5のNチャンネルCMOSトランジスタ(以下「第5のNMOS」と言う)15のドレインと共に、第6のNMOS16のゲートに接続される一方、第4のNMOS14のソースは、第5のPMOS15のソースと共にアースに接続されている。
【0019】
次に、かかる構成における動作について説明する。
最初に、第1の制御端子23に論理値Highに対応する信号が、第2の制御端子24に論理値Lowに対応する信号が、それぞれ印加されている状態において、入力端子21に論理値Lowに対応する信号が入力された場合の動作について説明する。
ここで、第1及び第2の制御端子23,24への印加信号の組み合わせとしては、いずれか一方が論理値Highに対応する信号が印加されている場合、他方は、論理値Lowに対応する信号が入力されるものとし、双方が共に論理値Highに対応する信号が印加され、また、双方が共に論理値Lowに対応する信号が印加されることはないものとする。
【0020】
まず、第1の制御端子23に論理値Highに対応する信号が印加されることで、第1のNMOS11が導通状態となる一方、第5のPMOS5は非導通状態となる。また、第2の制御端子24に論理値Lowに対応する信号が印加されることで、第1のPMOS1が導通状態となる一方、第5のNMOS15が非導通状態となる。したがって、第5のPMOS5と第5のNMOS15は、出力段を構成する第6のPMOS6及び第6のNMOS16の動作状態に何等影響を及ぼすことはない。
一方、かかる状態において、まず、第2のPMOS2のドレインと第6のPMOS6のゲートを結ぶライン(図1において「PGATE」と表記)が、仮に、論理値Highに対応する電圧レベルにあるとすると、これにより、第3のPMOS3及び第6のPMOS6は非導通状態となる一方、第2のNMOS12は導通状態となる。
【0021】
そして、第2のNMOS12の導通により、この第2のNMOS12のソースと第6のNMOS16のゲートを結ぶライン(図1において「NGATE」と表記)が入力端子21と同じレベル、すなわち、論理値Lowに対応するレベルとなる。これによって、第3のNMOS13及び第6のNMOS16は、非導通状態となる一方、第2のPMOS2は導通状態となり、その結果、第2のPMOS2のドレインと第6のPMOS6のゲートを結ぶライン(以下「ラインPGATE」と言う)は、入力端子21と同じ論理値Lowに対応するレベルとなる。
したがって、先にラインPGATEが論理値Highに対応するレベルであると仮定して導通・非導通を設定した各々のCMOSトランジスタの動作は、次のようなものとなる。
【0022】
すなわち、第2のNMOS12は、非導通状態となる一方、第3のPMOS3及び第6のPMOS6が共に導通状態となる。
第3のPMOS3が導通状態となることにより、そのドレインの電圧は、略電源電圧VDDとなるため、第4のPMOS4が非導通状態となる一方、第4のNMOS14が導通状態となる。この第4のNMOS14の導通により、第2のNMOS12のソースと第6のNMOS16のゲートとを結ぶライン(以下「ラインNGATE」と言う)は、アース電位に保持されるため、第6のNMOS16は、非導通状態となる。
したがって、出力端子22からは、論理値Highが出力されることとなる。
【0023】
上述の動作解析においては、初めにラインPGATEが論理値Highであると仮定したが、論理値Lowであると仮定した場合について、以下に概略的に説明すれば、まず、この場合、第3のPMOS3及び第6のPMOS6が導通状態となる一方、第2のNMOS12は、非導通状態となる。
第3のPMOS3の導通により、第4のPMOS4が非導通状態となる一方、第4のNMOS14が導通状態となり、ラインNGATEは、アース電位に保持される。そのため、第6のNMOS16は、非導通状態となる一方、第2のPMOS2は、導通状態となる。
第2のPMOS2の導通により、ラインPGATEは、入力端子21と同様に論理値Lowに保持されることとなり、結局、出力端子22は、論理値Highの状態となる。
【0024】
また、上述の動作解析においては、初めにラインPGATEが論理値High又は論理値Lowであると仮定したが、ラインNGATEが論理値High又は論理値Lowの状態であると仮定しても上述したと略同様の動作となり、結果的には、ラインPGATEは、入力端子21と同一の電圧レベルとなり、ラインNGATEは、論理値Lowに対応する電圧レベルとなり、出力端子22は、論理値Highの状態となることに変わりはない。
【0025】
次に、入力端子21に論理値Highに対応する信号が印加された場合についてであるが、上述したと同様にラインPGATE又はラインNGATEの仮の論理状態を設定し、それに応じた各々のCMOSトランジスタの動作状態を追ってゆくことで最終的に各々のCMOSトランジスタの動作状態が確定でき、結局、出力端子22は、論理値Lowの状態となる結果を得る。なお、この場合、ラインPGATEは、略電源電圧VDDのレベルに保持され、ラインNGATEは、入力端子21と同じ論理値Highに対応する電圧レベルに保持されることとなる。
【0026】
ここで、入力端子21における入力信号の変化に対する出力端子22における出力信号の変化についてみると、次のようなことが言える。
まず、入力端子21の電圧を零vから5vまで上昇させた場合、上述したような回路動作に伴い、ラインPGATEは、入力端子21の電圧変化と同じように上昇する一方、ラインNGATEは、論理値Lowに対応するレベルのままである。そして、ラインPGATEは、入力端子21における電圧上昇に伴い、次第に第3のPMOS3及び第6のPMOS6のカットオフ電圧に近づいてゆき、第2のNMOS12を導通させる電圧になった時点で、ラインNGATEは、入力端子21と同一電圧まで上昇することとなる。
【0027】
そして、このラインNGATEの電圧上昇により、第2のPMOS2が非導通状態、第3及び第6のNMOS13,16が導通状態となり、さらに、第4のPMOS4が導通状態となる。
この第4のPMOS4の導通により、ラインPGATEは、電源電圧VDDへ上昇し、その結果、第6のPMOS6が非導通状態となり、出力端子22は、論理値Lowの状態となる。
このように、出力端子22が論理値Highレベルから論理値Lowのレベルに切り替る直前で、ラインPGATEは、第6のPMOS6を略カットオフとする電圧に達しており、また、第6のNMOS16が導通すると同時に第6のPMOS6は、非導通状態となっているため、第6のPMOS6と第6のNMOS16を流れる貫通電流は皆無である。
【0028】
また逆に、入力端子21の電圧を5vから零vまで降下させた場合、ラインNGATAの電圧が入力端子21の電圧変化と同じように下降する一方、ラインPGATEは論理値Highに対応するレベルのままである。
そして、ラインNGATEの電圧が第2のPMOS2を導通させる電圧になった時点で、ラインPGATEは、入力端子21と同じ電圧となり、これにより、第3のPMOS3が導通状態となる。
さらに、第3のPMOS3の導通により、第4のNMOS14が導通し、ラインNGATEは、アース電位へ下降することとなる。
そして、第6のPMOS6が導通し、出力端子22は、論理値Highの状態となる。この場合も、第6のPMOS6が導通すると同時に、第6のNMOS16は、非導通状態となっているために、第6のPMOS6と第6のNMOS16を流れる貫通電流は皆無である。
このため、アースラインのノイズのレベルは非常に小さく、特に、このバッファ回路が集積回路に用いられる場合には、ノイズに起因する集積回路の誤動作が防止されると共に、電源消費電流が低減されることとなる。
【0029】
次に、上述した動作状態の場合とは逆に、第1の制御端子23に論理値Lowに対応する信号が、第2の制御端子24に論理値Highに対応する信号が、それぞれ印加された場合について説明する。
この場合、第1の制御端子23の印加信号により、第1のNMOS11が非導通状態となる一方、第5のPMOS5が導通状態となる。また、第2の制御端子24の印加信号により、第1のPMOS1が非導通状態となる一方、第5のNMOS15が導通状態となる。
したがって、第1のPMOS1及び第1のNMOS11の非導通により、第1のPMOS1及び第1のNMOS11以降への入力端子21における入力信号の伝達が遮断されることとなる。また、第5のPMOS5の導通により第6のPMOS6が、第5のNMOS15の導通により第6のNMOS16が共に非導通状態となるため、出力端子22には、入力端子21への印加信号の状態に拘わらず信号が出力されず、いわゆるハイインピーダンス状態となる。
【0030】
結局、本回路は、第1の制御端子23に論理値Highに対応する信号が、第2の制御端子24に論理値Lowに対応する信号が、それぞれ印加されている場合は、出力端子22には、入力端子21への入力信号に応じた信号出力が得られる。すなわち、入力信号が論理値Lowに対応するレベルの場合、出力端子22には、論理値Highが、入力信号が論理値Highに対応するレベルの場合、出力端子22には、論理値Lowが、それぞれ出力されることとなる。
一方、第1の制御端子23に論理値Lowに対応する信号が、第2の制御端子24に論理値Highに対応する信号が、それぞれ印加された状態では、出力端子22は、入力端子21の入力信号の状態に拘わらずいわゆるハイインピーダンス状態となり、本回路は、出力の状態が三種類に設定可能ないわゆるトライステートバッファ回路として用いることができるものとなっている。
【0031】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、従来と異なり、入力信号を演算素子を介することなく、出力段を構成するトランジスタへ印加するような構成とすることにより、従来に比して部品点数の削減を図ることができる。
特に、出力段を構成する2つのCMOSトランジスタのそれぞれにトランスファスイッチ素子を介して入力信号が印加されるようにし、かつ、2つのトランスファスイッチ素子には、それぞれが接続された出力段を構成するCMOSトランジスタと対となる他方のCMOSトランジスタのゲート電圧がフィードバックされるような構成とすることにより、出力段を構成する2つのCMOSトランジスタが同時に導通状態となるタイミングを回避できるので、いわゆる貫通電流の抑圧が確実に図られ、消費電流の低減、回路動作の信頼性の向上を図ることができるという効果を奏するものである。
さらに、トランスファスイッチ素子としての第2のPチャンネルCMOSトランジスタと入力端子との間と、トランスファスイッチ素子としての第2のNチャンネルCMOSトランジスタと入力端子との間のそれぞれに、入力制御用のCMOSトランジスタを設ける一方、出力制御用のPチャンネルCMOSトランジスタ及びNチャンネルCMOSトランジスタを設け、これら入力制御用のCMOSトランジスタと出力制御用のCMOSトランジスタのゲートに外部から信号を印加することで、その動作状態を制御できるようにし、入力信号の状態に拘わらず出力段をいわゆるハイインピーダンス状態とできるようにしたので、いわゆるトライステートバッファ回路としての使用が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるバッファ回路の一回路構成を示す回路図である。
【図2】従来の回路構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
1…第1のPチャンネルCMOSトランジスタ
2…第2のPチャンネルCMOSトランジスタ
3…第3のPチャンネルCMOSトランジスタ
4…第4のPチャンネルCMOSトランジスタ
5…第5のPチャンネルCMOSトランジスタ
6…第6のPチャンネルCMOSトランジスタ
11…第1のNチャンネルCMOSトランジスタ
12…第2のNチャンネルCMOSトランジスタ
13…第3のNチャンネルCMOSトランジスタ
14…第4のNチャンネルCMOSトランジスタ
15…第5のNチャンネルCMOSトランジスタ
16…第6のNチャンネルCMOSトランジスタ
21…入力端子
22…出力端子
23…第1の制御端子
24…第2の制御端子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a buffer circuit having a so-called CMOS (Complementary MOS) transistor, and more particularly to a circuit that suppresses a through current and saves power.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of circuit, for example, there is one having a configuration as shown in FIG.
The configuration and operation of the CMOS buffer circuit will be generally described below with reference to FIG. 1. First, the CMOS buffer circuit includes first and second NOR gate portions 31 and 32, and first and second NAND gates. The parts 33 and 34 are roughly divided into the parts.
The first NOR gate 31 is configured by using first and second P-channel CMOS transistors MP1 and MP2 and first and second N-channel CMOS transistors MN1 and MN2, and outputs thereof. The signal is input to the second NAND gate unit 34.
[0003]
The second NAND gate portion 34 is configured by using third and fourth P-channel CMOS transistors MP3 and MP4 and third and fourth N-channel CMOS transistors MN3 and MN4. The output signal of the second NAND gate 34 is applied to the gate of the ninth P-channel CMOS transistor MP9, which is one of the output stage transistors, and to the first NAND gate 33. It has become.
[0004]
The first NAND gate 33 is configured by using fifth and sixth P-channel CMOS transistors MP5 and MP6 and fifth and sixth N-channel CMOS transistors MN5 and MN6, and outputs thereof. The signal is applied to the second NOR gate unit 32.
The second NOR gate portion 32 is configured by using seventh and eighth P-channel CMOS transistors MP7 and MP8 and seventh and eighth N-channel CMOS transistors MN7 and MN8. The output signal of the second NOR gate section 32 is applied to the gate of the ninth N-channel CMOS transistor MN9, which is the other output stage transistor, and also applied to the first NOR gate section 31. It has become.
[0005]
The first control terminal 43 is connected to the gate of the third N-channel CMOS transistor MN3 and the gate of the fourth P-channel CMOS transistor MP4, and the eighth P-channel CMOS transistor MP8 and the eighth N-channel are connected. A second control terminal 44 is connected to the CMOS transistor MN8 and serves as a terminal for inputting a signal for controlling the operation state of the buffer circuit. That is, in a state where a signal corresponding to the logical value High is applied to the first control terminal 43 and a signal corresponding to the logical value Low is applied to the second control terminal 44, the buffer circuit includes the input terminal 41. A signal is output to the output terminal 42 in accordance with the input signal.
On the other hand, when the signal corresponding to the logic value Low is applied to the first control terminal 43 and the signal corresponding to the logic value High is applied to the second control terminal 44, the buffer circuit Both the P-channel CMOS transistor MP9 and the ninth N-channel CMOS transistor MN9 are turned off. Therefore, the impedance at the output terminal 42 is a so-called high impedance, and this buffer circuit can be used as a so-called tristate buffer circuit.
[0006]
In this configuration, the buffer circuit has an input terminal in a state where a signal corresponding to the logical value High is applied to the first control terminal 43 and a signal corresponding to the logical value Low is applied to the second control terminal 44. 41, when a signal corresponding to the logical value High is applied to the output terminal 42, a signal corresponding to the logical value Low is applied to the output terminal 42, and when a signal corresponding to the logical value Low is applied to the input terminal 41. The output terminal 42 can obtain signals corresponding to the logical value High.
This buffer circuit suppresses a so-called through current in the ninth P-channel CMOS transistor MP9 and the ninth N-channel CMOS transistor MN9 which are output stage transistors, and is applied to an integrated circuit. This is excellent in preventing malfunction of the circuit due to the occurrence of the through current, suppressing unnecessary power consumption in the output transistor, and the like.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the conventional buffer circuit described above, the total number of P and N channel CMOS transistors is 18 and the number of parts is large, and particularly when used in an integrated circuit, the number of parts is smaller and the same function is achieved. What you want to do is desired.
In addition, although a so-called through current in the output transistor is small, there is a problem in that the current consumption of the entire buffer circuit is not reduced so much because there is a through current in the CMOS transistor constituting the preceding logical operation circuit.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a buffer circuit capable of suppressing a through current of a transistor in an output stage with a simple circuit configuration. Another object of the present invention is to provide a CMOS buffer circuit that consumes less current and can suppress a through current of a transistor in an output stage.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problem, a CMOS buffer circuit according to the present invention is a CMOS buffer circuit in which an output stage is configured by a P-channel CMOS transistor and an N-channel CMOS transistor connected in series between a power source and a ground. The first P-channel CMOS transistor for input control and the second P-channel CMOS transistor as the transfer switch element are directly connected between the gate and the input terminal of the P-channel CMOS transistor constituting the output stage. A first N-channel CMOS transistor for input control and a second N-channel as a transfer switch element are provided between the gate and the input terminal of the N-channel CMOS transistor that are connected and constitute the output stage. CMOS transistors connected in series The gate of the second P-channel CMOS transistor is connected to the gate of an N-channel CMOS transistor constituting the output stage, and the gate of the second N-channel CMOS transistor constitutes the output stage. A third P-channel CMOS transistor and a third N-channel CMOS transistor are connected in series between the power source and the ground, and are connected to the gate of the P-channel CMOS transistor. The gate of the channel CMOS transistor is connected to the gate of the second N-channel MOS transistor, and the gate of the third N-channel CMOS transistor is connected to the gate of the second P-channel CMOS transistor. Said third P-cha The drains of the N-channel CMOS transistor and the third N-channel CMOS transistor are connected to the gate of the fourth P-channel CMOS transistor and the gate of the fourth N-channel CMOS transistor. The power supply voltage is applied, while the drain is connected to the gate of a P-channel CMOS transistor constituting the output stage, the source of the fourth N-channel CMOS transistor is connected to ground, and the drain is connected to the output Connected to the gate of the N-channel CMOS transistor constituting the stage, the drain and the source of the P-channel CMOS transistor constituting the output stage, and the source and the source of the P-channel CMOS transistor constituting the output stage, respectively. The connected fifth P-channel CMOS transistor for output control, the drain connected to the gate of the N-channel CMOS transistor constituting the output stage, and the source connected to the source of the N-channel CMOS transistor constituting the output stage, respectively. The output control fifth N-channel CMOS transistor is provided, and the input control first N-channel CMOS transistor and the output control fifth P-channel CMOS transistor are the first control. The operation state of the first P-channel CMOS transistor for input control and the fifth N-channel CMOS transistor for output control are controlled by the signal applied to the second control terminal by the signal applied to the terminal, respectively. It is configured to be possible.
[0012]
In such a configuration, in particular, the second P-channel CMOS transistor and the second N-channel CMOS transistor are used as transfer switch elements for transmitting input signals to the gates of the P-channel CMOS transistor and the N-channel CMOS transistor constituting the output stage. Each channel CMOS transistor is provided and connected to each other so that the gate voltage of the transistor of the other output stage is fed back, so that so-called through current of the output stage can be suppressed.
That is, the gate voltage of the CMOS transistor constituting the other output stage is fed back to the respective gates of the second P-channel CMOS transistor and the second N-channel CMOS transistor as transfer switch elements. Therefore, the two CMOS transistors constituting the output stage become conductive at the same time, and the other becomes non-conductive. Unlike the conventional case, the period in which the two CMOS transistors constituting the output stage are simultaneously turned on is extremely short. Therefore, the through current is suppressed.
Further, an input control CMOS transistor is provided between the second P-channel CMOS transistor as the transfer switch element and the input terminal, and between the second N-channel CMOS transistor as the transfer switch element and the input terminal. On the other hand, a P-channel CMOS transistor and an N-channel CMOS transistor for output control are provided, and by applying a signal from the outside to the gates of the input control CMOS transistor and the output control CMOS transistor, the operation state is changed. Since the output stage can be set to a so-called high impedance state regardless of the state of the input signal, it can be used as a so-called tristate buffer circuit.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, the configuration of the buffer circuit (hereinafter referred to as “the present circuit”) shown in FIG. 1 will be described.
In this circuit, the output stage includes a sixth P-channel CMOS transistor (denoted as “MP6” in FIG. 1) 6 and a sixth N-channel CMOS transistor (denoted as “MN6” in FIG. 1) 16. Thus, a so-called push-pull output circuit is configured. A sixth P-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “sixth PMOS”) 6 is a first and second P-channel CMOS transistor (indicated as “MP1” and “MP2” in FIG. 1, respectively). 1 and 6, a sixth N-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “sixth NMOS”) 16 is connected to first and second N-channel CMOS transistors (in FIG. 1, “MN1”, “ The input signals applied to the input terminals 21 are input via the input terminals 11 and 12, respectively, and the operation state as described later is set in accordance with the input signals. Yes.
[0014]
That is, the drains of the sixth PMOS 6 and the sixth NMOS 16 are connected to the output terminal 22, while the power supply voltage VDD is applied to the source of the sixth PMOS 6, and the source of the sixth NMOS 16 is grounded. The sixth PMOS 6 and the sixth NMOS 16 are directly connected between the power supply and the ground.
On the other hand, an input signal to this circuit is applied to the input terminal 21, and a first P-channel CMOS transistor for input control (hereinafter referred to as “first PMOS”) is applied to the input terminal 21. The source of 1 is connected to the drain of a first N-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “first NMOS”) 11 for input control.
The gate of the first NMOS 11 is connected to the first control terminal 23 together with the gate of a fifth P-channel CMOS transistor (denoted as “MP5” in FIG. 1) 5 described later, while the gate of the first PMOS 1 Are connected to the second control terminal 24 together with the gate of a fifth N-channel CMOS transistor (indicated as “MN5” in FIG. 1) 15 described later. The first and second control terminals 23 and 24 are for controlling the operation state of the circuit. As will be described in detail later, the first and second control terminals 23 and 24 correspond to the application state of logic signals to the control terminals 23 and 24, respectively. The operation state of this circuit can be controlled.
[0015]
The drain of the first PMOS 1 is the source of a second P-channel CMOS transistor (indicated as “MP2” in FIG. 1) 2 as a transfer switch element, and the source of the first NMOS 11 is also the transfer switch element. Are connected to the drains of second N-channel CMOS transistors (denoted as “MN2” in FIG. 1) 12 respectively.
The drain of the second P-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “second PMOS”) 2 is connected to the gate of the sixth PMOS 6 and the second N-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “second PMOS”). Is connected to the gate of a third P-channel CMOS transistor (denoted as “MP3” in FIG. 1) 3 described later, and the source of the second NMOS 12 is The gate of the sixth NMOS 16 is connected to the gate of the second PMOS 2 and the gate of a third N-channel CMOS transistor (denoted as “MN3” in FIG. 1) 13.
[0016]
Thus, the second PMOS 2 is fed back to the gate of the second PMOS 2 with the gate voltage of the sixth NMOS 16 paired with the sixth PMOS 6 constituting the output stage to which the drain is connected. Is configured to connect.
The second NMOS 12 is connected so that the gate voltage of the sixth PMOS 6 paired with the sixth NMOS 16 constituting the output stage to which the source is connected is fed back to the gate of the second NMOS 12. It is configured.
[0017]
On the other hand, a third P-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “third PMOS”) 3 and a third N-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “third NMOS”) 13 are connected between the power source and the ground. Are connected in series. That is, the drain of the third PMOS 3 and the drain of the third NMOS 13 are connected to each other, and the gate of the fourth P-channel CMOS transistor (denoted as “MP4” in FIG. 1) 4 and the fourth It is connected to the gate of an N-channel CMOS transistor (denoted as “MN4” in FIG. 1) 14.
The source of the third PMOS 3 is supplied with the power supply voltage VDD, while the source of the third NMOS 13 is connected to the ground.
[0018]
A fourth P-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “fourth PMOS”) 4 has a source of a fifth P-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “fifth PMOS”) 5 for output control at its source. While the power supply voltage VDD is applied, the drain thereof is connected to the gate of the sixth PMOS 6 together with the drain of the fifth PMOS 5.
On the other hand, the drain of the fourth N-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “fourth PMOS”) 14 is the drain of the fifth N-channel CMOS transistor (hereinafter referred to as “fifth NMOS”) 15 for output control. In addition, the source of the fourth NMOS 14 is connected to the ground together with the source of the fifth PMOS 15 while being connected to the gate of the sixth NMOS 16.
[0019]
Next, the operation in this configuration will be described.
First, in a state where a signal corresponding to the logical value High is applied to the first control terminal 23 and a signal corresponding to the logical value Low is applied to the second control terminal 24, the logical value Low is applied to the input terminal 21. The operation when a signal corresponding to is input will be described.
Here, as a combination of the applied signals to the first and second control terminals 23 and 24, when one of the signals corresponding to the logical value High is applied, the other corresponds to the logical value Low. It is assumed that signals are input, both of which are applied with signals corresponding to the logical value High, and neither of which are applied with signals corresponding to the logical value Low.
[0020]
First, when a signal corresponding to the logical value High is applied to the first control terminal 23, the first NMOS 11 is turned on, while the fifth PMOS 5 is turned off. Further, when a signal corresponding to the logic value Low is applied to the second control terminal 24, the first PMOS 1 is turned on, while the fifth NMOS 15 is turned off. Therefore, the fifth PMOS 5 and the fifth NMOS 15 have no influence on the operating states of the sixth PMOS 6 and the sixth NMOS 16 constituting the output stage.
On the other hand, assuming that the line connecting the drain of the second PMOS 2 and the gate of the sixth PMOS 6 (indicated as “PGATE” in FIG. 1) is at a voltage level corresponding to the logical value High in this state. As a result, the third PMOS 6 and the sixth PMOS 6 are turned off, while the second NMOS 12 is turned on.
[0021]
Due to the conduction of the second NMOS 12, the line connecting the source of the second NMOS 12 and the gate of the sixth NMOS 16 (denoted as “NGATE” in FIG. 1) has the same level as the input terminal 21, that is, the logical value Low. It becomes the level corresponding to. As a result, the third NMOS 13 and the sixth NMOS 16 become non-conductive, while the second PMOS 2 becomes conductive. As a result, a line connecting the drain of the second PMOS 2 and the gate of the sixth PMOS 6 ( (Hereinafter referred to as “line PGATE”) has a level corresponding to the same logical value Low as that of the input terminal 21.
Therefore, the operation of each CMOS transistor that has been set to be conductive / non-conductive on the assumption that the line PGATE is at a level corresponding to the logical value High is as follows.
[0022]
That is, the second NMOS 12 is turned off, while the third PMOS 3 and the sixth PMOS 6 are both turned on.
Since the third PMOS 3 becomes conductive, the drain voltage becomes substantially the power supply voltage VDD, so that the fourth PMOS 4 becomes non-conductive while the fourth NMOS 14 becomes conductive. Due to the conduction of the fourth NMOS 14, a line connecting the source of the second NMOS 12 and the gate of the sixth NMOS 16 (hereinafter referred to as “line NGATE”) is held at the ground potential. It becomes a non-conductive state.
Therefore, the logical value High is output from the output terminal 22.
[0023]
In the above-described operation analysis, it is first assumed that the line PGATE is the logical value High, but the case where the line PGATE is assumed to be the logical value Low will be briefly described below. The PMOS 3 and the sixth PMOS 6 are turned on, while the second NMOS 12 is turned off.
Due to the conduction of the third PMOS 3, the fourth PMOS 4 becomes non-conductive, while the fourth NMOS 14 becomes conductive, and the line NGATE is held at the ground potential. Therefore, the sixth NMOS 16 is in a non-conductive state, while the second PMOS 2 is in a conductive state.
Due to the conduction of the second PMOS 2, the line PGATE is held at the logic value Low similarly to the input terminal 21, and eventually, the output terminal 22 is in the state of the logic value High.
[0024]
Further, in the above-described operation analysis, it is assumed that the line PGATE is initially the logical value High or the logical value Low. However, it is also assumed that the line NGATE is in the state of the logical value High or the logical value Low. As a result, the line PGATE has the same voltage level as that of the input terminal 21, the line NGATE has a voltage level corresponding to the logical value Low, and the output terminal 22 is in the state of the logical value High. There will be no change.
[0025]
Next, as for the case where a signal corresponding to the logical value High is applied to the input terminal 21, a temporary logical state of the line PGATE or the line NGATE is set in the same manner as described above, and each CMOS transistor corresponding thereto is set. By following the operation state, the operation state of each CMOS transistor can be finally determined. As a result, the output terminal 22 obtains the result that the logic value is Low. In this case, the line PGATE is held substantially at the level of the power supply voltage VDD, and the line NGATE is held at a voltage level corresponding to the same logical value High as that of the input terminal 21.
[0026]
Here, regarding the change in the output signal at the output terminal 22 with respect to the change in the input signal at the input terminal 21, the following can be said.
First, when the voltage of the input terminal 21 is increased from zero v to 5 v, the line PGATE increases in the same manner as the voltage change of the input terminal 21 with the circuit operation as described above, while the line NGATE is It remains at the level corresponding to the value Low. The line PGATE gradually approaches the cutoff voltage of the third PMOS 3 and the sixth PMOS 6 as the voltage at the input terminal 21 rises, and when the line PGATE becomes a voltage for conducting the second NMOS 12, the line NGATE Will rise to the same voltage as the input terminal 21.
[0027]
As the voltage of the line NGATE rises, the second PMOS 2 is turned off, the third and sixth NMOSs 13 and 16 are turned on, and the fourth PMOS 4 is turned on.
Due to the conduction of the fourth PMOS 4, the line PGATE rises to the power supply voltage VDD. As a result, the sixth PMOS 6 becomes non-conductive and the output terminal 22 becomes the logic value Low.
Thus, immediately before the output terminal 22 is switched from the logic value High level to the logic value Low level, the line PGATE has reached a voltage at which the sixth PMOS 6 is substantially cut off, and the sixth NMOS 16 Since the sixth PMOS 6 is in a non-conducting state at the same time as conduction is established, there is no through current flowing through the sixth PMOS 6 and the sixth NMOS 16.
[0028]
Conversely, when the voltage at the input terminal 21 is lowered from 5v to zero v, the voltage at the line NGATA falls in the same manner as the voltage change at the input terminal 21, while the line PGATE has a level corresponding to the logical value High. It remains.
Then, when the voltage of the line NGATE becomes a voltage for making the second PMOS 2 conductive, the line PGATE becomes the same voltage as the input terminal 21, and thereby the third PMOS 3 becomes conductive.
Further, due to the conduction of the third PMOS 3, the fourth NMOS 14 becomes conductive, and the line NGATE is lowered to the ground potential.
Then, the sixth PMOS 6 becomes conductive, and the output terminal 22 is in the state of the logical value High. Also in this case, since the sixth NMOS 6 becomes conductive and the sixth NMOS 16 is in a non-conductive state, there is no through current flowing through the sixth PMOS 6 and the sixth NMOS 16.
For this reason, the noise level of the earth line is very small. In particular, when this buffer circuit is used in an integrated circuit, the malfunction of the integrated circuit due to the noise is prevented and the power consumption current is reduced. It will be.
[0029]
Next, contrary to the operation state described above, a signal corresponding to the logic value Low was applied to the first control terminal 23 and a signal corresponding to the logic value High was applied to the second control terminal 24, respectively. The case will be described.
In this case, the first NMOS 11 is turned off by the signal applied to the first control terminal 23, while the fifth PMOS 5 is turned on. In addition, the first PMOS 1 is turned off by the signal applied to the second control terminal 24, while the fifth NMOS 15 is turned on.
Therefore, the non-conduction between the first PMOS 1 and the first NMOS 11 interrupts the transmission of the input signal at the input terminal 21 to the first PMOS 1 and the first NMOS 11 and thereafter. Further, since the sixth PMOS 6 is turned off by the conduction of the fifth PMOS 5 and the sixth NMOS 16 is turned off by the conduction of the fifth NMOS 15, the state of the signal applied to the input terminal 21 is connected to the output terminal 22. Regardless of this, no signal is output and a so-called high impedance state is obtained.
[0030]
Eventually, the present circuit applies to the output terminal 22 when a signal corresponding to the logical value High is applied to the first control terminal 23 and a signal corresponding to the logical value Low is applied to the second control terminal 24, respectively. The signal output according to the input signal to the input terminal 21 is obtained. That is, when the input signal is at a level corresponding to the logic value Low, the output terminal 22 has a logic value High. When the input signal is at a level corresponding to the logic value High, the output terminal 22 has a logic value Low. Each will be output.
On the other hand, when the signal corresponding to the logic value Low is applied to the first control terminal 23 and the signal corresponding to the logic value High is applied to the second control terminal 24, the output terminal 22 is connected to the input terminal 21. Regardless of the state of the input signal, it becomes a so-called high impedance state, and this circuit can be used as a so-called tri-state buffer circuit in which three kinds of output states can be set.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, unlike the conventional case, the input signal is applied to the transistors constituting the output stage without going through the arithmetic element, so that the parts can be compared with the conventional case. The number of points can be reduced.
In particular, an input signal is applied to each of the two CMOS transistors constituting the output stage via the transfer switch element, and the two transfer switch elements include the CMOS constituting the output stage to which each is connected. By adopting a configuration in which the gate voltage of the other CMOS transistor paired with the transistor is fed back, it is possible to avoid the timing at which the two CMOS transistors constituting the output stage become conductive at the same time. Therefore, it is possible to achieve the effects of reducing the current consumption and improving the reliability of the circuit operation.
Further, an input control CMOS transistor is provided between the second P-channel CMOS transistor as the transfer switch element and the input terminal, and between the second N-channel CMOS transistor as the transfer switch element and the input terminal. On the other hand, a P-channel CMOS transistor and an N-channel CMOS transistor for output control are provided, and by applying a signal from the outside to the gates of the input control CMOS transistor and the output control CMOS transistor, the operation state is changed. Since the output stage can be set to a so-called high impedance state regardless of the state of the input signal, it can be used as a so-called tristate buffer circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a buffer circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional circuit configuration.
[Explanation of symbols]
1... First P-channel CMOS transistor
2 ... Second P-channel CMOS transistor
3 ... Third P-channel CMOS transistor
4 ... Fourth P-channel CMOS transistor
5 ... Fifth P-channel CMOS transistor
6 ... Sixth P-channel CMOS transistor
11: First N-channel CMOS transistor
12 ... Second N-channel CMOS transistor
13 ... Third N-channel CMOS transistor
14 ... Fourth N-channel CMOS transistor
15 ... Fifth N-channel CMOS transistor
16: Sixth N-channel CMOS transistor
21 ... Input terminal
22 ... Output terminal
23. First control terminal
24 ... Second control terminal

Claims (1)

出力段が、電源とアースとの間に直列接続されたPチャンネルCMOSトランジスタとNチャンネルCMOSトランジスタにより構成されてなるCMOSバッファ回路であって、
前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートと入力端子との間には、入力制御用の第1のPチャンネルCMOSトランジスタと、トランスファスイッチ素子としての第2のPチャンネルCMOSトランジスタとが直接接続されて設けられ、
前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートと入力端子との間には、入力制御用の第1のNチャンネルCMOSトランジスタと、トランスファスイッチ素子としての第2のNチャンネルCMOSトランジスタが直列接続されて設けられ、
前記第2のPチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、前記第2のNチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続される一方、
電源とアースとの間に、第3のPチャンネルCMOSトランジスタと第3のNチャンネルCMOSトランジスタとが直列接続されて設けられ、前記第3のPチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記第2のNチャンネルMOSトランジスタのゲートに、前記第3のNチャンネルCMOSトランジスタのゲートは、前記第2のPチャンネルCMOSトランジスタのゲートに、それぞれ接続され、
相互に接続された前記第3のPチャンネルCMOSトランジスタ及び第3のNチャンネルCMOSトランジスタのドレインは、第4のPチャンネルCMOSトランジスタのゲート及び第4のNチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、
前記第4のPチャンネルCMOSトランジスタのソースには、電源電圧が印加される一方、ドレインは前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、
前記第4のNチャンネルCMOSトランジスタのソースは、アースに接続される一方、ドレインは前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートに接続され、
前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのゲートにドレインが、前記出力段を構成するPチャンネルCMOSトランジスタのソースにソースが、それぞれ接続された出力制御用の第5のPチャンネルCMOSトランジスタと、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのゲートにドレインが、前記出力段を構成するNチャンネルCMOSトランジスタのソースにソースが、それぞれ接続された出力制御用の第5のNチャンネルCMOSトランジスタと、が設けられ、
前記入力制御用の第1のNチャンネルCMOSトランジスタと前記出力制御用の第5のPチャンネルCMOSトランジスタとが第1の制御端子への印加信号により、
前記入力制御用の第1のPチャンネルCMOSトランジスタと前記出力制御用の第5のNチャンネルCMOSトランジスタとが第2の制御端子への印加信号により、それぞれ動作状態が制御可能に構成されてなることを特徴とするCMOSバッファ回路。
The output stage is a CMOS buffer circuit configured by a P-channel CMOS transistor and an N-channel CMOS transistor connected in series between a power source and a ground,
A first P-channel CMOS transistor for input control and a second P-channel CMOS transistor as a transfer switch element are directly connected between the gate and input terminal of the P-channel CMOS transistor constituting the output stage. Provided,
Between the gate and the input terminal of the N-channel CMOS transistor forming the output stage, a first N-channel CMOS transistor for input control, the second N-channel CMOS transistor as the transfer switch element connected in series Provided,
The gate of the second P-channel CMOS transistor is connected to the gate of an N-channel CMOS transistor constituting the output stage, and the gate of the second N-channel CMOS transistor is a P-channel CMOS transistor constituting the output stage. While connected to the gate of
A third P-channel CMOS transistor and a third N-channel CMOS transistor are connected in series between a power supply and ground, and the gate of the third P-channel CMOS transistor is connected to the second N-channel CMOS transistor. A gate of the MOS transistor and a gate of the third N-channel CMOS transistor are respectively connected to a gate of the second P-channel CMOS transistor;
The drains of the third P-channel CMOS transistor and the third N-channel CMOS transistor connected to each other are connected to the gate of the fourth P-channel CMOS transistor and the gate of the fourth N-channel CMOS transistor,
The power supply voltage is applied to the source of the fourth P-channel CMOS transistor, while the drain is connected to the gate of the P-channel CMOS transistor constituting the output stage,
The source of the fourth N-channel CMOS transistor is connected to ground, while the drain is connected to the gate of the N-channel CMOS transistor constituting the output stage,
A fifth P-channel CMOS transistor for output control, in which a drain is connected to a gate of a P-channel CMOS transistor constituting the output stage, and a source is connected to a source of the P-channel CMOS transistor constituting the output stage; A fifth N-channel CMOS transistor for output control, in which the drain is connected to the gate of the N-channel CMOS transistor constituting the output stage, and the source is connected to the source of the N-channel CMOS transistor constituting the output stage; And
The first N-channel CMOS transistor for input control and the fifth P-channel CMOS transistor for output control are applied by a signal applied to the first control terminal,
The first P-channel CMOS transistor for input control and the fifth N-channel CMOS transistor for output control are configured such that their operation states can be controlled by a signal applied to a second control terminal, respectively. A CMOS buffer circuit characterized by the above.
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