JPH01137821A - Cmos出力バッファ - Google Patents

Cmos出力バッファ

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JPH01137821A
JPH01137821A JP62298121A JP29812187A JPH01137821A JP H01137821 A JPH01137821 A JP H01137821A JP 62298121 A JP62298121 A JP 62298121A JP 29812187 A JP29812187 A JP 29812187A JP H01137821 A JPH01137821 A JP H01137821A
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JP
Japan
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output
buffer
internal circuit
signal
point
Prior art date
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Pending
Application number
JP62298121A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuko Ishida
石田 伊都子
Akira Yamada
朗 山田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ノイズ発生(オーバーシュート、アンダー
シュート)全低減させるCMOS出力バッファに関する
ものである。
〔従来の技術〕
第6図は特許出願中のCMOS出力バッファ(S62、
9.14提出;P開■石田、山田)にあるcbtos出
力パツファの回路図である。図において、(1)は第1
バッファ、(2)は第2バッファ、(4)は内部回路、
(5)は出力ビン、(6) 、 (9)はNチャネルト
ランジスタ、(7) 、 (8)はPチャネルトランジ
スタ、α尋は内部回路の信号、(1)は第3インバータ
回路である。
次に動作について説明する。まず、166図の名1バッ
ファ(1)の動作を説明する。内部回路のa弔が°H′
のとき、Vccに接続されているNチャネルトランジス
タ(6)のみがターンオンし、°H′を出刃する。しか
し、Nチャネルトランジスタの特性から、出力される電
圧はVcc−Vthとなる(フルスイングしない)。た
だし、vthはしきい値である。内部回路の(6号α4
が”Loのとき、GNDに接続されているPチャネルト
ランジスタ(7)のみがターンオンし°L′を出力する
。しかし、1市記の場合と同i羨に、Pチャネルトラン
ジスタの特性から出力される電圧は、Vthとなる(フ
ルスイングしない)。これらの特性を第3図(a) 、
 (b)に示す。
第7図(a) 〜(c)に、第6図におけるG、H,1
点のそれぞれでの波形を示す。第7図を用いて、第6図
のCMOSMOS出力バッファを説明する。内部回路の
信号α4が°H°のとき(第7図(a) ) 、第1バ
ッファ(1)は前記したように、又、第3図(b)に示
すように、電圧はVcc−Vth ’je出力する。一
方、第3インバータ回路(7)の出力であるH点は第7
図(b)に示すように、G点の波形(同図(a))から
少し遅れて L を出力する。そして、第2バッファ(
2)で反転されて H′を出力する。1点において、最
初に第1バッファ(1)の出力が到達するので同図(C
)に示すように、まずはVcc−Vth近くまで7蝋圧
はあがる。その後、第2バッファ(2)の出力が1点に
到達し、Vccに電圧を確定する(同図(C))。内部
回路の信号α青が°L”のとき(同図(a))も、°H
′の場合と同様にして、第1バッファ(1)の出力はv
thとなり、1点において、同図(C)に示すようにま
ずvth近くまで電圧を第1バッファ(1)の出力によ
って下げ、次に第2バッファ(2)の出力によってGN
Dレベルに確定する。このように出力レベルの変化を2
段に分けると、先に1点に到達する第1バッファ(1)
による電圧レベル変化により、オーバーシュートやアン
ダーシュートが起こっても、同図(C)に示すようにv
thの分だけ余裕があるのでVccやGNDレベルを大
きく越えることはない。そして、その後第2バッファ(
2)によって電圧をVccやGNDレベルに確定するの
で、それによっても大きなノイズは発生しない。
しかし、第1バッファ(1)のNチャネルトランジスタ
(6ンと第2バッファ(2)のNチャネルトランジスタ
(9)が同時にターンオンしたとき、第1バッファ(1
]のVccから第2バッファ(2)のGNDへの貫通電
流が流れ(同図(d) ) 、また、第2バッファ(2
)のPチャネルトランジスタ(8)と第1バッファ(1
)のPチャネルトランジスタ(7)が同時にターンオン
したときも、前記したよう(こ、第2バッファ(2)の
Vccから第1バッファ(1)のGNDへの貫通電流が
流れる(同図(d))。これらの場合の貫通電流は大喝
流なので大きな電力消費を生じる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のCMO5出力バツファは、以上のような動作をす
るのでノイズ発生を小さくするが、消費電力が大きくな
るという問題があった。
この発明は、と記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、貫通電流をなくすと共に、出力レベルが変
化したときのノイズCオーバーシュート、アンダーシュ
ート)を低減し、他のデバイスを誤動作させないCMO
5出力バツファを提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、フルスイングしない第1バッファと、内部
回路の信号の反転信号と、上記内部回路の信号の反転信
号と同位相の遅延信号との論理和を入力とするVccに
接続されたPチャネルトランジスタと、上記内部回路の
信号の反転信号と、上記内部回路の信号の反転信号と同
位相の遅延信号との論理積を入力とするGNDに接続さ
れたNチャネルトランジスタから成りフルスイングする
第2バッファとを並列に接続して、出力ビンに供給する
ようにしたものである。
〔作用〕
この発明では、内部回路からの出力をフルスイングする
ものと、しないものの2種類のバッファを通し、それら
の出力を時間的にずらして重ねることにより、出力レベ
ルの急激な変化を避け、また、Vccに接続されたトラ
ンジスタとGNDに接続されたトランジスタが同時にタ
ーンオンして大きな貫通電流が流れることを防ぐ。
〔発明の実施例〕
以下この発明の実施例を図について説明する。
第1図は、この発明の一実施例の回路図、第2図は第1
図に示す回路による最も筒車なシステム例、第3図は第
1バッファの特性を示す図、第4図は論理回路の動作波
形を示す図、第5図はCMO8バッファの各点の波形を
示す図である。図において(1)は第1バッファ、(2
)は第2バッファ、(3)は論理回路、(4)は内部回
路、(5)は出力ピン、(6ン。
(9)はNチャネルトランジスタ、(7) 、 (8)
はPチャネルトランジスタ、αQは第1インバータ回路
、aυは第2インバータ回路、(2)はOR回路、(2
)はAND回路、α彎は内部回路の信号、(至)は内部
回路の反転信号、αQは内部回路の反転信号の遅延信号
である。
第1バッファ(1)は入力を同じくするVccに接続さ
れたNチャネルトランジスタ(6)とGNDに接続され
たPチャネルトランジスタ(7ンから構成され、Nチャ
ネルトランジスタ(6)のソースと、Pチャネルトラン
ジスタ(7)のソースが接続されて出力となる。
第2バッファ(2)はフルスイングするインバータであ
る。また、論理回路(3)は第1インバータ回路C1(
1と痩数個(奇数個)のインバータをもつ第2インバー
タ回路Qηと1個のAND回路(13と1個のOR回路
(6)から成る。
内部回路の信号α4を、一方は第1バッファ(1)、も
う一方は論理回路(3)に接続する。論理回路(3)の
中で内部回路の反転信号(至)と内部回路の反転信号の
遅延信号σQの論理和と、内部回路の反転信号a襟と内
部回路の反転信号の遅延信号(ト)との論理積とに分け
、前者は第2バッファ(2)のVccに接続されたPチ
ャネルトランジスタ(8)に入力され、後者は第2バッ
ファ(2)のGNDに接続されているNチャネルトラン
ジスタ(9)に入力される。そして、第1バッファ(1
)の出力と第2バッファ(2)の出力は接続されて、出
力ピン(5)へ供給される。
第2図に、最も簡単なシステム例を示す。同システムは
、2個のデバイスで構成されており、本デバイスαηと
他のデバイス(ト)はお互いにバスなどを通じてデータ
をやりとりできる。ここでoIは第1図に示すCMO5
出力バッファである。
まず、第1図の第1バッファ(1)の動作を説明する。
これは従来のCMOS出力バッファ(第6図)に含まれ
ている第1バッファ(1)と全く同様である。
内部回路の信号σ尋がHのとき、Vccに接続されてい
るNチャネルトランジスタ(6)のみがターンオンし、
Hを出力する。しかし、Nチャネルトランジスタの特性
から、出力される電圧はVcc−Vthとなる(フルス
イングしない)。ただし、vthはしきい値である。内
部回路の信号(141がL のときGNDに接続されて
いるPチャネルトランジスタ(7)のみがターンオンし
、 L を出力する。しかし、上記の場合と同様にPチ
ャネルトランジスタの特性から、出力される電圧はvt
hとなる(フルスイングしない)。これらの特性を第3
図(a)、(b)に示す。
次に、論理回路(3)の動作について説明する。上記論
理回路(3)のA、B、C,D、E点の動作を示す波形
を第4図(a)〜(e) fこ示す。内部回路(4)か
らの出力α4(第4図(a))は、一方は第1インバー
タ回路Qlへ、もう一方は複数(奇数)個のインバータ
をもつ第2インバータ回路αυへ入力される。ここで、
第2インバータ回路αυを構成するインバータの数を奇
数個と限定しているのは、B点にA点の波形の反転した
波形が必要だからである。内部回路の信号a4がH゛の
とき(同図(a))、B点にもE点をこも反転された”
Loが出力されるが、第2インバータ回路0υを通った
B点の信号αQは、E点の信号(4)より十分な時間だ
け遅れるように設計されている(同図(b) 、 (e
) )。そして、E点がL でB点が“H′のとき(領
域(′D)、0点にはOR回路(2)によって“H゛が
出力され(同図(c))、D点にはAND回路(至)に
よって°L”が出力される(同図(d))。そ域(す)
、0点には”Loが出力され(同図(C))、D点は°
L°のままである(同図(d))。内部回路の信信号α
尋がLoのとき(同図(a))、Hが入力されたときと
同様に、B点では波形がおくれ(同図(b))、E点が
°H°でB点が°ビのとき(領域■)、0点のとき(領
域(す)、0点は°H゛のままで(同図(C))、D点
は°H”になる(同図(d))。
第5図(a)〜(d)に第1図の0MO8出力バッファ
のA、C,l)、F点でのそれぞれの波形を示す。同図
(b) 、 (c)についてはすでに第4図(d 、 
(d)で述べた。
第5図を用いてCMO5出力バツファの動作を説明する
。内部回路の信号σ尋が”H′のとき(同図(a))、
第1バッファ(1)は前述したように、また、第3図(
b)に示すように、電圧はVcc−Vthを出力する。
−方、前述したように、また、第4図(c) 、 (d
)に示すように、最初は6点に°H’、D点に°L′が
出力される(第5図(b) 、 (d) )。従って、
第2バッファ(2)のトランジスタ(8) 、 (9)
はどちらも、ターンオンせず、F点(出力ビン)の、!
圧は、Vcc−Vthまで引上げられる。次に、6点が
°L°になり、D点が°Lゝのとき(第5図(b) 、
 (d) )、第2バッファ(2)のPチャネルトラン
ジスタ(8)のみがターンオンし、F点はVccまで引
上げられる(同図(d))。また、内部回路の信号α尋
が°L°のとき(同図(a) ) 、第1バッファ(1
)は前述したように、また、第3図(b)に示したよう
にvthを出力する。一方、最初は論理回路(3)の性
質より6点に°H1、D点に°L°が出力される(同図
(b) 、 (c) )。故に第2バッファ(2)のト
ランジスタ(8) 、 (9)のどちらもターンオンし
ないので、F点はVthまで引下げられる(同図(d)
)。次に6点が°H°、D点が°H′になるので(同図
(b) 、 (c) )、第2バッファ(2)のNチャ
ネルトランジスタ(9)のみがターンオンし、F点はO
vまで引下げられる(同図(d))。第5図°(e)は
従来技術の問題点で述べた貫通1d流を示しており、第
7図(d)とスケールが同じであるので、本発明が貫通
゛4流を少なくしていることがわかる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、フルスイングしない
バッファにより出力の電位を確定するので、出力の4位
を確定するので、出力の急激なレベルの、変化を避ける
ことができ、出力変化時のノイズを低減するという効果
がある。また、それと同時に、vccに接続されたトラ
ンジスタとGNDに接続されたトランジスタが同時にタ
ーンオンして大きな貫通電流が流れることを防ぎ、消費
電力を低、;λするという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例によるCMOS出力バッ
ファの回路図、第2図は最も簡単なシステム例を示す図
、第3図(a) 、 (b)は第1バッファの特性を示
す図、第4図(a)〜(e)は論理回路の動作波形を示
す図、第5図(a)〜(e)はCMO5出力バツファの
各点の波形を示す図、第6図は従来のCMO5出力バツ
ファを示す図、第7図は従来のCMO5出カバソファの
各点の波形を示す図である。 図において、(1)は第1バッファ、(2)は第2バッ
ファ、(3)は論理回路、(4)は内部回路、(5)は
出力ビン、(6)(9)はNチャネルトランジスタ% 
(7) 、 (8)はPチャネルトランジスタ、(1G
は第1インバータ回路、aυは第2インバータ回路、(
2)はOR回路、(至)はAND回路、α尋は内部回路
の信号、に)は内部回路の反転信号、αQは内部回路の
反転信号の遅延信号、α力は本デバイス、(ト)は他の
デバイス、α轡は本CMO8出力パツファである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内部回路の信号を入力とする電源電圧Vccに接続され
    たNチャネルトランジスタと、GND(接地)に接続さ
    れたPチャネルトランジスタから成る第1バッファと、
    前記内部回路の信号の反転信号と前記内部回路の信号の
    反転信号と同位相の遅延信号との論理和を入力とするV
    ccに接続されたPチャンネルトランジスタと、前記内
    部回路の信号の反転信号と前記内部回路の信号の反転信
    号と同位相の遅延信号との論理積を入力とするGNDに
    接続されたNチャネルトランジスタから成る第2バッフ
    ァにより構成され、前記第1バッファの出力と前記第2
    バッファの出力とを接続することを特徴とするCMOS
    出力バッファ。
JP62298121A 1987-11-25 1987-11-25 Cmos出力バッファ Pending JPH01137821A (ja)

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JP62298121A JPH01137821A (ja) 1987-11-25 1987-11-25 Cmos出力バッファ

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JP62298121A JPH01137821A (ja) 1987-11-25 1987-11-25 Cmos出力バッファ

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JPH01137821A true JPH01137821A (ja) 1989-05-30

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03175728A (ja) * 1989-12-04 1991-07-30 Matsushita Electron Corp 半導体メモリ装置
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