JPH0296428A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH0296428A
JPH0296428A JP63248338A JP24833888A JPH0296428A JP H0296428 A JPH0296428 A JP H0296428A JP 63248338 A JP63248338 A JP 63248338A JP 24833888 A JP24833888 A JP 24833888A JP H0296428 A JPH0296428 A JP H0296428A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
transistor
input signal
circuit
turned
Prior art date
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Pending
Application number
JP63248338A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Ishida
喜幸 石田
Hiroaki Ogawa
小川 弘晃
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.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP63248338A priority Critical patent/JPH0296428A/ja
Publication of JPH0296428A publication Critical patent/JPH0296428A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits

Landscapes

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

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】 〔目次] 概要 産業上の利用分野 従来の技術        (第7〜9図)発明が解決
しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の第1実施例 本発明の第2実施例 本発明の第3実施例 発明の効果 (第1図) (第2〜4図) (第5図) (第6図) [概要] プ・ノシュプル型の出力回路に関し、 貫通電流を少なくすることを目的とし、第1の入力信号
を遅延させる第1の遅延回路と、第2の入力信号を遅延
させる第2の遅延回路と、第1の電源線と出力端との間
に接続され、該第1の遅延回路の出力に応答してオン、
オフする第1の出力トランジスタと、第2の電源線と該
出力端との間に接続され、該第2の遅延回路の出力に応
答し、且つ該第1の出力トランジスタに対して相補的に
オン、オフする第2の出力トランジスタと、該第2の人
力信号によりオン、オフが制御され、該第2の出力トラ
ンジスタのオンへの移行に先立って該第1の出力トラン
ジスタをオフさせるための第1の制御トランジスタと、
該第1の入力信号によりオン、オフが制御され、該第1
の出力トランジスタのオンへの移行に先立って該第2の
出力トランジスタをオフさせるための第2の制御トラン
ジスタと、を備えて構成している。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プッシュプル型の出力回路に関し、特に、出
力変化時における貫通電流の低減を意図した出力回路に
関する。
近時、半導体回路は一段と集積度を高めて大規模化する
傾向にあるが、大規模化に伴う信号線路等の寄生容量の
増加に対応して出力回路にはより大きな駆動能力が要求
されてきた。
〔従来の技術〕
第7図は従来の出力回路の一例を示す図であり、この例
では、負荷容量(CLで示す)を電源V ccにチャー
ジアップするnチャネルMO3)ランジスタQ N +
 と、CLを接地電位にディスチャージするnチャネル
MO3)ランジスタQ N zとをトーテムポール接続
した出力バッファ回路lを備え、この出力バッファ回路
1の各トランジスタQ N r、QNzの寸法を適当に
大きくして駆動能力の向上を図っている。なお、出力バ
ッファ回路lの寸法を大きくしたことにより、出力バッ
ファ回路1を駆動する信号も大きなものが要求されるが
、これは相補関係にある第1の入力信号Xおよび第2の
入力信号Xを同一構成のインバータ群2.3によって増
幅して出力バッファ回路1に加えることで解決している
。すなわち、X、Xはインバータ群2.3で出力バッフ
ァ回路1を駆動するに充分な大きさに増幅された後、出
力バッファ回路lのQN+ 、QNzのゲートに加えら
れ、QNz 、QNzの一方がオンして比較的大きな負
荷容量のCLをチャージアップ、ディスチャージしてい
る。
第8図は第7図の動作を示すタイミングチャートである
。Xの変化(“L″゛→“Ho”°H°゛→“L゛)は
、インバータ群2の伝搬途中のA゛点(第7図参照)お
よびインバータ群2を伝搬後のC′点(第7図参照)の
順で若干の遅れをもって伝えられ、最終的にQN、のゲ
ートに加えられる。
ここで、Xの変化時点t0からC′点の変化時点t、ま
での遅れ時間をtdとして表わす。一方、Xの変化(H
″→“L II、“L”→“Ho)は、インバータ群3
の伝搬途中のD′点(第7図参照)およびインバータ群
3を伝搬後のD′点(第7図参照)の順で若干の遅れを
もって伝えられ、最終的にQN、のゲートに加えられる
。ここで、Xの変化時点t01からD点の変化時点t、
lまでの時間をtd’ とすると、t olは上述のt
oと同一であり、また、インバータ群2.3は共に同一
構成であるから、LdとCd’ とは略一致したものと
なる。すなわち、C′点の変化とD′点の変化とは同一
のタイミングで行われることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の出力回路にあっては、
QN、 、QN、の各ゲートの電位変化(上述のC゛点
およびD′点の電位変化)が同一のタイミングで行われ
る構成となっていたため、例えば、QN、、QN、のオ
ン/オフ状態が反転する過渡期において、QN、、QN
2が共にオンとなるオーバラップ期間が比較的に長くな
り、貫通電流が増大するといった不具合があった。
すなわち、第9図において、C′点の変化(QNlのゲ
ート電位の変化)とD′点の変化(Q N zのゲート
電位の変化)とが同一タイミングなので、両トランジス
タQN+ 、QNzが共にオンとなる期間が図中斜線で
示す範囲に相当して大きなものとなり、その結果、貫通
電流iの増大を招いていた。このことは、特に駆動能力
を向上(大電流を流せる)した出力バッファ回路1を備
えた出力回路にあっては問題が大きい。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
x、Xの変化に応じてQN= 、QNzの一方のトラン
ジスタを速やかにオフに移行させることにより、QNi
 、QNzが共にオンするオーバラップ期間を短縮して
貫通電流iを少なくすることを目的としている。
第2の遅延回路と、第1の電源線と出力端との間に接続
され、該第1の遅延回路の出力に応答してオン、オフす
る第1の出力トランジスタと、第2の電源線と該出力端
との間に接続され、該第2の遅延回路の出力に応答し、
且つ該第1の出力トランジスタに対して相補的にオン、
オフする第2の出力トランジスタと、該第2の入力信号
によりオン、オフが制御され、該第2の出力トランジス
タのオンへの移行に先立って該第1の出力トランジスタ
をオフさせるための第1の制御トランジスタと、該第1
の人力信号によりオン、オフが制御され、該第1の出力
トランジスタのオンへの移行に先立って該第2の出力ト
ランジスタをオフさせるための第2の制御トランジスタ
と、を備えて構成している。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理図である。
第1図において、第1の人力信号を遅延させる第1の遅
延回路と・、第2の入力信号を遅延させる[作用〕 本発明では、第1、第2の入力信号が変化すると、第1
若しくは第2の制御トランジスタが直ちに動作して、オ
ンしている第1、第2の出力トランジスタの一方のゲー
トを第2の電源線に接続し、オフしている他方の出力ト
ランジスタのオンへの移行よりも早く、オンしている出
力トランジスタをその制御入力にかかわらず強制的にオ
フさせる。
したがって、第1若しくは第2の出力トランジスタが速
やかにオフし、第1および第2の出力トランジスタが共
にオンするオーバラップ期間が短縮される結果、貫通型
m1の抑制が図られる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜4図は本発明に係る出力回路の第1実施例を示す
図である。なお、以下の説明において、l・ランジスタ
と呼称するものは全てMOS)ランジスタを指すものと
する。
第2図において、10は出力回路であり、出力回路10
は、第1の人力信号Xを若干の遅延時間を伴って反転伝
達する2段カスケード接続のインバータ11.12から
なる第1のインバータ群(第1の遅延回路)13と、第
1のインバータ群13からの第1の出力信号X。がゲー
トに加えられ、このX。によってオン/オフ動作してオ
ン動作のとき出力媚に接続された負荷容量CLを第1の
電源線の電位V ccにチャージアップするnチャネル
トランジスタ(第1の出力トランジスタ)QNl と、
前記Xに対して逆相関係にある第2の入力信号Xを若手
の遅延時間を伴って反転伝達する2段(但し、第1のイ
ンバータ群13と同一の段数)カスケード接続のインバ
ータ14.15からなる第2のインバータ群(第2の遅
延回路) 16と、この第2のインハタ群16からの第
2の出力信号X0によってオン/オフ動作してオン動作
のときに負荷容IcLを第2の電源線の電位(接地電位
:G、但しG<■cc)にディスチャージするnチャネ
ルトランジスタ(第2の出力トランジスタ) Q N 
zと、を備えるとともに、前記QN、のゲートをGに接
続可能な第1の制御トランジスタとしてのr1チャネル
トランジスタQN3と、前記QN、のゲートをGに接続
可能な第2の制御トランジスタとしてのnチャネルトラ
ンジスタQN4と、を設け、QN3のゲ−トにXを印加
し、Q N 4のゲートにXを印加している。なお、上
記第1、第2のインバータ群13.16は、夫々2段の
インバータをカスケード接続して構成されているが、カ
スケード接続せずに夫々1段のインバータで構成しても
さしつかえない。
このような構成において、第2図のタイミングチャート
に示すようにXが“1 L+“→“IHII、Xが“°
H゛→“°L°°へと変化すると、Xが加えられている
QN、が速やかに導通して、D点(すなわち、Q N 
zのゲート)をGに接続する。これによりQN2はXの
変化とほぼ同時にオフに移行する。
方、0点(QNlのゲート)は第1のインパーク群13
からのX。、すなわち所定の遅延時間で伝搬してきたX
に応じて変化し、これによりQN、はオンに移行するが
、このときには既にQ N zがオフ状態にあるか若し
くはオフ寸前にあるので、このオンしたQN、からQN
、へと流れる貫通電流iが抑制される。
このように本実施例では、例えばXが“L“→“H11
に変化すると、まず、QN、が導通してQN2を直ちに
オフに移行させ、その後、第1のインバータ群13から
のXoによってQN、がオンに移行しても、このXoは
Xの変化から所定の遅延時間後に変化するので、第4図
に示すように0点の電位が上昇してQN、がオンに移行
しはじめたときには、既にD点の電位が下降してQN、
がオフ状態にあるか若しくはオフ寸前となっている結果
、QNl、QNzが共にオンとなるオーバラップ期間(
第4図中ハツチングで示す)を短縮することができ、Q
N、からQN、へと流れる貫通電流iを抑制することが
できる。
なお、本発明は、上記第1実施例に示した態様に限定さ
れるものではなく、例えば、第5図に示す第2実施例お
よび第6図に示す第3実施例のようにしてもよい。
部4二(施1[ 第5図において、QP、は第1の出力トランジスタとし
てのnチャネルトランジスタ、QPzは第2の出力トラ
ンジスタとしてのnチャネルトランジスタ、QP、は第
1の制御トランジスタとしてのpチャネルトランジスタ
、QP4は第2の制t’ll l−ランジスタとしての
nチャネルトランジスタであり、QP、はQ P lの
ゲートとV ccの間に、そして、QP4はQPzのゲ
ートとV eCの間に接続して構成してもよい。
[仁F5□□(l−だX−施ブ(2リ−第6図において
、QP、は第1の出力トランジスタとしてのnチャネル
トランジスタ、Q N sは第2の出力トランジスタと
してのnチャネルトランジスタ、QP&は第1の制御ト
ランジスタとしてのnチャネルトランジスタ、QN、は
第2の制御トランジスタとしてのnチャネルトランジス
タであり、Q N bのゲートにインバータ11の出力
X。
(第1の人力信号)を加え、また、Q P bのゲート
にインバータ14の出力X1′(第2の入力信号)を加
えるように構成してもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、第1および第2の入力信号の変化に応
じて、第1および第2の出力トランジスタの一方を速や
かにオフに移行させているので、出力トランジスタが共
にオンするオーバラップ期間を短縮して貫通電流iを少
なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2〜4図は本発明に係る出力回路の第1実施例を示す
図であり、 第2図はその回路図、 第3図はそのタイミングチャート、 第4図はそのオーバラップ期間を示す図、第5図は本発
明に係る出力回路の第2実施例を示すその回路図、 第6図は本発明に係る出力回路の第3実施例を示すその
回路図、 第7〜9図は従来の出力回路を示す図であり、第7図は
その回路図、 第8図はそのタイミングチャート、 第9図はそのオーバラップ期間を示す図である。 l3・・・・・・第1のインバータ群(第1の遅延回路
)16・・・・・・第2のインバータ群(第2の遅延回
路)x、x’・・・・・・第1の人力信号、x、x”・
・・・・・第2の人力信号、QN、・・・・・・nチャ
ネルトランジスタ(第1の出力トランジスタ)、 QN2・・・・・・nチャネルトランジスタ(第2の出
力トランジスタ)、 QN、・・・・・・nチャネルトランジスタ(第1の制
御トランジスタ)、 QN4・・・・・・nチャネルトランジスタ(第2の制
御トランジスタ)、 QP、 、QP、・・・・・・Pチャネルトランジスタ
(第1の出力トランジスタ)、 QP2・・・・・・Pチャネルトランジスタ(第2の出
力トランジスタ)、 Q N s・・・・・・nチャネルトランジスタ(第2
の出力トランジスタ)、 QP、 、QP、・・・・・・pチャネルトランジスタ
(第1の制御トランジスタ)、 QP、・・・・・・Pチャネルトランジスタ(第2の制
御トランジスタ) QN、・・・・・・nチャネルトランジスタ(第2の制
御トランジスタ) y cc・・・・・・第1の電源線の電位、G・・・・
・・第2の電源線の電位。 オーハラツブ期間(従来) / 第1実施例のオーバラップ期間を示す図第4図 第1実施例Oタイミングチャート 第3図 第 図 第 図 従来例の回路図 第7図 オーバランプ期間 従来例のオーバラップ期間を示す図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の入力信号を遅延させる第1の遅延回路と、第2の
    入力信号を遅延させる第2の遅延回路と、第1の電源線
    と出力端との間に接続され、該第1の遅延回路の出力に
    応答してオン、オフする第1の出力トランジスタと、 第2の電源線と該出力端との間に接続され、該第2の遅
    延回路の出力に応答し、且つ該第1の出力トランジスタ
    に対して相補的にオン、オフする第2の出力トランジス
    タと、 該第2の入力信号によりオン、オフが制御され、該第2
    の出力トランジスタのオンへの移行に先立って該第1の
    出力トランジスタをオフさせるための第1の制御トラン
    ジスタと、該第1の入力信号によりオン、オフが制御さ
    れ、 該第1の出力トランジスタのオンへの移行に先立って該
    第2の出力トランジスタをオフさせるための第2の制御
    トランジスタと、を具備することを特徴とする出力回路
JP63248338A 1988-09-30 1988-09-30 出力回路 Pending JPH0296428A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04280118A (ja) * 1991-03-07 1992-10-06 Nec Corp 半導体集積回路間の接続回路
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