JPH0310518A - Input buffer circuit for semiconductor integrated circuit - Google Patents

Input buffer circuit for semiconductor integrated circuit

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JPH0310518A
JPH0310518A JP1146202A JP14620289A JPH0310518A JP H0310518 A JPH0310518 A JP H0310518A JP 1146202 A JP1146202 A JP 1146202A JP 14620289 A JP14620289 A JP 14620289A JP H0310518 A JPH0310518 A JP H0310518A
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transistor
vcc
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和也 池田
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Abstract

PURPOSE:To decrease the fluctuation of a threshold voltage due to supply of a different power supply voltage by applying a reference voltage set in a range expressed by a prescribed inequality to a gate of a field effect element connecting in series with a logic gate means between 1st and 2nd power supply levels. CONSTITUTION:A PMOS transistor(TR) 3, an NMOS TR 2a and a reference voltage generating circuit 5a connecting to a gate of the TR 3 are connected in series between a power supply Vcc and ground. A reference voltage generating circuit 5a includes Pmos TRs 51, 52 and an NMOS TR 53 connected in series between the power supply Vcc and ground. Gates and drains of the TRs 51, 52 are connected together and a prescribed reference voltage Vcst is outputted from a common connection node of the TRs 52, 53 and given to a gate of the TR 3. Thus even when the 1st and 2nd power supplies differ, the range of fluctuation of the threshold voltage of a logic gate means is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、半導体集積回路用入力バッファ回路に関し
、特に、異なった電源電圧の下でも安定した動作が可能
な半導体集積回路用入力バッファ第11図は、従来の半
導体集積回路用バッファ回路の一例を示す回路図である
。第11図を参照して、このバッファ回路は、PMOS
トランジスタ21とNMOSトランジスタ22によって
構成されたCMOSインバータ2bを含み、トランジス
タ21および22のゲートは入力端子1に接続される。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an input buffer circuit for semiconductor integrated circuits, and in particular, to an input buffer circuit for semiconductor integrated circuits that can operate stably even under different power supply voltages. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional buffer circuit for a semiconductor integrated circuit. Referring to FIG. 11, this buffer circuit is a PMOS
It includes a CMOS inverter 2b configured by a transistor 21 and an NMOS transistor 22, and the gates of the transistors 21 and 22 are connected to the input terminal 1.

出力ノード4は次段の処理回路に接続される。Output node 4 is connected to the next stage processing circuit.

第12図は、従来のバッファ回路の別の例を示す回路図
である。第12図を参照して、このバッファ回路は、C
MOSインバータ2bがPMOSトランジスタ6aを介
して電源電圧Vccの供給を受ける。出力ノード4と接
地との間にNMOSトランジスタ6bが接続される。ト
ランジスタ6aおよび6bは、各ゲートがチップ選択信
号C8を受けるように接続される。
FIG. 12 is a circuit diagram showing another example of a conventional buffer circuit. Referring to FIG. 12, this buffer circuit consists of C
MOS inverter 2b receives power supply voltage Vcc via PMOS transistor 6a. NMOS transistor 6b is connected between output node 4 and ground. Transistors 6a and 6b are connected such that each gate receives chip selection signal C8.

第11図および第12図に示したように、入力バッファ
回路にはたとえばインバータ2bのような論理ゲートが
用いられている。論理ゲートは、しきい電圧を有してお
り、入力信号Vinに応答して動作する。一方、最近の
半導体集積回路では、異なった電源電圧の下でも安定し
た動作が行なえることが要求される。したがって、異な
った電源電圧が供給されても、しきい電圧が変化しない
ことが望ましい。しかしながら、従来の入力バッファ回
路は異なった電源電圧が供給されると以下のようにしき
い電圧が変動してしまう。
As shown in FIGS. 11 and 12, a logic gate such as an inverter 2b is used in the input buffer circuit. The logic gate has a threshold voltage and operates in response to an input signal Vin. On the other hand, recent semiconductor integrated circuits are required to be able to operate stably even under different power supply voltages. Therefore, it is desirable that the threshold voltage does not change even if different power supply voltages are supplied. However, in the conventional input buffer circuit, when different power supply voltages are supplied, the threshold voltage fluctuates as follows.

第13図は、第11図に示したインバータ2bの各電極
の電圧を説明する模式図である。(a)はトランジスタ
21を示し、(b)がトランジスタ22を示す。図にお
いて、”G Sはゲート−ソース間電圧を示し、VDs
はソース−ドレイン間電圧を示し、■はソース−ドレイ
ン間に流れる電流を示す。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating voltages at each electrode of the inverter 2b shown in FIG. 11. (a) shows the transistor 21, and (b) shows the transistor 22. In the figure, "GS" indicates the gate-source voltage, and VDs
indicates the source-drain voltage, and ■ indicates the current flowing between the source and drain.

一方、MOS電界効果トランジスタのVD−ID特性は
、簡単には次のCrawfordの式(1)および(2
)により与えられる。
On the other hand, the VD-ID characteristics of a MOS field effect transistor can be simply expressed by the following Crawford equations (1) and (2).
) is given by

3極間領域において、 ・・・ (1) 但し、!VGs   VvHl>1Vosまた、5極間
領域において、 但し、IVG s −VyI41≦IVo sここで、
復号は、nチャネルトランジスタの場合十、pチャネル
トランジスタの場合−となる。
In the region between the three poles... (1) However,! VGs VvHl>1VosAlso, in the pentode region, however, IVGs -VyI41≦IVoswhere,
Decoding is 10 for n-channel transistors and - for p-channel transistors.

したがって、第13図に示したトランジスタ21では、
ソノβをβr、1VvnlをVPとして、以下のように
示される。
Therefore, in the transistor 21 shown in FIG.
It is expressed as follows, where Sonoβ is βr and 1Vvnl is VP.

VG B −V i n−Vc c      −(3
a)VD 、 −Vo u t−Vc c     −
(3b)l−βr 1(Vin−Vcc+Vr )(V
out−・・・ (4a) 但し、Vin+Vr <Vout ! −−βP  (Vin−VCC+VP  )2・・
・ (4b) 但し、Vin+Vr ≧Vout また、トランジスタ22では、そのβをβ−1しきい電
圧vTHをVNとして、以下のように表わされる。
VG B -V i n -Vc c -(3
a) VD, -Vout-Vcc-
(3b) l-βr 1(Vin-Vcc+Vr)(V
out-... (4a) However, Vin+Vr<Vout! --βP (Vin-VCC+VP)2...
(4b) However, Vin+Vr≧Vout In the transistor 22, β is expressed as follows, with β-1 threshold voltage vTH being VN.

VG 5 =V i n          ”・(5
a)Vo 5−Vou t         −(5b
)のしきい電圧となる。
VG 5 = V i n ”・(5
a) Vo 5-Vout -(5b
) is the threshold voltage.

電圧V、 の値は、式(4b)および(6b)から次式
により得られる。
The value of voltage V, is obtained from equations (4b) and (6b) by the following equation.

・・・ (6a) 但し、Vin−VN  >Vout 1 =−73N(V i n−VN ) 2− (6b
)但し、Vin−V綽≦Vout 第14図は、式(4a)、(4b)、(6a)。
... (6a) However, Vin-VN > Vout 1 = -73N (V in-VN ) 2- (6b
) However, Vin-V≦Vout FIG. 14 shows equations (4a), (4b), and (6a).

および(6b)により規定されたCMOSインバータの
入出力特性を示す特性図である。第14図において、■
の領域では、トランジスタ22が5極間領域で動作し、
トランジスタ21が3極間領域で動作する。一方、■の
領域では、トランジスタ22が3極間領域で動作し、ト
ランジスタ21が5極間領域で動作する。トランジスタ
21および22は、ともに3極間および5極間領域の遷
移が電圧vr+において生じる。この値がインバータ式
(7)より、インバータのしきい電圧vrlが電源電圧
Vccに応答して増加する単調増加関数であることがわ
かる。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing input/output characteristics of a CMOS inverter defined by (6b) and (6b). In Figure 14, ■
In the region, the transistor 22 operates in the pentode region,
Transistor 21 operates in the region between three electrodes. On the other hand, in the region (■), the transistor 22 operates in the region between three poles, and the transistor 21 operates in the region between five poles. In both transistors 21 and 22, transitions in the 3-pole and 5-pole regions occur at voltage vr+. It can be seen from the inverter equation (7) that this value is a monotonically increasing function in which the inverter threshold voltage vrl increases in response to the power supply voltage Vcc.

第15図は、異なった電源電圧が供給されたときのCM
OSインバータの入出力特性を示す特性図である。前述
のように、しきい電圧VMがVcCの単調増加関数で表
わされるので、第15図に示すように電源電圧Vccが
4.5.6ボルトであるとき、しきい電圧がそれぞれV
ml、Vm2゜Vm3となる。
Figure 15 shows the CM when different power supply voltages are supplied.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing input/output characteristics of an OS inverter. As mentioned above, since the threshold voltage VM is expressed by a monotonically increasing function of Vcc, when the power supply voltage Vcc is 4.5.6 volts as shown in FIG.
ml, Vm2°Vm3.

[発明が解決しようとする課題] 前述のように、CMOSインバータは異なった電源電圧
Vccが与えられたとき、一般にそのしきい電圧が変動
する。したがって、従来の半導体集積回路では、異なっ
た電源電圧が与えられた場合に、誤動作が生じるという
課題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the threshold voltage of a CMOS inverter generally varies when different power supply voltages Vcc are applied. Therefore, conventional semiconductor integrated circuits have a problem in that malfunctions occur when different power supply voltages are applied.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、半導体集積回路用入力バッファ回路において
、異なった電源電圧の供給によるそのしきい電圧の変動
を減少させることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reduce fluctuations in threshold voltage caused by supply of different power supply voltages in an input buffer circuit for a semiconductor integrated circuit.

[課題を解決するための手段] この発明に係る半導体集積回路用入力バッファ回路は、
第1および第2の電源電位の間に直列に接続された電界
効果素子および論理ゲート手段と、第1および第2の電
源電位の間に接続され所定の基準電圧を発生する基準電
圧源とを含む。電界効果素子はそのゲート電極が基準電
圧を受けるように接続され、その所定の基準電圧は電界
効果素子および論理ゲート手段の共通接続ノードの電圧
に対して所定の不当式によって示された範囲に設定され
る。
[Means for solving the problem] An input buffer circuit for a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes:
a field effect element and logic gate means connected in series between first and second power supply potentials; and a reference voltage source connected between the first and second power supply potentials and generating a predetermined reference voltage. include. The field effect element is connected such that its gate electrode receives a reference voltage, and the predetermined reference voltage is set within a range indicated by a predetermined unreasonable expression with respect to the voltage of a common connection node of the field effect element and the logic gate means. be done.

[作用] この発明における半導体集積回路用入力バッファ回路で
は、電界効果素子のゲート電極に共通接続ノードの電圧
に対して所定の不等式によって示された範囲の基準電圧
が常に供給される。したがって、第1および第2の電源
電位の値が異なっても、論理ゲート手段のしきい電圧が
変動する範囲を減少させることができる。
[Operation] In the input buffer circuit for a semiconductor integrated circuit according to the present invention, a reference voltage within a range indicated by a predetermined inequality with respect to the voltage of the common connection node is always supplied to the gate electrode of the field effect element. Therefore, even if the values of the first and second power supply potentials are different, the range in which the threshold voltage of the logic gate means fluctuates can be reduced.

[発明の実施例] 第1図は、この発明の一実施例を示す半導体集積回路用
入力バッファ回路の回路図である。第1図を参照して、
この入力バッファ回路は、電源VCCと接地との間に直
列に接続されたPMOSトランジスタ3およびNMOS
トランジスタ2aと、トランジスタ3のゲートに接続さ
れた基準電圧発生回路5aとを含む。トランジスタ2a
はそのゲートが外部入力端子1に接続される。トランジ
スタ3および2aの共通接続ノード(出力ノード)4か
ら出力信号Voutが出力される。基準電圧発生回路5
aは、電源Vccと接地との間に直列に接続されたPM
OSトランジスタ51および52ならびにNMOSトラ
ンジスタ53を含む。トランジスタ53はゲートが電源
Vccに接続される。トランジスタ51および52は、
各々ゲートとドレインとが一体接続される。トランジス
タ52および53の共通接続ノードから一定の基準電圧
Vestが出力され、トランジスタ3のゲートに与えら
れる。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a circuit diagram of an input buffer circuit for a semiconductor integrated circuit showing an embodiment of the invention. Referring to Figure 1,
This input buffer circuit consists of a PMOS transistor 3 and an NMOS transistor connected in series between the power supply VCC and ground.
It includes a transistor 2a and a reference voltage generation circuit 5a connected to the gate of the transistor 3. transistor 2a
has its gate connected to external input terminal 1. An output signal Vout is output from a common connection node (output node) 4 of transistors 3 and 2a. Reference voltage generation circuit 5
a is a PM connected in series between power supply Vcc and ground
Includes OS transistors 51 and 52 and an NMOS transistor 53. The gate of transistor 53 is connected to power supply Vcc. Transistors 51 and 52 are
The gate and drain of each are integrally connected. A constant reference voltage Vest is output from the common connection node of transistors 52 and 53 and applied to the gate of transistor 3.

第2図は、この発明の別の実施例を示す入力バッファ回
路の回路図である。第2図を参照して、この入力バッフ
ァ回路は、CMOSインバータ2bがPMO8)ランジ
スタ3を介して電源Vccに接続される。インバータ2
bの出力ノード4と接地との間にNMOSトランジスタ
6bが接続される。トランジスタ6bはそのゲートがチ
ップ選択信号■を受けるように接続される。トランジス
タ51および52と並列にPMO8)ランジスタロaが
接続される。トランジスタ6aおよび54は各ゲートが
チップ選択信号C8を受けるように接続される。
FIG. 2 is a circuit diagram of an input buffer circuit showing another embodiment of the invention. Referring to FIG. 2, in this input buffer circuit, a CMOS inverter 2b is connected to a power supply Vcc via a PMO transistor 3. Inverter 2
NMOS transistor 6b is connected between output node 4 of transistor b and ground. Transistor 6b is connected such that its gate receives chip selection signal (2). A PMO8) transistor a is connected in parallel with transistors 51 and 52. Transistors 6a and 54 are connected such that each gate receives chip selection signal C8.

次に、第2図に示した入力バッファ回路について、異な
った電源電圧Vccが与えられても、インバータ2bの
しきい電圧が安定していることの原理について説明する
Next, regarding the input buffer circuit shown in FIG. 2, the principle behind the stability of the threshold voltage of inverter 2b even if different power supply voltages Vcc are applied will be explained.

第3図は、以下の説明の・ために第2図に示したトラン
ジスタ3,21.22を分離して示す模式図である。こ
の図において、(a)はトランジスタ3、(b)はトラ
ンジスタ21、(c)はトランジスタ22をそれぞれ示
す。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the transistors 3, 21, and 22 shown in FIG. 2 separately for the following explanation. In this figure, (a) shows the transistor 3, (b) shows the transistor 21, and (c) shows the transistor 22.

まず、トランジスタ3について、そのβをβa1しきい
電圧をVaとすると、前述と同様に以下の式が得られる
First, regarding the transistor 3, let the βa1 threshold voltage be Va, and then the following equation can be obtained in the same way as described above.

VG 3−−Vc s t       −(8a)V
□ B −VE −VCC・= (8b)■−βa 1
(−Vcsr+Va)(VE−Vcc )−z (ME
  Wee)2)      −(9a )但し、Vc
 s t−Va>Vcc−VE■−上βa(−Vest
 +Va)2− (9b)但し、Vst−Va≦Vcc
−VE また、トランジスタ21について、βをβb1しきい電
圧をvbとすると、以下の式が得られる。
VG 3--Vc s t-(8a)V
□ B −VE −VCC・= (8b)■−βa 1
(-Vcsr+Va) (VE-Vcc)-z (ME
Wee)2) -(9a) However, Vc
s t-Va>Vcc-VE■-upper βa(-Vest
+Va)2- (9b) However, Vst-Va≦Vcc
-VE Further, regarding the transistor 21, when β is βb1 and the threshold voltage is vb, the following equation is obtained.

VG 1−Vi n−VE      −−−(10a
)Vo 1−Vout −VE       −(10
b)■−βbl (Vln  VE 十vb) (Vo
ut−VE)但し、Vtn+Vb<Vou を 但し、Vin+Vb≧Vout さらに、トランジスタ22について、βをβN1しきい
電圧をVNとすると、以下の式が得られる。
VG 1-Vi n-VE --- (10a
)Vo 1-Vout-VE-(10
b)■-βbl (Vln VE 10vb) (Vo
(ut-VE) However, Vtn+Vb<Vou However, Vin+Vb≧Vout Furthermore, regarding the transistor 22, if β is βN1 and the threshold voltage is VN, the following equation is obtained.

VG $−Vin         −(12a)V(
、、−Vou t        □= (12b)1
=BNl(Vin−VN ) Vout−±V”out
1・・・(13a) 但し、Vln−Vll  >Vout ■−上BN  (Vin−VM)2 但し、Vin−Vll  ≦Vout ココテ、Vcs t−Va>Vcc−V(のとき、式(
9a)から次式が得られる。
VG $-Vin-(12a)V(
,,-Vout □= (12b)1
=BNl(Vin-VN) Vout-±V"out
1...(13a) However, Vln-Vll >Vout ■-Upper BN (Vin-VM)2 However, Vin-Vll ≦Vout When Vcs t-Va>Vcc-V(, the formula (
9a) gives the following equation.

VE −Vcc−Vest +Va ・・・ (13b) ・・・ (14) ここで、電圧V=は、第2図に示したトランジスタ3お
よび21の共通接続ノードEにおける電圧を示す。した
がって、式(14)かられかるように、電流Iが増加す
ると電圧vEは減少する。
VE −Vcc−Vest +Va (13b) (14) Here, voltage V= represents the voltage at the common connection node E of transistors 3 and 21 shown in FIG. Therefore, as seen from equation (14), as current I increases, voltage vE decreases.

第4図は、入力電圧Vinと出力電圧Vout。FIG. 4 shows input voltage Vin and output voltage Vout.

電圧”E+ および貫通電流Iとの関係を示す特性図で
ある。第4図に示すように、貫通電流■は入力電圧Vi
nがしきい電圧のとき最大となる。したがって、このと
き電圧V[は最小となり、その前後で電圧VEが増加す
る。
4 is a characteristic diagram showing the relationship between the voltage "E+" and the through current I. As shown in FIG.
It is maximum when n is the threshold voltage. Therefore, at this time, the voltage V[ becomes the minimum, and the voltage VE increases before and after that.

ここで、基準電圧発生回路5aの出力電圧Vcstを次
の不等式(15)を満たすように設定すれば、しきい電
圧VMとして次の式(16)が得られる。
Here, if the output voltage Vcst of the reference voltage generation circuit 5a is set to satisfy the following inequality (15), the following equation (16) can be obtained as the threshold voltage VM.

VE<Vcc−Vcs t+Va    −= (15
)・・・ (16) 式(16)かられかるように、不等式(15)の関係を
満たす基準電圧Vestを第2図に示したトランジスタ
3のゲートに与えることにより、インバータのしきい電
圧VMが電源電圧Vccに依存しなくなる。
VE<Vcc−Vcs t+Va −= (15
)... (16) As seen from equation (16), by applying the reference voltage Vest that satisfies the relationship of inequality (15) to the gate of transistor 3 shown in FIG. becomes independent of power supply voltage Vcc.

第5図は、異なった電源電圧Vccが供給された場合の
入出力特性を示す特性図である。第5図に示すように、
異なった電源電圧Vccとして、4.5.6ボルトが与
えられた場合でも、しきい電圧v、、lが一定となる。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing input/output characteristics when different power supply voltages Vcc are supplied. As shown in Figure 5,
Even when 4.5.6 volts is applied as a different power supply voltage Vcc, the threshold voltages v, , l remain constant.

第6図は、トランジスタ21および22について入力電
圧VinごとのVD I、特性を示す特性図である。こ
の図では、実線がトランジスタ22を示し、点線がトラ
ンジスタ21を示す。入力電圧Vinとして、1.2,
3.4ボルトが与えられた場合について示している。同
じ値の入力電圧Vinを与えた場合の曲線の交点がイン
バータとしての貫通電流!および出力電圧Voutを示
す。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing VDI and characteristics for each input voltage Vin for transistors 21 and 22. In this figure, the solid line indicates the transistor 22, and the dotted line indicates the transistor 21. As input voltage Vin, 1.2,
The case where 3.4 volts are applied is shown. When the same value of input voltage Vin is applied, the intersection of the curves is the through current as an inverter! and output voltage Vout.

入力端子Vinが2ボルトのとき、2つの曲線が5極間
領域(直線部分)において交わっており、これがインバ
ータのしきい電圧viを示す。
When the input terminal Vin is 2 volts, the two curves intersect in the pentode region (straight line portion), which indicates the threshold voltage vi of the inverter.

第7図は、異なった電源電圧Vccが与えられた場合の
トランジスタ21のVo IO特性を示す特性図である
。この図では、電源電圧Vccが5ボルトおよび6ボル
トの場合について示される。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the Vo IO characteristics of the transistor 21 when different power supply voltages Vcc are applied. This figure shows cases where the power supply voltage Vcc is 5 volts and 6 volts.

第7図に示すように、入力電圧Vinが同じでも、電圧
IVGsIが1ボルト上昇する。たとえば、5極間領域
で考えると、電i電圧Vccが5ボルトの場合の入力電
圧Vinが3ボルトのときと、電源電圧Vccが6ボル
トの場合の入力電圧Vinが4ボルトのときとが一致す
る。このことは、トランジスタ22の■。I0特性が電
源電圧VcCに依存しないので、電源電圧Vccが上昇
すればしきい電圧が上昇することからもわかる。
As shown in FIG. 7, even though the input voltage Vin remains the same, the voltage IVGsI increases by 1 volt. For example, considering the 5-electrode region, when the input voltage Vin is 3 volts when the voltage Vcc is 5 volts, the input voltage Vin is 4 volts when the power supply voltage Vcc is 6 volts. do. This corresponds to the transistor 22. This can be seen from the fact that the threshold voltage increases as the power supply voltage Vcc increases, since the I0 characteristic does not depend on the power supply voltage Vcc.

第8図は、第2図に示したようにインバータ2bがトラ
ンジスタ3を介して電源Vccに接続された場合のvD
ID特性を示す特性図である。この場合では、貫通電流
Iの最大値がトランジスタ3により制限される。このた
め、入力電圧Vinが変化しても、電流Iは成る一定値
以上は流れない。したがって、電源電圧Vccが変化し
ても、貫通電流!の最大値が変わらないので、常にこの
最大値の部分でnチャネルトランジスタ22のV。I0
特性と交わるようにすることにより、異なった電源電圧
Vccの供給によるしきい電圧の変動をなくすことがで
きる。
FIG. 8 shows the vD when the inverter 2b is connected to the power supply Vcc via the transistor 3 as shown in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing ID characteristics. In this case, the maximum value of the through current I is limited by the transistor 3. Therefore, even if the input voltage Vin changes, the current I will not flow above a certain value. Therefore, even if the power supply voltage Vcc changes, the through current! Since the maximum value of does not change, the voltage of the n-channel transistor 22 is always at this maximum value. I0
By making the characteristics intersect with each other, it is possible to eliminate fluctuations in the threshold voltage due to supply of different power supply voltages Vcc.

以上の説明がインバータのしきい電圧の電源電圧Vcc
への依存性をなくするための原理である。
The above explanation is based on the power supply voltage Vcc of the inverter threshold voltage.
This is the principle for eliminating dependence on

前述の式(1)および(2)が基板効果等を無視した近
似式であるので、実際にはこれらの電源電圧Vccへの
依存による影響が現われる。たとえば、前述の説明では
5極間領域において電流IDが電圧VDに依存せず一定
であったが、実際にはわずかな傾きをもってnチャネル
トランジスタでは増加、pチャネルトランジスタでは減
少する。
Since the above-mentioned equations (1) and (2) are approximate equations that ignore substrate effects, etc., in reality, the influence of their dependence on the power supply voltage Vcc appears. For example, in the above description, the current ID was constant in the pentode region without depending on the voltage VD, but in reality, it increases with a slight slope in an n-channel transistor and decreases in a p-channel transistor.

そのため、結果的にしきい電圧のVcc依存性はわずか
に残るが、それでも第1図および第2図に示した回路を
用いることによりかなり減少させることができる。
Therefore, as a result, the dependence of the threshold voltage on Vcc remains slightly, but it can still be significantly reduced by using the circuits shown in FIGS. 1 and 2.

第9図は、5PICEを用いてシミュレーションした結
果のインバータの入出力特性を示す特性図である。第9
図において、実線は第11図に示したインバータ2cの
特性を示し、点線は第2図に示したインバータ2bの特
性を示す。この図かられかるように、異なる電源電圧V
ccが4ボルトないし6ボルトの範囲内で与えられても
、しきい電圧の変動幅が減少されることがわかる。すな
わち、第11図に示した従来のインバータ2cでは、約
0.8ボルトのしきい電圧の変動が見られたが、第2図
に示したインバータ2bでは、約0゜2ボルト以下とな
っている。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the input/output characteristics of the inverter as a result of simulation using 5PICE. 9th
In the figure, the solid line shows the characteristics of the inverter 2c shown in FIG. 11, and the dotted line shows the characteristics of the inverter 2b shown in FIG. As can be seen from this figure, different power supply voltages V
It can be seen that even if cc is given within the range of 4 volts to 6 volts, the fluctuation range of the threshold voltage is reduced. That is, in the conventional inverter 2c shown in FIG. 11, a threshold voltage fluctuation of about 0.8 volts was observed, but in the inverter 2b shown in FIG. There is.

第10図は、この発明のさらに別の実施例を示す入力バ
ッファ回路の回路図である。第10図を参照して、第2
図に示した回路と比較して異なる点は、第2図の回路か
らトランジスタ54が省かれ、pチャネルトランジスタ
51および52の代わりにnチャネルトランジスタ53
および54が接続されていることである。この回路を適
用しても、前述と同様の効果を得ることができる。
FIG. 10 is a circuit diagram of an input buffer circuit showing still another embodiment of the invention. Referring to Figure 10, the second
The difference compared to the circuit shown in the figure is that transistor 54 is omitted from the circuit of FIG.
and 54 are connected. Even if this circuit is applied, the same effects as described above can be obtained.

このように、第1図、第2図、および第10図に示した
入力バッファ回路において、不等式(15)の関係を満
たす基準電圧発生回路5aまたは5bを適用することに
より、しきい電圧の電源電圧Vccへの依存性を減少さ
せることができる。
In this way, in the input buffer circuits shown in FIGS. 1, 2, and 10, by applying the reference voltage generation circuit 5a or 5b that satisfies the relationship of inequality (15), the threshold voltage power supply Dependency on voltage Vcc can be reduced.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、第1および第2の電
源電位の間に論理ゲート手段と直列に接続された電界効
果素子のゲートに所定の不等式によって示された範囲に
設定された基準電圧が与えられるので、異なった電源電
圧の供給によるしきい電圧の変動が減じられた半導体集
積回路用入力バッファ回路が得られた。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the range indicated by the predetermined inequality is applied to the gate of the field effect element connected in series with the logic gate means between the first and second power supply potentials. Since the reference voltage set at

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の一実施例を示す入力バッファ回路
の回路図である。第2図は、この発明の別の実施例を示
す入力バッファ回路の回路図である。第3図は、第2図
に示した3つのトランジスタを分離して示す模式図であ
る。第4図は、第2図に示した回路における入力電圧と
出力電圧、ノードEの電圧、および貫通電流lとの関係
を示す特性図である。第5図は、異なった電源電圧が供
給された場合の入出力特性を示す特性図である。 第6図は、pおよびnチャネルトランジスタの入力電圧
ごとのVo I、特性を示す特性図である。 第7図は、異なった電源電圧が与えられた場合のpチャ
ネルトランジスタのVol、特性を示す特性図である。 第8図は、第2図に示したインバータ2bにおけるpチ
ャネルトランジスタのVD 10特性を示す特性図であ
る。第9図は、第2図および第11図にそれぞれ示され
たインバータのシミュレーションによる入出力特性を示
す特性図である。第10図は、この発明のさらに別の実
施例を示す入力バッファ回路の回路図である。第11図
および第12図は、従来の半導体集積回路用バッファ回
路の例を示す回路図である。第13図は、第11図に示
したインバータの各電極の電圧を説明する模式図である
。第14図は、第11図に示したインバータの入出力特
性を示す特性図である。 図において、1は外部入力端子、4は出力ノード、5a
および5bは基準電圧発生回路である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an input buffer circuit showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of an input buffer circuit showing another embodiment of the invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing the three transistors shown in FIG. 2 in isolation. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the input voltage, the output voltage, the voltage at node E, and the through current l in the circuit shown in FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing input/output characteristics when different power supply voltages are supplied. FIG. 6 is a characteristic diagram showing Vo I and characteristics for each input voltage of p- and n-channel transistors. FIG. 7 is a characteristic diagram showing Vol and characteristics of a p-channel transistor when different power supply voltages are applied. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the VD 10 characteristic of the p-channel transistor in inverter 2b shown in FIG. FIG. 9 is a characteristic diagram showing simulated input/output characteristics of the inverters shown in FIGS. 2 and 11, respectively. FIG. 10 is a circuit diagram of an input buffer circuit showing still another embodiment of the invention. 11 and 12 are circuit diagrams showing examples of conventional buffer circuits for semiconductor integrated circuits. FIG. 13 is a schematic diagram illustrating voltages at each electrode of the inverter shown in FIG. 11. FIG. 14 is a characteristic diagram showing the input/output characteristics of the inverter shown in FIG. 11. In the figure, 1 is an external input terminal, 4 is an output node, and 5a
and 5b is a reference voltage generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第1および第2の電源電位の間に直列に接続された電界
効果素子および論理ゲート手段と、前記第1および第2
の電源電位の間に接続され、所定の基準電圧を発生する
基準電圧源とを含み、前記電界効果素子は、そのゲート
電極が前記基準電圧源により発生された基準電圧を受け
るように接続され、 前記所定の基準電圧は、前記電界効果素子および論理ゲ
ート手段の共通接続ノードの電圧に対して所定の不等式
によって示された範囲に設定される、半導体集積回路用
入力バッファ回路。
[Scope of Claims] A field effect element and logic gate means connected in series between first and second power supply potentials;
a reference voltage source that is connected between power supply potentials and generates a predetermined reference voltage; the field effect element is connected such that its gate electrode receives the reference voltage generated by the reference voltage source; An input buffer circuit for a semiconductor integrated circuit, wherein the predetermined reference voltage is set within a range indicated by a predetermined inequality with respect to a voltage at a common connection node of the field effect element and the logic gate means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2735301A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-13 Sgs Thomson Microelectronics Variable power supply CMOS inverter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52147049A (en) * 1976-06-02 1977-12-07 Hitachi Ltd Semiconductor circuit
JPH02143608A (en) * 1988-11-24 1990-06-01 Nec Corp Semiconductor integrated circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52147049A (en) * 1976-06-02 1977-12-07 Hitachi Ltd Semiconductor circuit
JPH02143608A (en) * 1988-11-24 1990-06-01 Nec Corp Semiconductor integrated circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2735301A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-13 Sgs Thomson Microelectronics Variable power supply CMOS inverter

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