JPH03217119A - Cmosバッファ回路 - Google Patents

Cmosバッファ回路

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JPH03217119A
JPH03217119A JP2014134A JP1413490A JPH03217119A JP H03217119 A JPH03217119 A JP H03217119A JP 2014134 A JP2014134 A JP 2014134A JP 1413490 A JP1413490 A JP 1413490A JP H03217119 A JPH03217119 A JP H03217119A
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JP
Japan
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type mosfet
signal
gate
output
input
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JP2014134A
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Masanori Hamada
濱田 正紀
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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 本発明は、主にCMOSLSIのデジタル出力端子に使
われるCMOSバッファ回路に関するものである。
従来の技術 近年、民生用,産業用として、あらゆる分野に使われる
CMOSLSIは微細化が進み、高速動作が可能となり
、従来では使われていなかった高い周波数で使用される
事が多くなった。それに伴ない高周波ノイズ対策が強く
求められている。
以下に従来のCMOSバッファ回路について説明する。
2 第4図は従来の最も一般的なCMOSバッファ回路で、
CMOSインバータ回路10の出力をCMOSインバー
タ回路9の入力に接続する構成を有している。
第5図は、第4図で示された従来のCMOSパッファ回
路を出力バッファとして使用し方形波を入力した時の入
・出力特性の図である。通常最終段であるCMOSイン
バータ9は、出力負荷を駆動させるために、他のゲート
回路に比べ、十分サイズの大きなMOSFETで作られ
ており、第3図の出力波形で示されるように、立ち上り
、立ち下りの急峻な出力方形波信号を発生させる動作を
行なう。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成では、出力バッファ回
路のMOSFETは、大きな負荷に対して、十分能力の
あるトランジスタサイズが必要となるので、立ち上り、
及び、立ち下り時に、負荷条件により、過度なリンギン
グやオーバーショット・アンダーショットを発生し、高
速動作を行なうと、高調波成分が大きくなるといった欠
点を有していた。
第6図は、従来のバッファ回路に、周波数36M Hz
の方形波を入力した時の高速フーリエ変換(以降FFT
と記す)解析を示したものである。
第6図から、方形波の立ち上り、及び、立ち下り時に多
くの高調波が発生していることが判る。
本発明は、上記の従来の課題を解決するもので、バッフ
ァ回路を含んだLSIを高速動作させても高調波ノイズ
の発生の少ないCMOSバッファ回路を提供することを
目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のCMO Sバッファ
回路は、第1のP型MOSFETのソースを電源電位V
DDに接続し、ドレインを第1のN型MOSFETのド
レインと接続して出力端子とし、第1のN型MOSFE
Tのソースを接地電位■SSに接続し、第1のP型MO
SFETのゲートに第1のMOSインバータの出力端を
接続し、第1のMOSインバータの入力に、第1のMO
Sインバータの出力端かつゲートに接続された第2のP
型MOSFETのドレインを接続し、第1のMOSイン
バータの入力端にゲートを電源電圧VDDに接続した第
2のN型MOSFETのソースを接続し、第1のN型M
OSFETのゲートに第2のMOSインバータの出力端
を接続し、第2のMOSインバータの入力端に第2のM
OSインパータの出力端をゲートに接続した第3のNf
fiMOSFETのドレインを接続し、第2のMOSイ
ンバータの入力端に、ゲートを接地電位vSSに接続し
た第3のP!!MOSFETのソースを接続し、第3の
P型MOSFETのドレインと第2のN型MOSFET
のドレインを接続し、前記第2のN型MOSFETのド
レインを入力端子とする構成を有している。
作用 この構成によって、入力信号をPチャネルトランスファ
ーゲートとプルダウントランジスタ及びNチャネルトラ
ンスファーゲートとプルダウントランジスタの2系統に
分け、前者のラインは方形波信号の立ち上りを、後者の
ラインは、方形波信5 号の立ち下りエッジを傾斜をゆるやかにすることにより
、最終出力波形の立ち上り、立ち下りを十分急峻な波形
に保ち、オーバーショット,アンダーショットをなくす
ことができる。
実施例 以下に本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明の一実施例におけるCMOSバッファ回
路である。第1図において、入力1より2系統に信号ラ
インが分れ、1つの信号ラインは、トランスファゲート
として働くN型MO S F E T 5を経由し、プ
ルアップトランジスタとして働くN型MOSFET2と
接続され、さらに、MOSインバータ回路7と接続され
る。MOSインバータ7の出力は、N型MOSFETの
ゲートと出力のP型MOSFETIのゲートに接続され
る。次に第2の信号ラインは、入力1より、トランスフ
ァーゲートとして働くP型MOSFET3を経由し、プ
ルダウントランジスタとして働<NWIMOSFET6
に接続され、さらに、MOSインバータ8に接続さ6 れる。MOSインバータ8の出力は、N型FET6のゲ
ート及び、出力のN型MOSFET4のゲートに接続さ
れる。そして、P型MOSFETIのドレインとN型M
OSFET4のドレインを接続し出力1とする。
以上のように構成されたCMOSバツファ回路について
、以下にその動作を説明する。
まず、入力1に方形波が入ると、2系統に分かれている
信号ラインのうち、N型MOSFET5は、ゲートにV
DDが印加されており、ON状態にある。しかし、信号
のレベルにより、ON抵抗が異なり特に、入力レベル#
VDD−VTNに近づくと、ON抵抗が急激に高くなり
、高速動作では、出力がVDD/2程度までしか上がら
ない。
そのために、P型MOSFET2をプルアップトランジ
スタとして働かせる。そして、スレツショルドレベルを
VDD/2より高くしたMOSインバータ7により立ち
下りエッジのゆるやかな信号に変え、P型MOSFET
Iのゲートに伝える。
以上の一連の信号の伝達の流れを第2図の入力1.(P
3).(Pi)に示す。
次に、N型MOSFET4に信号を伝えるラインでは、
P型MOSFET3は、前述のP型MOSFET2とは
逆に、入力レベル#VTFに近づくとON抵抗が急激に
高くなり、高速動作では、出力レベルはVDD/2程度
までしか下らない。そのために、N型MOSFET6を
プルダウントランジスタとして働かせる。そして、スレ
ッシ式ルドレベルをVDD/2より低くしたMOSイン
バータ8により、立ち上りエッジのゆるやかな信号に変
え、N型MOSFET4のゲートに信号を伝える。以上
の一連の信号の流れを第2図の入力1,(P4).(P
2)に示す。そして、(Pi).(P2)の一連の動作
はまず(Pi).(P2)が“H”の時、P型MOSF
ETIはOFF,N型MOSFET4はON次に、(P
i).(P2)が“H″→“L”に変わる時は、(P2
)が先に“L”に変わり、(P1)=“H”,(P2)
=“L”の状態を経由して(P1)=“L”,(P2)
=“L″となる。この時、出力トランジスタはP型MO
SFET1=OFF,N型MOSFET4=OFFの状
態を経由して、P型MOSFET1=ON,N型MOS
FET4=OFFとなる。次に、(P 1). (P 
2)が“L″→″H″に変わる時は、(P1)が先に“
H”に変わり、(P1)=“H”,(P2)=“L″,
の状態を経由して(P1)=“H″.(P2)=“H”
となる。この時、出力トランジスタはP型MOSFET
IがOFF,N型MOSFETIがOFFの状態を経由
して、P型MOSFETIがOFF,N型MOSFET
IがONとなる。
以上のように、本実施例によれば、まず出力トランジス
タである、P型MOSFETI及び、N型MOSFET
4が、同時にONする事をなくし、出力トランジスタの
貫通電流を極力なくすことにより、出力波形のアンダー
ショットをおさえることができる。また、第1図及び、
第2図で示してある(Pi).(P2)の波形により、
出力1の波形の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジの傾
きがゆるやかになる。これらの結果により、方形波に含
まれる高調波の大きさを減らすこるができる。
9 この事は、第6図に示した従来のバッファ回路の出力波
形のFFT解析例と、第3図の本実施例であるバッファ
回路の出力波形のFFT解析例とを比較すれば明らかな
ように、本実施例によれば、特に、3次以上の高調波成
分をおさえることができる。
発明の効果 以上のように本発明は、出力のP型MOSFETのゲー
トに、N型MOSFETとプルアップ用P型MOSFE
TとMOSインバータで構成された回路を接続し、出力
のN型MOSFETのゲートにP型MOSFETとプル
ダウン用N型MOSFETとMOSインバータで構成さ
れた回路を接続することにより、入力に入る方形波信号
の立ち上りエッジ、立ち下りエッジの傾きをゆるやかに
し、オーバーショット,アンダーショットを極力おさえ
、高調波ノイズの発生をおさえることのできる優れたC
MOSバッファ回路を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
l0 第1図は本発明の一実施例におけるCMO Sバッファ
回路の回路図、第2図は本実施例におけるCMOSバッ
ファ回路の各端子の入・出力特性図、第3図は本実施例
におけるCMOSバッファ回路の方形波入力におけるF
FT解析例を示す図、第4図は従来のCMOSバッファ
回路の回路図、第5図は従来のCMOSバッファ回路の
入・出力特性図、第6図は従来のCMOSバッファ回路
の方形波入力におけるFFT解析例を示す図である。 1〜3・・・・・・P型MOSFET,4〜6・・・・
・・N型MOSFET,7〜10・・・・・・MOSイ
ンバータ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1のP型MOSFETのソースを電源電位VDDに接
    続し、そのドレインを第1のN型MOSFETのドレイ
    ンと接続して出力端子とし、前記第1のN型MOSFE
    Tのソースを接地電位VSSに接続し、前記第1のP型
    MOSFETのゲートに第1のMOSインバータの出力
    端を接続し、前記第1のMOSインバータの入力端に、
    前記第1のMOSインバータの出力端がゲートに接続さ
    れた第2のP型MOSFETのドレインを接続し、前記
    第1のMOSインバータの入力端にゲートを電源電位V
    DDに接続した第2のN型MOSFETのソースを接続
    し、前記第1のN型MOSFETのゲートに、第2のM
    OSインバータの出力端を接続し、前記第2のMOSイ
    ンバータの入力端に、前記第2のMOSインバータの出
    力端がゲートに接続された第3のN型MOSFETのド
    レインを接続し、前記第2のMOSインバータの入力端
    に、ゲートを接地電位VSSに接続した第3のP型MO
    SFETのソースを接続し、前記第2のN型MOSFE
    Tのドレインと前記第3のP型MOSFETのドレイン
    を接続し、前記第3のP型MOSFETのドレインを入
    力端子としたことを特徴とするCMOSバッファ回路。
JP2014134A 1990-01-23 1990-01-23 Cmosバッファ回路 Expired - Lifetime JP2697222B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100487097B1 (ko) * 1996-07-29 2005-08-25 주식회사 하이닉스반도체 디지털신호전달장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6416018A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Nec Corp Output buffer for mos semiconductor integrated circuit

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