JPH03222517A - Semiconductor logic circuit device - Google Patents
Semiconductor logic circuit deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体論理回路装置に関し、特にTTLレベ
ルインターフェスを実現する場合の入力バッファの回路
構成に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor logic circuit device, and particularly to a circuit configuration of an input buffer when realizing a TTL level interface.
第6図は従来の相補型MO8(以下、0MO8と称す)
論理回路装置の入力バッファ回路を示す図であり、例え
ば特鮨昭62−244149号公報に示されたものであ
る。この回路では、入力信号を入力保護回路を介して、
直接CMOSゲートに入力されている。この場合、外部
とのインターフニスレベルの整合は、CMOSゲートの
レシオ、すなわち、Pチャネル型MO5電界効果トラン
ジスタ(以下、PMO5FETと称す)とへチャネル型
IVI(JSt界効果トランジスタ(以下、NfViO
8FETと称す)との電流駆動能力の比を変化させて論
理しきい値電圧を変化させることによっておこなわれて
いた。例えば、]ゝransistor Transi
stor Logiclt下、TTLと称す)レベルイ
ンターフニスを実現する場合、NMUSFETとPMO
5FETとが同一のチャネル長であるとすると、NMU
SFETのチャネル幅をPMO8FETのチャネル幅に
比べかなり、大きくすることによってかこなっていた。Figure 6 shows the conventional complementary MO8 (hereinafter referred to as 0MO8)
It is a diagram showing an input buffer circuit of a logic circuit device, for example, as shown in Tokusushi Publication No. 62-244149. In this circuit, the input signal is passed through the input protection circuit.
It is directly input to the CMOS gate. In this case, the matching of the interface level with the outside is determined by the ratio of the CMOS gate, that is, the ratio of the P-channel MO5 field effect transistor (hereinafter referred to as PMO5FET) to the he-channel type IVI (JSt field effect transistor (hereinafter referred to as NfViO
This was done by changing the ratio of current drive capability with respect to the 8FET (referred to as 8FET) and changing the logical threshold voltage. For example, ]
When realizing a level interfnis (under stor Logiclt, referred to as TTL), NMUSFET and PMO
5FET have the same channel length, NMU
This was achieved by making the channel width of the SFET considerably larger than that of the PMO8FET.
しかしながら、上述したCMO5入力バッファにおいて
、’I゛TLレベルインターフェスを実現シた場合、チ
ャネル幅がNMUSFETの方が大きいので、NMO5
FETの電流駆動能力がPMO3FETのそnに比べて
非富に大きくなるため、出力波形の立上り、立下りのバ
ランスが悪くなる。特に、出力の負荷容量が大きくなっ
た場合、立上りの伝播遅延時間は、立下りのそnに比べ
大きくなるため、高速の入力信号憂こ対して、デユーテ
ィの確保が難しいという欠点がある。さらに、入力が2
.4V(T TL大入力論理e(Hllの最小電圧)の
場合、電隙正から接地に電流パスができ、消費電流が大
きくなる欠点がある。However, in the above-mentioned CMO5 input buffer, if an 'I゛TL level interface is realized, the channel width of NMUSFET is larger, so NMO5
Since the current drive capability of the FET is much larger than that of the PMO3FET, the balance between the rise and fall of the output waveform becomes unbalanced. In particular, when the load capacitance of the output becomes large, the propagation delay time of the rising edge becomes longer than that of the falling edge, so there is a drawback that it is difficult to secure a duty for a high-speed input signal. Furthermore, the input is 2
.. In the case of 4V (TTL large input logic e (minimum voltage of Hll)), a current path is created from the positive gap to the ground, which has the disadvantage of increasing current consumption.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、外部入力信号がT TLレベルの入力信号で
あっても、入力回路の論理しきい値電圧をCMOSゲー
トのレシオを変えて’l゛1゛Lレベルに合わせる必要
がない半導体論理回路装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above problems, and even if the external input signal is a TTL level input signal, the logic threshold voltage of the input circuit can be changed by changing the ratio of the CMOS gate. It is an object of the present invention to obtain a semiconductor logic circuit device that does not require adjustment to the '11'L level.
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体論理回路装置は、入力バッファ部
が、2つの異なる導電型の電界効果型トランジスタより
なる半導体論理回路装置にかいて、入力信号の電圧をレ
ベルシフトする回路を有し、かつ、レベルシフト回路の
出力を1導電型の電界効果型トランジスタのゲートに印
加し、他の導電型の電界効果型トランジスタのゲートに
は、レベルシフトされない入力信号が印加されるように
なされたものである。[Means for Solving the Problems] A semiconductor logic circuit device according to the present invention has an input buffer section that adjusts the voltage of an input signal to a level. The output of the level shift circuit is applied to the gate of a field effect transistor of one conductivity type, and the input signal that is not level shifted is applied to the gate of a field effect transistor of another conductivity type. It was made to be done.
この発明における半導体論理回路装置は、外部入力信号
がT TLレベルの入力信号であっても、PIVIO5
FETのゲートに印加される信号はこれよりレベルシフ
トした電圧分だけ高くなり、入力回路の1MO5FET
を完全にスイッチングできる。したがって、入力回路の
論理しきい値電圧をCMOSゲートのレシオを変えてT
TLレベルに合わせる必要がなく、十分な駆動力を有す
る1MO5FETを使用できるので、高速の入力信号の
デユーティを維持できる。さらに入力が2.4■のとき
もPMO5FE’I’を完全にOFFできるので消費電
力が小さくなる。In the semiconductor logic circuit device of the present invention, even if the external input signal is a TTL level input signal, the PIVIO5
The signal applied to the gate of the FET becomes higher by the level-shifted voltage, and the signal applied to the gate of the 1MO5FET in the input circuit
can be completely switched. Therefore, the logic threshold voltage of the input circuit can be changed to T by changing the ratio of the CMOS gate.
Since it is not necessary to adjust to the TL level and a 1MO5FET with sufficient driving force can be used, the duty of a high-speed input signal can be maintained. Furthermore, since PMO5FE'I' can be completely turned off even when the input is 2.4■, power consumption is reduced.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の第1実施例のバイポーラ相補型MO8(
以下、BiCMO3と称す)論理回路装置を示す図であ
る。この論理回路装置は、入力バッファ部にPNPトラ
ンジスタ(3)とダイオード(4)、(5Jからなるエ
ミッタフォロア回路によるレベルシフト回路を有し、そ
のベース入力を入力保護回路(2)の出力に接続し、そ
の出力を入力回路の1MO5FET(9)のゲートへ接
続している。一方、NMOSFEi’(3)のゲートは
入力保護回路(2)の出力に直接接続する。これにより
、入力信号パッド(1)から入力さ口た信号は、PIV
lo 5 F ET (9)のゲートへ入力されるとき
には、PNPバイポーラ・トランジスタ(3)とダイオ
ード(4)、(5)からなるエミッタフォロア回路によ
るレベルシフト回路により定められた電圧分だけ正電位
方向ヘシフトする。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure shows a bipolar complementary MO8 (
1 is a diagram showing a logic circuit device (hereinafter referred to as BiCMO3). This logic circuit device has a level shift circuit using an emitter follower circuit consisting of a PNP transistor (3), a diode (4), and (5J) in the input buffer section, and its base input is connected to the output of the input protection circuit (2). and its output is connected to the gate of 1MO5FET (9) of the input circuit.On the other hand, the gate of NMOSFEi' (3) is directly connected to the output of the input protection circuit (2).This allows the input signal pad ( The input signal from 1) is PIV
When input to the gate of lo 5 FET (9), the voltage is shifted in the positive potential direction by a voltage determined by a level shift circuit using an emitter follower circuit consisting of a PNP bipolar transistor (3) and diodes (4) and (5). shift to
次に、第1図に示すBiCMO5論理回路装置の動作を
第2図を用いて説明する。外部入力信号が’l’ T
Lレベルのとき、その規格により、入力電流がO,OV
カら0.8Vのとき論理11o”c’アリ、2.4■
から5.OVのとき論理−”である。そして、NMO5
FET (s)のゲートに印加される信号は入力信号と
電圧が等しいので、入力信号が論理II Ollのとき
、NMO8FET(8月よOFFとなり、入力信号が論
理”1”のとき、NMO5FET(s)はONとなって
いる。また、1MO5FET(9)のゲートに印加され
る信号は、レベルシフト回路(3) 、 (4) 、(
5)により’1” ’I’ Lレベルの論理°11”の
最小電圧2.4Vがレベルシフトした電圧分、すなわら
2.1■だけ高くなり4.5■となる。Next, the operation of the BiCMO5 logic circuit device shown in FIG. 1 will be explained using FIG. 2. External input signal is 'l' T
When at L level, the input current is O, OV according to the standard.
When the voltage is 0.8V from the logic 11o"c' ant, 2.4■
From 5. When OV, logic is “-”. Then, NMO5
The voltage of the signal applied to the gate of FET (s) is the same as that of the input signal, so when the input signal is logic II Oll, NMO8FET(s) is OFF, and when the input signal is logic "1", NMO5FET(s) is OFF. ) is ON. Also, the signal applied to the gate of 1MO5FET (9) is the level shift circuit (3), (4), (
5), the minimum voltage 2.4V of the logic degree 11'' at the L level of '1''I' increases by the level-shifted voltage, that is, 2.1■, and becomes 4.5■.
同様にして、入力信号の論理が“′O″のとき、1MO
5FET (9)のゲート電圧は2.1■から2.9V
である。入力信号の論理が1″のとき、PM(JSFE
T(9)のゲート電圧は4.5vになる。そしてPIV
I(JSFET(9)は入力信号の論理゛O′′のとき
、ONとなり、入力信号の論理°11”のとき、OFF
となり、入力回路のPIQiOS FE T (9)を
完全にスイッチングできる。Similarly, when the logic of the input signal is "'O", 1MO
The gate voltage of 5FET (9) is from 2.1■ to 2.9V
It is. When the logic of the input signal is 1'', PM (JSFE
The gate voltage of T(9) will be 4.5v. and PIV
I (JSFET (9) turns ON when the input signal logic is ゛O'', and turns OFF when the input signal logic is ゛11''.
Therefore, the input circuit PIQiOS FET (9) can be completely switched.
第3図はこの発明の第2実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the invention.
この第2実施例では、上述した第1実施例の構成で抵抗
(6) (7) カb リニPMO3FETQ51.
gtl 、 NMO8FETαηよりなる回路をもうけ
、パワーダウン信号(ト)によす電源を切断する構成が
付加されている。上記構成によりパワーダウン信号(ト
)がH(高レベル)のとき、待機時にレベルシフト回路
の電源が切断されるので消費電流が小さくなる。このと
き、エミッタフォロアによるレベルシフト回路(3)
、 (4) 。In this second embodiment, the configuration of the first embodiment described above is used, but resistors (6) (7) and capacitors PMO3FETQ51.
gtl, a circuit consisting of NMO8FETαη, and a configuration for cutting off the power supply using a power down signal (g) is added. With the above configuration, when the power down signal (g) is H (high level), the power to the level shift circuit is cut off during standby, so current consumption is reduced. At this time, a level shift circuit (3) using an emitter follower
, (4).
(5)に電源が印加されないので、PNPバイポーラト
ランジスタ(3)のベース電流が零になり、入力電流が
流れなくなる。Since no power is applied to (5), the base current of the PNP bipolar transistor (3) becomes zero, and no input current flows.
第4図はこの発明の第3実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
この第3実施例では上述した第1実施例の構成で、レベ
ルシフト回路以降の入力バッフ1回路としてCMOSバ
ッファ回路が使用されている。この第3実施例ではBi
CMUSバッファ回路にかわってCM(JSSバッフ回
路を使用したが、この場合も同様の効果が期待できる。In this third embodiment, a CMOS buffer circuit is used as one input buffer circuit after the level shift circuit in the configuration of the first embodiment described above. In this third embodiment, Bi
Although a CM (JSS buffer circuit) was used in place of the CMUS buffer circuit, similar effects can be expected in this case as well.
第5図はこの発明の第4実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
この第4実施例ではレベルシフト回路として2つのPN
Pバイポーラ・トランジスタ(3)、(11のダーリン
トン接続によるエミッタフォロアが使用されている。In this fourth embodiment, two PNs are used as the level shift circuit.
Emitter followers with Darlington connections of P bipolar transistors (3), (11) are used.
この第4実施例ではダーリントン接続したPNPバイポ
ーラ・トランジスタ(3)、Q’lを使用したことによ
り、電流増幅率が大きくなるので入力パッドに流れる入
力電流をより小さくすることができる。In this fourth embodiment, by using the Darlington-connected PNP bipolar transistor (3) and Q'l, the current amplification factor is increased, so that the input current flowing to the input pad can be further reduced.
以上のようfこ、PNPバイポーラ・トランジスタによ
るレベルシフト回路に2個のダイオード(4)。As mentioned above, there are two diodes (4) in the level shift circuit using PNP bipolar transistors.
(5ンを使用したものを示したが、この発明は上記実施
例に限定されるものではない。xittt圧低下時の動
作マージンを増大するために、PNPバイポーラ・トラ
ンジスタ(3)と2個のダイオード(4)、(5)より
構成されるレベルシフト回路のシフト電圧を本実施例と
は異なる電圧にするため、これらダイオードの個数を適
宜、変更してもよく、上記と同様の効果が期待できる。(Although the present invention is not limited to the above embodiment, a PNP bipolar transistor (3) and two In order to make the shift voltage of the level shift circuit composed of diodes (4) and (5) different from that in this embodiment, the number of these diodes may be changed as appropriate, and the same effect as above is expected. can.
以上のように、この発明によれば入力バッファのPMO
8FETのゲート電圧を1’ T Lレベルより正の方
向にシフトした電圧を印加するように構成したので、入
力バッファ回路の消費電流が小さくなり、かつ入力バッ
ファ回路の縦続接続の段数が少なくなるので高速のもの
が得らnる効果がある。As described above, according to the present invention, the PMO of the input buffer
Since the gate voltage of the 8FET is configured to apply a voltage shifted in a positive direction from the 1'T L level, the current consumption of the input buffer circuit is reduced, and the number of stages in the cascade connection of the input buffer circuits is reduced. This has the advantage of being fast.
第1図はこの発明の第1実施例による論理回路装置を示
す図、第2図は第1図に示される論理回路装置の動作を
説明する図、第3図はこの発明の第2実施例を示す図、
第4図はこの発明の第3実施例を示す図、第5図はこの
発明の第4実施例を示す図、第6図は従来の1理回路装
置を示す図である。
図において、(1)は入力信号パッド、(2)は入力保
護回路、(3)、QlはPNPバイポーラ・トランジス
タ、(4)、(5)はダイオード、(6ン、叫、 1.
ILlは抵抗、(7)は電源、(3)、q7!はNM(
JSFhT、(9)、Ql、四はPfVl(JSFET
% (6)、a4はNPNバイポーラ・トランジスタ、
α勾は出力信号パッド、備はパワーダウン信号である。
なお、各図中、同一符号は同一 または相当部分を示す
。
1 入17ノマツト
2 N力保護匡■詣
3:PNPトランシ又夕
手、5 タ゛イオード
A、/θ、IIl 力(若し
第1図
7:電漕、
&:NI−jO5FET
7 P門05FE丁
/2 13:NPNトランジスタ
l+ エワバツドFIG. 1 is a diagram showing a logic circuit device according to a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a diagram explaining the operation of the logic circuit device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the invention. A diagram showing
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the invention, FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the invention, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional single logic circuit device. In the figure, (1) is an input signal pad, (2) is an input protection circuit, (3), Ql is a PNP bipolar transistor, (4) and (5) are diodes, (6), (1.
ILl is a resistor, (7) is a power supply, (3), q7! is NM(
JSFhT, (9), Ql, 4 is PfVl (JSFET
% (6), a4 is an NPN bipolar transistor,
α is the output signal pad, and Bi is the power down signal. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. 1 Input 17 Nomatsu 2 N force protection case 3: PNP transistor or evening hand, 5 diode A, /θ, IIl force (or Figure 1 7: electric row, &: NI-jO5FET 7 P gate 05FE diode/ 2 13:NPN transistor l+ Ewabutsudo
Claims (1)
ランジスタよりなる半導体論理回路装置において、入力
信号の電圧をレベルシフトする回路を有し、かつ、レベ
ルシフト回路の出力を1導電型の電界効果型トランジス
タのゲートに印加し、他の導電型の電界効果型トランジ
スタのゲートには、レベルシフトされない入力信号が印
加されることを特徴とする半導体論理回路装置。In a semiconductor logic circuit device in which an input buffer section includes field effect transistors of two different conductivity types, the semiconductor logic circuit device has a circuit for level shifting the voltage of an input signal, and the output of the level shift circuit is shifted by field effect transistors of one conductivity type. 1. A semiconductor logic circuit device, wherein an input signal is applied to a gate of a field-effect transistor of a conductivity type, and an input signal whose level is not shifted is applied to a gate of a field-effect transistor of another conductivity type.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019461A JPH03222517A (en) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Semiconductor logic circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019461A JPH03222517A (en) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Semiconductor logic circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03222517A true JPH03222517A (en) | 1991-10-01 |
Family
ID=11999966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019461A Pending JPH03222517A (en) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Semiconductor logic circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03222517A (en) |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019461A patent/JPH03222517A/en active Pending
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