JPH0346268A - 半導体装置のcmos型入力バッファ回路 - Google Patents

半導体装置のcmos型入力バッファ回路

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JPH0346268A
JPH0346268A JP1181410A JP18141089A JPH0346268A JP H0346268 A JPH0346268 A JP H0346268A JP 1181410 A JP1181410 A JP 1181410A JP 18141089 A JP18141089 A JP 18141089A JP H0346268 A JPH0346268 A JP H0346268A
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JP
Japan
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transistor
battery backup
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normal operation
turned
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JP1181410A
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Takashi Yoshimori
吉森 崇
Keiji Matsumoto
圭司 松本
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1078Data input circuits, e.g. write amplifiers, data input buffers, data input registers, data input level conversion circuits
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    • G11INFORMATION STORAGE
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置のCMOS型入力バッファ回路に
関する。
(従来の技術) 最近の電子機器においては、主電源オフ時においても内
部の設定条件や動作結果などを保7jできるように、バ
ッテリバックアップモードを備えたものが増えている。
バッテリバックアップモードにおいては、その電源とし
ていわゆるバッテリを使用している。そのため、特にバ
ッテリバックアップモードの間は、さらには主電源によ
る通常動作モードからバッテリバックアップモードへの
移行時においても、極力電流消費を低減させる必要があ
る。CMOS型デバイスは、その基本構造と動作原理に
基づいて、静的な状態においてはほとんど電流を消費し
ない。これに着目し、バラチリバックアップ時のデータ
保存のために、CMOS型デバイスを用いるのが通例で
ある。
第6図は、以上に説明したCMOS型デバイスを用いた
バッテリバックアップモードを有する電子機器の基本構
造を示す。
同図かられかるように、通常動作モードにおいては、主
電源3から全てのシステム構成要素、即ち、データ保存
用CMOSデバイス1及びその他の電源供給を必要とす
るデバイスや機器等の回路5に電源が供給される。
バッテリバックアップモード、すなわち、電源スィッチ
4による主電源3のオフ時には、バッテリ2からデータ
保存用CMOSデバイス1にのみ電源が供給される。
(発明が解決しようとする課題) このような従来技術においては、通常動作モードからバ
ッテリバックアップモードに移行する際に次のような問
題が生ずる。すなわち、移行時にデバイス1の人力バッ
ファ部分に貫通電流が流れ、そのためにバッテリ2が消
耗してしまうことがある。この問題のメカニズムを以下
に説明する。即ち、一般に、CMOSデバイスの人カバ
ソファは第7図のように、P−ch−MO8I−ランリ
スタTrlとN−ch−MOSトランジスリスr2とが
直列に接続されている。従って入力端INにOvもしく
は電源電圧Vccが加えられた場合には、P−ch−T
riもしくはN−ch−Tr2のいずれかがオンし、他
方がオフする。このように、いずれかのトランジスタが
オフしていることから、直流電流を消費することはない
。しかしながら、入力端INに中間電位が加わった場合
には、Trl、Tr2の両方が同時にオン状態になり、
いわゆる貫通電流が流れる。従って、第6図において、
通常動作モードからバッテリバックアップモードへの移
行時において、回路5からデバイス1へのインタフェー
ス部分が何らかの原因によって中間電位になってしまう
場合には、前述のバッテリ消耗の原因となってしまう。
第7図の人力バッファ回路にプルアップ抵抗を入れるこ
とにより、多少の改善にはなる。しかしながら、通常、
CMOSデバイスのプルアップ抵抗は数にΩ以上である
。そのため、第6図における回路5の中間電位が、それ
以下のインピーダンスで比較的長時間係たれる場合には
プルアップ抵抗の効果が無くなる。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
通常動作モードからバッテリバックアップモードへの移
行時においても、貫通電流が流れないようにした、半導
体装置のCMO3型O3型〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明の第1の半導体装置のCMO3型人カバソファ回
路は、Pチャネルの第1トランジスタとNチャネルの第
2トランジスタとを直列に接続した、半導体装置のCM
OS742人カバッフ7回路において、前記第1及び第
2トランジスタと直列に接続され、前記半導体装置が主
電源により動作する通常動作モード時にオンし、バッテ
リバックアップモード時にオフする第1スイッチング素
子を備えるものとして構成される。
本発明の第2の半導体装置のC M O S型入力バッ
ファ回路は、Pチャネルの第1トランジスタとNチャネ
ルの第2トランジスタとを直列に接続した、半導体装置
のCMO3型O3型 おいて、前記第1及び第2トランジスタを直列に接続さ
れ、前記半導体装置が主電源により動作する通常動作モ
ード時にオンし、バッテリバックアップモード時にオフ
する第1スイッチング素f−と、前記第1及び第2トラ
ンジスタのいずれかのトランジスタと並列に接続され、
前記通常動作モード時にオフし、前記バッテリバックア
ップモード時にオンする第2スイッチング素子と、を備
えるものとして構成される。
(作 用) 本発明の第1及び第一2の発明において、通常動作時に
は第1及び第2スイッチング素子がそれぞれオン、オフ
する。このため、通常の入力バッフ7回路として動作す
る。バッテリバックアップモード時には、第1及び第2
スイッチング素子がそれぞれオフ、オンする。これによ
り、貫通電流の流路は遮断され、且つ出力として電源電
位に固定された電位が得られる。これにより、電流消費
が極力抑えられる。また、本発明の第2の発明において
は、出力として電源電位が得られ、中間電位が得られる
ことはない。よって、後段の回路に中間電位が伝わるの
が防止され、後段の回路での貫通電流の発生も抑制され
る。
(実施例) 第1図は、本発明の一実施例の人力バッフ7回路IBの
回路図である。第1図において、第7図と同等の構成要
素には第7図と同一の符号を付している。第1図の回路
が第7図の回路と異なる点は以下通りである。即ち、ト
ランジスタTrlに並列に制御用のP−ch)ランリス
タTr3を接続している。トランジスタTr2に直列に
制御用のN−ch)ランリスタTr4を接続している。
トランジスタTr3.Tr4のゲートには制御端子CT
からの制御信号(コントロール信号)Cを加え得るよう
にしている。このコントロール13号Cは、前述の通常
動作モードからバッテリバックアップモードへ移行する
タイミングによってレベル変化する信号である。そして
、そのコントロール信号Cは、通常動作モード時にはH
レベルであり、バッテリバックアップモード時にはLレ
ベルである。このようなコントロール信号Cのレベル変
化によって、第1図の回路自体も、運営動作モードとバ
ッテリバックアップモードとに切り換えられる。
以下に、第1図の回路の動作を説明する。
通常動作モード時には、コントロール端子CTにはHレ
ベルのコントロール信号Cが加えられている。これによ
り、制御用のトランジスタTr3はオフ、Tr4はオン
した状態にある。これにより、第1図の回路は、普通の
人力バッファとして機能する。
また、装置全体がバッテリバックアップモードへ移行す
ると、その移行のタイミングに、コントロール信号がH
→Lとレベル変化する。これにより、トランジスタTr
3はオフ→オンへ変化し、トランジスタTr4はオン→
オフへ変化する。トランジスタTr4がオフしているこ
とから、装置全体のモード移行の過程において、入力端
INN:どのような電圧が加わっても、電源Vccから
アースへの貫通電流が流れることはない。また、トラン
ジスタTr3のオンによって出力端OUTはHレベルに
固定される。このため、第1図の人力バッファ回路の次
段以後に接続される内部回路にH,Lの中間電位が伝搬
することもない。これにより、上記次段の内部回路にお
いても、中間電位に基づく貫通電流が生じるのを防ぐこ
とができる。
第2図は、先に説明した第6図と対応するもので、第1
図の人力バッファ回路を適用した電子機器の一般形を示
す。この第2図において、第6図、と同等の回路構成要
素には第6図と間−の符号を付している。第2図が第6
図と異なる点は以下の通りである。データ保存用CMO
Sデバイス1Aは入力バッファとして第1図の入カバッ
ファM路IBを有する。この人力バッファ回路に加える
制御信号Cを得るため、主電源3の正端側を抵抗Rを介
して負端側に接続し、その抵抗Rの一端を入力バッファ
回路の制御端子CTに接続している。
第2図の装置において、電源スィッチ4のオン状態にお
いては、通常動作モードにある。上記スイッチ4のオフ
に伴ってバッテリバックアップモード状態に移行する。
上記スイッチのオフに佇って抵抗Rでの電位降下がなく
なり、制御信号CはH−+Lとレベル変化する。このレ
ベル変化によって、第1図で説明したように、人力バッ
フ7回路もバッテリバックアップモードに移行し、貫通
電流の流れるのが阻止される。
第3図〜第5図は本発明のそれぞれ異なる実施例を示す
ものである。
次段に接続される回路装置がプルアップ叉はプルダウン
されているものであれば、第1図におけるトランジスタ
Trlに並列なトランジスタTr3は不要である。第3
図は、第1図のトランジスタTr3を省略したものであ
る。この第3図は、次段の回路装置D1がプルアップさ
れている場合の入力バッファを示す。即ち、第3図にお
いて、出力端OUTは次段の回路装置D1の入力端に接
続されている。その入力端においては、インバータIV
oの入力端がプルアップ抵抗R1によって電源Vccに
接続され、プルアップされる。
第4図は、第3図のアース側のトランジスタTr4に代
えて、電源Vce側のトランジスタTr6を用いたもの
である。ただし、トランジスタTr6はP−chである
ため、制御端子CTに人力させる制御信号Cをインバー
タIV、で反転して制御信号C1を作り、この信号C1
をトランジスタTr6のゲートに加えるようにしている
第5図においては、第1図の人力バッファにおいてはト
ランジスタTrlに並列にトランジスタTr3に並列に
トランジスタTr3を設けると共にトランジスタTr2
のアース側にトランジスタTr4を設けているのに対し
、トランジスタTriの電源Vce側にトランジスタT
r7を設けると共にトランジスタTr2に並列にトラン
ジスタTr8を設けている。ただし、トランジスタTr
7.Tr8としてそれぞれ第1図の場合とは逆のタイプ
、即ち、P−ch及びN−chのものを用いているので
、第4図の場合と同様に、制御信号CをインバータIV
Iで反転して制御信号C1を作り、それをトランジスタ
Tr7.Tr3のゲートに加えるようにしている。第5
図の出力端OUTからは、バッテリバックアップモード
時にはLレベルの信号が出力される。
なお、上記実施例では、第2図の抵抗Rから、バッテリ
バックアップモードへの移行のタイミングを検出するよ
うにしているが、そのタイミングの検出はそのような手
段に限ることなく、他のいかなる手段によるものでもよ
い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、通常動作モードからバッテリバックア
ップモードへの移行峙に貫通電流が流れるのを防止でき
る。また、出力が中間電位になるのを防+LLで後段の
回路でも貫通電流が流れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図はそれを
適用した電子機器の回路図、第3図〜第5図は本発明の
それぞれ異なる実施例の回路図、第6図は従来の電子機
器の回路図、第7図は従来の人力バッフ7回路の回路図
である。 Tr  ・・・第1トランジスタ、T r 2・・・第
2トランリスタ、IB・・・人力バッフ7回路、Tr 
  Tr  、Tr7・・・第1スイッチング素f−1
4゛6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Pチャネルの第1トランジスタとNチャネルの第2
    トランジスタとを直列に接続した、半導体装置のCMO
    S型入力バッファ回路において、前記第1及び第2トラ
    ンジスタと直列に接続され、前記半導体装置が主電源に
    より動作する通常動作モード時にオンし、バッテリバッ
    クアップモード時にオフする第1スイッチング素子を備
    えることを特徴とする半導体装置のCMOS型入力バッ
    ファ回路。 2、Pチャネルの第1トランジスタとNチャネルの第2
    トランジスタとを直列に接続した、半導体装置のCMO
    S型入力バッファ回路において、前記第1及び第2トラ
    ンジスタと直列に接続され、前記半導体装置が主電源に
    より動作する通常動作モード時にオンし、バッテリバッ
    クアップモード時にオフする第1スイッチング素子と、
    前記第1及び第2トランジスタのいずれかのトランジス
    タと並列に接続され、前記通常動作モード時にオフし、
    前記バッテリバックアップモード時にオンする第2スイ
    ッチング素子と、 を備えることを特徴とする半導体装置のCMOS型入力
    バッファ回路。
JP1181410A 1989-07-13 1989-07-13 半導体装置のcmos型入力バッファ回路 Pending JPH0346268A (ja)

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