JPH05129927A - Cmos論理回路の微小遅延時間分解能可変遅延回路 - Google Patents

Cmos論理回路の微小遅延時間分解能可変遅延回路

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JPH05129927A
JPH05129927A JP3293232A JP29323291A JPH05129927A JP H05129927 A JPH05129927 A JP H05129927A JP 3293232 A JP3293232 A JP 3293232A JP 29323291 A JP29323291 A JP 29323291A JP H05129927 A JPH05129927 A JP H05129927A
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JP
Japan
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circuit
source
drain
delay time
time resolution
Prior art date
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Application number
JP3293232A
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English (en)
Inventor
Katsumi Ochiai
克己 落合
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CMOS論理回路の微小遅延時間分解能可変
遅延回路を提供する。 【構成】 ドレインとソースとを相互接続したPチャン
ネルMOSFETQ1およびQ2を具備し、ソースとド
レインとを相互接続したNチャンネルMOSFETQ3
およびQ4を具備し、Q2のドレインとQ3のドレイン
とは相互接続し、Q1のソースは電圧源VDDに接続
し、Q4のソースは接地し、Q1ないしQ4のFETの
ゲートは相互接続してこれを入力端INとし、Q2のド
レインとFETQ3のドレインの相互接続点を出力端O
UTとし、入力の立ち上がり時にFETQ3の動作を僅
かに遅延せしめる一方立ち下がり時にFETQ2の動作
を僅かに遅延せしめる遅延動作を実施するか否かを決定
する回路を具備し、これをCMOS論理回路の微小遅延
時間分解能可変遅延回路とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、CMOS論理回路の
微小遅延時間分解能可変遅延回路に関し、特にCMOS
論理回路の入出力間遅延時間の製造バラツキを補正する
ための微小遅延時間分解能可変遅延回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電子回路を製造すれば、製造された電子
回路の入出力間はそれぞれに固有の遅延時間を有するも
のとなることは言うまでもない。CMOS論理回路を製
造する時も当然にCMOS論理回路の入出力間はそれぞ
れ固有の遅延時間を有するものとなるのであるが、CM
OS論理回路はバイポーラ・トランジスタにより論理回
路を構成する場合と比較してこの遅延時間の製造バラツ
キが大きい。従って、遅延時間のバラツキが大きいCM
OS論理回路を採用して各種の回路を設計した場合、タ
イミング・マージンが不足することにもつながる。この
CMOS論理回路間の遅延時間のバラツキを補正するた
めに微小遅延時間分解能可変遅延回路が必要となる。
【0003】この種の微小遅延時間分解能可変遅延回路
の従来例として次のようなものがある。これを図1を参
照して説明する。図1において、A、Bは遅延時間を異
にするバッファであり(例えば、遅延時間A=B/
2)、MUXはこれらのバッファを選択し、或いは選択
しない切り替えのためのマルチプレクサである。SEL
はマルチプレクサMULの選択信号である。
【0004】ここで、例えば、SEL0によりバッファ
Aを選択し、SEL1によりバッファを選択せず、SE
L2によりバッファを選択しない場合、設定される遅延
時間は1個のバッファAのみによる最小のものとなる。
また、SEL0によりバッファBを選択し、SEL1に
よりバッファBを選択し、SEL2によりバッファB、
Bを選択する場合は、設定される遅延時間は4個のバッ
ファBによる遅延時間の総和された最大のものとなる。
これら最小遅延時間と最大遅延時間との間に種々の遅延
時間を設定することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の通り
の微小遅延時間分解能可変遅延回路はINからOUTま
での遅延回路そのもの遅延時間Tdが比較的に大きいこ
とに起因して可変遅延回路自体の遅延時間のバラツキが
大きくなる欠点を有する。そして、この微小遅延時間分
解能可変遅延回路は、これをゲートアレイにおいて形成
しようとする場合、その配線の長さが大となるところか
ら配線に考慮を払う必要があり、その分設計に困難が伴
う。また、最小の遅延時間を形成するバッファAの遅延
時間を小さく構成すれば微小遅延時間分解能を得ること
が可能のようにも考えられるが、これにも自ずと限度が
あり、結局微小遅延時間分解能を得ることが困難であ
る。
【0006】この発明は、上述の通りの欠点、問題を解
消した微小遅延時間分解能可変遅延回路を提供しようと
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】ドレインとソースとを相
互接続した第1および第2のPチャンネルMOSFET
Q1およびQ2を具備し、ソースとドレインとを相互接
続した第1および第2のNチャンネルMOSFETQ3
およびQ4を具備し、第2のPチャンネルMOSFET
Q2のドレインと第1のNチャンネルMOSFETQ3
のドレインとは相互接続し、第1のPチャンネルMOS
FETQ1のソースは電圧源VDDに接続し、第2のN
チャンネルMOSFETQ4のソースは接地し、第1な
いし第4のFETのゲートは相互接続してこれを入力端
INとし、第2のPチャンネルMOSFETQ2のドレ
インと第1のNチャンネルMOSFETQ3のドレイン
の相互接続点を出力端OUTとし、入力の立ち上がり時
に第1のNチャンネルMOSFETQ3の動作を僅かに
遅延せしめる一方立ち下がり時に第2のPチャンネルM
OSFETQ2の動作を僅かに遅延せしめる遅延動作を
実施するか否かを決定する回路を具備し、これをCMO
S論理回路における微小遅延時間分解能可変遅延回路と
した。
【0008】
【実施例】この発明の実施例を図2を参照して説明す
る。ドレインとソースとを相互接続したPチャンネルM
OSFETQ1およびQ2より成る第1の組を具備し、
ソースとドレインとを相互接続したNチャンネルMOS
FETQ3およびQ4より成る第2の組を具備し、ドレ
インとソースとを相互接続したPチャンネルMOSFE
TQ5およびQ7より成る第3の組を具備し、ドレイン
とソースとを相互接続したNチャンネルMOSFETQ
6およびQ8より成る第4の組を具備し、第1の組およ
び第2の組のドレインは相互接続し、第1の組のソース
は電圧源VDDに接続し、第2の組のソースは接地し、
第3の組のソースは第1の組のドレインとソースとを相
互接続した点に接続する一方そのドレインは接地し、第
4の組のソースは第2の組のソースとドレインとを相互
接続した点に接続する一方そのドレインは電圧源VDD
に接続し、第1の組および第2の組のゲートは相互接続
してこれを入力端とし、第3の組および第4の組のソー
スに対応するFETQ5およびQ6のゲートを第1の組
および第2の組のドレイン相互接続点に接続してこれを
出力端とし、第3の組のFETQ7のゲートにはインバ
ータINVを介して選択信号を供給する一方第4の組の
FETQ8には直接選択信号を供給してこれらFETを
共にオン或いはオフにするように構成してこれをCMO
S論理回路の微小遅延時間分解能可変遅延回路とした。
【0009】先ず、選択信号SELを0とした場合につ
いて説明する。SEL=0のときは、PチャンネルMO
SFETQ7は選択信号SEL=0がインバータINV
を介して反転して(1となって)ゲートに印加されるこ
とによりオフとなり、NチャンネルMOSFETQ8は
選択信号SEL=0がそのままゲートに印加されること
によりオフとなる。FETQ7およびFETQ8が共に
オフとなった結果、PチャンネルMOSFETQ5、N
チャンネルMOSFETQ6のドレインは開放し、結局
これらQ5、Q6は接続されていないに等しいものとな
る。
【0010】従って、SEL=0のとき、図2の回路の
等価回路は図3(a)に示される通りのものとなる。こ
れはCMOSインバータ回路である。このCMOSイン
バータ回路の入出力の電位は図4(a)に示される通り
である。ここで、VthN はNチャンネルMOSFETの
ドレイン電流が流れ始めるゲート・ソース電圧であり、
thP はPチャンネルMOSFETのドレイン電流が流
れ始めるゲート・ソース電圧であるものとすると、入力
INがVthN 以下の低レベルの場合は、PチャンネルM
OSFETQ1およびQ2は共にオン、NチャンネルM
OSFETQ3およびQ4はオフとなって、出力OUT
は電源電圧VDDとなる。入力INがVthP 以上の高レ
ベルの場合は、PチャンネルMOSFETQ1およびQ
2は共にオフ、NチャンネルMOSFETQ3およびQ
4はオンとなって、出力OUTは接地電圧VSSとな
る。入力INがVthN とVthP の間の一瞬においてはこ
れらFETのオン抵抗の分圧比に相当する電圧が出力さ
れることとなる。
【0011】次に、選択信号SELを1とした場合につ
いて説明する。SEL=1のときは、PチャンネルMO
SFETQ7は選択信号SEL=1がインバータINV
を介して反転して(0となって)ゲートに印加されるこ
とによりオンとなり、NチャンネルMOSFETQ8は
選択信号SEL=1がそのままゲートに印加されること
によりオンとなる。FETQ7およびFETQ8が共に
オンとなった結果、PチャンネルMOSFETQ5のド
レインには接地電圧VSSが印加される一方、Nチャン
ネルMOSFETQ6のドレインには電源電圧VDDが
印加されるに到る。
【0012】従って、SEL=1のとき、図2の回路の
等価回路は図3(b)に示される通りのものとなる。こ
の等価回路の入出力の電位は図4(b)に示される通り
である。ここで、入力INに0から1に立ち上がる波形
が入力されたとき、図3(a)に示される等価回路の場
合は波形がVthN を超えたところでFETのオン抵抗の
分圧比に対応した電圧が出力されたのであったが(図4
(b)下方のOUTを参照)、この図3(b)に示され
る等価回路の場合は波形がVthN を超えてもNチャンネ
ルMOSFETQ6がオンであるところから、Nチャン
ネルMOSFETQ3のソースにはVDDに近い電圧が
加わっており、そのためにFETQ3のゲート・ソース
間電圧がVthN を超えるには到らず、FETQ3はオフ
の状態を持続する。入力波形が増大してVthN を超える
とPチャンネルMOSFETQ1およびQ2は共にオフ
となるが、これにともなって出力OUTの電圧が降下す
ると共にFETQ6もオフするに到る。FETQ6がオ
フしたことによりFETQ3のソース電位が降下した結
果、FETQ3のゲート・ソース間電圧がVthN を超え
ることとなってFETQ3はオンとなる。従って、出力
OUTには0が出力される。
【0013】入力INの波形が0から1に立ち下るとき
は、PチャンネルMOSFETQ5が上述のNチャンネ
ルMOSFETQ6の動作と全く同一の動作をして出力
の降下がVthN から開始されることとなる(図5参
照)。SEL=0のときと、SEL=1のときにおける
入力INと出力OUTの関係をまとめて表示すると図5
の如くになる。図5において、OUTの細線はSEL=
0の場合を示し、太線はSEL=1の場合を示す。SE
L=1の太線の場合はSEL=0の細線の場合と比較し
て図において右方に少し変位しており、遅延時間がより
大きいことを示している。この遅延時間の増加はNチャ
ンネルMOSFETQ3およびPチャンネルMOSFE
TQ2の動作を上述の如くに遅延せしめたことによるこ
とは言うまでもない。
【0014】
【発明の効果】上述の通りの回路は、選択信号SEL=
0とするか、或いはSEL=1とするかに依って遅延時
間を異にすることができ、その遅延時間は極く微小なも
のであるので、これにより微小遅延時間分解能可変遅延
回路を構成することができる。そして、これを例えば図
1に示される従来例の如くに多段に縦続接続しても、出
来上がりの遅延回路の間に遅延時間のバラツキは生ぜ
ず、またゲートアレイに組み込む場合にも格別配線によ
る遅延時間の差異に留意する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】微小遅延時間分解能可変遅延回路の従来例を示
す図。
【図2】この発明の微小遅延時間分解能可変遅延回路を
示す図。
【図3】図2の回路の等価回路を示し、(a)はSEL
=0のときの等価回路を示す図であり、(b)はSEL
=1のときの等価回路を示す図である。
【図4】図3の等価回路の入出力の電位を示す図であ
り、(a)はSEL=0のときのものであり、(b)は
SEL=1のときのものである。
【図5】SEL=0のときと、SEL=1のときの入出
力の関係をまとめて示す図。
【符号の説明】
Q1 PチャンネルMOSFET Q2 PチャンネルMOSFET Q3 NチャンネルMOSFET Q4 NチャンネルMOSFET Q5 PチャンネルMOSFET Q6 NチャンネルMOSFET Q7 PチャンネルMOSFET Q8 NチャンネルMOSFET VDD 電圧源 VSS 接地 INV インバータ IN 入力 OUT 出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 6959−5J H03K 19/094 B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドレインとソースとを相互接続したPチ
    ャンネルMOSFETより成る第1の組を具備し、ソー
    スとドレインとを相互接続したNチャンネルMOSFE
    Tより成る第2の組を具備し、ドレインとソースとを相
    互接続したPチャンネルMOSFETより成る第3の組
    を具備し、ドレインとソースとを相互接続したNチャン
    ネルMOSFETより成る第4の組を具備し、第1の組
    および第2の組のドレインは相互接続し、第1の組のソ
    ースは電圧源に接続し、第2の組のソースは接地し、第
    3の組のソースは第1の組のドレインとソースとを相互
    接続した点に接続する一方そのドレインは接地し、第4
    の組のソースは第2の組のソースとドレインとを相互接
    続した点に接続する一方そのドレインは電圧源に接続
    し、第1の組および第2の組のゲートは相互接続してこ
    れを入力端とし、第3の組および第4の組のソースに対
    応するFETのゲートを第1の組および第2の組のドレ
    イン相互接続点に接続してこれを出力端とし、第3の組
    および第4の組の他方のFETを共にオン或いはオフに
    する回路をこれらFETのゲートに接続したことを特徴
    とするCMOS論理回路の微小遅延時間分解能可変遅延
    回路。
JP3293232A 1981-11-28 1991-11-08 Cmos論理回路の微小遅延時間分解能可変遅延回路 Pending JPH05129927A (ja)

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US08/253,216 US5440260A (en) 1991-08-14 1994-06-02 Variable delay circuit
US08/394,249 US5495197A (en) 1991-08-14 1995-02-24 Variable delay circuit
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Effective date: 20010116