JPH05152936A - 論理回路 - Google Patents

論理回路

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JPH05152936A
JPH05152936A JP3316362A JP31636291A JPH05152936A JP H05152936 A JPH05152936 A JP H05152936A JP 3316362 A JP3316362 A JP 3316362A JP 31636291 A JP31636291 A JP 31636291A JP H05152936 A JPH05152936 A JP H05152936A
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input
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signal
output
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JP3316362A
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English (en)
Inventor
Satoru Kurotsu
悟 黒津
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力信号の排他的論理和もしくは、否定排他
的論理和が得られる出力端子の電位を速く、確実に固定
する。 【構成】 入力端子101,103の双方にハイレベル
の信号が入力された時、出力端子105をハイレベルに
し、どちらか1方にローレベルの信号が入力された時、
出力端子105をローレベルにする第1論理ゲートと、
入力端子101,103の双方にローレベルの信号が入
力された時、出力端子107をローレベルにし、どちら
か1方にハイレベルの信号が入力された時出力端子10
7をハイレベルにする第2論理ゲートと、出力端子10
5がハイレベルのとき出力端子107をローレベルにす
るNMOS117と、出力端子107がローレベルのと
き出力端子105をハイレベルにするPMOS119と
から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2つの入力信号の排他
的論理和もしくは否定排他的論理和を得る論理回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、2つの入力信号の排他的論理和を
得る技術として特開平02−168726号公報に開示
されているものがあった。
【0003】以下、上記公報に開示された技術を簡単に
説明する。
【0004】図2は、従来の排他的論理和回路の回路図
である。
【0005】この回路は、PMOSトランジスタ20
7,209とプルダウン抵抗211の3素子から構成さ
れる。PMOSトランジスタ207のソースは、第1入
力端子201およびPMOSトランジスタ209のゲー
トに接続されている。PMOSトランジスタ209のソ
ースは、第2入力端子203およびPMOSトランジス
タ207のゲートに接続されている。また、PMOSト
ランジスタ207のドレインは、PMOSトランジスタ
209のドレインと接続されると共に、一端が接地され
ているプルダウン抵抗211の他端と共に出力端子20
5に接続されている。
【0006】次に動作について説明する。
【0007】まず、第1および第2入力端子201,2
03がともにハイレベル(5V)のとき、PMOSトラ
ンジスタ207,209は、ともにオフ状態であり、第
1および第2入力端子201,203に入力されたハイ
レベルは、出力端子205には伝えられない。従って、
出力端子205は、プルダウン抵抗211によって、ロ
ーレベルになる。
【0008】次に、第1入力端子201のみをローレベ
ル(0V)にすると、PMOSトランジスタ209がオ
ン状態になる。従って、第2入力端子203に入力され
たハイレベルが、このPMOSトランジスタ209を介
して出力端子205に伝えられる。また、第2入力端子
203のみをローレベルにしたときも同様に、出力端子
205は、ハイレベルになる。
【0009】次に、第1および第2入力端子201,2
03をともにローレベルにすると、PMOSトランジス
タ207,209はともにオン状態になる。
【0010】従って、第1および第2入力端子201,
203に入力されたローレベルが、PMOSトランジス
タ207,209を介して、出力端子205に伝えられ
る。この時、プルダウン抵抗211は、ハイレベルであ
った出力端子205の電荷を放電する役割を果してい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の回路では、プルダウン抵抗211によって、この排他
的論理和回路の性能が左右されてしまうという問題点が
あった。
【0012】即ち、第1もしくは第2入力端子201,
203のいずれか一方がローレベルで他方がハイレベル
のとき、出力端子205はハイレベルになるが、プルダ
ウン抵抗211の抵抗値が小さいと、このプルダウン抵
抗211によって出力端子211の電位が下がり、誤動
作を起こしてしまう。さらにその際にプルダウン抵抗2
11には、多大な電流が流れるため消費電力の増大を招
いてしまう。
【0013】また、ローレベルであった第1もしくは第
2入力端子201,203がハイレベルになると、PM
OSトランジスタ207,209はともにオフ状態にな
り、プルダウン抵抗211は、出力端子205に接続さ
れる負荷の電荷を放電し、この出力端子205の電位を
ローレベルにする。しかし、プルダウン抵抗211の抵
抗値が大きいと、電荷の放電に時間がかかりその結果、
立ち下がり伝搬遅延時間が長くなってしまう。さらに、
この構成の回路を用いて、排他的論理和の反転信号、つ
まり否定排他的論理和を得るためには、インバータ回路
を用いて排他的論理和の反転信号をつくりださねばなら
ず、インバータ回路1段分の遅延が生じてしまうという
問題点があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために第1および第2入力端子と、第1および
第2出力端子とを有し第1および第2入力端子に第1論
理レベルの信号が入力されたとき第1出力端子に第1論
理レベルの信号を出力し、第1または第2入力端子のど
ちらか一方に第2論理レベルの信号が入力されたとき第
1出力端子に第2論理レベルの信号を出力する第1の論
理ゲートと、第1および第2入力端子に第2論理レベル
の信号が入力されたとき第2出力端子に第2論理レベル
の信号を出力し、第1または第2入力端子のどちらか一
方に第1論理レベルの信号が入力されたとき第2出力端
子に第1論理レベルの信号を出力する第2の論理ゲート
と、第1の論理ゲートが第1論理レベルの信号を出力し
ている間、第2出力端子を第2論理レベルにする第1の
スイッチと、第2の論理ゲートが第2論理レベルの信号
を出力している間第1出力端子を第1論理レベルにする
第2のスイッチとから構成されたものである。
【0015】
【作用】本発明によれば一方の出力端子の電位が決定す
ると、この出力端子の電位を検知して動作するMOSト
ランジスタによってただちに他方の出力端子の電位を決
定することができる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を示す論理回
路である。
【0017】以下図1を用いて本発明の第1の実施例を
説明する。
【0018】本回路は、入力端子101,103と、出
力端子105,107とを持っている。そしてこの入力
端子101,103と出力端子105に接続されたN型
MOSトランジスタ(以下NMOSとする。)109,
111から構成される第1論理ゲートと、入力端子10
1,103と出力端子107に接続されたP型MOSト
ランジスタ113,115(以下PMOSとする。)か
ら構成される第2論理ゲートと、第1論理ゲートの出力
を受け出力端子107の電位を接地レベルにするNMO
S117と、第2論理ゲートの出力を受け出力端子10
5の電位を電源電位レベルにするPMOS119とから
構成されている。
【0019】次に動作について図3,図4,図5を用い
て説明する。図3は、図1の回路における入力端子10
1,103の電位変化を表わした図である。なお、図3
において、301は入力端子101の電位変化を示す線
で、303は、入力端子103の電位変化を示す線であ
る。図4は、図3に対応する図であって、407は出力
端子107の電位変化を示す線で、405は、出力端子
105の電位変化を示す線で、407は、出力端子10
7の電位変化を示す線で、409は、従来の排他的論理
和回路の出力端子205の電位変化を示す図である。
【0020】図5は、本発明の動作を理解しやすくする
ための動作状態図であり、入力端子101,103、出
力端子105,107およびPMOS119、NMOS
117の状態を示す図である。
【0021】まず図3の38.0nsec付近に示すよ
うに入力端子101,103双方に、ローレベル(0
V)の信号が入力されるとNMOS109のソースに接
続されたNMOS111のゲートにローレベルの信号を
伝達し、NMOS111をオフ状態にする。またNMO
S111のソースに接続されたNMOS109のゲート
にもローレベルの信号を伝達するので、NMOS109
もオフ状態になる。従って、第1論理ゲートに入力され
た信号は、出力端子105に伝達されず出力端子105
をフローティング状態にする。(第1論理ゲートは、フ
ローティング電位を出力する。)一方、PMOS113
のゲートには、入力端子103に入力されたローレベル
の信号が入力され、PMOS113をオン状態にする。
また、PMOS115のゲートには、入力端子101に
入力されたローレベルの信号が入力され、PMOS11
5をオン状態にする。従って第2論理ゲートに入力され
た信号は、出力端子107をローレベルにする。(第2
論理ゲートは、ローレベルを出力する。)第2論理ゲー
トのローレベルの出力は、PMOS119のゲートに伝
達され、PMOS119をオン状態にする。すると、電
源端子121に印加されているハイレベルの電位が、出
力端子105に加わり、フローティング状態であった出
力端子105は、すばやくハイレベル(5V)にプルア
ップされる。このハイレベルが、出力端子105の最終
的な電位である。そして出力端子105がハイレベルに
なったことにともない、NMOS117がオン状態にな
り、出力端子107が接地端子123に接続されローレ
ベルにプルダウンされる。もともと出力端子107は、
第2論理ゲートの出力によりローレベルであったが、こ
の動作で、完全にローレベルに固定される。この時の各
入出力端子と各MOSトランジスタの状態は図3のA行
に示すとおりである。
【0022】次に、図3の46.0nsec付近に示す
ように、入力端子103をローレベルにしたまま入力端
子101に、ハイレベルの信号が入力されると、NMO
S111は、オン状態になり、NMOS109は、オフ
状態であるため、入力端子103に入力されたローレベ
ルの信号が、第1論理ゲートの出力として出力端子10
5に伝達され、出力端子105をローレベルにする。こ
こで、出力端子105がローレベルになったことにとも
ない、NMOS117がオフ状態になり、出力端子10
7が等価的に高インピーダンスに接続される。
【0023】一方、PMOS115は、オフ状態にな
り、PMOS113は、オン状態であるので、入力端子
101に入力されたハイレベルの信号が、第2論理ゲー
トの出力として、出力端子107に伝達され、出力端子
107をハイレベルにする。ここで、出力端子107が
ハイレベルになったことにともない、PMOS119が
オフ状態になり、出力端子105が、等価的に高インピ
ーダンス接続される。ここで、出力端子107に与えら
れたハイレベルの電位は、高インピーダンスなNMOS
117によりハイレベル(5V)を保つ。この状態は、
図4の46.0nsec付近を見れば理解できよう。つ
まり、従来回路の電位409がプルダウン抵抗211に
よって下がっているのに対して、出力端子107の電位
407は、ハイレベル(5V)を維持している。ここで
各入出力端子および各MOSトランジスタの状態は、図
3のB行に示すとおりである。次に、図3の54.0n
sec付近に示すように、入力端子101をハイレベル
にしたまま、入力端子103にハイレベルの信号が入力
されると、NMOS109,NMOS111はともにオ
ン状態になるため、入力端子101,103に入力され
たハイレベルの信号が第1論理ゲートの出力として出力
端子105に伝達され、出力端子105をハイレベルに
する。ここで、出力端子105がハイレベルになったこ
とにともない、NMOS117がオン状態になり、出力
端子107は、すばやくローレベルにプルダウンされ
る。
【0024】一方、PMOS113,PMOS115
は、ともにオフ状態になるため入力端子101,103
に入力されたハイレベルの信号は、出力端子107には
伝達されず、出力端子107はフローライング状態にな
る。しかし、出力端子105が、ハイレベルになったこ
とにともないNMOS117はオン状態になっているの
で出力端子107は、ただちにローレベルになる。この
ローレベルが、出力端子107の最終的な電位である。
また、出力端子107がローレベルになったことにとも
ないPMOS119がオン状態になり、出力端子105
をハイレベルにプルアップする。もともと出力端子10
5は、第1論理ゲートの出力によりハイレベルであった
が、この動作で完全にハイレベルに固定される。ここ
で、図4の54.0nsec付近を見ると、従来回路の
電位409がだれているのに対して、出力端子107の
電位407は、ハイレベルからローレベルにただちに変
化しているのがわかる。
【0025】ここで各入出力端子と各MOSトランジス
タの状態は、図5のC行に示すとおりである。次に、図
3の62.0nsec付近に示すように、入力端子10
3をハイレベルにしたまま、入力端子101にローレベ
ルの信号が入力された場合は、NMOS109,PMO
S115がオン状態になり、NMOS111,PMOS
113がオフ状態となるだけで、前述の図346.0n
sec付近の動作と同様である。つまり、図5のD行に
示す各MOSトランジスタおよび各出力端子の状態は、
図3のB行と同様である。
【0026】以上のように入力端子101,103に入
力された信号の否定排他的論理和が出力端子105に現
われ、排他的論理和が出力端子107に現われる。
【0027】次に、本発明の第2の実施例を以下のとお
り説明する。
【0028】図6は、本発明の第2の実施例を示す論理
回路である。なお、図1と共通な素子は図1で用いた符
号を付与してある。
【0029】第1の実施例と第2の実施例の構成上の違
いは、電源端子121と出力端子105との間に、入力
端子101,103に入力される信号によって制御さ
れ、直列接続されたPMOS601,PMOS603を
設けたことと、接地端子123と、出力端子107との
間に入力端子101,103に入力される信号によって
制御され、直列接続されたNMOS605,NMOS6
07を設けたことである。
【0030】第2の実施例の動作上の違いは、以下の点
である。入力端子101,103の双方にローレベルの
信号が入力されたとき、PMOS601,PMOS60
3がともにオン状態になり、ただちに出力端子105を
ハイレベルにプルアップさせる。また、入力端子10
1,103の双方にハイレベルの信号が入力されたと
き、NMOS605,NMOS607がともにオン状態
になり、ただちに出力端子107をローレベルにプルダ
ウンさせる。すなわち、第1の実施例では、一方の出力
端子の電位変化を検知して、他方の出力端子の電位を決
定するのに対して、この第2の実施例では、入力端子の
電位変化を検知して、出力端子の電位を決定しているの
である。従って、第2の実施例は、第1および第2論理
ゲートが持つ遅延時間分だけ、動作速度の向上が期待で
きる。
【0031】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、排他的論理和回路(否定排他的論理和回路)の出
力端子をプルアップもしくはプルダウンする素子をMO
Sトランジスタとしたことにより、出力端子の電位をす
ばやく、確実に固定することができるので、誤動作を防
止し、遅延時間を短かくすることができる。さらに、消
費電力を低減することができるため、結果として動作マ
ージンが大きくなる。
【0032】また、本発明の第1の実施例によれば、一
方の出力端子の電位を検知して他方の出力端子の電位を
制御するようにしたので、2つの出力端子の電位を正確
に固定することができる。さらに第2の実施例によれ
ば、入力端子の電位を検知して、出力端子の電位を制御
するようにしたのでより高速に、出力端子の電位を固定
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図
【図2】従来の排他的論理和回路を示す図
【図3】本発明の第1の実施例の電位変化を示す図
【図4】本発明の第1の実施例の電位変化を示す図
【図5】本発明の動作状態を示す図
【図6】本発明の第2の実施例を示す図
【符号の説明】
101 入力端子 103 入力端子 105 出力端子 107 出力端子 109 NMOS 111 NMOS 113 PMOS 115 PMOS 117 NMOS 119 PMOS 121 電源端子 123 接地端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2入力端子と、 第1および第2出力端子とを有する論理回路であって、 前記第1および第2入力端子に接続され、前記第1およ
    び第2入力端子に第1論理レベルの信号が入力されたと
    き、前記第1出力端子に第1論理レベルの信号を出力
    し、前記第1または第2入力端子のどちらか一方に第2
    論理レベルの信号が入力されたとき、前記第1出力端子
    に第2論理レベルの信号を出力する第1の論理ゲート
    と、 前記第1および第2入力端子に接続され、前記第1およ
    び第2入力端子に第2論理レベルの信号が入力されたと
    き、前記第2出力端子に第2論理レベルの信号を出力
    し、前記第1または第2入力端子のどちらか一方に第1
    論理レベルの信号が入力されたとき、前記第2出力端子
    に第1論理レベルの信号を出力する第2論理ゲートと、 前記第1論理ゲートに接続され、前記第1論理ゲートの
    出力が第1論理レベルになったことに応答して、前記第
    2出力端子を第2論理レベルにする第1のスイッチと、 前記第2論理ゲートに接続され、前記第2論理ゲートの
    出力が第2論理レベルになったことに応答して、前記第
    1出力端子を第1論理レベルにする第2のスイッチとか
    らなることを特徴とする論理回路。
  2. 【請求項2】 第1および第2入力端子と、 第1および第2出力端子とを有する論理回路であって、 前記第1および第2入力端子に接続され、前記第1およ
    び第2入力端子に第1論理レベルの信号が入力されたと
    き、前記第1出力端子に第1論理レベルの信号を出力
    し、前記第1または第2入力端子のどちらか一方に第2
    論理レベルの信号が入力されたとき、前記第1出力端子
    に第2論理レベルの信号を出力する第1の論理ゲート
    と、 前記第1および第2入力端子に接続され、前記第1およ
    び第2入力端子に第2論理レベルの信号が入力されたと
    き、前記第2出力端子に第2論理レベルの信号を出力
    し、前記第1または第2入力端子のどちらか一方に第1
    論理レベルの信号が入力されたとき、前記第2出力端子
    に第1論理レベルの信号を出力する第2論理ゲートと、 前記第1および第2入力端子に接続され、前記第1およ
    び第2入力端子が第2論理レベルになったことに応答し
    て、前記第1出力端子を第1論理レベルにする第1のス
    イッチと、 前記第1および第2入力端子に接続され、前記第1およ
    び第2入力端子が第1論理レベルになったことに応答し
    て、前記第2出力端子を第2論理レベルにする第2のス
    イッチとからなることを特徴とする論理回路。
  3. 【請求項3】 前記第1論理ゲートは、ソースが共通に
    接続され、ゲートが他方のトランジスタのドレインに各
    々接続された2つのN型MOSトランジスタからなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の論理回路。
  4. 【請求項4】 前記第2論理ゲートは、ソースが共通に
    接続され、ゲートが他方のトランジスタのドレインに各
    々接続された2つのP型MOSトランジスタからなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の論理回路。
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