JPH05183421A - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

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JPH05183421A
JPH05183421A JP3345490A JP34549091A JPH05183421A JP H05183421 A JPH05183421 A JP H05183421A JP 3345490 A JP3345490 A JP 3345490A JP 34549091 A JP34549091 A JP 34549091A JP H05183421 A JPH05183421 A JP H05183421A
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nmos
inverter
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transistor
circuit
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Moichi Matsukuma
茂一 松熊
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Abstract

PURPOSE:To suppress the fluctuation of a power supply voltage without reducing the operating speed by interposing a MOS transistor(TR) receiving a drain voltage to its gate and receiving an output of a gate circuit via an inverter between a charging side of the logic gate circuit and a gate and between the discharge side and ground respectively. CONSTITUTION:When the rising of the input to a CMOS inverter 2 is started, a PMOS transistor(TR) P0 is turned OFF from ON and an NMOS TR N0 is turned ON from OFF. Since a 1st NMOS TR N1 receives a gate at its own drain side voltage, the NMOS TR N1 is turned on and since a 2nd NMOS TR N2 receives an output of the CMOS inverter 2 at its gate via an inverter 6, the NMOS TR N2 is turned off. Thus, the stored charge at the inverter side is discharged to a GND side via the NMOS TRs N1, N2 and the potential is rapidly decreased. Since the potential at the drain side of the TR N1 is higher than the GND by the threshold level VTHN of the NMOS TR N1, the potential is rapidly decreased up to the level VTHN. On the other hand, the drain voltage of the NMOS TR N1 is decreased up to the GND.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体回路に関し、
特に、論理ゲート回路(NOT、AND、OR、NAN
D、NOR等)のスイッチング速度の低下等を招くこと
なく、多数ビットを同時にスイッチングする際等に生じ
る電源電圧の変動を抑制できるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor circuit,
In particular, logic gate circuits (NOT, AND, OR, NAN
It is possible to suppress fluctuations in the power supply voltage that occur when switching a large number of bits at the same time without lowering the switching speed of D, NOR, etc.).

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路を構成する例えばNAN
D回路やNOR回路のような論理ゲート回路は、なるべ
く小型で且つ高速に動作する方が望ましく、このため、
微細加工技術等の向上に伴い、近年の半導体集積回路の
多ビット化及び高速化は益々向上する傾向にある。
2. Description of the Related Art For example, a NAN forming a semiconductor integrated circuit
It is desirable that a logic gate circuit such as a D circuit or a NOR circuit be as small as possible and operate at high speed.
Along with the improvement of fine processing technology and the like, there is a tendency that the number of bits and the speed of semiconductor integrated circuits have increased in recent years.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
集積回路の多ビット化及び高速化が進むと、今度は、多
数ビットを同時にスイッチングした際等に電源電圧が変
動してしまうという問題が生じてしまい、このような問
題点に対して、従来は、電源電圧の変動の振幅が信号の
立ち上がり時間と立ち下がり時間とに反比例することか
ら、最終出力段のトランジスタの立ち上がり時間や立ち
下がり時間を遅延させて対処していたが、これでは、速
度の低下を招き、特性が劣化するという欠点がある。
However, as the number of bits and the speed of the semiconductor integrated circuit increase, the problem that the power supply voltage fluctuates when a large number of bits are simultaneously switched occurs. In order to solve such a problem, conventionally, the amplitude of the fluctuation of the power supply voltage is inversely proportional to the rise time and the fall time of the signal.Therefore, delay the rise time or fall time of the transistor in the final output stage. However, this has a drawback that the speed is lowered and the characteristics are deteriorated.

【0004】この発明は、このような従来の技術におけ
る未解決の課題に着目してなされたものであって、速度
の低下等を招くことなく、電源電圧の変動を抑制できる
半導体回路を提供することを目的としている。
The present invention has been made by paying attention to the unsolved problem in the prior art as described above, and provides a semiconductor circuit capable of suppressing the fluctuation of the power supply voltage without causing a decrease in speed or the like. The purpose is to

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体回路は、論理ゲート回路の充電
側と電源との間に、ゲートに自己のドレイン電圧が供給
された第1のPチャネルMOSトランジスタと、ゲート
に前記論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給
された第2のPチャネルMOSトランジスタとを並列に
介在させるとともに、前記論理ゲート回路の放電側と接
地との間に、ゲートに自己のドレイン電圧が供給された
第1のNチャネルMOSトランジスタと、ゲートに前記
論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給された
第2のNチャネルMOSトランジスタとを並列に介在さ
せた。
In order to achieve the above object, a semiconductor circuit according to the present invention has a first gate having its drain voltage supplied between a charging side of a logic gate circuit and a power supply. And a second P-channel MOS transistor whose gate is supplied with the output of the logic gate circuit through an inverter, in parallel, and between the discharge side of the logic gate circuit and ground. A first N-channel MOS transistor whose gate is supplied with its own drain voltage and a second N-channel MOS transistor whose gate is supplied with the output of the logic gate circuit through an inverter. It was

【0006】また、請求項2記載の発明は、上記請求項
1記載の発明において、第1のPチャネルMOSトラン
ジスタ及び第1のNチャネルMOSトランジスタの駆動
力は大きく、第2のPチャネルMOSトランジスタ及び
第2のNチャネルMOSトランジスタの駆動力は小さく
した。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, the driving power of the first P-channel MOS transistor and the first N-channel MOS transistor is large, and the second P-channel MOS transistor is large. Also, the driving power of the second N-channel MOS transistor is reduced.

【0007】[0007]

【作用】論理ゲート回路の出力が“L”から“H”に立
ち上がる際は、その論理ゲート回路の出力側と電源との
間が接続されて充電が行われるのであるが、論理ゲート
回路の出力が未だ低い状態では、その出力がインバータ
を介して供給される第2のPチャネルMOSトランジス
タ(以下、PMOSトランジスタとする。)のゲート電
圧は“H”レベルであってその第2のPMOSトランジ
スタはオフ状態であるから、第1のPMOSトランジス
タだけを介して充電が行われる。
When the output of the logic gate circuit rises from "L" to "H", the output side of the logic gate circuit and the power supply are connected and charging is performed. Is still low, the gate voltage of the second P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS transistor) whose output is supplied through the inverter is at “H” level, and the second PMOS transistor is Since it is in the off state, charging is performed only through the first PMOS transistor.

【0008】しかし、第1のPMOSトランジスタは、
そのゲートには自己のドレイン電圧が供給されているた
め、論理ゲート回路の出力は、電源電圧VCCよりもその
第1のPMOSトランジスタのしきい値VTHP だけ低い
値(VCC−VTHP )までしか充電されない。そして、論
理ゲート回路の出力が高くなると、今度は、第2のPM
OSトランジスタがオン状態となるから、論理ゲート回
路の充電側が第2のPMOSトランジスタを介して電源
に接続され、第2のPMOSトランジスタがオン状態と
なれば第1のPMOSトランジスタのゲート電圧が高く
なってこの第1のPMOSトランジスタがオフ状態とな
るので、論理ゲート回路の出力側の充電はその第2のP
MOSトランジスタだけを介して行われる。
However, the first PMOS transistor is
Since its drain is supplied to its gate, the output of the logic gate circuit is lower than the power supply voltage V CC by the threshold value V THP of the first PMOS transistor (V CC -V THP ). Is only charged until. Then, when the output of the logic gate circuit becomes high, this time the second PM
Since the OS transistor is turned on, the charge side of the logic gate circuit is connected to the power supply through the second PMOS transistor, and when the second PMOS transistor is turned on, the gate voltage of the first PMOS transistor becomes high. Since the first PMOS transistor of the lever is turned off, the output side of the logic gate circuit is charged by the second P transistor.
This is done only via MOS transistors.

【0009】この際、第2のPMOSトランジスタは、
論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給されて
いるから、正帰還回路を構成するので、飽和領域で使用
されることになり、論理ゲート回路の出力側は電源電圧
CCまで充電される。一方、論理ゲート回路の出力が
“H”から“L”に立ち下がる際は、立ち上がり時とは
逆に、論理ゲート回路の出力側と接地との間が接続され
て放電が行われるのであるが、論理ゲート回路の出力が
未だ高い状態では、その出力がインバータを介して供給
される第2のNチャネルMOSトランジスタ(以下、N
MOSトランジスタとする。)のゲート電圧は“L”で
あってその第2のNMOSトランジスタはオフ状態であ
るから、第1のNMOSトランジスタだけを介して放電
が行われる。
At this time, the second PMOS transistor is
Since the output of the logic gate circuit is supplied through the inverter, it constitutes a positive feedback circuit and is used in the saturation region. The output side of the logic gate circuit is charged to the power supply voltage V CC . On the other hand, when the output of the logic gate circuit falls from "H" to "L", the output side of the logic gate circuit is connected to the ground to discharge, contrary to the rising time. , When the output of the logic gate circuit is still high, the output of the second N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as N
It is a MOS transistor. The gate voltage of) is "L" and the second NMOS transistor is in the off state, so that discharging is performed only through the first NMOS transistor.

【0010】しかし、第1のNMOSトランジスタは、
そのゲートには自己のドレイン電圧が供給されているた
め、論理ゲート回路の出力は、第1のNMOSトランジ
スタのしきい値VTHN までしか放電されない。そして、
論理ゲート回路の出力が低くなると、今度は、第2のN
MOSトランジスタがオン状態となるから、論理ゲート
回路の放電側が第2のNMOSトランジスタを介して接
地に接続され、第2のNMOSトランジスタがオン状態
となれば第1のNMOSトランジスタのゲート電圧が低
くなってこの第1のNMOSトランジスタがオフ状態と
なるので、論理ゲート回路の出力側の放電はその第2の
NMOSトランジスタのみを介して行われる。
However, the first NMOS transistor is
Since its gate is supplied with its own drain voltage, the output of the logic gate circuit is discharged only up to the threshold value V THN of the first NMOS transistor. And
When the output of the logic gate circuit becomes low, this time the second N
Since the MOS transistor is turned on, the discharge side of the logic gate circuit is connected to the ground via the second NMOS transistor, and when the second NMOS transistor is turned on, the gate voltage of the first NMOS transistor becomes low. Since the first NMOS transistor is turned off, discharge on the output side of the logic gate circuit is performed only through the second NMOS transistor.

【0011】この際、第2のNMOSトランジスタは、
論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給されて
いるから、正帰還回路を構成するので、飽和領域で使用
されることになり、論理ゲート回路の出力側は接地レベ
ルまで降下する。つまり、請求項1記載の発明であれ
ば、論理ゲート回路の出力が立ち上がる際には、先ず、
第1のPMOSトランジスタを介して(VCC−VTHP
まで充電され、次いで、第2のPMOSトランジスタを
介して電源電圧VCCまで充電される一方、論理ゲート回
路の出力が立ち下がる際には、先ず、第1のNMOSト
ランジスタを介してVTHN まで放電され、次いで、第2
のNMOSトランジスタを介して接地レベルまで放電さ
れる。
At this time, the second NMOS transistor is
Since the output of the logic gate circuit is supplied through the inverter, it constitutes a positive feedback circuit, so it is used in the saturation region, and the output side of the logic gate circuit drops to the ground level. That is, according to the invention of claim 1, when the output of the logic gate circuit rises, first,
Via the first PMOS transistor (V CC -V THP ).
Is charged up to the power supply voltage V CC through the second PMOS transistor, and then, when the output of the logic gate circuit falls, first, it is discharged up to V THN through the first NMOS transistor. And then the second
Is discharged to the ground level through the NMOS transistor of.

【0012】そこで、請求項2記載の発明のように、第
1のPMOSトランジスタ及び第2のNMOSトランジ
スタの駆動力を大きく(例えば、第1のPMOSトラン
ジスタ並びに第1のNMOSトランジスタのチャネル幅
W及びチャネル長Lの比W/Lを大きく)し、第2のP
MOSトランジスタ及び第2のNMOSトランジスタの
駆動力を小さく(例えば、第2のPMOSトランジスタ
並びに第2のNMOSトランジスタのチャネル幅W及び
チャネル長Lの比W/Lを小さく)すれば、充電及び放
電の開始時から第2のPMOSトランジスタ又は第2の
NMOSトランジスタがオン状態となるまでは、高速で
充電及び放電が行われ、第2のPMOSトランジスタ又
は第2のNMOSトランジスタがオン状態となった後
は、低速で充電及び放電が行われることになる。
Therefore, as in the second aspect of the present invention, the driving force of the first PMOS transistor and the second NMOS transistor is increased (for example, the channel width W and the channel width W of the first PMOS transistor and the first NMOS transistor are increased). Increase the ratio W / L of the channel length L) to the second P
If the driving force of the MOS transistor and the second NMOS transistor is made small (for example, the ratio W / L of the channel width W and the channel length L of the second PMOS transistor and the second NMOS transistor is made small), charging and discharging can be performed. From the start to the time when the second PMOS transistor or the second NMOS transistor is turned on, charging and discharging are performed at high speed, and after the second PMOS transistor or the second NMOS transistor is turned on, , Charging and discharging are performed at low speed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の第1実施例を示す回路図であ
り、これは、本発明に係る半導体回路を、半導体集積回
路の信号出力装置1に適用したものである。先ず、構成
を説明すると、この信号出力装置1は、論理ゲート回路
としてのCMOSインバータ2を有し、そのCMOSイ
ンバータ2の入力側が半導体集積回路の信号出力ライン
3に接続され、CMOSインバータ2の出力側が出力パ
ッド4に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, in which a semiconductor circuit according to the present invention is applied to a signal output device 1 of a semiconductor integrated circuit. First, the configuration will be described. This signal output device 1 has a CMOS inverter 2 as a logic gate circuit, the input side of the CMOS inverter 2 is connected to a signal output line 3 of a semiconductor integrated circuit, and the output of the CMOS inverter 2 is output. The side is connected to the output pad 4.

【0014】そして、CMOSインバータ2を構成する
充電側としてのPMOSトランジスタP0 のソースと、
電源VCCとの間に、第1のPMOSトランジスタP1
び第2のPMOSトランジスタP2 が並列に介在し、C
MOSインバータ2を構成する放電側としてのNMOS
トランジスタN0 のソースと、接地GNDとの間に、第
1のNMOSトランジスタN1 及び第2のNMOSトラ
ンジスタN2 が並列に介在している。
The source of the PMOS transistor P 0 on the charging side which constitutes the CMOS inverter 2,
A first PMOS transistor P 1 and a second PMOS transistor P 2 are interposed in parallel with the power source V CC, and C
NMOS as discharge side that constitutes MOS inverter 2
The first NMOS transistor N 1 and the second NMOS transistor N 2 are interposed in parallel between the source of the transistor N 0 and the ground GND.

【0015】第1のPMOSトランジスタP1 のゲート
には、その第1のPMOSトランジスタP1 のドレイン
電圧が供給され、第2のPMOSトランジスタP2 のゲ
ートには、CMOSインバータ2の出力が駆動力の小さ
なインバータ5を介して供給されている。また、第1の
NMOSトランジスタN1 のゲートには、その第1のN
MOSトランジスタN1 のドレイン電圧が供給され、第
2のNMOSトランジスタN2 のゲートには、CMOS
インバータ2の出力が駆動力の小さなインバータ6を介
して供給されている。
[0015] The first gate of the PMOS transistor P 1, the first drain voltage of the PMOS transistor P 1 is supplied to the second gate of the PMOS transistor P 2, the output of the CMOS inverter 2 is the driving force Is supplied via a small inverter 5. In addition, the gate of the first NMOS transistor N 1 has its first N
The drain voltage of the MOS transistor N 1 is supplied, and the gate of the second NMOS transistor N 2 has a CMOS
The output of the inverter 2 is supplied via the inverter 6 having a small driving force.

【0016】そして、第1のPMOSトランジスタP1
並びに第1のNMOSトランジスタN1 は、そのチャネ
ル幅W及びチャネル長Lの比W/Lが大きい(駆動力の
大きい)トランジスタであり、第2のPMOSトランジ
スタP2 並びに第2のPMOSトランジスタP2 は、そ
のチャネル幅W及びチャネル長Lの比W/Lが小さい
(駆動力の小さい)トランジスタである。
Then, the first PMOS transistor P 1
The first NMOS transistor N 1 is a transistor having a large ratio W / L of the channel width W and the channel length L (large driving force), and the second PMOS transistor P 2 and the second PMOS transistor P 2 Is a transistor having a small ratio (W / L) of the channel width W and the channel length L.

【0017】次に、本実施例の作用を説明する。図2
(a)〜(f)は、それぞれ図1のa〜f点の波形を示
す波形図であって、a点はCMOSインバータ2の入力
側、b点はCMOSインバータ2の出力側、c点はイン
バータ5の出力側、d点はインバータ6の出力側、e点
は第1のPMOSトランジスタP1 のドレイン側、f点
は第1のNMOSトランジスタN1 のドレイン側を示し
ている。
Next, the operation of this embodiment will be described. Figure 2
1A to 1F are waveform diagrams showing waveforms at points a to f in FIG. 1, respectively, where point a is the input side of the CMOS inverter 2, point b is the output side of the CMOS inverter 2, and point c is the The output side of the inverter 5, the point d is the output side of the inverter 6, the point e is the drain side of the first PMOS transistor P 1 , and the point f is the drain side of the first NMOS transistor N 1 .

【0018】即ち、時刻t1 においてCMOSインバー
タ2への入力が立ち上がりを開始すると(図2(a)参
照)、PMOSトランジスタP0 がオン状態からオフ状
態に移行し、NMOSトランジスタN0 がオフ状態から
オン状態に移行する。この時、第1のNMOSトランジ
スタN1 は、自己のドレイン側の電位がゲートに供給さ
れているため、オン状態であり、第2のNMOSトラン
ジスタN2 は、そのゲートにCMOSインバータ2の出
力がインバータ6を介して供給されているため、オフ状
態である。
That is, when the input to the CMOS inverter 2 starts to rise at time t 1 (see FIG. 2A), the PMOS transistor P 0 shifts from the on state to the off state, and the NMOS transistor N 0 turns off. To the ON state. At this time, the potential of the drain side of the first NMOS transistor N 1 is supplied to the gate, so that the first NMOS transistor N 1 is in the ON state, and the second NMOS transistor N 2 receives the output of the CMOS inverter 2 at its gate. Since it is supplied through the inverter 6, it is in the off state.

【0019】従って、CMOSインバータ2の出力側に
蓄積されていた電荷は、NMOSトランジスタN0 及び
第1のNMOSトランジスタN1 を通じて、接地GND
側に放電されるが、第1のNMOSトランジスタN1
駆動力の大きなトランジスタであるため、CMOSイン
バータ2の出力側の電位は比較的急峻に降下する(図2
(b)参照)。
Therefore, the charges accumulated on the output side of the CMOS inverter 2 are grounded through the NMOS transistor N 0 and the first NMOS transistor N 1.
However, since the first NMOS transistor N 1 is a transistor having a large driving force, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 drops relatively steeply (FIG. 2).
(See (b)).

【0020】しかし、この時の第1のNMOSトランジ
スタN1 のドレイン側の電位は、その第1のNMOSト
ランジスタN1 で電圧降下が生じるから、NMOSトラ
ンジスタN1 のしきい値VTHN の分だけ、接地GNDレ
ベルよりも高い電位を示している(図2(f)参照)。
このため、CMOSインバータ2の出力側の電位が急峻
に降下するのは、そのしきい値VTHN に達するまでの間
(時刻t2 に達するまでの間)である(図2(b)参
照)。
[0020] However, the drain side of the potential of the first NMOS transistor N 1 at this time, since the first voltage drop at the NMOS transistor N 1 is generated, by the amount of the threshold V THN of the NMOS transistor N 1 , Showing a potential higher than the ground GND level (see FIG. 2 (f)).
Therefore, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 drops sharply until the threshold value V THN is reached (until time t 2 is reached) (see FIG. 2B). ..

【0021】一方、CMOSインバータ2の出力側の電
位が降下すると、インバータ6の出力が立ち上がるた
め、第2のNMOSトランジスタN2 のゲート電圧が高
くなり(図2(d)参照)、その第2のNMOSトラン
ジスタN2 がオフ状態からオン状態に移行し、第1のN
MOSトランジスタN1 のドレイン電圧が降下する(図
2(f)参照)が、第1のNMOSトランジスタN1
ドレイン電圧の降下に伴って、CMOSインバータ2の
出力側の電位が更に降下し、するとインバータ6の出力
が更に上昇するという正帰還を形成するから、結局、第
1のNMOSトランジスタN1 のドレイン電圧は接地G
NDレベルまで降下し(図2(f)参照)、CMOSイ
ンバータ2の出力側の電位も、接地GNDレベルまで降
下する(図2(b)参照)。
On the other hand, when the potential on the output side of the CMOS inverter 2 drops, the output of the inverter 6 rises, so that the gate voltage of the second NMOS transistor N 2 becomes high (see FIG. 2 (d)), and the second thereof. NMOS transistor N 2 of the first N
The drain voltage of the MOS transistor N 1 drops (see FIG. 2 (f)), but with the drop of the drain voltage of the first NMOS transistor N 1 , the potential on the output side of the CMOS inverter 2 further drops, and Since the positive feedback that the output of the inverter 6 further rises is formed, the drain voltage of the first NMOS transistor N 1 is eventually grounded.
It drops to the ND level (see FIG. 2F), and the potential on the output side of the CMOS inverter 2 also drops to the ground GND level (see FIG. 2B).

【0022】そして、第1のNMOSトランジスタN1
のドレイン電圧が降下すると、その第1のNMOSトラ
ンジスタN1 はオン状態からオフ状態に移行するため、
時刻t2 からt3 の間のCMOSインバータ2の出力側
の放電は、駆動力の小さな第2のNMOSトランジスタ
2 だけを介して行われることになるから、比較的緩や
かになる(図2(b)参照)。
Then, the first NMOS transistor N 1
When the drain voltage of the first NMOS transistor N 1 drops, the first NMOS transistor N 1 shifts from the on state to the off state.
The discharge on the output side of the CMOS inverter 2 between the times t 2 and t 3 is relatively gentle because it is performed only through the second NMOS transistor N 2 having a small driving force (see FIG. See b)).

【0023】また、インバータ6と同様にインバータ5
の出力も立ち上がる(図2(c)参照)ので、そのイン
バータ5の出力がゲートに供給される第2のPMOSト
ランジスタP2 は、オン状態からオフ状態に移行し、そ
れによって第1のPMOSトランジスタP1 がオフ状態
からオン状態に移行するから、第1のPMOSトランジ
スタP1 のドレイン側の電位は、電源VCCレベルよりも
PMOSトランジスタP1 のしきい値VTHP だけ低い値
になる(図2(e)参照)。
Also, like the inverter 6, the inverter 5
2 also rises (see FIG. 2C), the second PMOS transistor P 2 whose output is supplied to the gate of the inverter 5 shifts from the ON state to the OFF state, whereby the first PMOS transistor P 2 is turned off. since P 1 is changed from the oFF state to the oN state, the potential of the first drain side of the PMOS transistor P 1 becomes a low value by the threshold V THP of the PMOS transistors P 1 than the power supply V CC level (Fig. 2 (e)).

【0024】そして、このような状態から、今度は時刻
4 においてCMOSインバータ2への入力が立ち下が
りを開始すると(図2(a)参照)、PMOSトランジ
スタP0 がオフ状態からオン状態に移行し、NMOSト
ランジスタN0 がオン状態からオフ状態に移行する。こ
の時、第1のPMOSトランジスタP1 は、自己のドレ
イン側の電位がゲートに供給されているため、オン状態
であり、第2のPMOSトランジスタP2 は、そのゲー
トにCMOSインバータ2の出力がインバータ5を介し
て供給されているため、オフ状態である。
From this state, when the input to the CMOS inverter 2 starts to fall at time t 4 (see FIG. 2A), the PMOS transistor P 0 shifts from the off state to the on state. Then, the NMOS transistor N 0 shifts from the on state to the off state. At this time, the potential of the drain side of the first PMOS transistor P 1 is supplied to the gate, so that the first PMOS transistor P 1 is in the ON state, and the second PMOS transistor P 2 receives the output of the CMOS inverter 2 at its gate. Since it is supplied through the inverter 5, it is in the off state.

【0025】従って、CMOSインバータ2の出力側
は、第1のPMOSトランジスタP1 及びPMOSトラ
ンジスタP0 を通じて充電されるが、第1のPMOSト
ランジスタP1 は駆動力の大きなトランジスタであるた
め、CMOSインバータ2の出力側の電位は比較的急峻
に上昇する(図2(b)参照)。しかし、この時の第1
のPMOSトランジスタP1 のドレイン側の電位は、上
述したように、PMOSトランジスタN1 のしきい値V
THP の分だけ、電源VCCレベルよりも低い電位を示して
いる(図2(e)参照)。
Therefore, the output side of the CMOS inverter 2 is charged through the first PMOS transistor P 1 and the PMOS transistor P 0 , but since the first PMOS transistor P 1 is a transistor having a large driving force, the CMOS inverter The potential on the output side of 2 rises relatively steeply (see FIG. 2B). However, the first
As described above, the drain side potential of the PMOS transistor P 1 of the PMOS transistor P 1 is equal to the threshold value V of the PMOS transistor N 1 .
The potential is lower than the power supply V CC level by the amount of THP (see FIG. 2E).

【0026】このため、CMOSインバータ2の出力側
の電位が急峻に上昇するのは、そのしきい値VTHP に達
するまでの間(時刻t5 に達するまでの間)である(図
2(b)参照)。一方、CMOSインバータ2の出力側
の電位が上昇すると、インバータ5の出力が立ち下がる
ため、第2のPMOSトランジスタP2 のゲート電圧が
低くなり(図2(c)参照)、その第2のPMOSトラ
ンジスタP2 がオフ状態からオン状態に移行し、第1の
PMOSトランジスタP1 のドレイン電圧が上昇する
(図2(e)参照)が、第1のPMOSトランジスタP
1 のドレイン電圧の上昇に伴って、CMOSインバータ
2の出力側の電位が更に上昇し、するとインバータ5の
出力が更に降下するという正帰還を形成するから、結
局、第1のPMOSトランジスタP1 のドレイン電圧は
電源VCCレベルまで上昇し(図2(f)参照)、CMO
Sインバータ2の出力側の電位も、電源VCCレベルまで
上昇する(図2(b)参照)。
Therefore, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 sharply rises until the threshold value V THP is reached (until time t 5 is reached) (FIG. 2 (b)). )reference). On the other hand, when the potential on the output side of the CMOS inverter 2 rises, the output of the inverter 5 falls, so the gate voltage of the second PMOS transistor P 2 becomes low (see FIG. 2C), and the second PMOS Although the transistor P 2 shifts from the off state to the on state and the drain voltage of the first PMOS transistor P 1 rises (see FIG. 2E), the first PMOS transistor P 1
As the drain voltage of 1 rises, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 further rises, and then the output of the inverter 5 further drops, forming positive feedback, so that the first PMOS transistor P 1 The drain voltage rises to the power supply V CC level (see FIG. 2 (f)), and CMO
The potential on the output side of the S inverter 2 also rises to the power supply V CC level (see FIG. 2B).

【0027】そして、第1のPMOSトランジスタP1
のドレイン電圧が上昇すると、その第1のPMOSトラ
ンジスタP1 はオン状態からオフ状態に移行するため、
時刻t5 からt6 の間のCMOSインバータ2の出力側
の充電は、駆動力の小さな第2のPMOSトランジスタ
2 だけを介して行われることになるから、比較的緩や
かになる(図2(b)参照)。
Then, the first PMOS transistor P 1
When the drain voltage of the first PMOS transistor P 1 rises, the first PMOS transistor P 1 shifts from the on state to the off state.
The charging of the output side of the CMOS inverter 2 between times t 5 and t 6 is performed relatively slowly because it is performed only through the second PMOS transistor P 2 having a small driving force (see FIG. See b)).

【0028】また、インバータ5と同様にインバータ6
の出力も立ち上がる(図2(d)参照)ので、そのイン
バータ6の出力がゲートに供給される第2のNMOSト
ランジスタN2 は、オン状態からオフ状態に移行し、そ
れによって第1のNMOSトランジスタN1 がオフ状態
からオン状態に移行するから、第1のNMOSトランジ
スタN1 のドレイン側の電位はしきい値VTHN となる
(図2(f)参照)。
Also, like the inverter 5, the inverter 6
2 rises (see FIG. 2 (d)), the second NMOS transistor N 2 whose output is supplied to the gate of the inverter 6 shifts from the ON state to the OFF state, whereby the first NMOS transistor N 2 is turned off. Since N 1 shifts from the off state to the on state, the drain side potential of the first NMOS transistor N 1 becomes the threshold value V THN (see FIG. 2 (f)).

【0029】つまり、CMOSインバータ2の出力は、
その波形図である図2(b)からも明らかなように、そ
の立ち下がり及び立ち上がり時には、比較的急峻に変化
する期間(t1 →t2 ,t4 →t5 )と、比較的緩やか
に変化する期間(t2 →t3 ,t5 →t6 )とを経て、
最終的に電源VCCレベル又は接地GNDレベルに到達す
る。
That is, the output of the CMOS inverter 2 is
As is clear from FIG. 2B, which is the waveform diagram, at the time of the fall and rise, a relatively steep change period (t 1 → t 2 , t 4 → t 5 ) and a relatively gentle change are provided. After changing periods (t 2 → t 3 , t 5 → t 6 ),
Finally, the power supply V CC level or the ground GND level is reached.

【0030】そして、CMOSインバータ2の出力電圧
は、急峻に変化する期間の終了時点で略電源VCCレベル
又は接地GNDレベルに到達しているから、次段の論理
回路の駆動には支障はなく、従って、CMOSインバー
タ2の高速動作は達成されているし、しかも、緩やかに
変化する期間を経て最終的な電位に落ち着くから、CM
OSインバータ2のスイッチングによる電源ラインや接
地ラインの電源電圧にはほとんど影響を与えない。
Since the output voltage of the CMOS inverter 2 has reached the power supply V CC level or the ground GND level at the end of the abruptly changing period, there is no problem in driving the logic circuit in the next stage. Therefore, the high-speed operation of the CMOS inverter 2 is achieved, and moreover, the final potential is settled after a gradual change period.
The power supply voltage of the power supply line and the ground line due to the switching of the OS inverter 2 is hardly affected.

【0031】このため、多数ビットを同時にスイッチン
グしても、電源電圧の変動は極小さくて済み、電源電圧
の変動に起因する論理回路の誤動作等が防止されるか
ら、本実施例のような信号出力装置1は、多ビット化及
び高速化が図られている近年の半導体集積回路の信号出
力装置として好適である。また、CMOSインバータ2
の出力が最終的に電源VCCレベル又は接地GNDレベル
に落ち着くから、次段の論理回路をCMOSロジックで
構成しても、大きな貫通電流が流れることは避けられ
る。
Therefore, even if a large number of bits are switched at the same time, the fluctuation of the power supply voltage is extremely small, and the malfunction of the logic circuit due to the fluctuation of the power supply voltage is prevented. The output device 1 is suitable as a signal output device for a recent semiconductor integrated circuit, which has been designed to have multiple bits and high speed. In addition, the CMOS inverter 2
Finally, the output of the power supply settles down to the level of the power supply V CC or the level of the ground GND. Therefore, even if the logic circuit of the next stage is constituted by the CMOS logic, it is possible to prevent a large through current from flowing.

【0032】図3は、本発明の第2実施例を示す図であ
り、論理ゲート回路として2入力のNAND回路7に本
発明を適用したものである。なお、図1に示す回路と同
等の構成には、同じ符号を付している。即ち、このNA
ND回路7は、電源VCC側に並列に配設された二つのP
MOSトランジスタP3 ,P4 と、接地GND側に直列
に配設された二つのNMOSトランジスタN3 ,N4
から構成されていて、一方の入力Aが、PMOSトラン
ジスタP3 及びNMOSトランジスタN3 のゲートに供
給され、他方の入力Bが、PMOSトランジスタP4
びNMOSトランジスタN4 のゲートに供給されて、P
MOSトランジスタP3 のドレイン側が出力Fとなって
いる。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a 2-input NAND circuit 7 as a logic gate circuit. The same components as those of the circuit shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. That is, this NA
The ND circuit 7 includes two Ps arranged in parallel on the power supply V CC side.
It is composed of MOS transistors P 3 and P 4 and two NMOS transistors N 3 and N 4 arranged in series on the ground GND side, and one input A has a PMOS transistor P 3 and an NMOS transistor N 3. And the other input B is supplied to the gates of the PMOS transistor P 4 and the NMOS transistor N 4 ,
The output F is on the drain side of the MOS transistor P 3 .

【0033】そして、NAND回路7の充電側としての
PMOSトランジスタP3 ,P4 のソースと電源VCC
の間に、第1のPMOSトランジスタP1 及び第2のP
MOSトランジスタP2 を配設し、NAND回路7の放
電側としてのNMOSトランジスタN4 のソースと接地
GNDとの間に、第1のNMOSトランジスタN1 及び
第2のNMOSトランジスタN2 を配設している。その
他の構成は、上記第1実施例と同様である。
The first PMOS transistor P 1 and the second P transistor P 1 are connected between the sources of the PMOS transistors P 3 and P 4 on the charging side of the NAND circuit 7 and the power supply V CC.
The MOS transistor P 2 is provided, and the first NMOS transistor N 1 and the second NMOS transistor N 2 are provided between the source of the NMOS transistor N 4 on the discharge side of the NAND circuit 7 and the ground GND. ing. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0034】このような構成であれば、上記第1実施例
と同様の作用により、NAND回路7の出力Fが変化す
る際には、比較的急峻に変化する期間と、比較的緩やか
に変化する期間とを経て、最終的に電源VCCレベル又は
接地GNDレベルに到達するから、上記第1実施例と同
様に、高速動作が図られるとともに、電源電圧の変動を
抑制することができる。
With such a structure, when the output F of the NAND circuit 7 changes, it has a relatively steep change period and a relatively gentle change when the output F of the NAND circuit 7 changes due to the same operation as in the first embodiment. through the period, because finally it reaches the power supply V CC level or ground GND level, as in the first embodiment, together with a high speed operation can be achieved, it is possible to suppress supply voltage.

【0035】なお、上記各実施例では、本発明に係る半
導体回路を、論理ゲート回路としてCMOSインバータ
2又はNAND回路7に適用した場合を示しているが、
本発明の適用対象はこれらに限定されるものではなく、
その他の論理ゲート回路、例えば、OR回路,AND回
路,NOR回路等であってもよい。
In each of the above embodiments, the semiconductor circuit according to the present invention is applied to the CMOS inverter 2 or the NAND circuit 7 as a logic gate circuit.
The application target of the present invention is not limited to these,
It may be another logic gate circuit, for example, an OR circuit, an AND circuit, a NOR circuit, or the like.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
論理ゲート回路の出力が変化する際には、比較的急峻に
変化する期間と、比較的緩やかに変化する期間とを経
て、最終的なレベルに到達するようになるから、論理ゲ
ート回路の高速動作を達成する一方で、電源電圧の変動
を抑制することができるという効果がある。
As described above, according to the present invention,
When the output of the logic gate circuit changes, the final level is reached after a relatively steep change period and a relatively gentle change period. While achieving the above, there is an effect that the fluctuation of the power supply voltage can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す回路のa〜f点の波形を示す波形図
である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing waveforms at points a to f of the circuit shown in FIG.

【図3】本発明の第2実施例の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号出力装置(半導体回路) 2 CMOSインバータ(論理ゲート回路) 5,6 インバータ 7 NAND回路(論理ゲート回路) P1 第1のPMOSトランジスタ P2 第2のPMOSトランジスタ N1 第1のNMOSトランジスタ N2 第2のNMOSトランジスタ1 Signal Output Device (Semiconductor Circuit) 2 CMOS Inverter (Logic Gate Circuit) 5, 6 Inverter 7 NAND Circuit (Logic Gate Circuit) P 1 First PMOS Transistor P 2 Second PMOS Transistor N 1 First NMOS Transistor N 2 Second NMOS transistor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 論理ゲート回路の充電側と電源との間
に、ゲートに自己のドレイン電圧が供給された第1のP
チャネルMOSトランジスタと、ゲートに前記論理ゲー
ト回路の出力がインバータを介して供給された第2のP
チャネルMOSトランジスタとを並列に介在させるとと
もに、前記論理ゲート回路の放電側と接地との間に、ゲ
ートに自己のドレイン電圧が供給された第1のNチャネ
ルMOSトランジスタと、ゲートに前記論理ゲート回路
の出力がインバータを介して供給された第2のNチャネ
ルMOSトランジスタとを並列に介在させたことを特徴
とする半導体回路。
1. A first P having its gate supplied with its own drain voltage between a charge side of a logic gate circuit and a power supply.
A channel MOS transistor and a second P whose gate is supplied with the output of the logic gate circuit through an inverter.
A first N-channel MOS transistor having its gate supplied with its own drain voltage between the discharge side of the logic gate circuit and ground and a logic gate circuit A semiconductor circuit in which a second N-channel MOS transistor whose output is supplied via an inverter is interposed in parallel.
【請求項2】 第1のPチャネルMOSトランジスタ及
び第1のNチャネルMOSトランジスタは駆動力が大き
く、第2のPチャネルMOSトランジスタ及び第2のN
チャネルMOSトランジスタは駆動力が小さい請求項1
記載の半導体回路。
2. The first P-channel MOS transistor and the first N-channel MOS transistor have a large driving force, and the second P-channel MOS transistor and the second N-channel MOS transistor.
The driving force of the channel MOS transistor is small.
The semiconductor circuit described.
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