JPH05218847A - Cmos出力バッファ回路 - Google Patents

Cmos出力バッファ回路

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Publication number
JPH05218847A
JPH05218847A JP4016738A JP1673892A JPH05218847A JP H05218847 A JPH05218847 A JP H05218847A JP 4016738 A JP4016738 A JP 4016738A JP 1673892 A JP1673892 A JP 1673892A JP H05218847 A JPH05218847 A JP H05218847A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
channel mos
drain
gate
mos transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP4016738A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Suzuki
木 敏 幸 鈴
Masanari Kaizuka
塚 眞 生 貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05218847A publication Critical patent/JPH05218847A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 貫通電流及びノイズの出現を可及的に抑える
とともに信号の遅延時間を短くする。 【構成】 PチャネルMOSトランジスタ2と、Nチャ
ネルMOSトランジスタ4と、PチャネルMOSトラン
ジスタ6a及びNチャネルMOSトランジスタ6bから
なるトランスミッションゲート6と、PチャネルMOS
トランジスタ10と、NチャネルMOSトランジスタ1
2とを備えている。入力Siのレベルが“L”から
“H”に変化する場合トランジスタ10がオンする時、
ゲート電位の変化が緩やかなので、出力Soのノイズを
小さく抑えることができる。又、トランジスタ10のオ
ンとトランジスタ12のオフのタイミングがずれるた
め、トランジスタ10,12間の貫通電流を小さく抑え
ることができる。また、ノードA,Bの電位の変化の早
さによって遅延時間も短い。入力Siが“H”から
“L”に変化する場合も同様である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCMOS出力バッファ回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にCMOS出力バッファ回路は図5
に示すようにPチャネルMOS(PMOS)トランジス
タ52a及びNチャネルMOS(NMOS)トランジス
タ52bからなるCMOSインバータ回路52と、Pチ
ャネルMOSトランジスタ54a及びNチャネルMOS
トランジスタ54bからなるCMOSインバータ回路5
4とを有している。このCMOSバッファ回路において
は、インバータ回路54の入力端の電圧がインバータ回
路54の回路しきい値を中心にしたある範囲にある場
合、駆動電源と接地電源との間に大きな貫通電流が流れ
たり、又インバータ回路54の入力端の電圧がPMOS
トランジスタ54a、もしくはNMOSトランジスタ5
4bのしきい値電圧まで急に達することにより、オーバ
ーシュート、アンダーシュートなどのノイズが出力So
に発生してしまうという問題があった。
【0003】そこで上記貫通電流やノイズ等の発生を防
止するため、図5のCMOS出力バッファ回路において
は図6に示すように、PMOSトランジスタ52aのド
レインとNMOSトランジスタ52bのドレインを切離
し、PMOSトランジスタ52aのドレインをPMOS
トランジスタ54aのゲートに接続する(接続ノード
A)とともに、NMOSトランジスタ52bのドレイン
をNMOSトランジスタ54bのゲートに接続し(接続
ノードB)、接続ノードAのBの間に抵抗53を設けて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような図6に示す
従来のCMOS出力バッファ回路の動作を図7を参照し
て説明する。PMOSトランジスタ52aとNMOSト
ランジスタ52bのゲートに印加される入力信号Si の
レベルが“L”の状態では、トランジスタ52aがオン
し、トランジスタ52bがオフしているので、ノード
A,Bの電位は正電源電位“H”に等しい。したがって
トランジスタ54aがオフし、トランジスタ54bがオ
ンしているので出力信号So は“L”レベルとなる。又
入力信号Siが“H”レベル状態では、トランジスタ5
2aはオフし、トランジスタ52bはオンするので、ノ
ードA,Bともに接地電位となる。したがってトランジ
スタ54aはオンし、トランジスタ54bはオフするの
で出力信号So は“H”レベルとなる。
【0005】次に入力信号Si の電位が上がるに連れて
トランジスタ52aは徐々にオフし初め、トランジスタ
52bは徐々に、オンし始める。これにより、正電源電
位にあったノードBの電位はトランジスタ52bを介し
て接地電源に放電され、ノードAの電位も又、ノードB
の電位に引かれて落ちていくが、抵抗53を介している
ので放電時間はノードBに比べて長くなる。又入力信号
Si が“H”から“L”に変わる時は、入力信号Si の
電位が下がるに連れてトランジスタ52aは徐々にオン
し初め、トランジスタ52bは徐々にオフし始める。こ
れにより、接地電位にあったノードAの電位はトランジ
スタ52aを介して充電され、ノードBの電位もノード
Aより充電されるが、抵抗53をを介して充電されるた
め充電時間はノードAに比べて長くなる。
【0006】したがってトランジスタ54a,54bの
スイッチングを行うノードA,Bの電位は、トランジス
タをオフさせる時は素早く変化し、オンさせる時はゆっ
くり変化する。これによりトランジスタ54a,54b
がオンする時ゲート電圧変化が緩やかなので出力信号S
o のノイズは押えられる。又トランジスタ54aとトラ
ンジスタ54bのオン、オフのタイミングがずれるた
め、上述の貫通電流が小さく押えられる。
【0007】しかし図6に示すCMOS出力バッファ回
路においては、入力端子に信号Siが入ってからトラン
ジスタ54a、又はトランジスタ54bがオンするまで
の時間が長くなり、出力信号So の遅延時間が長くなる
という問題があった。本発明は上記事情を考慮してなさ
れたものであって、インバータ内の貫通電流を抑えると
ともに、出力にノイズが現われるのを可及的に防止し、
更に信号の遅延時間を可及的に短くすることのできるC
MOS出力バッファ回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によるCMOS出
力バッファ回路は、ソースが第1の電源に接続された第
1のPチャネルMOSトランジスタと、ソースが第2の
電源に接続された第1のNチャネルMOSトランジスタ
と、ゲートが第1のPチャネルMOSトランジスタのド
レインに接続され、ソースが第1の電源に接続された第
2のPチャネルMOSトランジスタと、ゲートが第1の
NチャネルMOSトランジスタのドレインに接続され、
ドレインが第2のPチャネルMOSトランジスタのドレ
インに接続され、ソースが第2の電源に接続された第2
のNチャネルMOSトランジスタと、ゲートが第2の電
源に接続され、ソースが第1のPチャネルMOSトラン
ジスタのドレインに接続され、ドレインが第1のNチャ
ネルMOSトランジスタのドレインに接続された第3の
PチャネルMOSトランジスタと、ゲートが第1の電源
に接続され、ソースが第1のNチャネルMOSトランジ
スタのドレインに接続され、ドレインが第1のPチャネ
ルMOSトランジスタのドレインに接続された第3のN
チャネルMOSトランジスタと、を備え、第1のPチャ
ネル及びNチャネルMOSトランジスタのゲートに入力
信号を与え、第2のPチャネル及びNチャネルMOSト
ランジスタのドレインから出力信号を取出すことを特徴
とする。
【0009】
【作用】このように構成された本発明のCMOS出力バ
ッファ回路によれば、第3のPチャネル及びNチャネル
MOSトランジスタからなるトランスミッションゲート
の入出力端の一端が第1のPチャネルMOSトランジス
タのドレインに接続され、他端が第1のNチャネルMO
Sトランジスタのドレインに接続されている。これによ
り、第2のPチャネルMOSトランジスタ又は第2のN
チャネルMOSトランジスタがオンする時にはゲート電
圧の変化が緩やかなので出力に出現するノイズを小さく
抑えることができる。又、第2のPチャネル及びNチャ
ネルMOSトランジスタのオン、オフのタイミングがず
れるため、第2のPチャネル及びNチャネルMOSトラ
ンジスタ内を流れる貫通電流を小さく抑えることができ
る。更に、第1のPチャネルMOSトランジスタと第1
のNチャネルMOSトランジスタの各ドレインにおける
電位は、第2のPチャネル及びNチャネルMOSトラン
ジスタをオフさせる場合は早く変化し、オンさせる場合
は各々のトランジスタのしきい値電圧前まで素早く変化
するので遅延時間の短い出力信号を得ることができる。
【0010】
【実施例】本発明によるCMOS出力バッファ回路の第
1の実施例の構成を図1に示す。この実施例のCMOS
出力バッファ回路はPチャネルMOSトランジスタ2
と、NチャネルMOSトランジスタ4と、PチャネルM
OSトランジスタ6a及びNチャネルMOSトランジス
タ6bからなるトランスミッションゲート6と、Pチャ
ネルMOSトランジスタ10と、NチャネルMOSトラ
ンジスタ12とを備えている。この実施例において、ト
ランジスタ2のソースが正電源に接続され、ドレインが
トランジスタ10のゲートに接続されている。又、トラ
ンジスタ4のソースが接地電源に接続され、ドレインが
トランジスタ12のゲートに接続されている。又、トラ
ンジスタ10と12は直列に接続され、トランジスタ1
0のソースは正電源に接続され、トランジスタ12のソ
ースは接地電源に接続されている。そして、トランスミ
ッションゲート6の一方の端子がトランジスタ2のドレ
インとトランジスタ10のゲートとの接続ノードAに接
続され、他方の端子がトランジスタ4のドレインとトラ
ンジスタ12のゲートとの接続ノードBに接続されてい
る。又トランスミッションゲート6のPチャネルトラン
ジスタ6aのゲートは接地電源に接続され、Nチャネル
トランジスタ6bのゲートは正電源に接続されている。
そしてトランジスタ2及び4のゲートに入力信号Si が
与えられトランジスタ10と12の接続点から出力信号
So が取出される。
【0011】この実施例の動作を図2を参照して説明す
る。今、入力Si のレベルが“L”である時、トランジ
スタ2がオンし、ノードAの電位は正電源電位に等し
く、ノードBの電位もトランジスタ6aが完全にオンし
ているので正電源電位に等しい。したがってトランジス
タ10がオフし、トランジスタ12がオンし、出力は
“L”レベルとなる。
【0012】次に入力Si のレベルが“L”から“H”
に変化する場合を考える。入力Siの電位が上がるに連
れて、トランジスタ2が次第にオフし始め、トランジス
タ4がオンし始める。トランジスタ4がオンし始めるこ
とにより当初、正電源電位にあったノードBの電位が接
地電源に放電され、ノードAの電位も又ノードBに引か
れ、放電される。しかし、ノードAの電位がPチャネル
MOSトランジスタ6aのバックゲートバイアスが利き
始めるある電位(しきい値電圧)aになると、トランジ
スタ6aのオン抵抗が大きくなり、ノードAの電位は電
位aを境に、その後ゆっくりと放電される。したがっ
て、トランジスタ10がオンする時、ゲート電位の変化
が緩やかなので、出力So のノイズを小さく抑えること
ができる。又、トランジスタ10のオンとトランジスタ
12のオフのタイミングがずれるため、トランジスタ1
0,12間の貫通電流を小さく抑えることができる。更
にノードBの電位はトランジスタ12をオフさせる時、
素早く変化し、ノードAの電位はトランジスタ10をオ
ンさせる時、しきい値電圧aまで素早く変位するので図
2に示すように遅延時間の短い出力So を得ることがで
きる。なお、図2において、実線は本実施例の電位変化
を示し、破線は従来の電位変化を示す。
【0013】一方、入力Si が“H”から“L”に変化
する場合は、入力Si の電位が下がるに連れてトランジ
スタ2は次第にオンし始め、トランジスタ4はオフし始
める。トランジスタ2がオンし始めることにより、当初
接地電位にあったノードAの電位は正電源から充電され
る。ノードBの電位も又トランジスタ6bを介して充電
される。しかし、ノードBがトランジスタ6bのバック
ゲートバイアスが利き始めるある電位(しきい値電圧)
bになると、トランジスタ6bのオン抵抗は大きくな
り、ノードBの電位は電位bを境に抵抗となったトラン
ジスタ6bを通してゆっくり充電される。したがってト
ランジスタ12がオンする時、ゲート電位の変化が緩や
かなので、出力So のノイズを小さく抑えることができ
る。又トランジスタ10のオフとトランジスタ12のオ
ンのタイミングがずれるため、トランジスタ10,12
間の貫通電流を小さく抑えることができる。更に、ノー
ドAの電位は、トランジスタ10をオフさせる時、素早
く変化し、ノードBの電位はトランジスタ12をオンさ
せる時、しきい値電圧bまで素早く変化するので図2に
示すように遅延時間の短い出力So を得ることができ
る。
【0014】次に、本発明によるCMOS出力バッファ
回路の第2の実施例の構成を図3に示し、その回路図を
図4に示す。この第2の実施例のCMOS出力バッファ
回路はNANDゲート30と、インバータ32と、NO
Rゲート34と、PチャネルMOSトランジスタ36a
及びNチャネルMOSトランジスタ36bからなるイン
バータ回路36とを備えている。NANDゲート30は
イネーブル信号Sx 及び入力信号Si に基づいて動作
し、その動作出力をトランジスタ36aのゲートに送出
する。NORゲート34はインバータを介して入力され
るイネーブル信号Sx と、入力信号Si に基づいて動作
し、その動作出力をトランジスタ36bのゲートに送出
する。そして、トランジスタ36aと36bの接続ノー
ドから出力信号So が取出される。
【0015】又、NANDゲート30は図4に示すよう
に、PチャネルMOSトランジスタ30a,30bと、
NチャネルMOSトランジスタ30c,30dと、Nチ
ャネルMOSトランジスタ30e及びPチャネルMOS
トランジスタ30fからなるトランスミッションゲート
とを有している。そして、トランジスタ30a,30b
の各ソースが正電源に接続され、各ドレインがトランジ
スタ36aのゲートに接続されている。トランジスタ3
0cとトランジスタ30dは直列に接続され、トランジ
スタ30cのドレインが上記トランスミッションゲート
の入力端に接続され、トランジスタ30dのソースが接
地電源に接続されている。上記トランスミッションゲー
トの出力端はトランジスタ30a,30bのドレインに
接続されている。そしてトランジスタ30eのゲートは
正電源に、トランジスタ30fのゲートは接地電源に接
続されている。
【0016】トランジスタ30aとトランジスタ30c
のゲートにはイネーブル信号Sx が入力され、トランジ
スタ30bとトランジスタ30dのゲートには入力信号
Siが入力される。一方、NORゲートは図4に示すよ
うに、PチャネルMOSトランジスタ34a,34b
と、NチャネルMOSトランジスタ34c,34dと、
NチャネルMOSトランジスタ34e及びPチャネルM
OSトランジスタ34fからなるトランスミッションゲ
ートとを有している。トランジスタ34aとトランジス
タ34bは直列に接続され、トランジスタ34aのソー
スが正電源に、トランジスタ34bのドレインが上記ト
ランスミッションゲートの入力端に接続されている。ト
ランジスタ34c及び34dの各ソースは接地電源に接
続され、各ドレインはトランジスタ36bのゲートに接
続されている。又上記トランスミッションゲートの出力
端がトランジスタ34c,34dのドレインに接続さ
れ、トランジスタ34eのゲートが正電源に、トランジ
スタ34fのゲートが接地電源に接続されている。そし
て、トランジスタ34bとトランジスタ34dの各ゲー
トには入力信号Si が入力され、トランジスタ34aと
トランジスタ34cの各ゲートには、トランジスタ32
a,32bからなるインバータを介してイネーブル信号
Sx が入力されている。
【0017】次に第2の実施例の動作を説明する。イネ
ーブル信号Sx が“L”の場合、トランジスタ30aが
オンに、トランジスタ30cがオフになることにより、
トランジスタ36aがオフになる。又トランジスタ34
aがオフに、トランジスタ34cがオンになることによ
り、トランジスタ36bもオフになる。これにより、イ
ネーブル信号Sx が“L”の場合は入力信号Si のレベ
ルに関係なく、出力信号So はハイインピーダンスにな
る。イネーブル信号Sx が“H”の場合は、トランジス
タ30a,34cがオフに、トランジスタ30c、34
aがオンになり、出力信号So は入力信号Si のレベル
のみに応じた値となる。すなわち、入力信号Si が
“H”の場合出力信号So は“H”になり、“L”の場
合“L”となる。
【0018】又、図4に示すCMOS出力バッファ回路
においては、トランジスタ30e,30fからなるトラ
ンスミッションゲートがNチャネルトランジスタ30c
のドレインとPチャネルトランジスタ30bのドレイン
との間に設けられ、トランジスタ34e,34fからな
るトランスミッションゲートがPチャネルトランジスタ
34bのドレインとNチャネルトランジスタ34cのド
レインとの間に設けられている。これにより、この第2
の実施例のCMOS出力バッファ回路は入力信号Si を
“L”から“H”に、又は“H”から“L”に変化させ
た場合は第1の実施例と同様の動作を行い、トランジス
タ36aとトランジスタ36bとの間の貫通電流を小さ
く抑えることができるとともに、出力ノイズが現われる
のを防止することができ、更に信号の遅延時間を短くす
ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、イ
ンバータ内の貫通電流を抑えるとともに、出力にノイズ
が生じるのを可及的に防止でき、更に信号の遅延時間を
可及的に短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す回路図。
【図2】第1の実施例の動作を説明する電位変化図。
【図3】第2の実施例の構成を示すブロック図。
【図4】第2の実施例の構成を示す回路図。
【図5】従来のCMOS出力バッファ回路の構成を示す
回路図。
【図6】改良された従来のCMOS出力バッファ回路の
構成を示す回路図。
【図7】図6に示すCMOS出力バッファ回路の動作を
説明する電位変化図。
【符号の説明】
2,6a,10 PチャネルMOSトランジスタ 4,6b,12 NチャネルMOSトランジスタ 6 トランスミッションゲート Si 入力信号 So 出力信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ソースが第1の電源に接続された第1のP
    チャネルMOSトランジスタと、ソースが第2の電源に
    接続された第1のNチャネルMOSトランジスタと、ゲ
    ートが前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレ
    インに接続され、ソースが第1の電源に接続された第2
    のPチャネルMOSトランジスタと、ゲートが前記第1
    のNチャネルMOSトランジスタのドレインに接続さ
    れ、ドレインが前記第2のPチャネルMOSトランジス
    タのドレインに接続され、ソースが第2の電源に接続さ
    れた第2のNチャネルMOSトランジスタと、ゲートが
    第2の電源に接続され、ソースが前記第1のPチャネル
    MOSトランジスタのドレインに接続され、ドレインが
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレインに
    接続された第3のPチャネルMOSトランジスタと、ゲ
    ートが第1の電源に接続され、ソースが前記第1のNチ
    ャネルMOSトランジスタのドレインに接続され、ドレ
    インが前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレ
    インに接続された第3のNチャネルMOSトランジスタ
    と、を備え、 前記第1のPチャネル及びNチャネルMOSトランジス
    タのゲートに入力信号を与え、 前記第2のPチャネル及びNチャネルMOSトランジス
    タのドレインから出力信号を取出すことを特徴とするC
    MOS出力バッファ回路。
JP4016738A 1992-01-31 1992-01-31 Cmos出力バッファ回路 Pending JPH05218847A (ja)

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JP (1) JPH05218847A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559676B1 (en) 2001-11-30 2003-05-06 Oki Electric Industry Co., Ltd. Output buffer circuit
US6844753B2 (en) 2003-01-17 2005-01-18 Oki Electric Industry Co., Ltd. Output circuit of semiconductor integrated circuit device
US7109966B2 (en) 2002-07-12 2006-09-19 Rohm Co., Ltd. Display element drive circuit and display device

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