JPH05259880A - 入出力バッファ回路 - Google Patents

入出力バッファ回路

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JPH05259880A
JPH05259880A JP4086339A JP8633992A JPH05259880A JP H05259880 A JPH05259880 A JP H05259880A JP 4086339 A JP4086339 A JP 4086339A JP 8633992 A JP8633992 A JP 8633992A JP H05259880 A JPH05259880 A JP H05259880A
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JP
Japan
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input
output
buffer circuit
channel mos
terminal
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JP4086339A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Yamada
和良 山田
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部入出力端子の電圧レベルが論理“1”の
安定状態にあるとき、電源端子からGND端子に消費電
流が流れないようにすることにある。 【構成】 トライステート出力バッファ回路20および
入力バッファ回路11のほかに、帰還回路30およびP
チャネルMOSーFET10を設け、入力バッファ回路
11のインバータ1と、帰還回路30のインバータ8お
よび抵抗9とによってラッチ回路を構成する。ラッチ回
路でA点の電位を保持できる。一方、PチャネルMOS
ーFET10は初期設定時にリセット信号を入力し、ラ
ッチ回路の初期値を設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は相補形MOS電界効果ト
ランジスタを用いた半導体集積回路に関し、特にその外
部入出力端子に接続される入出力バッファに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、相補形MOS電界効果トランジス
タを用いた入出力バッファ回路は、例えば図2に示すよ
うにプルアップ抵抗7に接続された入力バッファ回路1
1と、トライステート出力バッファ回路20とによって
構成される。トライステート出力バッファ回路20で
は、第2の内部端子がNANDゲート2の第1の入力端
子と、NORゲート4の第1の入力端子とに接続されて
いる。NANDゲート2の第2の入力端子には、制御端
子Gを入力端子とするインバータ3の出力端子が接続さ
れ、NORゲート4の第2の入力端子は直接制御端子G
に接続されている。
【0003】NANDゲート2の出力端子およびNOR
ゲート4の出力端子はそれぞれトライステート出力バッ
ファ回路20の主要部分を構成するPチャネルMOS電
界効果トランジスタ5(以下、PチャネルMOSーFE
Tと称する。)およびNチャネルMOS電界効果トラン
ジスタ6(以下、NチャネルMOSーFETと称す
る。)のゲートに接続されている。PチャネルMOSー
FET5のソースは電源端子に接続され、そのドレーン
は外部入出力端子IOに導かれたA点へ接続されてい
る。更に、NチャネルMOSーFET6のソースはGN
D端子に接続され、そのドレーンはA点に接続されてい
る。
【0004】次に、入力バッファ回路11は、外部入出
力端子IOおよびA点を介してインバータ1の入力端子
に接続され、インバータ1の出力端子は第1の内部端子
に接続されている。また、A点と電源端子との間に、プ
ルアップ抵抗7が接続されている。次に、本回路の動作
について図2を参照して説明する。
【0005】まず、制御端子Gが論理“0”のとき、入
出力バッファ回路は出力モードとなり、外部入出力端子
IOの負荷は高インピーダンス状態になる。このとき、
トライステート出力バッファ回路20では、NANDゲ
ート2の第2の入力端子にインバータ3から論理“1”
が入力され、NORゲート4の第1の入力端子に制御端
子Gから論理“0”が入力される。そこで、NANDゲ
ート2およびNORゲート4の出力値は、それぞれ第2
の内部端子の論理値によって決定されるので定まらな
い。
【0006】そこで、第2の内部端子に論理“1”が入
力されると、NANDゲート2およびNORゲート4の
出力は、ともに論理“0”となる。そこで、Pチャネル
MOSーFET5はオン、NチャネルMOSーFET6
はオフになる。A点にはPチャネルMOSーFET5を
介して電源電圧が供給され、論理“1”となる。逆に、
第2の内部端子に論理“0”が入力されると、NAND
ゲート2およびNORゲート4の出力はともに論理
“1”となり、PチャネルMOSーFET5はオフ、N
チャネルMOSーFET6はオンになって、A点はNチ
ャネルMOSーFET6を介してGND電圧が供給さ
れ、論理“0”となる。
【0007】入力バッファ回路11において、インバー
タ1にはPチャネルMOSーFET5とNチャネルMO
SーFET6とで構成されるトライアステート出力バッ
ファ回路20から供給される論理“0”または論理
“1”に従って動作する。ここで、プルアップ抵抗7は
予めA点において、トライステート出力バッファ回路2
0から出力される論理“0”または5論理“1”の電圧
レベルを受けたインバータ1が、勝手に論理値を反転し
ないような高い抵抗値に設定してある。
【0008】次に、制御端子Gが論理“1”のとき、入
出力バッファ回路は入力モードとなって、外部入出力端
子IOは外部の入力端子へ接続される。このとき、Pチ
ャネルMOSーFET5とNチャネルMOSーFET6
とで構成させるトライステート出力バッファ回路20の
トライステート出力バッファは、高インピーダンス状態
になる。このとき、入力バッファ回路11のインバータ
1の入力は、外部入出力端子IOから供給される論理
“0”または論理“1”に従って動作する。
【0009】ここで、プルアップ抵抗7は、予めA点に
おいて、外部入出力端子IOから入力される論理“0”
または論理“1”の電圧レベルによらないでインバータ
1が勝手に論理値を反転しないような高い抵抗値に設定
してある。。また、外部入出力端子IOが高インピーダ
ンスである場合には、PチャネルMOSーFET5とN
チャネルMOSーFET6とで構成されるトライステー
ト出力バッファ回路20の出力も高インピーダンスであ
る。従って、A点はプルアップ抵抗7によって電源電圧
に充電され、論理“1”の電圧レベルとなる。
【0010】この従来の入出力バッファ回路では、入力
モードであって、且つ、A点でインバータ1の入力が論
理“0”であるとき、電源端子からプルアップ抵抗7を
介してA点を通り、外部入出力端子IOが接続され、論
理“0”を駆動する素子を介してGNDに定常電流が流
れる。一方、出力モードのときには、電源端子からプル
アップ抵抗7を介してA点を通り、更にトライステート
出力バッファ回路20のNチャネルMOSーFET6を
介してGNDに定常電流が流れる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
は、外部入出力端子が論理“0”の場合、電源からGN
Dに定常電流が流れるため、消費電流が増加する点であ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、トライステー
ト出力バッファ回路および入力バッファ回路のほかに、
入力バッファ回路の出力信号を入力側に戻す帰還回路、
および初期リセット用PチャネルMOSーFETを備え
て、消費電流を減ずることができるように構成したこと
を特徴とする。
【0013】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明による入出力バッファ回路の一実施
例を示す回路図である。図1において、1はインバー
タ,2はNANDゲート,3はインバータ,4はNOR
ゲート,5はPチャネルMOSーFET,6はNチャネ
ルMOSーFET,8はインバータ,9は抵抗,10は
PチャネルMOSーFETである。また、11は入力バ
ッファ回路,20はトライステート出力バッファ回路,
30は帰還回路である。
【0014】帰還回路30を構成するインバータ8は入
力端子がインバータ1の出力端子に接続され、その出力
端子は抵抗9を介してインバータ1の入力端子、すなわ
ちA点に接続されている。更に、電源投入時、A点の論
理値が“1”または“0”のいずれにも定まらない場合
には、予めA点に論理“1”を設定するために、それぞ
れソースとドレーンとが電源端子とA点とに接続され、
ゲートには初期リセット信号パルスを入力するための初
期リセット端子が接続されたPチャネルMOSーFET
10を設ける。
【0015】次に、本発明の動作について、図1を参照
して説明する。まず、制御端子Gが論理“0”の時、従
来例と同様に入出力バッファ回路は出力モードとなり、
外部入出力端子IOの負荷は高インピーダンス状態にな
る。このときトライステート出力バッファ回路20の動
作は従来例と同様である。よって、第2の内部端子に加
えられる論理“0”または“1”に従って、Pチャネル
MOSーFET5とNチャネルMOSーFET6とで構
成されたトライステート出力バッファ回路20の論理出
力値が“0”または“1”へと変化する。一方、入力バ
ッファ回路11の動作も従来例と同様であり、インバー
タ1の入力はPチャネルMOSーFET5とNチャネル
MOSーFET6とで構成されたトライステート出力バ
ッファ回路20の論理出力値“0”または“1”に従っ
て変化する。
【0016】ここで、帰還回路30を構成するインバー
タ8および抵抗9は、A点においてインバータ1へ入力
される論理出力値“0”または“1”を反転させない電
圧レベルとなるように、インバータ8を構成するPチャ
ネルMOSーFETおよびNチャネルMOSーFETの
オン抵抗値と抵抗9の抵抗値とを高く設定してある。従
って、インバータ8の論理出力値が逆の場合でも出力バ
ッファ回路20の論理出力値は反転しない。
【0017】次に、制御端子が論理“1”のときには入
力モードとなり、外部入出力端子IOに接続されたトラ
イステート出力バッファ回路20のトライステート出力
バッファは、従来例と同様に高インピーダンス状態にな
る。このとき、入力バッファ回路11のインバータ1
は、外部入出力端子IOから入力される論理レベルの
“0”または“1”に従って動作する。
【0018】ここで、帰還回路30を構成するインバー
タ8および抵抗9は、A点においてインバータ1に外部
入出力端子IOから入力される論理値“0”または
“1”を反転させない電圧レベルとなるように、インバ
ータ8を構成するPチャネルMOSーFETおよびNチ
ャネルMOSーFETのオン抵抗値と、抵抗9の抵抗値
とを高く設定してある。
【0019】また、外部入出力端子IOが高インピーダ
ンスの場合には、A点の論理値は、インバータ1と、帰
還回路30のインバータ8および抵抗9とで構成される
ラッチ回路に保持された値、すなわちインバータ8の出
力値に保持される。なお、電源投入時の初期状態におい
て、外部入出力端子IOの入力状態およびトライステー
ト出力バッファ回路20の出力状態が、ともに高インピ
ーダンス状態となる。
【0020】従って、インバータ1と、インバータ8お
よび抵抗9とで構成されるラッチ回路とによって保持さ
れた論理値が“0”、または“1”のいずれにも定まら
ない場合、図1に示すようにPチャネルMOSーFET
10を追加して、初期リセット入力端子に内部回路全体
の初期リセット信号として論理“0”のパルスを入力
し、他の状態では論理“1”を入力することによって、
A点の論理値を“1”にして、ラッチ回路によって保持
される初期値を設定することができる。
【0021】ここで、インバータ8の論理出力値が
“0”のとき、論理“0”の電圧レベルを駆動するイン
バータ8のNチャネルMOSーFETのオン抵抗と、抵
抗9とで決定される直列抵抗値は、PチャネルMOSー
FET10がオンになるとき、A点の論理値が“1”と
なるようにする。すなわちPチャネルMOSーFET1
0のオン抵抗値に比べて、オン抵抗と抵抗9とで決定さ
れる直列抵抗値が高抵抗値になるように予め設定してあ
る。
【0022】以上、図1を参照して説明したように、第
1に外部入出力端子IOに現れるトライステート出力バ
ッファ回路20の論理出力値“0”または“1”と、イ
ンバータ8の論理出力値とが異なるときおよび第2にP
チャネルMOSーFET5とNチャネルMOSーFET
6とで構成されるトライステート出力バッファ回路20
の論理出力値“0”または“1”とインバータ8の論理
出力値とが異なるときインバータ8がA点の論理値を反
転動作させる。
【0023】この期間中、インバータ8を構成するPチ
ャネルMOSーFET10と抵抗9とを介して、電源端
子からA点に電流が流れ、更にA点から外部入出力端子
IOに接続された外部のトライステート出力バッファ回
路、または本トライステート出力バッファ回路20のN
チャネルMOSーFET6を介してGND端子に電流が
流れる場合がある。他のケースとして、外部入出力端子
IOに接続された外部のトライステート出力バッファ回
路、または本トライステート出力バッファ回路20のP
チャネルMOSーFET5を介して、電源端子からA点
に電流が流れ、更にA点から抵抗9およびインバータ8
を構成するNチャネルMOSーFET10を介してGN
D端子に電流が流れる場合がある。従って、A点が論理
“0”の電圧レベルに固定された場合には、電流が常に
流れるという状態はなくなった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は外部入出力
端子IOに接続されたプルアップ抵抗の代わりに入力バ
ッファ回路の出力信号を入力側に戻す期間回路を設ける
ことによって、外部入出力端子が論理“0”の状態であ
っても定常電流が流れることがなくなったので、本発明
による入出力バッファ回路を多数用いる半導体集積回路
の消費電流を著しく低減することができる利点がある。
【0025】また、外部に接続されたトライステート出
力バッファ回路とPチャネルMOSーFETおよびNチ
ャネルMOSーFETで構成されるトライステート出力
バッファ回路とがともに高インピーダンス状態となって
も、以前のA点の論理値をラッチ回路で保持することが
できるので、内部回路の動作状態に影響を与えることは
ない利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による入出力バッファ回路の一実施例を
示す回路図である。
【図2】従来技術による入出力バッファ回路の一実施例
を示す回路図である。
【符号の説明】
1,3,8 インバータ 2 NANDゲート 4 NORゲート 5,6,10 MOSーFET 7,9 抵抗 11 入力バッファ回路 20 トライステート出力バッファ回路 30 帰還回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御端子によって入力モードか、あるい
    は出力モードが選択され、前記出力モードが選択された
    ときには第1の内部端子に入力された信号を外部入出力
    端子に出力することができ、また前記入力モードが選択
    された時には動作を停止するように構成したトライステ
    ート出力バッファ回路と、 前記入力モードが選択されたときに前記外部入出力端子
    に入力された信号を増幅して第2の内部端子に出力する
    ように構成した入力バッファ回路と、 前記入力バッファ回路の出力信号をその入力側に戻し
    て、前記入力バッファ回路とともにラッチ回路を形成す
    ることができ、前記外部入出力端子に入力された信号の
    論理状態を変えない程度になるように構成した帰還回路
    と、 前記外部入出力端子における前記ラッチ回路によって保
    持される値の論理状態を初期設定するように構成したP
    チャネルMOSトランジスタとから成る入出力バッファ
    回路。
  2. 【請求項2】 前記トライステート出力バッファは、そ
    の出力段に相補接続したPチャネルMOS電界効果トラ
    ンジスタおよびNチャネルMOS電界効果トランジスタ
    を備え、 前記入力モードが選択された時には前記PチャネルMO
    S電界効果トランジスタおよび前記NチャネルMOS電
    界効果トランジスタの両方がオフとなって前記外部入出
    力端子は高インピーダンス状態になり、 前記出力モードが選択された時には前記PチャネルMO
    S電界効果トランジスタあるいは前記NチャネルMOS
    電界効果トランジスタがオンになることができるように
    構成した請求項1の入出力バッファ回路。
  3. 【請求項3】 前記帰還回路はインバータと前記インバ
    ータの出力端子に接続された直列抵抗とから構成され、
    前記インバータはPチャネルMOS電界効果トランジス
    タおよびNチャネルMOS電界効果トランジスタから構
    成された請求項1の入出力バッファ回路。
JP4086339A 1992-03-10 1992-03-10 入出力バッファ回路 Pending JPH05259880A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997001223A1 (fr) * 1995-06-22 1997-01-09 Fujitsu Ten Limited Dispositif d'actionnement d'antenne pour transpondeur
US6791373B2 (en) 2002-06-11 2004-09-14 Oki Electric Industry Co., Ltd. High-voltage detecting circuit
WO2006067859A1 (ja) * 2004-12-24 2006-06-29 Yamatake Corporation インターフェース回路
US7750705B2 (en) 2003-06-30 2010-07-06 Yamatake Corporation Interface circuit

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