JPH05268051A - プログラム可能な駆動能力特性を有するcmosゲート - Google Patents

プログラム可能な駆動能力特性を有するcmosゲート

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JPH05268051A
JPH05268051A JP4340233A JP34023392A JPH05268051A JP H05268051 A JPH05268051 A JP H05268051A JP 4340233 A JP4340233 A JP 4340233A JP 34023392 A JP34023392 A JP 34023392A JP H05268051 A JPH05268051 A JP H05268051A
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JP
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transistors
inverters
gate
channel
switching transistors
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JP4340233A
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Ann K Woo
アン・ケィ・ウー
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Advanced Micro Devices Inc
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/0185Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
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    • HELECTRICITY
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    • H03K2005/00058Variable delay controlled by a digital setting
    • H03K2005/00065Variable delay controlled by a digital setting by current control, e.g. by parallel current control transistors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝播遅延時間がデジタル選択制御信号(S1
−Sm)によって変えられることが可能なように、プロ
グラム可能な駆動能力特性を有するCMOSゲートが提
供される。 【構成】 CMOSゲートは複数個のインバータ(12
a−12m)から形成されるプログラム可能なインバー
タセクション(12)と、スイッチング論理制御セクシ
ョン(14)と、スタティックインバータ(16)とを
含む。スイッチング論理制御信号セクションはデジタル
選択制御信号に応答して、能動化されるべき複数個のイ
ンバータのうちの一定の数を選択的にプログラミングす
る。この態様で、複数個のインバータのうちの一定の数
は、所望される伝播遅延時間の量を生出すために静止イ
ンバータと並列にワイヤされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】この発明は一般に電気時間遅延回路に関
し、より特定的には、その伝播遅延時間がデジタル的に
選択された制御信号によって変えられることが可能なよ
うに、プログラム可能な駆動能力特性を有するCMOS
ゲートに関する。
【0002】これまで、所望される時間遅延を制御する
ためにインダクタンス、容量および抵抗から形成される
先行技術の従来の遅延ライン回路が公知である。さらに
また、時間遅延を制御するようにインバータおよび論理
回路等の電子回路を利用する形式の先行技術の遅延ライ
ン回路が存在する。しかしながら、かかる従来の遅延ラ
インは一般に、ユーザーが時間遅延の量を変化または変
更できるような、プログラム可能である能力を持たな
い。
【0003】一般に公知のように、従来のCMOSイン
バータは遅延素子を形成するために使用されてもよく、
かつPチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルM
OSトランジスタを含む。PチャネルおよびNチャネル
トランジスタのゲートはインバータの入力を規定するよ
うに共通に接続され、かつそのドレインはインバータの
出力を規定するように共通に接続される。Pチャネルト
ランジスタのソースは電源電圧または電位VDDに接続
され、かつNチャネルトランジスタのソースは接地電位
VSSに接続される。予め定められた波形を有する入力
がインバータの入力に与えられると、インバータの出力
で現れる出力信号は遅延される。
【0004】CMOSインバータゲートのこの伝播遅延
は通常、その駆動能力の、その出力に接続された負荷に
対する比率に依存する。たとえば負荷に容量があると
き、遅延はキャパシタの充電および放電によるものであ
る。こうしてもしCMOSインバータゲートの駆動能力
が高ければ、伝播遅延は小さいであろう。反対にもしC
MOSインバータゲートの駆動能力が小さければ、伝播
遅延は大きいであろう。
【0005】したがって、その伝播遅延時間がユーザー
によって容易にプログラム可能であるCMOSゲートを
提供することが所望されるであろう。さらに、デジタル
的に選択された制御信号によって時間遅延の量が変えら
れまたは制御されることは好都合であろう。この発明は
多様な回路の応用において実現され得る。かかる応用は
限定的にではないがプログラム可能な遅延ラインおよび
リング発振器を含む。
【0006】
【発明の概要】したがってこの発明の一般の目的は、製
造および組立てが相対的に簡単でかつ経済的であるプロ
グラム可能な駆動能力特性を有するCMOSゲートを提
供することである。
【0007】この発明の目的は、その伝播遅延時間がデ
ジタル的に選択された制御信号によって変化することが
可能なように、プログラム可能な駆動能力特性を有する
CMOSゲートを提供することである。
【0008】この発明の他の目的は、プログラム可能な
インバータ回路セクションと、スイッチング論理制御セ
クションと、スタティックインバータとを含むプログラ
ム可能な駆動能力を有するCMOSゲートを提供するこ
とである。
【0009】この発明のさらに他の目的は、複数個のイ
ンバータから形成されるプログラム可能なインバータ回
路セクションと、デジタル選択制御信号に応答して能動
化されるべき複数個のインバータのうちの一定の数を選
択的にプログラミングするスイッチング論理制御セクシ
ョンとを含み、それにより所望される伝播遅延時間の量
を確立する、プログラム可能な駆動能力を有するCMO
Sゲートを提供することである。
【0010】これらの目標および目的に従って、この発
明は複数個の並列接続されたインバータと、複数個の上
部スイッチングトランジスタと、複数個の下部スイッチ
ングトランジスタとを含むプログラム可能な駆動能力特
性を有するCMOSゲートの提供に関する。複数個の並
列接続されたインバータの入力は入力ノードに接続され
て入力論理信号を受け、かつその出力は出力ノードに接
続されて出力論理信号を発生する。複数個のインバータ
の各々はPチャネルトランジスタおよびNチャネルトラ
ンジスタから形成される。
【0011】複数個の上部スイッチングトランジスタの
導通経路は、電源電位と複数個のインバータのPチャネ
ルトランジスタのソース電極のそれぞれとの間に接続さ
れる。複数個の下部スイッチングトランジスタの導通経
路は、接地電位と複数個のインバータのNチャネルトラ
ンジスタのソース電極のそれぞれとの間に接続される。
【0012】複数個の下部スイッチングトランジスタの
ゲート電極は複数個の上部スイッチングトランジスタの
ゲート電極のうちの対応するものに接続され、かつデジ
タル選択制御信号のうちの対応するものを受けるように
接続される。デジタル選択制御信号の各々はハイまたは
ローの論理レベルのいずれかであって、複数個のインバ
ータのうちの選択されたものを能動化して駆動能力特性
を変化させるように、オンにされるべき上部および下部
スイッチングトランジスタのうちの一定のものを選択的
にプログラミングする。出力論理信号は、入力論理信号
に比例した伝播遅延を有し、それは駆動能力特性に依存
する。
【0013】この発明のこれらのかつ他の目的および利
点は添付の図面とともに読まれるときに以下の詳細な説
明からより完全に明らかとなるであろう。
【0014】
【好ましい実施例の説明】ここで具体例の図を詳細に参
照して、この発明の原則に従って構成されるプログラム
可能な駆動能力特性を有するCMOSゲート10の概略
の回路図が示される。CMOSゲート10はプログラム
可能なインバータ回路セクション12と、スイッチング
論理制御セクション14と、スタティックインバータ1
6とを含む。
【0015】インバータ回路セクション12は入力ノー
ド18および出力ノード20を有する。入力ノードは特
定の波形を有する入力論理信号Vinを受けるように接続
される。出力ノード20はキャパシタCL によって表さ
れる負荷22に接続される。キャパシタの一方の端部は
出力ノード20に接続され、かつキャパシタの他方の端
部は接地電位に接続される。出力ノード20で現れる出
力論理信号Vout は入力論理信号Vinに関して反転され
かつ遅延される。入力ノードから出力ノードへの伝播遅
延の量は、以下により完全に説明されるように、デジタ
ル的に選択された制御信号を介してCMOSゲート10
の駆動能力をプログラミングすることにより変えられる
ことが可能である。
【0016】プログラム可能なインバータ回路セクショ
ン12は複数個の並列接続されたCMOSインバータ1
2a、12b、12c、…12mを含み、その各々はP
チャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSト
ランジスタから形成される。たとえば、インバータ12
aはPチャネルMOSトランジスタp1とNチャネルM
OSトランジスタn1とを含み、そのゲートは共通に接
続されてその入力を形成し、かつそのドレインは共通に
接続されてその出力を形成する。インバータ12bはP
チャネルMOSトランジスタp2とNチャネルMOSト
ランジスタn2とを含み、そのゲートは共通に接続され
てその入力を形成しかつそのドレインは共通に接続され
てその出力を形成する。さらに、インバータ12cはP
チャネルMOSトランジスタp3とNチャネルMOSト
ランジスタn3とを含み、そのゲートは共通に接続され
てその入力を形成しかつそのドレインは共通に接続され
てその出力を形成する。最後に、インバータ12mはP
チャネルMOSトランジスタpmとNチャネルMOSト
ランジスタnmとを含み、そのゲートは共通に接続され
てその入力を形成しかつそのドレインは共通に接続され
てその出力を形成する。
【0017】インバータ12a、12b、…12mの各
々の入力は共通に接続されて入力ノード18に接続され
入力論理信号Vinを受けることが理解されるであろう。
インバータ12a−12mの各々の出力は共通に接続さ
れて出力ノード20に接続され出力論理信号Vout を発
生する。インバータ回路セクション12は出力ノード2
0へ与えられる駆動能力特性に依存する可変伝播遅延を
有する。この駆動能力特性は、所望される伝播遅延時間
の量を得るために、能動化されるべき複数個のインバー
タ12a−12mの一定の数を選択的にプログラミング
することにより変えられまたは変更されることが可能で
ある。
【0018】スイッチング論理制御セクション14は複
数個の第1のスイッチングトランジスタx1、x2、x
3、…xmを含む。上部スイッチングトランジスタの各
々の導通経路は、ノード24での電源電位または電圧V
CCとインバータ回路セクション12のPチャネルトラ
ンジスタのそれぞれ1つとの間に接続される。特に、ス
イッチングトランジスタx1のドレイン電極は電源電位
VCCに接続され、かつそのソース電極はPチャネルト
ランジスタp1のソース電極に接続される。スイッチン
グトランジスタx2のドレイン電極はまた電源電位に接
続され、かつそのソース電極はPチャネルトランジスタ
p2のソース電極に接続される。スイッチングトランジ
スタx3のドレイン電極はまた電源電位に接続され、か
つそのソース電極はPチャネルトランジスタp3のソー
ス電極に接続される。最後に、スイッチングトランジス
タxmのドレイン電極はまた電源電位に接続され、かつ
そのソース電極はPチャネルトランジスタpmのソース
電極に接続される。
【0019】さらに、スイッチング論理制御セクション
14はまた複数個の下部スイッチングトランジスタy
1、y2、y3、…ymを含む。下部スイッチングトラ
ンジスタの各々の導通経路は、インバータ回路セクショ
ン12のNチャネルトランジスタのそれぞれ1つと、ノ
ード26での接地電位との間に接続される。特に、スイ
ッチングトランジスタy1のドレイン電極はNチャネル
トランジスタのソース電極n1に接続され、かつそのソ
ース電極は接地電位に接続される。スイッチングトラン
ジスタy2のドレイン電極はNチャネルトランジスタn
2のソース電極に接続され、かつそのソース電極はまた
接地電位に接続される。スイッチングトランジスタy3
のドレイン電極はNチャネルトランジスタn3のソース
電極に接続され、かつそのソース電極はまた接地電位に
接続される。最後に、スイッチングトランジスタymの
ドレイン電極はNチャネルトランジスタnmのソース電
極に接続され、かつそのソース電極はまた接地電位に接
続される。
【0020】下部スイッチングトランジスタy1−ym
の各々のゲートは、上部スイッチングトランジスタx1
−xmのゲートのうちの対応するものに接続され、かつ
デジタル選択制御信号S1−Smのそれぞれ1つを受け
るように接続される。言換えれば、下部ゲートトランジ
スタy1のゲートは上部ゲートトランジスタx1のゲー
トに接続され、かつデジタル選択制御信号S1を受け
る。同様に、下部ゲートトランジスタy2のゲートは上
部ゲートトランジスタx2のゲートに接続され、かつデ
ジタル制御信号S2を受け、同じことが繰返される。
【0021】デジタル選択制御信号S1−Smの各々は
ハイまたはローの論理レベルのいずれかであり、能動化
されるべき複数個のインバータ12a−12mの一定の
数を選択的にプログラミングし得る。特に、デジタル選
択信号S1のみがハイの論理レベルのとき、上部スイッ
チングトランジスタx1および下部スイッチングトラン
ジスタy1のみがインバータ12aを能動化するように
オンにされる。デジタル選択信号S1およびS2のみが
ハイの論理レベルのとき、上部スイッチングトランジス
タx1およびx2、ならびに下部スイッチングトランジ
スタy1およびy2がインバータ12aおよび12bの
両方を能動化するように導通にされ、同じことが繰返さ
れるであろう。
【0022】この態様で複数個のインバータ12a−1
2mの各々1つは、論理的にそれらを並列にワイヤする
ように1度に1つ選択的に能動化されることが可能であ
る。能動化されたインバータの数が増大するにつれて、
増大された駆動能力特性を有するインバータ回路セクシ
ョン12が効果的にさらにより大きく作られるというこ
とが、当業者にとっては明らかであるべきである。結果
として、出力論理信号と入力論理信号との間の伝播遅延
はより一層小さくなるであろう。
【0023】スタティックインバータ16はPチャネル
MOSトランジスタpxおよびNチャネルMOSトラン
ジスタnyを含む。トランジスタpxおよびnyのゲー
トは共通に接続されてスタティックインバータの入力を
規定する。トランジスタpxおよびnyのドレインは共
通に接続されてスタティックインバータの出力を規定す
る。Pチャネルトランジスタpxのソース電極は電源電
位VCCに直接接続され、かつNチャネルトランジスタ
nyのソース電極は接地電位に直接接続される。こうし
てスタティックインバータ16は常に能動化される。そ
の結果、デジタル選択制御信号S1−Smのすべてがロ
ーの論理レベルのとき、CMOSゲート10の伝播遅延
はスタティックインバータ16の駆動能力特性によって
のみ定められる。
【0024】上部ゲートトランジスタx1−xmおよび
下部ゲートトランジスタy1−ymがNチャネルトラン
ジスタとして示されるが、この発明はNチャネルトラン
ジスタをPチャネルトランジスタと取替えるかまたは他
の形式のトランジスタを使用することによって実現され
得るということが明白であるべきである。さらに代替と
して、上部ゲートトランジスタx1−xmのすべてはP
チャネルトランジスタとし、かつ下部ゲートトランジス
タy1−ymのすべてはNチャネルトランジスタとする
ことができ、またその逆も可能である。
【0025】上述の詳細な説明から、この発明はその伝
播遅延時間がデジタル的に選択された制御信号によって
変化することが可能なようにプログラム可能な駆動能力
特性を有するCMOSゲートを提供することが理解され
る。CMOSゲートは複数個のインバータで形成される
プログラム可能なインバータ回路セクションと、スイッ
チング論理制御セクションと、スタティックインバータ
とを含む。スイッチング論理制御セクションはデジタル
選択制御信号に応答して、能動化されるべき複数個のイ
ンバータのうちの一定の数を選択的にプログラミングす
る。結果として、複数個のインバータのうちの一定の数
は、所望される伝播遅延時間の量を確立するためにスタ
ティックインバータと並列にワイヤされる。
【0026】この発明の好ましい実施例と現在考えられ
るものが示されかつ説明されてきたが一方、様々な変化
および変形がなされてもよく、かつこの発明の真の範囲
から逸脱することなく均等物がそのエレメントに対して
代用されてもよいということが当業者によって理解され
るであろう。さらに、特定の状況または材料に適合する
ために、その中心の範囲から逸脱することなくこの発明
の教示に対して多くの変形がなされ得る。したがってこ
の発明は、この発明を実行するために企図された最良モ
ードとして開示された具体例に限定されず、前掲の特許
請求の範囲内に入るすべての実施例を含むであろうこと
が意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のプログラム可能な駆動能力特性を有
するCMOSゲートの概略の回路図である。
【符号の説明】
10 CMOSゲート 12 プログラム可能なインバータ回路セクション 14 スイッチング論理制御セクション 16 スタティックインバータ
───────────────────────────────────────────────────── 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 8221−5J H03K 17/687 F

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プログラム可能な駆動能力特性を有する
    CMOSゲートであって、 入力が入力ノードに接続されて入力論理信号を受け、か
    つ出力が出力ノードに接続されて出力論理信号を発生す
    る複数個の並列接続されたインバータ(12a−12
    m)を含み、前記複数個のインバータの各々はPチャネ
    ルトランジスタ(p1−pm)とNチャネルトランジス
    タ(n1−nm)とから形成され、さらに導通経路が電
    源電位(VCC)と前記複数個のインバータの前記Pチ
    ャネルトランジスタのソース電極のそれぞれとの間に接
    続される複数個の上部スイッチングトランジスタ(x1
    −xm)と、 導通経路が接地電位と前記複数個のインバータの前記N
    チャネルトランジスタのソース電極のそれぞれとの間に
    接続される複数個の下部スイッチングトランジスタ(y
    1−ym)とを含み、 前記複数個の下部スイッチングトランジスタのゲート電
    極は、前記複数個の上部スイッチングトランジスタのゲ
    ート電極の対応するものに接続され、かつデジタル選択
    制御信号(S1−Sm)の対応するものを受けるために
    接続され、 前記デジタル選択制御信号の各々はハイまたはローの論
    理レベルのいずれかであって、前記複数個のインバータ
    のうちの選択されたものを能動化して駆動能力特性を変
    化させるように、オンにされるべき前記上部および下部
    スイッチングトランジスタのうちの一定のものを選択的
    にプログラミングし、 前記出力論理信号は、前記入力論理信号に比例する伝播
    遅延を有し、それは駆動能力特性に依存する、CMOS
    ゲート。
  2. 【請求項2】 前記駆動能力特性は、出力論理信号と入
    力論理信号との間の伝播遅延を低減するように、能動化
    されたインバータの数が増加されるにつれ増大される、
    請求項1に記載のCMOSゲート。
  3. 【請求項3】 ゲート電極が共通に接続されて入力ノー
    ドに接続されかつドレイン電極が共通に接続されて出力
    ノードに接続される、Pチャネルトランジスタ(px)
    およびNチャネルトランジスタ(ny)から形成される
    スタティックインバータ(16)をさらに含み、前記P
    チャネルトランジスタのソース電極は電源電位に接続さ
    れかつ前記Nチャネルトランジスタのソース電極は接地
    電位に接続される、請求項1に記載のCMOSゲート。
  4. 【請求項4】 前記駆動能力特性は、前記デジタル選択
    制御信号のすべてがローの論理レベルであるときに、前
    記スタティックインバータによって定められる、請求項
    3に記載のCMOSゲート。
  5. 【請求項5】 前記複数個の上部および下部スイッチン
    グトランジスタはNチャネルMOSトランジスタであ
    る、請求項1に記載のCMOSゲート。
  6. 【請求項6】 前記複数個の上部および下部スイッチン
    グトランジスタはPチャネルMOSトランジスタであ
    る、請求項1に記載のCMOSゲート。
  7. 【請求項7】 前記複数個の上部スイッチングトランジ
    スタはPチャネルMOSトランジスタであり、前記複数
    個の下部スイッチングトランジスタはNチャネルMOS
    トランジスタである、請求項1に記載のCMOSゲー
    ト。
  8. 【請求項8】 前記複数個の上部スイッチングトランジ
    スタはNチャネルMOSトランジスタであり、かつ前記
    複数個の下部スイッチングトランジスタはPチャネルM
    OSトランジスタである、請求項1に記載のCMOSゲ
    ート。
  9. 【請求項9】 プログラム可能な駆動能力特性を有する
    CMOSゲートであって、 入力が入力ノードに接続されて入力論理信号を受けかつ
    出力が出力ノードに接続されて出力論理信号を発生する
    プログラム可能なインバータ回路手段(12)を含み、
    前記プログラム可能なインバータ回路手段は複数個の並
    列接続されたインバータ(12a−12m)から形成さ
    れ、前記複数個のインバータの各々はPチャネルトラン
    ジスタ(p1−pm)とNチャネルトランジスタ(n1
    −nm)とから形成され、さらにデジタル選択制御信号
    (S1−Sm)に応答して、駆動能力特性を変化させる
    ために能動化されるべき前記複数個のインバータの一定
    の数を選択的にプログラミングするためのスイッチング
    手段(14)を含み、 前記駆動能力特性は入力論理信号に比例する出力論理信
    号の伝播遅延を低減するように、能動化されたインバー
    タの数が増加されるにつれ増大される、CMOSゲー
    ト。
  10. 【請求項10】 ゲート電極が共通に接続されて入力ノ
    ードに接続されかつそのドレイン電極が共通に接続され
    て出力ノードに接続される、Pチャネルトランジスタ
    (px)およびNチャネルトランジスタ(ny)から形
    成されるスタティックインバータ(16)をさらに含
    み、前記Pチャネルトランジスタのソース電極は電源電
    位に接続され、かつ前記Nチャネルトランジスタのソー
    ス電極は接地電位に接続される、請求項9に記載のCM
    OSゲート。
  11. 【請求項11】 前記駆動能力特性は、前記デジタル選
    択制御信号のすべてがローの論理レベルであるときに前
    記スタティックインバータによって定められる、請求項
    10に記載のCMOSゲート。
  12. 【請求項12】 前記スイッチング手段は、電源電位
    (VCC)と前記複数個のインバータの前記Pチャネル
    トランジスタのソース電極のそれぞれとの間に導通経路
    が接続される、複数個の上部スイッチングトランジスタ
    (x1−xm)を含む、請求項9に記載のCMOSゲー
    ト。
  13. 【請求項13】 前記スイッチング手段は、接地電位と
    前記複数個のインバータの前記Nチャネルトランジスタ
    のソース電極のそれぞれとの間に導通経路が接続され
    る、複数個の下部スイッチングトランジスタ(y1−y
    m)をさらに含む、請求項12に記載のCMOSゲー
    ト。
  14. 【請求項14】 前記複数個の上部および下部スイッチ
    ングトランジスタはNチャネルMOSトランジスタであ
    る、請求項13に記載のCMOSゲート。
  15. 【請求項15】 前記複数個の上部および下部スイッチ
    ングトランジスタはPチャネルMOSトランジスタであ
    る、請求項13に記載のCMOSゲート。
  16. 【請求項16】 前記複数個の上部スイッチングトラン
    ジスタはPチャネルMOSトランジスタであり、かつ前
    記複数個の下部スイッチングトランジスタはNチャネル
    MOSトランジスタである、請求項13に記載のCMO
    Sゲート。
  17. 【請求項17】 前記複数個の上部スイッチングトラン
    ジスタはNチャネルMOSトランジスタであり、かつ前
    記複数個の下部スイッチングトランジスタはPチャネル
    MOSトランジスタである、請求項13に記載のCMO
    Sゲート。
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