JPH05268055A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05268055A
JPH05268055A JP4061788A JP6178892A JPH05268055A JP H05268055 A JPH05268055 A JP H05268055A JP 4061788 A JP4061788 A JP 4061788A JP 6178892 A JP6178892 A JP 6178892A JP H05268055 A JPH05268055 A JP H05268055A
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JP
Japan
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channel mos
mos transistor
channel
transistor
level
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4061788A
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English (en)
Inventor
Masamitsu Kamiyama
雅充 神山
Shinzo Sato
信三 佐藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体装置に関し、MOSトランジ
スタの入力容量を大きくすることなく、Bi−CMOS
/ECLのレベル変換を行い、かつ、スキュー調整の容
易な半導体装置を提供することを目的としている。 【構成】 高電位電源線と低電位電源線との間に、ゲー
トに入力信号を受ける第一PMOSTrと、該第一PM
OSTrのドレインに対してゲート及びドレインを共通
に接続する第一NMOSTrとを順に接続する第一バッ
ファと、ゲート及びドレインを共通に接続する第ニPM
OSTrと、ゲートに該第一PMOSTrのバックゲー
トから入力信号を受ける第ニNMOSTrとを順に接続
する第ニバッファと、ゲートに該第ニPMOSTrと第
ニNMOSTrとの接続点からの信号を受ける第三PM
OSTrと、ゲートに該第一PMOSTrと第一NMO
STrとの接続点からの信号を受ける第三NMOSTr
とを順に接続し、該第三PMOSTrと該第三NMOS
Trとの接続点を出力端とする第三バッファとを備える
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に係り、詳
しくは、例えば、レベル変換回路等の分野に用いて好適
な、Bi−CMOS(Bipolar-Complimentary Metal Ox
ide Semiconductor )レベルの入力信号をECL(Emit
ter Coupled Logic )レベルの入力信号に変換する半導
体装置に関する。
【0002】近年、コンピュータシステム等の高速化・
低消費電力化に伴い、半導体装置にも高速、かつ、低消
費電力なものが求められている。このため、例えば、T
TL(Transistor-Transistor Logic )回路等のバイポ
ーラトランジスタから構成される回路と、MOSトラン
ジスタから構成されるCMOS回路とを組み合わせるこ
とにより、バイポーラの高速性とCMOSの低消費電力
正との両方の特長を生かしたBi−CMOS回路が提供
されている。
【0003】そして、より高速化を図るために、TTL
回路よりもさらに高速動作が可能なECL回路とCMO
S回路とを組み合わせることが要求されており、Bi−
CMOS回路におけるCMOS出力レベルをECL回路
におけるECL入力レベルにレベル変換することが必要
となる。
【0004】
【従来の技術】従来のこの種の半導体装置としては、例
えば、図2に示すようなレベル変換出力バッファ回路が
ある。この半導体装置は、高電位電源線VCCと低電位電
源線VEE(GND)との間に設けられ、ゲートを共通入
力端子INと接続するPチャネルMOSトランジスタM
P及びNチャネルMOSトランジスタMNと、Pチャネ
ルMOSトランジスタMP及びNチャネルMOSトラン
ジスタMNの間に設けられた電流調整用の抵抗R1とか
ら構成されており、PチャネルMOSトランジスタMP
と抵抗R1との接続点を出力端子OUTとし、出力端子
OUTには抵抗R2を介して基準電圧V T が印加されて
いる。
【0005】以上の構成において、入力端子INからC
MOSレベルの“H”が入力された場合、PチャネルM
OSトランジスタMPがオフするとともに、Nチャネル
MOSトランジスタMNがオンし、出力端子OUTから
はECLレベルの“L”が出力される。一方、入力端子
INからCMOSレベルの“L”が入力された場合、P
チャネルMOSトランジスタMPがオンするとともに、
NチャネルMOSトランジスタMNがオフし、出力端子
OUTからはECLレベルの“H”が出力されるここ
で、CMOSレベルの出力信号をECLレベルの入力信
号にレベル変換を行う場合、出力のHレベルは、Pチャ
ネルMOSトランジスタMPのオン抵抗と抵抗R2との
抵抗分割によって調整される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体装置にあっては、CMOSレベルの出
力信号をECLレベルの入力信号にレベル変換を行う場
合、出力のHレベルをPチャネルMOSトランジスタM
Pのオン抵抗と抵抗R2との抵抗分割によって調整する
という構成となっていたため、ECLレベルの出力を得
るためにはPチャネルMOSトランジスタMPのトラン
ジスタサイズが非常に大きなものとなり、この結果、以
下に述べるような問題点を生じることになる。
【0007】すなわち、PチャネルMOSトランジスタ
MPのサイズが大きくすると、サイズの大きさに伴って
入力容量も大きくなる。しかし、NチャネルMOSトラ
ンジスタのサイズは原理的に大きくすることができない
ため、PチャネルMOSトランジスタMPとNチャネル
MOSトランジスタMNとの入力容量には大きな差が生
じ、このため、“H”→“L”への切り替わりが遅くな
ってしまうという問題点があった。
【0008】そこで、PチャネルMOSトランジスタM
P及びNチャネルMOSトランジスタMNをゲート入力
独立型のバッファ回路とし、図3に示すように、それぞ
れ独立したバッファB1,B2で駆動してやることが考
えられるが、この場合、各MOSトランジスタMP,M
Nの入力容量の違いから、バッファB1に駆動負荷の大
きなものを用いることとなるため、“H”→“L”また
は“L”→“H”に切り替わるタイミング調整、いわゆ
る、スキュー調整が非常に難しくなるという問題点が生
じる。
【0009】[目的]そこで本発明は、MOSトランジ
スタの入力容量を大きくすることなく、Bi−CMOS
/ECLのレベル変換を行い、かつ、スキュー調整の容
易な半導体装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は上記目的達成のため、高電位電源線と低電位電源線と
の間に、ゲートに入力信号を受ける第一PチャネルMO
Sトランジスタと、該第一PチャネルMOSトランジス
タのドレインに対してゲート及びドレインを共通に接続
する第一NチャネルMOSトランジスタとを順に接続す
る第一バッファと、ゲート及びドレインを共通に接続す
る第二PチャネルMOSトランジスタと、ゲートに該第
一PチャネルMOSトランジスタのバックゲートから入
力信号を受ける第二NチャネルMOSトランジスタとを
順に接続する第二バッファと、ゲートに該第二Pチャネ
ルMOSトランジスタと第二NチャネルMOSトランジ
スタとの接続点からの信号を受ける第三PチャネルMO
Sトランジスタと、ゲートに該第一PチャネルMOSト
ランジスタと第一NチャネルMOSトランジスタとの接
続点からの信号を受ける第三NチャネルMOSトランジ
スタとを順に接続し、該第三PチャネルMOSトランジ
スタと該第三NチャネルMOSトランジスタとの接続点
を出力端とする第三バッファとを備えるように構成して
いる。
【0011】
【作用】本発明では、第一バッファのPチャネルMOS
トランジスタとNチャネルMOSトランジスタとのオン
抵抗の比により“H”→“L”のスキュー調整がなさ
れ、第二バッファのPチャネルMOSトランジスタとN
チャネルMOSトランジスタとのオン抵抗の比により
“L”→“H”のスキュー調整がなされる。
【0012】すなわち、入力容量を大きくすることな
く、Bi−CMOS/ECLのレベル変換が行われ、か
つ、容易にスキュー調整がなされる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す図であ
り、本実施例の要部構成を示す回路図である。まず、構
成を説明する。
【0014】なお、図1において、図2に示した従来例
に付された番号と同一番号は同一部分を示す。本実施例
の半導体装置は、大別して、第一バッファ1、第二バッ
ファ2、第三バッファ3からなり、第一バッファ1は、
ゲートに入力信号を受ける第一PチャネルMOSトラン
ジスタであるPチャネルMOSトランジスタMP1と、
PチャネルMOSトランジスタMP1のドレインに対し
てゲート及びドレインを共通に接続する第一Nチャネル
MOSトランジスタであるNチャネルMOSトランジス
タMN1から構成され、第二バッファ2は、ゲート及び
ドレインを共通に接続する第二PチャネルMOSトラン
ジスタであるPチャネルMOSトランジスタMP2と、
ゲートにPチャネルMOSトランジスタMP2のバック
ゲートから入力信号を受ける第二NチャネルMOSトラ
ンジスタであるNチャネルMOSトランジスタMN2と
から構成され、第三バッファ3は、ゲートにPチャネル
MOSトランジスタMP2とNチャネルMOSトランジ
スタMN2との接続点Bからの信号を受ける第三Pチャ
ネルMOSトランジスタであるPチャネルMOSトラン
ジスタMP3と、ゲートにPチャネルMOSトランジス
タMP1とNチャネルMOSトランジスタMN1との接
続点Aからの信号を受ける第三NチャネルMOSトラン
ジスタであるNチャネルMOSトランジスタMN3と、
PチャネルMOSトランジスタMP3及びNチャネルM
OSトランジスタMN3の間に設けられた電流調整用の
抵抗R1とから構成されている。
【0015】次に作用を説明する。まず、入力にCMO
Sレベルの“H”が入力された場合、PチャネルMOS
トランジスタMP1はオフ、NチャネルMOSトランジ
スタMN2はオンとなる。NチャネルMOSトランジス
タMN1は、PチャネルMOSトランジスタMP1のオ
フによってソース・ドレイン間電圧が小さくなり、ソー
ス・ドレイン間電流が減少するため、オフとなる。
【0016】そして、点Aでのレベル低下により、Nチ
ャネルMOSトランジスタMN3もオフする。一方、P
チャネルMOSトランジスタMP2は、NチャネルMO
SトランジスタMN2のオンによってソース・ドレイン
間電圧が大きくなり、ソース・ドレイン間電流が増大す
るため、オンとなる。
【0017】そして、点Bでのレベルは、PチャネルM
OSトランジスタMP2とNチャネルMOSトランジス
タMN2とのオン抵抗の比によって決まり、これによっ
てPチャネルMOSトランジスタMP3もオンとなる。
このとき、出力にはPチャネルMOSトランジスタMP
3のオン抵抗と抵抗R2との抵抗比で決定されるHレベ
ルが出力される。
【0018】次に、入力にCMOSレベルの“L”が入
力された場合、PチャネルMOSトランジスタMP1は
オン、NチャネルMOSトランジスタMN2はオフとな
る。PチャネルMOSトランジスタMP2は、Nチャネ
ルMOSトランジスタMN2のオフによってソース・ド
レイン間電圧が小さくなり、ソース・ドレイン間電流が
減少するため、オフとなる。
【0019】そして、点Bでのレベル低下により、Nチ
ャネルMOSトランジスタMP3もオフとなる。一方、
NチャネルMOSトランジスタMN1は、PチャネルM
OSトランジスタMP1のオンによってソース・ドレイ
ン間電圧が大きくなり、ソース・ドレイン間電流が増大
するので、オンとなる。
【0020】そして、点Aでのレベルは、PチャネルM
OSトランジスタMP1とNチャネルMOSトランジス
タMN1とのオン抵抗の比によって決まり、これによっ
てNチャネルMOSトランジスタMN3もオンとなり、
出力はVT に落ちる。なお、このとき、電流調整のため
の抵抗R1と電流引き抜き用のNチャネルMOSトラン
ジスタMN3によって容量依存性がよくなっているた
め、“H”→“L”への切り替え動作がよくなる。
【0021】このように本実施例では、“H”→
“L”、“L”→“H”のスキュー調整を行うための点
A、点Bのレベルは、点AではPチャネルMOSトラン
ジスタMP1とNチャネルMOSトランジスタMN1と
のオン状態でのオン抵抗の比で決定し、また、点Bでは
PチャネルMOSトランジスタMP2とNチャネルMO
SトランジスタMN2とのオン状態でのオン抵抗の比で
決定されるため、PチャネルMOSトランジスタMP
1、NチャネルMOSトランジスタMN1及びPチャネ
ルMOSトランジスタMP2、NチャネルMOSトラン
ジスタMN2のオン抵抗の調整のみでスキュー調整がで
きる。
【0022】したがって、入力容量を大きくすることな
く、CMOSレベルをECLレベルに変換でき、かつ、
出力の“H”→“L”、“L”→“H”のスキュー調整
をMOSトランジスタのオン抵抗の設定のみで容易に調
整できる。また、本実施例における半導体装置は、MO
Sトランジスタ及び抵抗のみで構成されるため、低コス
トで実現できる。
【0023】
【発明の効果】本発明では、第一バッファのPチャネル
MOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタと
のオン抵抗の比により“H”→“L”のスキュー調整が
なされ、第二バッファのPチャネルMOSトランジスタ
とNチャネルMOSトランジスタとのオン抵抗の比によ
り“L”→“H”のスキュー調整を行うことができる。
【0024】したがって、入力容量を大きくすることな
く、Bi−CMOS/ECLのレベル変換を行うことが
でき、この場合、容易にスキュー調整を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の要部構成を示す回路図である。
【図2】従来例の要部構成を示す回路図である。
【図3】他の従来例の要部構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 第一バッファ 2 第二バッファ 3 第三バッファ MP1 PチャネルMOSトランジスタ(第一Pチャネ
ルMOSトランジスタ) MN1 NチャネルMOSトランジスタ(第一Nチャネ
ルMOSトランジスタ) MP2 PチャネルMOSトランジスタ(第二Pチャネ
ルMOSトランジスタ) MN2 NチャネルMOSトランジスタ(第二Nチャネ
ルMOSトランジスタ) MP3 PチャネルMOSトランジスタ(第三Pチャネ
ルMOSトランジスタ) MN3 NチャネルMOSトランジスタ(第三Nチャネ
ルMOSトランジスタ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高電位電源線と低電位電源線との間に、 ゲートに入力信号を受ける第一PチャネルMOSトラン
    ジスタと、該第一PチャネルMOSトランジスタのドレ
    インに対してゲート及びドレインを共通に接続する第一
    NチャネルMOSトランジスタとを順に接続する第一バ
    ッファと、 ゲート及びドレインを共通に接続する第二PチャネルM
    OSトランジスタと、ゲートに該第一PチャネルMOS
    トランジスタのバックゲートから入力信号を受ける第二
    NチャネルMOSトランジスタとを順に接続する第二バ
    ッファと、 ゲートに該第二PチャネルMOSトランジスタと第二N
    チャネルMOSトランジスタとの接続点からの信号を受
    ける第三PチャネルMOSトランジスタと、ゲートに該
    第一PチャネルMOSトランジスタと第一NチャネルM
    OSトランジスタとの接続点からの信号を受ける第三N
    チャネルMOSトランジスタとを順に接続し、該第三P
    チャネルMOSトランジスタと該第三NチャネルMOS
    トランジスタとの接続点を出力端とする第三バッファ
    と、 を備えることを特徴とする半導体装置。
JP4061788A 1992-03-18 1992-03-18 半導体装置 Withdrawn JPH05268055A (ja)

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JP4061788A JPH05268055A (ja) 1992-03-18 1992-03-18 半導体装置

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JP4061788A JPH05268055A (ja) 1992-03-18 1992-03-18 半導体装置

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JPH05268055A true JPH05268055A (ja) 1993-10-15

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ID=13181191

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JP4061788A Withdrawn JPH05268055A (ja) 1992-03-18 1992-03-18 半導体装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518