JPH0567956A - コンバータ回路 - Google Patents

コンバータ回路

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Publication number
JPH0567956A
JPH0567956A JP3254516A JP25451691A JPH0567956A JP H0567956 A JPH0567956 A JP H0567956A JP 3254516 A JP3254516 A JP 3254516A JP 25451691 A JP25451691 A JP 25451691A JP H0567956 A JPH0567956 A JP H0567956A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
transistor
switch means
turned
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3254516A
Other languages
English (en)
Inventor
Kimihiro Ishitobi
公啓 石飛
Mitsuto Iketani
光人 池谷
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.)
NEC Platforms Ltd
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
NEC AccessTechnica Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, NEC AccessTechnica Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0567956A publication Critical patent/JPH0567956A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オンオフの切り替え時に貫通電流が流れるこ
とを防止し、低消費電力化を図ることができるコンバー
タ回路を提供する。 【構成】 VDD端子とGND端子との間に、pチャネル
トランジスタ11と、nチャネルトランジスタ12とを
接続し、その共通接続されたドレインを出力端子13に
接続する。第1のスイッチ手段を構成するトランスファ
ゲート14,18を夫々トランジスタ11,12のゲー
トに接続し、第2のスイッチ手段を構成するトランスフ
ァゲート15,17を夫々トランジスタ11,12のゲ
ートに接続する。但し、トランスファゲート15,18
と夫々トランジスタ11,12のゲートとの間には、遅
延ゲート16,19を介装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMOSトランジスタを用
いて構成されたインバータ、バッファ等のコンバータ回
路に関し、特に、出力状態変化時の貫通電流が低減され
たコンバータ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のコンバータ回路の1つで
あるMOSインバータ回路は図5に示すように構成され
ていた。即ち、ソースがVDD端子に接続されたpチャネ
ルトランジスタ51とソースがGND(VSS)端子に接
続されたnチャネルトランジスタ52とは、各ゲートが
入力端子53に共通接続されると共に、各ドレインが出
力端子54に共通接続されて構成されていた。
【0003】このように構成されたCMOSインバータ
回路は、入力信号INが“0”レベルのときに、pチャ
ネルトランジスタ51がオン、nチャネルトランジスタ
52がオフとなるため、出力信号OUTが“1”レベル
となり、入力信号が“1”レベルのときに、pチャネル
トランジスタ51がオフ、nチャネルトランジスタ52
がオンとなるため、出力信号OUTが“0”レベルとな
る。このように、いずれの出力レベルにおいても必ず一
方のトランジスタがオフしているので、CMOSインバ
ータ回路は低消費電力の素子であるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
CMOSインバータ回路では、出力状態が切替わる際
に、2つのトランジスタ51,52が同時にオンする瞬
間が生じる。このため、オン・オフの切替時にトランジ
スタ51,52に比較的大きな貫通電流が流れてしまう
という欠点があった。従って、オン・オフ動作が頻繁に
繰り返される場合には電力消費量が増えるという問題点
があった。
【0005】本発明はオン・オフの切替時において貫通
電流が流れるのを防止し、より一層の低消費電力化を図
ることができるコンバータ回路を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコンバータ
回路は、第1の電位を与える第1の電源端子と第2の電
位を与える第2の電源端子との間に直列に接続された第
1及び第2のトランジスタと、入力信号に応じてオン・
オフ動作を行い、オン動作のとき前記第1のトランジス
タのゲートに該トランジスタをオフさせる電圧を導き、
前記第2のトランジスタのゲートに該トランジスタをオ
ンさせる電圧を導く第1のスイッチ手段と、前記入力信
号に応じて前記第1のスイッチ手段とは相反するオン・
オフ動作を行い、オン動作のとき前記第1のトランジス
タのゲートに該トランジスタをオンさせる電圧を導き、
前記第2のトランジスタのゲートに該トランジスタをオ
フさせる電圧を導く第2のスイッチ手段と、前記第1の
スイッチ手段と前記第2のトランジスタのゲートとの間
に挿入され、前記第1のスイッチ手段から前記第1のト
ランジスタのゲートへ至る信号に対し、前記第1のスイ
ッチ手段から前記第2のトランジスタへ至る信号を遅延
させる第1の遅延ゲートと、前記第2のスイッチ手段と
前記第1のトランジスタのゲートとの間に挿入され、前
記第2のスイッチ手段から前記第2のトランジスタのゲ
ートへ至る信号に対し、前記第2のスイッチ手段から前
記第1のトランジスタへ至る信号を遅延させる第2の遅
延ゲートとを備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】入力信号に応じて第1のスイッチ手段がオン、
第2のスイッチ手段がオフに切替わると、第1のスイッ
チ手段を介して第1のトランジスタのゲートに該トラン
ジスタをオフする電圧が与えられ、第2のトランジスタ
のゲートに該トランジスタをオンする電圧が与えられ
る。ところで、第1のスイッチ手段と第2のトランジス
タのゲートとの間には第1の遅延ゲートが介在している
ので、第1のトランジスタのゲートへの電圧印加タイミ
ングに対し、第2のトランジスタのゲートへの電圧印加
タイミングが遅れる。従って、先ず、第1のトランジス
タがオフになった後、第2のトランジスタがオンにな
る。このため、第1及び第2のトランジスタが同時にオ
ン状態となるタイミングは発生せず、この結果、両トラ
ンジスタに貫通電流が流れるのを防止することができ
る。
【0008】第1のスイッチ手段がオフ、第2のスイッ
チ手段がオンに切替わるときにも、全く同様に第2の遅
延ゲートによって第1のトランジスタのオンタイミング
が第2のトランジスタのオフタイミングよりも遅れるの
で、やはり両トランジスタに貫通電流が流れることはな
い。
【0009】
【実施例】次に、添付の図面を参照して、本発明の実施
例について具体的に説明する。
【0010】図1は本発明をCMOSインバータ回路に
適用した実施例を示す図である。図1(a)に示すよう
に、このインバータ回路は、第1の電源端子であるVDD
端子にソースが接続された第1のトランジスタであるp
チャネルトランジスタ11と、第2の電源端子であるG
ND端子にソースが接続された第2のトランジスタであ
るnチャネルトランジスタ12とを、互いのドレインを
出力端子13に共通に接続すると共に、各ゲートに以下
の回路を接続してなるものである。
【0011】即ち、pチャネルトランジスタ11のゲー
トは、第1のトランスファーゲート14を介してVDD端
子に接続されると共に、第2のトランスファゲート15
及び第1の遅延ゲート16を介してGND端子に接続さ
れている。また、nチャネルトランジスタ12のゲート
は、第3のトランスファゲート17を介してGND端子
に接続されると共に、第4のトランスファゲート18及
び第2の遅延ゲート19を介してVDD端子に接続されて
いる。
【0012】第1のトランスファゲート14と第4のト
ランスファゲート18とは第1のスイッチ手段を構成
し、入力信号がVDDレベル、即ち、“1”レベルのとき
に導通する。第2のトランスファゲート15と第3のト
ランスファゲート17とは第2のスイッチ手段を構成
し、入力信号がGNDレベル、即ち、“0”レベルのと
きに導通する。つまり、第1及び第4のトランスファゲ
ート14,18と第2及び第3のトランスファゲート1
5,17とは、相反するオン、オフ動作を行う。
【0013】これらのトランスファゲート14,15,
17,18の制御信号D,(D)[反転信号は通常符号
の上にバーを付して表すが、本明細書では便宜上、符号
を()で囲んで示す。但し、図面上は通常表記通りに表
す。]は、例えば、図1(b)に示す如く、入力端子2
0を介して入力された入力信号を制御信号D、これをイ
ンバータ21で反転させた信号を制御信号(D)として
用いれば良い。なお、図1(a)の回路と、同図(b)
の回路とは1対1に対応していても、多対1に対応して
いても良いことはいうまでもない。遅延ゲート16,1
9はトランスファゲート15,18の出力を少なくとも
トランジスタ11,12のスイッチングに要する時間だ
け遅延させるものであり、具体的には、例えば、2段の
インバータにて構成すれば良い。
【0014】以上の構成において、いま、入力信号IN
が“0”レベルから“1”レベルへと切替わった場合に
は、制御信号Dが“1”、(D)が“0”となるので、
第1のトランスファゲート14と第4のトランスファゲ
ート18がオン、第2のトランスファゲート15と第3
のトランスファゲート17がオフに切替わる。
【0015】これにより、pチャネルトランジスタ11
のゲート及びnチャネルトランジスタ12のゲートにV
DDレベルが印加され、pチャネルトランジスタがオフ、
nチャネルトランジスタ12がオンになるので、出力信
号OUTは“0”レベルに切替わる。この切替わりの
際、nチャネルトランジスタ12のゲートへのVDDレベ
ルの印加タイミングは、遅延ゲート19の存在によって
pチャネルトランジスタ11のゲートへのVDD印加タイ
ミングよりも遅れるため、nチャネルトランジスタ12
がオンするのはpチャネルトランジスタ11がオフした
後となる。従って、入力信号INの切替わりの瞬間にお
いては、トランジスタ11、12が同時にオン状態とな
ることがないので、貫通電流は流れない。
【0016】一方、入力信号INが“1”レベルから
“0”レベルへと切替わった場合には、制御信号Dが
“0”、(D)が“1”となるので、第2のトランスフ
ァゲート15と第3のトランスファゲート17がオン、
第1のトランスファゲート14と第4のトランスファゲ
ート18がオフに切替わる。これにより、pチャネルト
ランジスタ11のゲート及びnチャネルトランジスタ1
2のゲートにはGNDレベルが印加され、pチャネルト
ランジスタ11がオン、nチャネルトランジスタ12オ
フになるので、出力信号OUTは“1”レベルに切替わ
る。この切替わりの際、pチャネルトランジスタ11の
ゲートへのGNDレベルの印加タイミングは、遅延ゲー
ト16の存在によってnチャネルトランジスタ12のゲ
ートへのGND印加タイミングよりも遅れるため、pチ
ャネルトランジスタ11がオンするのは、nチャネルト
ランジスタ12がオフした後となる。従って、この切替
わり際にも両トランジスタ11,12は同時にオンとは
ならないため、貫通電流は流れない。
【0017】このように本実施例によれば、両トランジ
スタ11,12を介して貫通電流が発生しないので、極
めて低消費電力のインバータ回路を提供できる。
【0018】なお、本発明は、インバータ回路に適用を
限定されるものではなく、例えば、図2に示すようなバ
ッファ回路にも応用可能である。このバッファ回路が図
1(a)のインバータ回路と異なる点は、第1乃至第4
のトランスファゲート24、25,27,28が図1
(a)のトランスファゲート14,15,17,18と
夫々丁度反対のオン、オフ動作をする点である。即ち、
第1のトランスファゲート24と第4のトランスファゲ
ート28とは第1のスイッチ手段を構成し、入力信号が
“0”のときオン、“1”のときオフとなる。また、第
2のトランスファゲート25と第3のトランスファゲー
ト27とは第2のスイッチ手段を構成し、入力信号が
“1”のときオン、“0”のときオフとなる。
【0019】この実施例によれば、先の実施例の回路構
成はなんら変更せず、制御信号D,(D)の与え方だけ
でゲート数を増やすことなく、バッファ回路を実現する
ことができる。また、このため、同一の素子をインバー
タとバッファとで共用することも可能である。
【0020】また,、本発明はCMOS回路に限定され
ず、例えば、図3に示すようにNMOSインバータの構
成を採用することも可能である。即ち、このインバータ
回路は、第1のトランジスタがnチャネルトランジスタ
31で構成されている。
【0021】第1のトランスファゲート34は第3のト
ランスファゲート17と共に、第2のスイッチ手段を構
成し、同時にオン、オフ動作をする。第2のトランスフ
ァゲート35は第4のトランスファゲート18と共に第
1のスイッチ手段を構成し、同時にオン、オフ動作をす
る。また、この実施例では第1の遅延ゲート36が第1
のトランスファゲート34の出力側に挿入されている。
【0022】この回路においても、上記2つの実施例と
同様、nチャネルトランジスタ31,12が同時にオン
状態となることがないので、貫通電流は流れない。
【0023】また、以上の各実施例では、第1及び第2
のスイッチ手段を2つのトランスファゲートで構成した
が、CMOS回路の場合、2つのトランジスタのゲート
には必ず同じレベルが与えられるので、例えば、図4に
示すように、第1のスイッチ手段をトランスファゲート
41だけで構成すると共に、第2のスイッチ手段をトラ
ンスファゲート42だけで構成することもできる。第1
の遅延ゲート43及び第2の遅延ゲート44は、夫々両
トランジスタ11,12のゲート間に接続される。この
回路は、インバータ回路の例であるがバッファについて
も同様に構成することができることはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は2つの直
列接続されたトランジスタのオンタイミングをオフタイ
ミングより遅らせるようにしているので、両トランジス
タが同時にオン状態になることはなく、貫通電流が流れ
ない低消費電力のコンバータ回路を実現できる。これを
最も貫通電流が消費される出力バッファとして使用すれ
ば、LSI内部の低消費電力化に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るCMOSインバー
タ回路の回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係るCMOSバッファ
回路の回路図である。
【図3】本発明の第3の実施例に係るNMOSインバー
タ回路の回路図である。
【図4】本発明の第4の実施例に係るCMOSインバー
タ回路の回路図である。
【図5】従来のCMOSインバータ回路の回路図であ
る。
【符号の説明】
11,51;pチャネルトランジスタ 12,31,52;nチャネルトランジスタ 13,54;出力端子 14,15,17,18,24,25,27,28,3
4,35,41,42;トランスファゲート 16,19,36,43,44;遅延ゲート 20,53;入力端子 21;インバータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電位を与える第1の電源端子と第
    2の電位を与える第2の電源端子との間に直列に接続さ
    れた第1及び第2のトランジスタと、入力信号に応じて
    オン・オフ動作を行い、オン動作のとき前記第1のトラ
    ンジスタのゲートに該トランジスタをオフさせる電圧を
    導き、前記第2のトランジスタのゲートに該トランジス
    タをオンさせる電圧を導く第1のスイッチ手段と、前記
    入力信号に応じて前記第1のスイッチ手段とは相反する
    オン・オフ動作を行い、オン動作のとき前記第1のトラ
    ンジスタのゲートに該トランジスタをオンさせる電圧を
    導き、前記第2のトランジスタのゲートに該トランジス
    タをオフさせる電圧を導く第2のスイッチ手段と、前記
    第1のスイッチ手段と前記第2のトランジスタのゲート
    との間に挿入され、前記第1のスイッチ手段から前記第
    1のトランジスタのゲートへ至る信号に対し、前記第1
    のスイッチ手段から前記第2のトランジスタへ至る信号
    を遅延させる第1の遅延ゲートと、前記第2のスイッチ
    手段と前記第1のトランジスタのゲートとの間に挿入さ
    れ、前記第2のスイッチ手段から前記第2のトランジス
    タのゲートへ至る信号に対し、前記第2のスイッチ手段
    から前記第1のトランジスタへ至る信号を遅延させる第
    2の遅延ゲートとを備えたことを特徴とするコンバータ
    回路。
JP3254516A 1991-09-06 1991-09-06 コンバータ回路 Pending JPH0567956A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3254516A JPH0567956A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 コンバータ回路

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ID=17266134

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995034954A1 (fr) * 1994-06-13 1995-12-21 Hitachi, Ltd. Circuit de reception de signaux et systeme de traitement numerique de signaux

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995034954A1 (fr) * 1994-06-13 1995-12-21 Hitachi, Ltd. Circuit de reception de signaux et systeme de traitement numerique de signaux

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