JPH06152341A - バッファリング回路 - Google Patents

バッファリング回路

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JPH06152341A
JPH06152341A JP4293216A JP29321692A JPH06152341A JP H06152341 A JPH06152341 A JP H06152341A JP 4293216 A JP4293216 A JP 4293216A JP 29321692 A JP29321692 A JP 29321692A JP H06152341 A JPH06152341 A JP H06152341A
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JP
Japan
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node
circuit
transistor
current
buffering
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JP4293216A
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Shuichi Tsukada
修一 塚田
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • HELECTRICITY
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    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/0185Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
    • H03K19/018507Interface arrangements
    • H03K19/018521Interface arrangements of complementary type, e.g. CMOS

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミラーアンプの出力等のように、振幅幅が狭
い信号をバッファリングする場合に、定常状態でオン−
オン電流を流さず、しかも高速にバッファリングするこ
とができるバッファリング回路を提供する。 【構成】 入力インバータのグランド側にトランジスタ
3、Q4を入れて、入力ノードAがローレベルのときに
トランジスタQ4をオフさせ、ノードDをグランドより
Tだけ高くする。これによりノードAのローレベルが
T≦2VTでもオン−オン電流は流れない。従って、ト
ランジスタQ1,Q2をチャネル長が長いトランジスタに
する必要がないので、高速且つ低消費電流のバッファリ
ング回路となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバッファリング回路に関
し、特に、差動増幅回路とバッファリング回路を組み合
わせた電圧モニタ回路の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】CMOSディジタル回路において、信号
レベルは通常ハイレベルが電源電圧、ローレベルがグラ
ンド電圧である。しかし、差動増幅器の出力及び2つの
異なる電源系の接続部では、必ずしもこの関係が成り立
つとは限らない。入力信号のローレベルがNチャネルM
OSトランジスタのスレッショルド電圧V Tよりも高い
電位であった場合、通常のインバータ回路でバッファリ
ングを行うと、入力信号がローレベルのときに、インバ
ータのN型トランジスタとP型トランジスタはいずれも
オンしていることになり、電流を浪費する。従って、こ
のような信号を受けるインバータには、チャネル長を長
くして電流能力を小さく抑えたトランジスタを使用し、
浪費電流を抑える方法が通常とられる。
【0003】図4(a)は、ノードRの電位をリファレ
ンスR0 の電位と比較し、この電位の高低関係をディジ
タル信号に変換して出力する回路を示す。この電圧モニ
タ回路は差動増幅回路とバッファリング回路とで構成さ
れている。
【0004】また、各ノードの動作波形を図4(b)に
示す。このような電圧モニタ回路は、多くの場合消費電
流を小さく抑えることが要求される。特に、常時電流を
流しているトランジスタQ5は電流能力を低く抑えるこ
とが必要である。この従来の回路においては、消費電流
を小さく抑えるため、トランジスタQ5のレシオはトラ
ンジスタQ6,Q7に対して極めて小さいものとする。な
お、このトランジスタQ5の電流能力をi1とする。
【0005】次に、本回路の動作について図4(b)を
参照して説明する。ノードRの電位がリファレンスR0
よりも高い場合は、ノードAは電源電圧の近傍にまで上
がっている。次に、ノードRの電位がリファレンスR0
より低くなると、トランジスタQ6 ,Q7 はコモンソー
スであるため、トランジスタQ6 はオフ、トランジスタ
7 はオンになり、また、トランジスタQ8 に電流が流
れなくなるため、トランジスタQ9 はオフになる。従っ
て、ノードAの電荷はi1 によって放電され、ノードA
の電位は下がる。
【0006】一方、ノードSはトランジスタQ6 によっ
て、ノードRの電位よりもVT だけ低い電位にクランプ
されている。このため、ノードAのレベルは、[ノード
Rの電位−VT ]までしか下がらないことになり、その
電位がトランジスタQ1 のVT よりも高い場合は、トラ
ンジスタQ1 ,Q2 からなるインバータはオン−オン電
流を流すことになる。従って、前述したように、トラン
ジスタQ1 ,Q2 はチャネル長の長いトランジスタを使
用する必要がある。また、このノードAの電位がトラン
ジスタQ1 ,Q2 からなるインバータのスレッショルド
電圧より低い場合は、ノードCにグランド電圧レベルが
出力される。
【0007】更に、ノードRの電位がリファレンスR0
よりも高くなると、トランジスタQ6はオン、トランジ
スタQ7はオフになり、トランジスタQ8には電流i1
流れ、また、トランジスタQ8とカレントミラーの関係
にあるトランジスタQ9には電流i1が流れる。この電流
でノードAは充電され、ノードAの電位は電源電圧近く
まで上昇する。また、バッファリング回路により、ノー
ドCには電源電圧レベルが出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図4(a)に示す電圧モニタ回路において、差動増幅回
路の出力であるノードAのローレベルがVT以上である
場合は、トランジスタQ1,Q2はゲート長が長いトラン
ジスタを使用する必要がある。
【0009】このことは、以下の理由により、電圧モニ
タ回路の応答速度を極めて遅くしてしまう。つまり、ト
ランジスタQ1,Q2はゲート長が長いトランジスタであ
るため、ゲートの面積が広く大きなゲート容量がつく。
一方、差動増幅回路の駆動能力はトランジスタQ5を流
れる電流i1と同等であり、駆動能力は極めて小さい。
従って、ノードAの電位変化はゆっくりになり、更に、
トランジスタQ1,Q2の電流能力も小さいため、ノード
Bの電位変化も遅い。このため、ノードRとリファレン
スR0との電位の高低関係が反転してから、出力Cのレ
ベルが反転するまでに、大きな遅延時間が発生してしま
う。
【0010】もし、ノードAのローレベルがVT以下の
電位ならば、トランジスタQ1,Q2としてチャネル長が
長いトランジスタを使用する必要がなくなるため、上記
問題が解消され、高速の応答が可能になる。図5はこの
ような考えに基づいて提案され、実用化されている従来
の他の電圧モニタ回路である。
【0011】この回路は差動増幅回路を2段備えてお
り、1段目の出力であるノードA′のローレベルは[R
0−VT]であり、更に、2段目の出力であるノードAの
ローレベルは[R0−2VT]である。このため、リファ
レンスR0が3VT以下であれば、トランジスタQ1,Q2
のチャネル長を長くする必要がなく、高速の応答が可能
になる。更に、リファレンスR0の電位が3VTを超える
場合には、差動増幅回路の段数を増やせばよい。しか
し、差動増幅回路1台当たりi1の電流が定常的に流れ
るため、差動増幅回路の段数を増やすことにより、消費
電流が大きくなるという問題点がある。また、i1をや
みくもに小さく抑えると、逆に、差動増幅回路の応答速
度が遅くなり、高速の応答速度が得られなくなる。
【0012】つまり、従来の技術では、差動増幅回路と
バッファリング回路を組み合わせた電圧モニタ回路にお
いて、低消費電流と高速応答性を兼ね備えることは困難
であった。また、従来のバッファリング回路は耐ノイズ
性が低いという難点がある。
【0013】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、低消費電流及び高速動作が可能であり、耐
ノイズ性が優れたバッファリング回路を提供することを
目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係るバッファリ
ング回路は、P型MOSトランジスタとN型MOSトラ
ンジスタとをインバータ型に接続したインバータ型回路
と、このインバータ型回路に供給する電源又はグランド
のいずれか一方又は両方と前記インバータ型回路との間
に接続され、ゲートをドレインに接続した第1のMOS
トランジスタと、前記第1のMOSトランジスタに並列
に接続され、前記インバータ型回路の出力とは逆相の信
号をゲートに入力した第2のMOSトランジスタとを有
することを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明においては、定常的に電流を流すパスが
なく、入力信号の遷移時にのみ電流を消費するので、消
費電流が少ないと共に、この入力信号の遷移時もトラン
ジスタの各ノードは高速に動作する。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。
【0017】図1(a)は本発明の第1の実施例に係る
バッファリング回路を示す。N型トランジスタQ1とP
型トランジスタQ2がインバータ型に接続され、トラン
ジスタQ1のソースとグランドとの間には、ゲートをド
レインを接続したN型トランジスタQ3と、N型トラン
ジスタQ4とが並列に挿入されている。トランジスタQ4
のゲートにはトランジスタQ1,Q2からなるインバータ
型回路の出力(ノードBの信号)をインバータで逆相に
した信号(ノードCの信号)が入力されている。
【0018】このように構成されたバッファリング回路
は、ノードAに入力された信号をバッファリングして、
ノードCに出力するものであり、図4(a)に示す差動
増幅回路の出力がノードAに入力される。即ち、図4
(a)の従来のバッファリング回路の替わりに本実施例
のバッファリング回路が適用されるものであり、これに
より低消費電流且つ高速応答性を持つ電圧モニタ回路が
可能になる。
【0019】次に、このバッファリング回路の動作につ
いて、各ノードの動作波形を示した図1(b)を参照し
て詳しく説明する。図1(b)中の破線はトランジスタ
1,Q2からなるインバータ型回路のスレッショルド電
圧である。ノードAの入力は図4(a)におけるノード
Aと同様に、ハイレベルは電源電圧、ローレベルはトラ
ンジスタQ3のスレッショルド電圧VT以上であるとす
る。ノードAがハイレベルのとき、トランジスタQ1
オンし、トランジスタQ2はオフし、ノードBはローレ
ベル、ノードCは電源電圧となり、従って、トランジス
タQ4がオンするので、ノードDはグランド電圧とな
る。即ち、ノードBのローレベルもグランド電圧であ
る。
【0020】次に、ノードAがローレベルになって、ス
レッショルド電圧以下になると、ノードBは電源電圧と
なり、ノードCはグランド電圧になる、従って、トラン
ジスタQ4はオフし、ノードDはスレッショルド電圧VT
近くまで電位が高くなる。
【0021】ノードAのローレベルが2VT以下の場合
は、トランジスタQ1,Q3はオフするため、トランジス
タQ1,Q2のインバータ型回路にオン−オン電流が流れ
ることはない。このことにより、トランジスタQ1,Q2
のゲート長を長くする必要はなくなり、ノードAからノ
ードCまでの遅延時間は小さい。また、トランジスタQ
1,Q2のゲート面積が小さいため、ノードAの入力容量
も小さく、駆動能力が小さい差動増幅回路で駆動して
も、ノードAは高速に動作する。更に、電流について
も、本実施例のバッファリング回路において、電流を消
費するのは、入力信号の遷移時のみであり、定常的に電
流を流すパスはなく、入力信号の遷移時も各ノードは高
速に動作するため、消費電流は小さい。
【0022】更に、図1(b)に破線で示したスレッシ
ョルド電圧は、ノードAがハイレベルのときよりもロー
レベルのときの方が高い。つまり、本実施例回路はヒス
テリシスをもつという特徴がある。このことはノードA
の電位の変化が遅い場合に、バッファリング回路の耐ノ
イズ性を向上させるという効果がある。
【0023】図2は本発明の第2の実施例に係るバッフ
ァリング回路を示す。本実施例は図1に示す実施例の回
路図におけるトランジスタQ3の替わりに、ゲートとド
レインを接続したトランジスタQ31とトランジスタQ32
とを直列に挿入した回路構成をとる。図1(a)の回路
では、ノードAのローレベルが2VT以上の場合、トラ
ンジスタQ1,Q3はオンしているため、定常的に電流が
流れるが、図2に示す第2の実施例では、ノードAのロ
ーレベルが3VT以下の場合は、トランジスタQ1
31,Q32がオフするため、オン−オン電流が流れるこ
とはない。また、ノードAがハイレベルのときは、図1
の実施例と同様にトランジスタQ4がオンし、ノードD
はグランド電圧になり、ノードBもグランド電圧とな
る。従って、このバッファリング回路は定常的に電流を
流すパスは存在しない。従って、この実施例もトランジ
スタQ1,Q2のゲート長を長くする必要がなく、低消費
電流且つ高速応答性のあるバッファリング回路となる。
更に、ノードAのローレベルが3VTを超える場合で
も、ゲートとドレインを接続したトランジスタの直列の
数を増せばよい。
【0024】図3(a)は本発明の第3の実施例に係る
バッファリング回路を示す。図3(b)は本実施例回路
の各ノードの動作波形図である。トランジスタQ1のソ
ースとグランドとの間に、ゲートをドレインに接続した
トランジスタQ3と、ノードBとは逆相の信号をゲート
に入力したトランジスタQ4とが並列に挿入されてい
る。また、トランジスタQ2のソースと電源VCCとの間
にゲートをドレインに接続したトランジスタQ3′と、
ノードBとは逆相の信号をゲートに入力したトランジス
タQ4′とが並列に挿入されている。
【0025】次に、本実施例の動作について説明する。
入力であるノードAは信号振幅が中間電位で、ハイレベ
ルが電源電圧−2VT、且つローレベル2VT以下である
とする。ノードAがハイレベルのとき、トランジスタQ
1はオンしており、ノードBはローレベルになり、ノー
ドCは電源電圧になる。従って、トランジスタQ4はオ
ンするため、ノードDはグランドレベルになり、ノード
Bのローレベルはグランド電圧となる。また、トランジ
スタQ4′はオフするため、トランジスタQ2,Q3′は
オフし、定常電流は流れない。ノードAがローレベルの
ときは、ノードCはグランド電圧になり、トランジスタ
4はオフ、トランジスタQ4′はオンし、ノードBは電
源電圧になる。また、トランジスタQ1、Q3はオフする
ので、定常電流を流さない。このため、トランジスタQ
1,Q2のゲート長を長くする必要がなく、従って、信号
振幅が中間電位である信号に対し、本実施例回路によれ
ば低消費電流且つ高速にバッファリングを行うことがで
きる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
信号振幅が中間電位、即ち、ハイレベルのときに、電源
電圧よりもスレッショルド電位VT以上低い電位、又は
ローレベルの時にグランド電圧よりもVT以上高い電位
の入力信号をバッファリングする際に、低消費電流且つ
高速に動作するバッファリング回路を提供することがで
きる。また、本発明においては、入力のスレッショルド
電圧にヒステリシスがあるので、耐ノイズ性を向上させ
ることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例に係るバッファ
リング回路を示す回路図、(b)は図1(a)の回路の
各ノードの動作波形図であ。
【図2】本発明の第2の実施例に係るバッファリング回
路を示す回路図である。
【図3】(a)は本発明の第3の実施例に係るバッファ
リング回路を示す回路図、(b)は図3(a)の回路の
各ノードの動作波形図である。
【図4】(a)は従来の電圧モニタ回路の一例を示す回
路、(b)は図4(a)の回路の各ノードの動作波形図
である。
【図5】改良された従来の電圧モニタ回路を示す回路図
である。
【符号の説明】
1,Q5,Q6,Q7;N型トランジスタ Q2,Q8,Q9;P型トランジスタ VCC;電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 P型MOSトランジスタとN型MOSト
    ランジスタとをインバータ型に接続したインバータ型回
    路と、このインバータ型回路に供給する電源又はグラン
    ドのいずれか一方又は両方と前記インバータ型回路との
    間に接続され、ゲートをドレインに接続した第1のMO
    Sトランジスタと、前記第1のMOSトランジスタに並
    列に接続され、前記インバータ型回路の出力とは逆相の
    信号をゲートに入力した第2のMOSトランジスタとを
    有することを特徴とするバッファリング回路。
  2. 【請求項2】 前記第1のMOSトランジスタに直列に
    挿入され、ゲートをドレインに接続した第3のMOSト
    ランジスタを有することを特徴とする請求項1に記載の
    バッファリング回路。
JP4293216A 1992-10-30 1992-10-30 バッファリング回路 Pending JPH06152341A (ja)

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KR1019930022853A KR940010531A (ko) 1992-10-30 1993-10-30 전력 전압보다 작은 진폭을 갖는 입력 신호를 위한 버퍼 회로

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258929A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Denso Corp 入力インターフェイス回路
JP2016503276A (ja) * 2013-01-14 2016-02-01 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated シングルエンド高電圧入力可能コンパレータ回路

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5378943A (en) * 1993-04-20 1995-01-03 International Business Machines Corporation Low power interface circuit
FR2725085B1 (fr) * 1994-09-26 1997-01-17 Matra Mhs Dispositif d'interfacage de signaux logiques du niveau btl au niveau ttl et cmos
KR100273206B1 (ko) * 1997-01-11 2000-12-15 김영환 문턱전압 변화에 둔감한 레벨쉬프터
DE19719448A1 (de) * 1997-05-07 1998-11-12 Siemens Ag Inverterschaltung
EP0928068A1 (en) 1997-12-31 1999-07-07 STMicroelectronics S.r.l. Low consumption TTL-CMOS input buffer stage
KR100380018B1 (ko) * 1998-04-09 2003-10-04 주식회사 엘지화학 메탈로센담지촉매및이를이용한올레핀중합방법
WO2009098626A1 (en) * 2008-02-06 2009-08-13 Nxp B.V. Low-swing cmos input circuit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5672522A (en) * 1979-11-16 1981-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Complementary circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4501978A (en) * 1982-11-24 1985-02-26 Rca Corporation Level shift interface circuit
JPS59208926A (ja) * 1983-05-13 1984-11-27 Hitachi Ltd シユミツトトリガ回路
US5304867A (en) * 1991-12-12 1994-04-19 At&T Bell Laboratories CMOS input buffer with high speed and low power

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5672522A (en) * 1979-11-16 1981-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Complementary circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258929A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Denso Corp 入力インターフェイス回路
JP2016503276A (ja) * 2013-01-14 2016-02-01 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated シングルエンド高電圧入力可能コンパレータ回路

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Publication number Publication date
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EP0595318A2 (en) 1994-05-04
EP0595318A3 (en) 1995-02-15

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