JPH0697802A - Input circuit using mos transistor of integrated circuit - Google Patents

Input circuit using mos transistor of integrated circuit

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JPH0697802A
JPH0697802A JP4244898A JP24489892A JPH0697802A JP H0697802 A JPH0697802 A JP H0697802A JP 4244898 A JP4244898 A JP 4244898A JP 24489892 A JP24489892 A JP 24489892A JP H0697802 A JPH0697802 A JP H0697802A
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JP
Japan
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stage
source
directly connected
circuit
mos transistor
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Withdrawn
Application number
JP4244898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akinori Hashimoto
彰徳 橋本
Katsuya Ishikawa
勝哉 石川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0697802A publication Critical patent/JPH0697802A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the power consumption and not to prevent the improvement of the degree of integration. CONSTITUTION:An input circuit consists of an NMOS, i.e., an NM.1 where a gate is directly connected to an input point IN together with the source connected directly to the ground GND and the drain connected directly to an output point OUT respectively and a PMOS, i.e., a PM.1 where the source and the drain are directly connected to a voltage power supply Vss and the point OUT respectively. In this input circuit, a reference PMOS, i.e., PM.R and a constant current source CC are provided and the source of a reference PMOS, i.e., a PM.J is directly connected to the Vss together with the gate and the drain connected directly to a reference direct connection point G, the point G connected directly to the gate of the PM.1 and to one of both ends of the CC, and the other end of the CC connected directly to the GND respectively. Furthermore a semiconductor active element SA and a conductive state holding circuit ON are added and put between the source of the NM.1 and the GND and between the SA and the Vss respectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路のMOSトラ
ンジスタによる入力回路に関する。近年、ノートパソコ
ン、コードレス電話等、携帯用製品の需要が伸びている
が、一方販売競争も激しく、携帯用製品の使用時間の長
期化が渇望されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input circuit using MOS transistors of an integrated circuit. In recent years, demand for portable products such as laptop computers and cordless phones has been increasing, but on the other hand, sales competition is fierce, and long-term use of portable products is desired.

【0002】そのため、内蔵電池を消費する集積回路の
中でも特に最初段部にある入力回路の低消費電力化が必
須とされている。
Therefore, it is essential to reduce the power consumption of the input circuit at the first stage among the integrated circuits that consume the built-in battery.

【0003】[0003]

【従来の技術】以下、従来の技術について説明する。図
8は、従来技術による集積回路のMOSトランジスタに
よる入力回路の一例を示す。
2. Description of the Related Art The prior art will be described below. FIG. 8 shows an example of an input circuit using MOS transistors of an integrated circuit according to the related art.

【0004】同図中、VSSは電圧源、GNDはアース
で、INは入力点、OUTは出力点、PMはPチャネル
MOSトランジスタ(以下、PMOSと略称する。)
で、NMはNチャネルMOSトランジスタ(以下、NM
OSと略称する。)である。
In the figure, V SS is a voltage source, GND is a ground, IN is an input point, OUT is an output point, and PM is a P-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as PMOS).
And NM is an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as NM
Abbreviated as OS. ).

【0005】図示のとおり、PMOSとNMOSとが対
になって1段の回路を構成しているが、もちろん2段あ
るいはそれ以上の段数で構成してもよい。いま、入力点
INから高論理レベル(以下、“H”と略記する。)、
あるいは低論理レベル(以下、“L”と略記する。)の
信号が加わると、これが反転して出力点OUTからは、
それぞれ“L”あるいは“H”の信号が送出される。す
なわち、論理的にはインバータとして機能する。
As shown in the figure, the PMOS and the NMOS are paired to form a one-stage circuit, but of course, the number of stages may be two or more. Now, from the input point IN to a high logic level (hereinafter abbreviated as "H"),
Alternatively, when a signal of a low logic level (hereinafter abbreviated as “L”) is applied, this signal is inverted, and from the output point OUT,
Signals of "L" or "H" are transmitted respectively. That is, it logically functions as an inverter.

【0006】2段構成の回路では、これがさらに反転す
るので、送出されるのは入力信号と同じ論理レベルの増
幅出力信号である。つまり、段数が奇数の場合は増幅イ
ンバータとなり、偶数の場合は単なる増幅回路となる。
In a two-stage circuit, this is further inverted, so that what is transmitted is an amplified output signal having the same logic level as the input signal. That is, when the number of stages is an odd number, it becomes an amplification inverter, and when it is even, it becomes a simple amplification circuit.

【0007】さて図8の入力回路では、入力信号の振幅
がダイナミックレンジ(動作範囲)一杯に、かつ高速で
変化する場合は比較的問題ないが、変化幅が小さい場
合、あるいは低速で変化する場合には大電流が流れ、大
きな問題となる。
In the input circuit shown in FIG. 8, there is relatively no problem when the amplitude of the input signal changes at the full dynamic range (operating range) and at high speed, but when the change width is small or changes at low speed. A large current flows through this, which is a big problem.

【0008】この大電流を貫通電流と称し、数百μAに
達するが、以下、その理由について説明する。図9は、
信号振幅の時間的変化を示す第1のタイムチャートであ
る。
This large current is called a through current and reaches several hundred μA. The reason for this will be described below. Figure 9
It is a 1st time chart which shows the time change of signal amplitude.

【0009】同図中、振幅V軸上のVDYN はダイナミッ
クレンジの最大値を示し、破線の波形はその振幅がダイ
ナミックレンジ一杯に変化する信号を、また実線の波形
はその振幅の変化幅が小さい信号を示している。VDYN
の実例は5Vであり、また振幅の変化幅が小さい信号の
実例は、ダイナミックレンジ0V〜5Vに対して0.8
V〜2.5Vである。
In the figure, V DYN on the amplitude V axis shows the maximum value of the dynamic range, the waveform of the broken line shows the signal whose amplitude changes to the full dynamic range, and the waveform of the solid line shows the change width of the amplitude. Shows a small signal. V DYN
Is 5 V, and an example of a signal with a small amplitude change width is 0.8 V for a dynamic range of 0 V to 5 V.
It is V-2.5V.

【0010】図8の現実の回路には、PMとNMとが同
時に導通状態(以下、オンと呼ぶ。)となってしまう入
力電圧範囲が存在する。これが図9中の点線VL と点線
Hの間の範囲、すなわちVL <V<VH の範囲であっ
て、貫通電流の発生する原因となっている。VL および
H の実例は、それぞれ1.5Vおよび3.5Vであ
る。
In the actual circuit of FIG. 8, there is an input voltage range in which PM and NM are in a conductive state (hereinafter referred to as ON) at the same time. This is the range between the dotted line V L and the dotted line V H in FIG. 9, that is, the range of V L <V <V H , which is the cause of the through current. Illustrative examples of V L and V H are 1.5V and 3.5V, respectively.

【0011】貫通電流は、時間t軸上、破線の信号では
Δta1+Δta2の、きわめて短時間しか流れないのでほ
とんど問題ないが、実線の信号ではΔta のように長時
間流れるので、消費電力上大きな問題となる。
On the time t axis, a through-current flows with a broken line signal of Δt a1 + Δt a2 for an extremely short time, so that there is almost no problem, but with a solid line signal, it flows for a long time like Δt a. It becomes a big problem.

【0012】つぎに図10は、信号振幅の時間的変化を
示す第2のタイムチャートである。同図中、VDYN ,V
L ,VH 等については図9と同じで、破線の波形は変化
速度の高い信号を示し、実線の波形は変化速度の低い信
号を示している。
Next, FIG. 10 is a second time chart showing a temporal change in signal amplitude. In the figure, V DYN , V
The L , V H, etc. are the same as in FIG. 9, and the waveform of the broken line shows a signal with a high change rate, and the waveform of the solid line shows a signal with a low change rate.

【0013】貫通電流は、破線の信号ではΔtb1+Δt
b4の、きわめて短時間しか流れないのでほとんど問題な
いが、実線の信号ではΔtb2+Δtb3(≫Δtb1+Δt
b4)のように長時間流れるので、消費電力上大きな問題
となる。
The shoot-through current is Δt b1 + Δt in the signal of the broken line.
There is almost no problem because b4 flows for an extremely short time, but in the signal of the solid line, Δt b2 + Δt b3 (>> Δt b1 + Δt
Since it flows for a long time like b4 ), it becomes a big problem in terms of power consumption.

【0014】貫通電流は、消費電力を増やすだけでな
く、電源配線やアース配線に脈動する電圧降下を発生
し、雑音の原因となる。図11は、上述の有害な貫通電
流を減少するよう工夫された従来の入力回路を示す。
The through current not only increases the power consumption, but also causes a pulsating voltage drop in the power supply wiring and the ground wiring, which causes noise. FIG. 11 shows a conventional input circuit devised to reduce the above-mentioned harmful shoot-through current.

【0015】同図中、R1 およびR2 はともに数百kΩ
の抵抗で、それ以外は図8と全く同じである。これらの
高抵抗R1 およびR2 の挿入により、貫通電流は一応抑
えることがでのる。
In the figure, both R 1 and R 2 are several hundreds kΩ.
Resistance, and other than that is exactly the same as in FIG. By inserting these high resistances R 1 and R 2 , the through current can be suppressed for the time being.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように高抵抗を挿入することは、回路全体の電力効率を
低下させるだけでなく、寸法的にチップの面積を増し、
集積度の向上を阻害する難点がある。
However, the insertion of the high resistance as described above not only lowers the power efficiency of the entire circuit, but also increases the chip area dimensionally.
There is a difficulty that hinders the improvement of the degree of integration.

【0017】したがって本発明の目的は、上述のような
従来技術の難点を除き、消費電力が節減され、しかも集
積度の向上が阻害されることのない集積回路のMOSト
ランジスタによる入力回路を提供する点にある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an input circuit using MOS transistors of an integrated circuit which saves power consumption and does not hinder the improvement of the integration degree, except for the above-mentioned drawbacks of the prior art. In point.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理を
示す回路構成図である。同図中、VSSは電圧源、GND
はアース、でPM・1,NM・1およびD・1は、第1
段目のそれぞれPMOS,NMOSおよび第1段目の単
一段出力点である。また、PM・J−1,NM・J−1
およびD・J−1は、第J−1段目のそれぞれPMO
S,NMOSおよび第J−1段目の出力点で、PM・
J,NM・JおよびD・JすなわちOUTは、第J段目
のそれぞれPMOS,NMOSおよび第J段目の出力点
すなわち全回路出力点である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the principle of the present invention. In the figure, V SS is a voltage source, GND
Is ground, and PM.1, NM.1 and D.1 are the first
These are the PMOS, NMOS and the single stage output points of the first stage, respectively. Also, PM / J-1, NM / J-1
And DJ-1 are the PMOs of the J-1th stage.
PM at the output point of the S, NMOS and J-1 stage
J, NM · J, and D · J, that is, OUT, are the output points of the PMOS, NMOS, and Jth stage, respectively, that is, the output points of the entire circuit.

【0019】なおSAは、CSをキャリヤ受出し先電
極、BGをキャリヤ制御電極、EDをキャリヤ供給源電
極とする半導体能動素子で、ONは前記半導体能動素子
(SA)を導通状態に保持するための導通状態保持回路
であり、ともに請求項2で用いるが、請求項1では用い
ずNM・1のソースとアースとの間は直結されている。
SA is a semiconductor active element having CS as a carrier receiving electrode, BG as a carrier control electrode, and ED as a carrier supply source electrode, and ON holds the semiconductor active element (SA) in a conductive state. Which is used in claim 2 but is not used in claim 1, and is directly connected between the source of the NM.1 and the ground.

【0020】既述の目的を達成するため、本発明は、図
1に示すように下記の構成とする。すなわち、請求項1
では、ゲートが入力点INに直結しソースがアースGN
Dに直結しドレーンが単一段出力点D・1→OUTに直
結したNチャネルMOSトランジスタNM・1と、ソー
スが電圧源VSSに直結しドレーンが前記単一段出力点D
・1→OUTに直結したPチャネルMOSトランジスタ
PM・1とが対で構成する単一段の集積回路のMOSト
ランジスタによる入力回路、あるいは第1段目の前記単
一段の入力回路にゲートが前段第J−1段の出力点D・
J−1に直結しソースがアースGNDに直結しドレーン
が自段第J段の出力点D・J→OUTに直結した複数番
目の第JNチャネルMOSトランジスタNM・Jと、ソ
ースが電圧源VSSに直結しドレーンが前記の自段第J段
の出力点D・Jに直結した複数番目の第JPチャネルM
OSトランジスタPM・Jとが対で構成される複数番目
の第J集積回路を付加した複数段J段の集積回路のMO
Sトランジスタによる入力回路において、参照Pチャネ
ルMOSトランジスタPM・Rと、定電流源CCとを具
備し、前記参照PチャネルMOSトランジスタPM・J
のソースを前記電圧源VSSに直結するとともにそのゲー
トとドレーンとを参照直結点Gで直結し、前記参照直結
点Gを前記第1番目のPチャネルMOSトランジスタP
M・1のゲートと、あるいは前記複数J個のPチャネル
MOSトランジスタPM・1ないしPM・Jのゲートの
全てと前記定電流源CCの一端とに同時に直結し、前記
定電流源CCの他端をアースGNDに直結する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following constitution as shown in FIG. That is, claim 1
Then, the gate is directly connected to the input point IN and the source is the ground GN.
Single-stage output point D.1 directly connected to D. N-channel MOS transistor NM.1 directly connected to OUT, and source directly connected to voltage source V SS and drain connected to the single-stage output point D.
An input circuit using a MOS transistor of a single-stage integrated circuit formed by a pair of a P-channel MOS transistor PM-1 directly connected to 1 → OUT, or a gate in the first-stage input circuit of the single-stage integrated circuit. -1 stage output point D
The source of the voltage source V SS is connected to J-1 and the source is directly connected to the ground GND and the drain is directly connected to the output point DJ → OUT of the Jth stage A plurality of JP channels M, which are directly connected to each other and whose drains are directly connected to the output points D and J of the Jth stage of the self stage.
MO of a multi-stage J-stage integrated circuit to which a plurality of J-th integrated circuits, each of which is composed of a pair of OS transistors PM and J, is added
The input circuit using the S transistor includes a reference P-channel MOS transistor PM.R and a constant current source CC, and the reference P-channel MOS transistor PM.J is provided.
Is directly connected to the voltage source V SS , and its gate and drain are directly connected at a reference direct connection point G, and the reference direct connection point G is connected to the first P-channel MOS transistor P.
The gate of M.1 or all of the gates of the plurality of J P-channel MOS transistors PM.1 to PM.J and one end of the constant current source CC are directly connected at the same time, and the other end of the constant current source CC is connected. Is directly connected to ground GND.

【0021】また請求項2では、上述の集積回路のMO
Sトランジスタによる入力回路において、半導体能動素
子SAと、導通状態保持回路ONとを具備し、前記第1
段目のNチャネルMOSトランジスタNM・1のソース
とアースGNDとの間の直結を切断し、これに代わって
前記第1段目のNチャネルMOSトランジスタNM・1
のソースに前記半導体能動素子SAのキャリヤ受出し先
電極CSとキャリヤ制御電極BGとを同時に直結すると
ともにアースにキャリヤ供給源電極EDを直結し、電圧
源VSSと前記半導体能動素子SAとの間に前記導通状態
保持回路ONを接続して前記半導体能動素子SAの導通
状態を保持する。
According to a second aspect of the present invention, the MO of the above integrated circuit is provided.
The input circuit using an S transistor includes a semiconductor active element SA and a conduction state holding circuit ON,
The direct connection between the source of the N-channel MOS transistor NM.1 of the first stage and the ground GND is cut, and instead of this, the N-channel MOS transistor NM.1 of the first stage is disconnected.
Between the voltage source V SS and the semiconductor active element SA by directly connecting the carrier receiving electrode CS of the semiconductor active element SA and the carrier control electrode BG to the source at the same time, and directly connecting the carrier supply source electrode ED to the ground. The conductive state holding circuit ON is connected to and the conductive state of the semiconductor active element SA is held.

【0022】[0022]

【作用】本発明の原理的回路構成を示す図1において、
参照PMOSつまりPM・Rと、定電流源CCとを具備
し、この参照PMOSつまりPM・Rのソースを電圧源
SSに直結するとともにそのゲートとドレーンとを参照
直結点Gで直結し、この参照直結点Gを前記第1段目の
PMOSつまりPM・1のゲートと前記定電流源CCの
一端とに同時に直結し、前記定電流源CCの他端をアー
スGNDに直結する回路構成は、明らかに参照PMOS
つまりPM・Rおよび定電流源CCを参照回路とし、前
記第1のPMOSつまりPM・1をミラー電流回路とす
るカレントミラー回路の構成そのものである。
In FIG. 1, which shows the basic circuit configuration of the present invention,
A reference PMOS or PM.R and a constant current source CC are provided, and the source of the reference PMOS or PM.R is directly connected to the voltage source V SS , and its gate and drain are directly connected at the reference direct connection point G. A circuit configuration in which the reference direct connection point G is directly connected to the first-stage PMOS, that is, the gate of PM.1 and one end of the constant current source CC at the same time, and the other end of the constant current source CC is directly connected to the ground GND, Clearly reference PMOS
That is, it is the configuration itself of the current mirror circuit in which PM.R and the constant current source CC are used as reference circuits, and the first PMOS, that is, PM.1 is used as the mirror current circuit.

【0023】公知のように、ミラー電流回路の前記第1
段目のPMOSつまりPM・1のゲートと、参照回路の
前記参照PMOSつまりPM・Rのゲートとドレーンと
が参照直結点Gで直結されており、この接続が簡単では
あるがカレントミラー回路の重要なポイントである。
As is known, the first of the mirror current circuits
The PMOS of the stage, that is, the gate of PM.1 and the gate of the reference PMOS, that is, the gate of PM.R and the drain of the reference circuit are directly connected at the reference direct connection point G, and although this connection is simple, it is important for the current mirror circuit. That's the point.

【0024】カレントミラー回路は高性能の定電流回路
で、ミラー電流回路の前記第1段目のPMOSつまりP
M・1のドレーン電流IPM・1は、参照回路の電流すなわ
ち定電流回路の電流ICCと全く等しいかその定数倍に等
しい。
The current mirror circuit is a high-performance constant current circuit, and the first stage PMOS of the mirror current circuit, that is, P
The drain current I PM · 1 of M · 1 is exactly equal to the current of the reference circuit, that is, the current I CC of the constant current circuit, or equal to a constant multiple thereof.

【0025】したがって、前記定電流ICCをきわめて小
さい値、実例として1μA、に選定しておけば、振幅の
変化幅が小さい信号や変化速度の低い信号等、従来貫通
電流の見地から忌避されて来た信号が印加されても、貫
通電流はもちろん実例として前記1μA以上の電流が流
れることはなく、消費電流の逓減および雑音の防止にき
わめて大きな効果がある。
Therefore, if the constant current I CC is set to an extremely small value, 1 μA as an example, a signal with a small amplitude change width or a signal with a low change speed is avoided from the viewpoint of the conventional through current. Even if the incoming signal is applied, as a matter of course, a current of 1 μA or more does not flow, as a matter of course, a through current, which is extremely effective in reducing consumption current and preventing noise.

【0026】上述の効果は、前記参照直結点(G)を前
記第1番目のPMOSつまりPM・1を含めた複数J個
のPMOSつまりPM・1ないしPM・Jのゲートの全
てと前記定電流源CCの一端とに同時に直結し、前記定
電流源CCの他端をアース(GND)に直結した場合も
同様である。
The above-mentioned effect is that the reference direct connection point (G) has all the gates of a plurality of J PMOSs, that is, PM.1 to PM.J including the first PMOS, that is, PM.1, and the constant current. The same applies when the power source CC is directly connected to one end at the same time and the other end of the constant current source CC is directly connected to the ground (GND).

【0027】すなわち、前記定電流ICCをきわめて小さ
い値、実例として1μA、に選定しておけば、既述のよ
うに従来貫通電流の見地から忌避されて来た信号が印加
されても、前記複数J個のPMOSつまりPM・1ない
しPM・Jの全ドレーン電流の総和として前記1μA以
上の電流が流れることはない。
That is, if the constant current I CC is selected to be an extremely small value, 1 μA as an example, even if a signal which is conventionally avoided from the viewpoint of the through current is applied as described above, The current of 1 μA or more does not flow as the sum of all drain currents of a plurality of J PMOSs, that is, PM · 1 to PM · J.

【0028】さらに、このPM・1ないしPM・Jの複
数J個のPMOSによる回路の場合は、複数段J段の増
幅回路を構成するので、段を追う毎に信号振幅の時間的
変化率が急増し、すなわち図10におけるΔtb が急減
して、消費電流の逓減および雑音の防止に一層の効果を
上げることができる。
Further, in the case of the circuit composed of a plurality of J PMOSs of PM · 1 to PM · J, since an amplifier circuit of a plurality of J stages is formed, the temporal change rate of the signal amplitude is increased every time the stages are followed. A sharp increase, that is, Δt b in FIG. 10 is sharply decreased, and it is possible to further reduce the consumption current and prevent noise.

【0029】つぎに請求項2では、半導体能動素子SA
と、導通状態保持回路ONとを具備し、前記第1段目の
NMOSつまりNM・1のソースとアースGNDとの間
の直結を切断し、これに代わって前記第1段目のNMO
SつまりNM・1のソースに、前記半導体能動素子SA
のキャリヤ受出し先電極CSとキャリヤ制御電極BGと
を同時に直結するとともにアースにキャリヤ供給源電極
EDを直結し、電圧源VSSと前記半導体能動素子SAと
の間に前記導通状態保持回路ONを接続して前記半導体
能動素子SAの導通状態を保持する。
Next, in claim 2, the semiconductor active element SA
And a conductive state holding circuit ON, and disconnects the direct connection between the source of the first-stage NMOS, that is, the source of NM.1 and the ground GND, and replaces it with the first-stage NMO.
The semiconductor active element SA is connected to the source of S, that is, NM.
Of the carrier receiving electrode CS and the carrier control electrode BG are directly connected to each other, and the carrier supply source electrode ED is directly connected to the ground to connect the conduction state holding circuit ON between the voltage source V SS and the semiconductor active element SA. The semiconductor active element SA is connected to hold the conductive state.

【0030】一般に半導体能動素子には、ここで定義す
る少なくとも3種の電極が具備されている。その第1は
キャリヤ(電子や正孔等の電気伝導担体を指す。)の供
給源となるキャリヤ供給源電極で、たとえばトランジス
タのエミッタやFETのソース等がこれに該当する。第
2はキャリヤの受出し先となるキャリヤ受出し先電極
で、たとえばトランジスのコレクタやFETのドレーン
等がこれに該当する。第3はキャリヤの伝達量を制御す
るキャリヤ制御電極で、たとえばトランジスタのベース
やFETのゲート等がこれに該当する。
In general, a semiconductor active device is provided with at least three kinds of electrodes defined here. The first is a carrier supply source electrode serving as a supply source of carriers (indicating an electrically conductive carrier such as electrons and holes), which corresponds to, for example, an emitter of a transistor or a source of an FET. The second is a carrier receiving / receiving electrode which is a receiving / receiving carrier, and corresponds to, for example, a collector of a transistor or a drain of an FET. The third is a carrier control electrode that controls the amount of carriers transmitted, and corresponds to, for example, the base of a transistor or the gate of an FET.

【0031】さて既述の接続によれば、前記半導体能動
素子SAが導通状態に保持されている限り、前記第1段
目のNMOSつまりNM・1のソースとアースとの間に
は常時VBG-ED の電圧が挿入される。VBG-ED の実例は
約0.7Vである。
According to the above-mentioned connection, as long as the semiconductor active element SA is held in the conductive state, V BG is always provided between the source of the first-stage NMOS, that is, NM · 1, and the ground. -ED voltage is inserted. An example of V BG-ED is about 0.7V.

【0032】従来は、この部分が短絡されていたのでV
BG-ED =0Vであり、前記第1段目のNMOSつまりN
M・1の導通時のゲートとソースとの間の電位差VG-S
は、VG-S ≒0.7Vであったので、NM・1のスレッ
ショルドは約0.7Vであった。
Conventionally, this portion was short-circuited, so V
BG-ED = 0V, and the first stage NMOS, that is, N
Potential difference V GS between gate and source when M · 1 is conducting
Was V GS ≈0.7V, the threshold of NM · 1 was about 0.7V.

【0033】しかし、本発明の回路構成により、NM・
1のスレッショルドは、0.7V+0.7V≒1.4V
と倍増する。このためNM・1をオンに転ずるためのゲ
ート電圧が上昇する。これにより、一般的な論理レベル
(TTLコンパチブル)のしきい値と等しくなり、他の
論理ICのインタフェースが容易になる効果が得られ
る。
However, according to the circuit configuration of the present invention, NM
The threshold of 1 is 0.7V + 0.7V ≒ 1.4V
And double. Therefore, the gate voltage for turning on the NM.1 increases. As a result, the threshold value becomes equal to the threshold value of a general logic level (TTL compatible), and the effect of facilitating the interface with another logic IC is obtained.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の実施例を列挙する。図2は本
発明の第1の実施例を示す回路図である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be listed below. FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【0035】この実施例では、図示のようにPM・Sと
NM・Sとの対による単一段の入力回路に、参照PMO
SつまりPM・Rと定電流源CCとを付加して、カレン
トミラー回路を形成している。
In this embodiment, a reference PMO is provided in a single stage input circuit composed of a pair of PM.S and NM.S as shown.
S, that is, PM.R and a constant current source CC are added to form a current mirror circuit.

【0036】図3は本発明の第2の実施例を示す回路図
である。この実施例では、図示のように、PM・SとN
M・Sとの対およびPM・WとNM・Wとの対の二重の
対による2段の入力回路に、参照PMOSつまりPM・
Rと定電流源CCとを付加して、カレントミラー回路を
形成している。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown, PM.S and N
In the two-stage input circuit consisting of a pair of M · S and a pair of PM · W and NM · W, a reference PMOS, PM ·
A current mirror circuit is formed by adding R and a constant current source CC.

【0037】この実施例によれば、2段の増幅回路が形
成されるので、2段目の信号振幅の時間的変化率が高く
なり、消費電流の逓減および雑音の防止により効果があ
ることは、〔作用〕の項で述べたとおりである。
According to this embodiment, since the two-stage amplifier circuit is formed, the temporal change rate of the signal amplitude of the second stage becomes high, and it is effective to reduce the consumption current and prevent the noise. , [Action] as described above.

【0038】図4は本発明の第3の実施例を示す回路図
である。請求項2の本実施例では、第1段目のNMO
S、つまりNM・1のスレッショルドを高めるための半
導体能動素子SAの導通状態保持回路として、そのゲー
トをカレントミラー回路に接続され、ソースを電圧源V
SSに、ドレーンを前記半導体能動素子SAのキャリヤ受
出し先電極CSとキャリヤ制御電極BGとに接続された
導通状態保持用PMOSつまりPM・ONを用いてい
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. In the present embodiment of claim 2, the NMO of the first stage
S, that is, as a conductive state holding circuit of the semiconductor active element SA for increasing the threshold of NM · 1, its gate is connected to the current mirror circuit, and its source is the voltage source V
For SS , a PMOS for maintaining a conductive state, that is, PM.ON, whose drain is connected to the carrier receiving electrode CS of the semiconductor active element SA and the carrier control electrode BG, is used.

【0039】PM・ONのドレーンには常時ミラー電流
が引込まれ、したがってPM・ONも半導体能動素子S
Aも常時導通状態にされるので、NM・1のスレッショ
ルドは、実例として約1.4Vという好適な値に高めら
れる。
A mirror current is always drawn into the drain of PM.ON, and therefore PM.ON is also active in the semiconductor active element S.
Since A is also always conducting, the threshold of NM.1 is raised to a preferred value of about 1.4V as an example.

【0040】図5は本発明の第4の実施例を示す回路図
である。この実施例では、図示のように、前記半導体能
動素子SAとしてトランジスタQを用いている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in the figure, a transistor Q is used as the semiconductor active element SA.

【0041】図6は本発明の第5の実施例を示す回路図
である。この実施例では、図示のように、前記半導体能
動素子SAとしてもう1つのNMOSつまりNM・SA
を用いている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in the figure, another NMOS, that is, NM · SA, is used as the semiconductor active element SA.
Is used.

【0042】図7は本発明の第6の実施例を示す回路図
である。この実施例は、図3に示した第2の実施例と、
図6に示した第5の実施例とを併用した回路である。す
なわち、2段の増幅回路とNM・Sのスレッショルドを
高めるためのNMOS、つまりNM・Sとを合わせ持つ
ことにより、消費電流の逓減および雑音の防止に最大の
効果を発揮する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the second embodiment shown in FIG.
This is a circuit that is used in combination with the fifth embodiment shown in FIG. That is, by having the two-stage amplifier circuit and the NMOS for increasing the threshold of NM · S, that is, NM · S together, the maximum effect is exerted in the reduction of current consumption and the prevention of noise.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、消
費電力が節減されるほか貫通電流に起因する雑音も軽減
され、しかもMOSトランジスタ素子だけを接続した回
路構成であって、抵抗素子のように半導体製造技術によ
って製造する時大きな容積を要するものを使用しないか
ら、集積度の向上を阻害することのない集積回路のMO
Sトランジスタによる入力回路が実現できる。
As described above, according to the present invention, the power consumption is reduced, the noise due to the through current is also reduced, and the resistance element has a circuit configuration in which only MOS transistor elements are connected. Since the one that requires a large volume when manufactured by the semiconductor manufacturing technology is not used, the MO of the integrated circuit that does not hinder the improvement of the integration degree is used.
An input circuit with S transistors can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing the principle of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図8】従来の集積回路のMOSトランジスタによる入
力回路の一例である。
FIG. 8 is an example of an input circuit using MOS transistors of a conventional integrated circuit.

【図9】信号振幅の時間的変化を示す第1のタイムチャ
ートである。
FIG. 9 is a first time chart showing a temporal change in signal amplitude.

【図10】信号振幅の時間的変化を示す第2のタイムチ
ャートである。
FIG. 10 is a second time chart showing a temporal change in signal amplitude.

【図11】貫通電流を抑えるための従来の入力回路の一
例である。
FIG. 11 is an example of a conventional input circuit for suppressing a shoot-through current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SS 電圧源 GND アース PM・1 第1段目のPMOS NM・1 第1段目のNMOS D・1 第1段目の単一段出力点 PM・J−1 第J−1段目のPMOS NM・J−1 第J−1段目のNMOS D・J−1 第J−1段目の出力点 PM・J 第J段目のPMOS NM・J 第J段目のPMOS D・J(OUT) 第J段目の出力点すなわち全回路出
力点 SA 半導体能動素子 ON 導通状態保持回路
V SS Voltage source GND Ground PM · 1 1st stage PMOS NM · 1 1st stage NMOS D · 1 1st stage single stage output point PM · J-1 J−1 stage PMOS NM・ J-1 J-1th stage NMOS D ・ J-1 J-1st stage output point PM ・ J Jth stage PMOS NM ・ J Jth stage PMOS DJ (OUT) Output point of the Jth stage, that is, output point of all circuits SA semiconductor active element ON conductive state holding circuit

───────────────────────────────────────────────────── 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 H03K 19/0185 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication H03K 19/0185

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲートが入力点(IN)に直結しソース
がアース(GND)に直結しドレーンが単一段出力点
(D・1→OUT)に直結したNチャネルMOSトラン
ジスタ(NM・1)と、ソースが電圧源(VSS)に直結
しドレーンが前記単一段出力点(D・1→OUT)に直
結したPチャネルMOSトランジスタ(PM・1)とが
対で構成される単一段の集積回路のMOSトランジスタ
による入力回路、あるいは第1段目の前記単一段の入力
回路にゲートが前段(第J−1段)の出力点(D・J−
1)に直結しソースがアース(GND)に直結しドレー
ンが自段(第J段)の出力点(D・J→OUT)に直結
した複数番目の(第J)NチャネルMOSトランジスタ
(NM・J)と、ソースが電圧源(VSS)に直結しドレ
ーンが前記の自段(第J段)の出力点(D・J)に直結
した複数番目の(第J)PチャネルMOSトランジスタ
(PM・J)とが対で構成される複数番目の(第J)集
積回路を付加した複数段(J段)の集積回路のMOSト
ランジスタによる入力回路において、 参照PチャネルMOSトランジスタ(PM・R)と、 定電流源(CC)とを具備し、 前記参照PチャネルMOSトランジスタ(PM・R)の
ソースを前記電圧源(VSS)に直結するとともにそのゲ
ートとドレーンとを参照直結点(G)で直結し、前記参
照直結点(G)を前記第1番目のPチャネルMOSトラ
ンジスタ(PM・1)のゲートと、あるいは前記複数
(J個)のPチャネルMOSトランジスタ(PM・1な
いしPM・J)のゲートの全てと前記定電流源(CC)
の一端とに同時に直結し、 前記定電流源(CC)の他端をアース(GND)に直結
することを特徴とする集積回路のMOSトランジスタに
よる入力回路。
1. An N-channel MOS transistor (NM.1) having a gate directly connected to an input point (IN), a source directly connected to ground (GND), and a drain directly connected to a single stage output point (D.1.fwdarw.OUT). , A single-stage integrated circuit in which a source is directly connected to a voltage source (V SS ) and a drain is directly connected to the single-stage output point (D · 1 → OUT) and a P-channel MOS transistor (PM · 1) is paired. Of the input circuit of the MOS transistor of the first stage, or the input circuit of the single stage of the first stage, the output point (DJ-
1), the source is directly connected to the ground (GND), and the drain is directly connected to the output point (DJ → OUT) of its own stage (the Jth stage). J) and a source thereof are directly connected to a voltage source (V SS ) and a drain thereof is directly connected to the output point (D · J) of the self-stage (the J-th stage), and a plurality of (J-th) P-channel MOS transistors (PM) In an input circuit using MOS transistors of a multi-stage (J-stage) integrated circuit to which a plurality of (J-th) integrated circuits formed by pairing with J) are added, a reference P-channel MOS transistor (PM / R) and , A constant current source (CC), the source of the reference P-channel MOS transistor (PM · R) is directly connected to the voltage source (V SS ) and its gate and drain are connected at a reference direct connection point (G). Direct connection, see above The node (G) is connected to the gate of the first P-channel MOS transistor (PM.1) or all the gates of the plurality (J) of P-channel MOS transistors (PM.1 to PM.J). The constant current source (CC)
An input circuit using a MOS transistor of an integrated circuit, which is directly connected to one end of the constant current source and the other end of the constant current source (CC) is directly connected to a ground (GND).
【請求項2】 請求項1に記載の集積回路のMOSトラ
ンジスタによる入力回路において、 半導体能動素子(SA)と、 導通状態保持回路(ON)とを具備し、 前記第1段目のNチャネルMOSトランジスタ(NM・
1)のソースとアース(GND)との間の直結を切断
し、これに代わって前記第1段目のNチャネルMOSト
ランジスタ(NM・1)のソースに前記半導体能動素子
(SA)のキャリヤ受出し先電極(CS)とキャリヤ制
御電極(BG)とを同時に直結するとともにアースにキ
ャリヤ供給源電極(ED)を直結し、 電圧源(VSS)と前記半導体能動素子(SA)との間に
前記導通状態保持回路(ON)を接続して前記半導体能
動素子(SA)の導通状態を保持することを特徴とする
集積回路のMOSトランジスタによる入力回路。
2. The input circuit using MOS transistors of the integrated circuit according to claim 1, further comprising a semiconductor active element (SA) and a conduction state holding circuit (ON), wherein the first-stage N-channel MOS is provided. Transistor (NM ・
The direct connection between the source of 1) and the ground (GND) is disconnected, and instead of this, the source of the first-stage N-channel MOS transistor (NM · 1) receives the carrier of the semiconductor active element (SA). The destination electrode (CS) and the carrier control electrode (BG) are directly connected at the same time, the carrier supply source electrode (ED) is directly connected to the ground, and the voltage is supplied between the voltage source (V SS ) and the semiconductor active element (SA). An input circuit using a MOS transistor of an integrated circuit, characterized in that the conductive state holding circuit (ON) is connected to hold the conductive state of the semiconductor active element (SA).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258716A (en) * 2009-04-23 2010-11-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Threshold circuit

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