JPH07221625A - Buffer circuit - Google Patents

Buffer circuit

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Publication number
JPH07221625A
JPH07221625A JP6014502A JP1450294A JPH07221625A JP H07221625 A JPH07221625 A JP H07221625A JP 6014502 A JP6014502 A JP 6014502A JP 1450294 A JP1450294 A JP 1450294A JP H07221625 A JPH07221625 A JP H07221625A
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JP
Japan
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channel transistor
drain
channel
gate
transistor
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Withdrawn
Application number
JP6014502A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Maki Toyokura
真木 豊蔵
Jiro Miyake
二郎 三宅
Kazuki Ninomiya
和貴 二宮
Norio Uchiumi
則夫 内海
Masahiro Gion
雅弘 祇園
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce the through current by limiting a current made flow between the drains of a pair of transistors for driving whose polarities are mutually different by a current limiting means. CONSTITUTION:The current limiting means 100 limits the current made flow between the drain of a first P-channel transistor 101 and the drain of a first N-channel transistor 104. Thus, a potential difference is generated between the gate of a second P-channel transistor 102 connected to the drain of the first P-channel transistor 101 and the gate of a second N-channel transistor 105 connected to the drain of the first N-channel transistor 104. Thus, by shifting the driving timings of the second P-channel transistor 102 and the second N- channel transistor 105 as the transistors for output, the time when both second P-channel transistor 102 and second N-channel transistor 105 are turned to an on state is shortened.

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、LSIの出力部や、L
SI内部の大負荷バスを駆動する駆動部等に用いられる
バッファ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a buffer circuit used in a drive unit or the like that drives a heavy load bus inside an SI.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の出力バッファ回路について図5を
用いて説明する。図5において、51はPチャネルトラ
ンジスタ、52はNチャネルトランジスタ、53は入力
端子、54は出力端子である。Pチャネルトランジスタ
51のソースは電源電圧源に接続され、Nチャネルトラ
ンジスタ52のソースはグラウンド電圧源に接続されて
いる。入力端子53はPチャネルトランジスタ51及び
Nチャネルトランジスタ52のゲートが互いに接続され
て構成され、入力端子53には入力信号が印加される。
出力端子54はPチャネルトランジスタ51及びNチャ
ネルトランジスタ52のドレインが互いに接続されて構
成され、出力端子54から出力信号が得られる。これは
最も単純なCMOSインバータ構成の出力バッファ回路
である。
2. Description of the Related Art A conventional output buffer circuit will be described with reference to FIG. In FIG. 5, 51 is a P-channel transistor, 52 is an N-channel transistor, 53 is an input terminal, and 54 is an output terminal. The source of the P-channel transistor 51 is connected to the power supply voltage source, and the source of the N-channel transistor 52 is connected to the ground voltage source. The input terminal 53 is configured by connecting the gates of a P-channel transistor 51 and an N-channel transistor 52 to each other, and an input signal is applied to the input terminal 53.
The output terminal 54 is configured by connecting drains of a P-channel transistor 51 and an N-channel transistor 52 to each other, and an output signal is obtained from the output terminal 54. This is the simplest output buffer circuit with a CMOS inverter configuration.

【0003】このCMOSインバータにおける各トラン
ジスタの電流を流す入力電圧範囲(すなわちオン電圧範
囲)を図6に示す。Pチャネルトランジスタ51のオン
電圧範囲は、グラウンド電圧VSSから、電源電圧VD
DよりもPチャネルトランジスタのしきい値電圧Vtp
だけ低い電圧(VDD−Vtp)までの範囲である。一
方、Nチャネルトランジスタ52のオン電圧範囲は、グ
ラウンド電圧VSSよりもNチャネルトランジスタのし
きい値電圧Vtnだけ高い電圧(VSS+Vtn)から
電源電圧VDDまでの範囲である。したがって、両方の
トランジスタが電流を流す入力電圧範囲は、グラウンド
電圧VSSよりもVtnだけ高い電圧(VSS+Vt
n)から、電源電圧VDDよりもVtpだけ低い電圧
(VDD−Vtp)までの範囲である。入力電圧は時間
軸方向に傾きを持つため、入力電圧がこの入力電圧範囲
内に入る時間範囲で、CMOSインバータは電源からグ
ラウンドへいわゆる貫通電流を流すことになる。
FIG. 6 shows an input voltage range (that is, an ON voltage range) in which a current of each transistor in this CMOS inverter flows. The ON voltage range of the P-channel transistor 51 is from the ground voltage VSS to the power supply voltage VD.
Threshold voltage Vtp of P-channel transistor rather than D
Range up to a low voltage (VDD-Vtp). On the other hand, the ON voltage range of the N-channel transistor 52 is a range from a voltage (VSS + Vtn) higher than the ground voltage VSS by the threshold voltage Vtn of the N-channel transistor to the power supply voltage VDD. Therefore, the input voltage range in which both transistors conduct current is a voltage (VSS + Vt) higher than the ground voltage VSS by Vtn.
n) to a voltage (VDD-Vtp) lower than the power supply voltage VDD by Vtp. Since the input voltage has a gradient in the time axis direction, the CMOS inverter causes a so-called through current to flow from the power supply to the ground in the time range in which the input voltage falls within this input voltage range.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、出力バッフ
ァ回路として用いられるCMOSインバータはトランジ
スタの幅を大きくしたり、トランジスタを並列接続して
駆動能力を高めている。これに伴って貫通電流が大きく
なり無駄な電流消費が顕著となる。
In the CMOS inverter used as the output buffer circuit, the width of the transistor is increased or the transistors are connected in parallel to enhance the driving capability. Along with this, the shoot-through current becomes large and the wasteful current consumption becomes remarkable.

【0005】このように、従来の出力バッファ回路にお
いては、貫通電流が大きく、LSIの消費電流を増大さ
せてしまうという問題点がある。
As described above, the conventional output buffer circuit has a problem that the through current is large and the current consumption of the LSI is increased.

【0006】本発明は、前記に鑑みなされたものであっ
て、貫通電流を低減できるバッファ回路を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a buffer circuit capable of reducing a shoot-through current.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、極性が互いに異なる一対の出力
用トランジスタのゲート同士の間に電流制限手段を挿入
することによって、前記一対の出力用トランジスタの駆
動タイミングをずらすものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is characterized in that the current limiting means is inserted between the gates of a pair of output transistors having different polarities. The drive timing of the output transistor is shifted.

【0008】具体的に請求項1の発明が講じた解決手段
は、入力信号に応じて負荷を駆動するバッファ回路を対
象とし、第1及び第2のPチャネルトランジスタと、第
1及び第2のNチャネルトランジスタと、第1及び第2
の端子を有し該第1の端子と第2の端子との間を流れる
電流を制限する電流制限手段とを備え、前記第1及び第
2のPチャネルトランジスタのソースが第1の電圧源に
接続され、前記第1及び第2のNチャネルトランジスタ
のソースが第2の電圧源に接続され、前記第1のPチャ
ネルトランジスタのドレインと前記第2のPチャネルト
ランジスタのゲートとが前記電流制限手段の第1の端子
に接続され、前記第1のNチャネルトランジスタのドレ
インと第2のNチャネルトランジスタのゲートとが前記
電流制限手段の第2の端子に接続され、前記第1のPチ
ャネルトランジスタのゲートと前記第1のNチャネルト
ランジスタのゲートとが接続された入力端子に入力信号
が入力され、前記第2のPチャネルトランジスタのドレ
インと前記第2のNチャネルトランジスタのドレインと
が接続された出力端子から出力信号が出力される構成と
するものである。
Specifically, the solving means devised by the invention of claim 1 is intended for a buffer circuit for driving a load in accordance with an input signal, and includes first and second P-channel transistors and first and second P-channel transistors. N-channel transistor, first and second
Current limiting means for limiting a current flowing between the first terminal and the second terminal, the sources of the first and second P-channel transistors being a first voltage source. Connected, the sources of the first and second N-channel transistors are connected to a second voltage source, and the drain of the first P-channel transistor and the gate of the second P-channel transistor are the current limiting means. Of the first N-channel transistor, the drain of the first N-channel transistor and the gate of the second N-channel transistor are connected to the second terminal of the current limiting means, and An input signal is input to an input terminal where a gate and a gate of the first N-channel transistor are connected, and a drain of the second P-channel transistor and the second It is an arrangement in which the output signal from the output terminal and the drain channel transistors are connected is output.

【0009】また、請求項2の発明は、前記電流制限手
段を極性が互いに異なる一対のトランジスタから構成す
るものであって、具体的には、入力信号に応じて負荷を
駆動するバッファ回路を対象とし、第1、第2及び第3
のPチャネルトランジスタと、第1、第2及び第3のN
チャネルトランジスタとを備え、前記第1及び第2のP
チャネルトランジスタのソースが第1の電圧源に接続さ
れ、前記第1及び第2のNチャネルトランジスタのソー
スが第2の電圧源に接続され、前記第1のPチャネルト
ランジスタのドレインと前記第2のPチャネルトランジ
スタのゲートと前記第3のPチャネルトランジスタのソ
ースと前記第3のNチャネルトランジスタのドレインと
が互いに接続され、前記第1のNチャネルトランジスタ
のドレインと前記第2のNチャネルトランジスタのゲー
トと前記第3のNチャネルトランジスタのソースと前記
第3のPチャネルトランジスタのドレインとが互いに接
続され、前記第1のPチャネルトランジスタのゲートと
前記第1のNチャネルトランジスタのゲートと前記第3
のPチャネルトランジスタのゲートと前記第3のNチャ
ネルトランジスタのゲートとが接続された入力端子に入
力信号が入力され、前記第2のPチャネルトランジスタ
のドレインと前記第2のNチャネルトランジスタのドレ
インとが接続された出力端子から出力信号が出力される
構成とするものである。
According to a second aspect of the present invention, the current limiting means is composed of a pair of transistors having polarities different from each other. Specifically, a buffer circuit for driving a load according to an input signal is targeted. And the first, second and third
P-channel transistor and the first, second and third N
A channel transistor, and the first and second P
The source of the channel transistor is connected to a first voltage source, the sources of the first and second N-channel transistors are connected to a second voltage source, the drain of the first P-channel transistor and the second The gate of the P-channel transistor, the source of the third P-channel transistor and the drain of the third N-channel transistor are connected to each other, and the drain of the first N-channel transistor and the gate of the second N-channel transistor The source of the third N-channel transistor and the drain of the third P-channel transistor are connected to each other, and the gate of the first P-channel transistor, the gate of the first N-channel transistor and the third
An input signal is input to the input terminal where the gate of the P-channel transistor and the gate of the third N-channel transistor are connected, and the drain of the second P-channel transistor and the drain of the second N-channel transistor The output signal is output from the output terminal connected to.

【0010】[0010]

【作用】請求項1の発明の構成により、電流制限手段は
第1のPチャネルトランジスタのドレインと第1のNチ
ャネルトランジスタのドレインとの間を流れる電流を制
限する。このため、第1のPチャネルトランジスタのド
レインに接続された、第2のPチャネルトランジスタの
ゲートと、第1のNチャネルトランジスタのドレインに
接続された、第2のNチャネルトランジスタのゲートと
の間に電位差を発生させることができる。これにより、
出力用トランジスタとしての第2のPチャネルトランジ
スタ及び第2のNチャネルトランジスタの駆動タイミン
グをずらすことによって、第2のPチャネルトランジス
タと第2のNチャネルトランジスタとが両方ともオン状
態となる時間を短縮することができる。
According to the structure of the invention of claim 1, the current limiting means limits the current flowing between the drain of the first P-channel transistor and the drain of the first N-channel transistor. Therefore, between the gate of the second P-channel transistor connected to the drain of the first P-channel transistor and the gate of the second N-channel transistor connected to the drain of the first N-channel transistor. It is possible to generate a potential difference. This allows
By shifting the driving timing of the second P-channel transistor and the second N-channel transistor as the output transistor, the time for which both the second P-channel transistor and the second N-channel transistor are in the ON state is shortened. can do.

【0011】また、請求項2の発明の構成により、互い
のドレインとソースとがそれぞれ接続されゲートが共に
入力端子に接続された一対の第3のPチャネルトランジ
スタと第3のNチャネルトランジスタとから前記電流制
限手段を実現することができる。ここで、例えば、第1
のNチャネルトランジスタ、及びこの第1のNチャネル
トランジスタのドレインにソースが接続された第3のN
チャネルトランジスタの駆動の強さを変化させることに
よって、第2のPチャネルトランジスタがオン状態に遷
移するタイミングと第2のNチャネルトランジスタがオ
フ状態に遷移するタイミングとを変化させることが可能
である。同様に、第1のPチャネルトランジスタ、及び
この第1のPチャネルトランジスタのドレインにソース
が接続された第3のPチャネルトランジスタの駆動の強
さを変化させることによって、第2のPチャネルトラン
ジスタがオフ状態に遷移するタイミングと第2のNチャ
ネルトランジスタがオン状態に遷移するタイミングとを
変化させることが可能である。これにより、第2のPチ
ャネルトランジスタと第2のNチャネルトランジスタと
が両方ともオン状態となる時間をさらに一層短縮するこ
とができる。
According to the second aspect of the present invention, a pair of third P-channel transistor and third N-channel transistor whose drain and source are connected to each other and whose gates are both connected to the input terminal are formed. The current limiting means can be realized. Here, for example, the first
N-channel transistor and a third N-channel source connected to the drain of the first N-channel transistor
By changing the driving strength of the channel transistor, it is possible to change the timing at which the second P-channel transistor is turned on and the timing at which the second N-channel transistor is turned off. Similarly, by changing the driving strength of the first P-channel transistor and the third P-channel transistor whose source is connected to the drain of the first P-channel transistor, the second P-channel transistor is changed. It is possible to change the timing of transition to the off state and the timing of transition of the second N-channel transistor to the on state. This makes it possible to further shorten the time during which both the second P-channel transistor and the second N-channel transistor are in the ON state.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】本発明の一実施例に係る出力バッファ回路
を図1に示す。図1において、100は第1及び第2の
端子を有し第1の端子から第2の端子へ流れる電流を他
の端子の電圧値又はその他の信号により制限する電流制
限回路、101は駆動用トランジスタとしての第1のP
チャネルトランジスタ、102は出力用トランジスタと
しての第2のPチャネルトランジスタ、104は駆動用
トランジスタとしての第1のNチャネルトランジスタ、
105は出力用トランジスタとしての第2のNチャネル
トランジスタ、107は入力端子、108は出力端子、
109は第1のノード、110は第2のノードである。
An output buffer circuit according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, 100 is a current limiting circuit which has a first terminal and a second terminal and limits a current flowing from the first terminal to the second terminal by a voltage value of another terminal or another signal, and 101 is a driving circuit. First P as a transistor
A channel transistor, 102 is a second P-channel transistor as an output transistor, 104 is a first N-channel transistor as a driving transistor,
105 is a second N-channel transistor as an output transistor, 107 is an input terminal, 108 is an output terminal,
109 is a first node and 110 is a second node.

【0014】第1及び第2のPチャネルトランジスタ1
01、102のソースには電源電圧VDDが印加され、
一方、第1及び第2のNチャネルトランジスタ104、
105のソースにはグラウンド電圧VSSが印加されて
いる。第1のノード109は、第1のPチャネルトラン
ジスタ101のドレインと第2のPチャネルトランジス
タ102のゲートと電流制限回路100の第1の端子と
が接続された接続点であり、第2のノード110は、第
1のNチャネルトランジスタ104のドレインと第2の
Nチャネルトランジスタ105のゲートと電流制限回路
100の第2の端子とが接続された接続点である。ま
た、入力端子107には、第1のPチャネルトランジス
タ101のゲートと第1のNチャネルトランジスタ10
4のゲートとが接続され、出力端子108には、第2の
Pチャネルトランジスタ102のドレインと第2のNチ
ャネルトランジスタ105のドレインとが接続されてい
る。
First and second P-channel transistors 1
The power supply voltage VDD is applied to the sources of 01 and 102,
On the other hand, the first and second N-channel transistors 104,
The ground voltage VSS is applied to the source of 105. The first node 109 is a connection point where the drain of the first P-channel transistor 101, the gate of the second P-channel transistor 102, and the first terminal of the current limiting circuit 100 are connected, and the second node 109 110 is a connection point at which the drain of the first N-channel transistor 104, the gate of the second N-channel transistor 105, and the second terminal of the current limiting circuit 100 are connected. In addition, the input terminal 107 has a gate of the first P-channel transistor 101 and the first N-channel transistor 10
The drain of the second P-channel transistor 102 and the drain of the second N-channel transistor 105 are connected to the output terminal 108.

【0015】図2は電流制限回路100を例えば図4
(a)に示す回路を用いて構成する場合の結線図であ
る。同図において、103は電流制限用トランジスタと
しての第3のPチャネルトランジスタ、106は同じく
電流制限用トランジスタとしての第3のNチャネルトラ
ンジスタである。第3のPチャネルトランジスタ103
のソースと第3のNチャネルトランジスタ106のドレ
インとが接続されて電流制限回路100の第1の端子を
構成し第1のノード109に接続され、第3のNチャネ
ルトランジスタ106のソースと第3のPチャネルトラ
ンジスタ103のドレインとが接続されて電流制限回路
100の第2の端子を構成し第2のノード110に接続
されている。また、第3のPチャネルトランジスタ10
3及び第3のNチャネルトランジスタ106のゲートは
共に入力端子107に接続されている。なお、図1と同
様のものには同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 2 shows the current limiting circuit 100 as shown in FIG.
It is a connection diagram when it comprises using the circuit shown to (a). In the figure, 103 is a third P-channel transistor as a current limiting transistor, and 106 is a third N-channel transistor also as a current limiting transistor. Third P-channel transistor 103
Of the third N-channel transistor 106 is connected to the drain of the third N-channel transistor 106 to form a first terminal of the current limiting circuit 100, which is connected to the first node 109. Of the P-channel transistor 103 is connected to form a second terminal of the current limiting circuit 100, which is connected to the second node 110. In addition, the third P-channel transistor 10
The gates of the third and third N-channel transistors 106 are both connected to the input terminal 107. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0016】以下、図2を用いて出力バッファ回路の動
作を説明する。
The operation of the output buffer circuit will be described below with reference to FIG.

【0017】まず、DC的な動作に注目する。入力電圧
が電源電圧VDDのとき第1のNチャネルトランジスタ
104と第3のNチャネルトランジスタ106とがオン
状態となり、第1のPチャネルトランジスタ101と第
3のPチャネルトランジスタ103とがオフ状態となる
ので、DC的には第1のノード109と第2のノード1
10とはグラウンド電圧VSSとなる。したがって、第
2のPチャネルトランジスタ102はオン状態となり、
第2のNチャネルトランジスタ105はオフ状態とな
り、出力電圧としてVDDを出力する。一方、入力電圧
がVSSのときは各トランジスタのオン及びオフ状態が
逆となり、出力電圧としてVSSを出力する。このよう
に、図2の回路は入力VDD、VSSに対してそれぞれ
同じ状態の信号値VDD、VSSを出力するバッファ回
路となっている。
First, attention is paid to the DC-like operation. When the input voltage is the power supply voltage VDD, the first N-channel transistor 104 and the third N-channel transistor 106 are turned on, and the first P-channel transistor 101 and the third P-channel transistor 103 are turned off. Therefore, in terms of DC, the first node 109 and the second node 1
10 is the ground voltage VSS. Therefore, the second P-channel transistor 102 is turned on,
The second N-channel transistor 105 is turned off and outputs VDD as an output voltage. On the other hand, when the input voltage is VSS, the on and off states of each transistor are reversed, and VSS is output as the output voltage. As described above, the circuit of FIG. 2 is a buffer circuit which outputs the signal values VDD and VSS in the same state with respect to the inputs VDD and VSS, respectively.

【0018】次に、過渡的な動作について説明する。初
期条件として、第1のノード109及び第2のノード1
10の電圧はVDD、入力端子107及び出力端子10
8の電圧はVSSとする。また、出力段のトランジスタ
102、105の大きさに比べて、入力段のトランジス
タ101、103、104、106を小さく設定するこ
とによって、図5に示す従来例に比べて入力容量を小さ
くすることができる。これにより、図3(a)に示すよ
うに入力電圧は時刻T0でグラウンド電圧VSSから電
源電圧VDDに充分速い立ち上がりで変化するものとす
ることが可能である。
Next, the transient operation will be described. As an initial condition, the first node 109 and the second node 1
The voltage of 10 is VDD, the input terminal 107 and the output terminal 10
The voltage of 8 is VSS. Further, by setting the transistors 101, 103, 104 and 106 of the input stage smaller than the size of the transistors 102 and 105 of the output stage, the input capacitance can be reduced as compared with the conventional example shown in FIG. it can. As a result, as shown in FIG. 3A, the input voltage can change from the ground voltage VSS to the power supply voltage VDD at a time T0 with a sufficiently fast rise.

【0019】この場合、図3(b)に示すように、ま
ず、時刻T0で第1のNチャネルトランジスタ104は
オン状態に遷移し、第2のノード110において放電が
開始され、第2のノード110の電圧の降下が始まる。
次に、第2のノード110の電圧が(VDD−Vtn)
となる時刻T1で第3のPチャネルトランジスタ106
がオン状態に遷移し、第1のノード109において放電
が開始され、ノード109の電圧の降下が始まる。次
に、第1のノード109の電圧が(VDD−Vtp)と
なる時刻T2で第2のPチャネルトランジスタ102が
オン状態に遷移する。また、第2のノード110の電圧
が(VSS+Vtn)となる時刻T3で第2のNチャネ
ルトランジスタ105はオフ状態に遷移する。以降、第
1のノード109及び第2のノード110の電圧はグラ
ウンド電圧VSSに近付いていく。
In this case, as shown in FIG. 3 (b), first, at time T0, the first N-channel transistor 104 transitions to the ON state, discharge is started at the second node 110, and the second node 110 is discharged. The voltage drop at 110 begins.
Next, the voltage of the second node 110 is (VDD-Vtn)
At time T1 at which the third P-channel transistor 106
Shifts to the ON state, discharge is started at the first node 109, and the voltage of the node 109 starts dropping. Next, at time T2 when the voltage of the first node 109 becomes (VDD-Vtp), the second P-channel transistor 102 is turned on. Further, at time T3 when the voltage of the second node 110 becomes (VSS + Vtn), the second N-channel transistor 105 transitions to the off state. After that, the voltages of the first node 109 and the second node 110 approach the ground voltage VSS.

【0020】したがって、T2≦T3の場合、出力段の
トランジスタ102、105が両方ともオン状態となる
のは時刻T2から時刻T3までの時間である。また、T
2≧T3の場合には出力段のトランジスタ102、10
5が両方ともオン状態となる時間はない。
Therefore, when T2≤T3, the transistors 102 and 105 in the output stage are both turned on from the time T2 to the time T3. Also, T
If 2 ≧ T3, the output stage transistors 102, 10
There is no time for both 5 to be on.

【0021】このように、本実施例の出力バッファ回路
においては、第1のノード109から第2のノード11
0へ流れる電流を制限できるため、第1のノード109
と第2のノード110との間に電位差を発生させること
ができる。これにより、第2のNチャネルトランジスタ
105がオフ状態に遷移するタイミング(時刻T3)
と、第2のPチャネルトランジスタ102がオン状態に
遷移するタイミング(時刻T2)との差が小さくなる。
結果として、第2のNチャネルトランジスタ105と第
2のPチャネルトランジスタ102とが両方ともオン状
態となる時間が短くなり、貫通電流は減少する。
As described above, in the output buffer circuit of this embodiment, the first node 109 to the second node 11 are connected.
Since the current flowing to 0 can be limited, the first node 109
And a second node 110 can generate a potential difference. As a result, the timing at which the second N-channel transistor 105 transitions to the off state (time T3)
And the timing (time T2) at which the second P-channel transistor 102 transitions to the ON state becomes small.
As a result, the time during which both the second N-channel transistor 105 and the second P-channel transistor 102 are turned on is shortened, and the shoot-through current is reduced.

【0022】また、時刻T2、T3はそれぞれトランジ
スタ106、104の駆動の強さを変えることにより変
化させることができる。これにより、第2のPチャネル
トランジスタ102と第2のNチャネルトランジスタ1
05とが両方ともオン状態となる時間をさらに一層短く
することができる。
The times T2 and T3 can be changed by changing the driving strength of the transistors 106 and 104, respectively. As a result, the second P-channel transistor 102 and the second N-channel transistor 1
It is possible to further shorten the time when both 05 and 05 are in the ON state.

【0023】一方、入力信号が電源電圧VDDからグラ
ウンド電圧VSSに立ち下がるときには、各Pチャネル
トランジスタと各Nチャネルトランジスタとのオン及び
オフ状態が交替し、同様の動作が行われる。
On the other hand, when the input signal falls from the power supply voltage VDD to the ground voltage VSS, the ON and OFF states of each P-channel transistor and each N-channel transistor are switched, and the same operation is performed.

【0024】電流制限回路100の他の例としては図4
(b)〜(d)に示すような回路がある。図4(b)に
おいて、203は第1のダイオード、204は第2のダ
イオードである。図4(b)の回路が用いられた場合に
は、図4(a)の例と同様に立ち上がり波形が入力され
た際、第1のノード109の電圧は、第2のノード11
0よりもダイオード電圧Vdだけ高い値を保持しながら
降下する。図4(c)において、205はPチャネルト
ランジスタ、206はNチャネルトランジスタであり、
図4(d)において、207はPチャネルトランジス
タ、208はNチャネルトランジスタである。図4
(c)又は図4(d)の回路が用いられた場合には、図
4の例と同様に立ち上がり波形が入力された際、第1の
ノード109における電荷を放電する電流は制限される
ので、第1のノード109の電圧の降下速度は第2のノ
ード110の電圧の降下速度に比べて遅くなる。
Another example of the current limiting circuit 100 is shown in FIG.
There are circuits as shown in (b) to (d). In FIG. 4B, 203 is a first diode and 204 is a second diode. When the circuit of FIG. 4B is used, the voltage of the first node 109 is the same as that of the example of FIG.
It drops while maintaining a value higher than 0 by a diode voltage Vd. In FIG. 4C, 205 is a P-channel transistor, 206 is an N-channel transistor,
In FIG. 4D, 207 is a P-channel transistor and 208 is an N-channel transistor. Figure 4
When the circuit of (c) or FIG. 4 (d) is used, when the rising waveform is input as in the example of FIG. 4, the current for discharging the electric charge at the first node 109 is limited. , The voltage drop rate of the first node 109 is slower than the voltage drop rate of the second node 110.

【0025】したがって、図4(b)〜(d)に示す回
路を電流制限回路100として用いた出力バッファ回路
によると、図4(a)の回路が用いられた場合と同様
に、第2のNチャネルトランジスタ105がオフ状態に
遷移するタイミングと、第2のPチャネルトランジスタ
102がオン状態に遷移するタイミングとの差が小さく
なる。結果として、Nチャネルトランジスタ105とP
チャネルトランジスタ102とが両方ともオン状態とな
る時間が短くなり、貫通電流は減少する。
Therefore, according to the output buffer circuit in which the circuits shown in FIGS. 4B to 4D are used as the current limiting circuit 100, as in the case where the circuit of FIG. The difference between the timing at which the N-channel transistor 105 transitions to the OFF state and the timing at which the second P-channel transistor 102 transitions to the ON state becomes small. As a result, the N-channel transistor 105 and P
The time during which both the channel transistor 102 and the channel transistor 102 are in the ON state is shortened, and the shoot-through current is reduced.

【0026】一方、入力信号が立ち下がるときには、各
Pチャネルトランジスタと各Nチャネルトランジスタと
のオン及びオフ状態が交替し、同様の動作が行われる。
On the other hand, when the input signal falls, the ON and OFF states of each P-channel transistor and each N-channel transistor are switched, and the same operation is performed.

【0027】なお、図4(a)〜(d)の回路におい
て、入力信号が立ち上がるときの動作と立ち下がるとき
の動作との対称性を求めない場合には、Pチャネルトラ
ンジスタ及びNチャネルトランジスタの何れか一方、又
は2個のダイオードの一方を取り除くことも可能であ
る。
In the circuits of FIGS. 4A to 4D, when the symmetry between the operation when the input signal rises and the operation when the input signal falls is not required, the P-channel transistor and the N-channel transistor are It is also possible to remove either one or one of the two diodes.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係るバッファ回路によると、極性が互いに異なる一対の
駆動用トランジスタのドレイン同士間を流れる電流を電
流制限手段により制限できるため、極性が互いに異なる
一対の出力用トランジスタのゲート同士間に電位差を発
生させることができる。これにより、一対の出力用トラ
ンジスタの駆動タイミングをずらすことによって、一対
の出力用トランジスタが両方ともオン状態となる時間を
短縮できるので、貫通電流を低減することが可能であ
る。
As described above, according to the buffer circuit of the first aspect of the present invention, the current flowing between the drains of the pair of driving transistors having different polarities can be limited by the current limiting means. A potential difference can be generated between the gates of a pair of different output transistors. Thus, by shifting the driving timing of the pair of output transistors, the time during which both of the pair of output transistors are in the ON state can be shortened, so that the shoot-through current can be reduced.

【0029】請求項2の発明に係るバッファ回路による
と、極性が互いに異なる一対の電流制限用トランジスタ
により前記電流制限手段を実現することができる。ま
た、駆動用トランジスタ及び電流制限用トランジスタの
駆動の強さを変化させることによって、一対の出力用ト
ランジスタが両方ともオン状態となる時間をさらに一層
短縮することができる。
According to the buffer circuit of the second aspect of the present invention, the current limiting means can be realized by the pair of current limiting transistors having different polarities. Further, by changing the driving strength of the driving transistor and the current limiting transistor, it is possible to further shorten the time in which both the pair of output transistors are in the ON state.

【0030】したがって、本発明によると、貫通電流を
低減できるバッファ回路を実現することが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize the buffer circuit capable of reducing the through current.

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

【図1】本発明の一実施例に係る出力バッファ回路の構
成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記出力バッファ回路の接続関係を示す結線図
である。
FIG. 2 is a connection diagram showing a connection relationship of the output buffer circuit.

【図3】(a)は前記出力バッファ回路に入力される入
力信号を示すタイミング図であり、(b)は前記出力バ
ッファ回路の動作を示すタイミング図である。
3A is a timing diagram showing an input signal input to the output buffer circuit, and FIG. 3B is a timing diagram showing an operation of the output buffer circuit.

【図4】(a)〜(d)は前記出力バッファ回路の電流
制限回路の一例を示す回路図である。
4A to 4D are circuit diagrams showing an example of a current limiting circuit of the output buffer circuit.

【図5】従来の出力バッファ回路の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional output buffer circuit.

【図6】前記従来の出力バッファ回路の動作電圧範囲を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an operating voltage range of the conventional output buffer circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 電流制限回路 101 第1のPチャネルトランジスタ 102 第2のPチャネルトランジスタ 103 第3のPチャネルトランジスタ 104 第1のNチャネルトランジスタ 105 第2のNチャネルトランジスタ 106 第3のNチャネルトランジスタ 107 入力端子 108 出力端子 109 第1のノード 110 第2のノード 203 第1のダイオード 204 第2のダイオード 205,207 Pチャネルトランジスタ 206,208 Nチャネルトランジスタ 100 Current Limiting Circuit 101 First P-Channel Transistor 102 Second P-Channel Transistor 103 Third P-Channel Transistor 104 First N-Channel Transistor 105 Second N-Channel Transistor 106 Third N-Channel Transistor 107 Input Terminal 108 Output terminal 109 First node 110 Second node 203 First diode 204 Second diode 205,207 P-channel transistor 206,208 N-channel transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内海 則夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 祇園 雅弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Norio Utsumi 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Masahiro Gion, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号に応じて負荷を駆動するバッフ
ァ回路であって、 第1及び第2のPチャネルトランジスタと、第1及び第
2のNチャネルトランジスタと、第1及び第2の端子を
有し該第1の端子と第2の端子との間を流れる電流を制
限する電流制限手段とを備え、 前記第1及び第2のPチャネルトランジスタのソースが
第1の電圧源に接続され、前記第1及び第2のNチャネ
ルトランジスタのソースが第2の電圧源に接続され、前
記第1のPチャネルトランジスタのドレインと前記第2
のPチャネルトランジスタのゲートとが前記電流制限手
段の第1の端子に接続され、前記第1のNチャネルトラ
ンジスタのドレインと第2のNチャネルトランジスタの
ゲートとが前記電流制限手段の第2の端子に接続され、
前記第1のPチャネルトランジスタのゲートと前記第1
のNチャネルトランジスタのゲートとが接続された入力
端子に入力信号が入力され、前記第2のPチャネルトラ
ンジスタのドレインと前記第2のNチャネルトランジス
タのドレインとが接続された出力端子から出力信号が出
力されることを特徴とするバッファ回路。
1. A buffer circuit for driving a load according to an input signal, comprising: first and second P-channel transistors; first and second N-channel transistors; and first and second terminals. And current limiting means for limiting a current flowing between the first terminal and the second terminal, wherein sources of the first and second P-channel transistors are connected to a first voltage source, The sources of the first and second N-channel transistors are connected to a second voltage source, and the drains of the first P-channel transistor and the second
The gate of the P-channel transistor is connected to the first terminal of the current limiting means, and the drain of the first N-channel transistor and the gate of the second N-channel transistor are the second terminal of the current limiting means. Connected to the
The gate of the first P-channel transistor and the first
An input signal is input to an input terminal connected to the gate of the N-channel transistor, and an output signal is output from the output terminal connected to the drain of the second P-channel transistor and the drain of the second N-channel transistor. A buffer circuit characterized by being output.
【請求項2】 入力信号に応じて負荷を駆動するバッフ
ァ回路であって、第1、第2及び第3のPチャネルトラ
ンジスタと、第1、第2及び第3のNチャネルトランジ
スタとを備え、 前記第1及び第2のPチャネルトランジスタのソースが
第1の電圧源に接続され、前記第1及び第2のNチャネ
ルトランジスタのソースが第2の電圧源に接続され、前
記第1のPチャネルトランジスタのドレインと前記第2
のPチャネルトランジスタのゲートと前記第3のPチャ
ネルトランジスタのソースと前記第3のNチャネルトラ
ンジスタのドレインとが互いに接続され、前記第1のN
チャネルトランジスタのドレインと前記第2のNチャネ
ルトランジスタのゲートと前記第3のNチャネルトラン
ジスタのソースと前記第3のPチャネルトランジスタの
ドレインとが互いに接続され、前記第1のPチャネルト
ランジスタのゲートと前記第1のNチャネルトランジス
タのゲートと前記第3のPチャネルトランジスタのゲー
トと前記第3のNチャネルトランジスタのゲートとが接
続された入力端子に入力信号が入力され、前記第2のP
チャネルトランジスタのドレインと前記第2のNチャネ
ルトランジスタのドレインとが接続された出力端子から
出力信号が出力されることを特徴とするバッファ回路。
2. A buffer circuit for driving a load according to an input signal, comprising first, second and third P-channel transistors, and first, second and third N-channel transistors, The sources of the first and second P-channel transistors are connected to a first voltage source, the sources of the first and second N-channel transistors are connected to a second voltage source, and the first P-channel is connected. The drain of the transistor and the second
The gate of the P-channel transistor, the source of the third P-channel transistor, and the drain of the third N-channel transistor are connected to each other, and
The drain of the channel transistor, the gate of the second N-channel transistor, the source of the third N-channel transistor and the drain of the third P-channel transistor are connected to each other, and the gate of the first P-channel transistor is connected. An input signal is input to an input terminal to which the gate of the first N-channel transistor, the gate of the third P-channel transistor, and the gate of the third N-channel transistor are connected, and the second P-channel transistor is input.
A buffer circuit, wherein an output signal is output from an output terminal to which a drain of a channel transistor and a drain of the second N-channel transistor are connected.
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EP1280276A2 (en) * 2001-07-26 2003-01-29 Infineon Technologies AG Device and method for transistor switching

Cited By (3)

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