JPH0736505B2 - Schmitt trigger circuit - Google Patents

Schmitt trigger circuit

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JPH0736505B2
JPH0736505B2 JP61175015A JP17501586A JPH0736505B2 JP H0736505 B2 JPH0736505 B2 JP H0736505B2 JP 61175015 A JP61175015 A JP 61175015A JP 17501586 A JP17501586 A JP 17501586A JP H0736505 B2 JPH0736505 B2 JP H0736505B2
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mos transistor
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channel type
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公則 金森
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はCMOS論理回路に関し、特にヒステリシス幅を非
常に広範囲に設定でき、製造バラツキが小さく、かつヒ
ステリシス幅を広く設定しても確実に本来の動作を得る
ことのできるシュミットトリガ回路に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CMOS logic circuit, and in particular, the hysteresis width can be set in a very wide range, manufacturing variations are small, and even if the hysteresis width is set wide, the original value is ensured. The present invention relates to a Schmitt trigger circuit capable of obtaining the above operation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、CMOSのシュミットトリガ回路は第4図のように構
成されていた。第5図は第4図をトランジスタレベルで
表わしたものである。入力端子55に受ける入力信号INを
PチャンネルMOSトランジスタ51とNチャンネルMOSトラ
ンジスタ53とを直列接続したCMOSインバータ41に受け、
その出力を同様のCMOSインバータ43で反転し、その出力
を出力信号OUTとして出力端子57から出力するとともに
PチャンネルMOSトランジスタ52とNチャンネルMOSトラ
ンジスタ54とを直列接続したCMOSインバータ42でCMOSイ
ンバータ41と43との接続点に帰還する構成としていた。
Conventionally, a CMOS Schmitt trigger circuit has been constructed as shown in FIG. FIG. 5 shows FIG. 4 at the transistor level. The input signal IN received at the input terminal 55 is received by the CMOS inverter 41 in which the P-channel MOS transistor 51 and the N-channel MOS transistor 53 are connected in series,
The output is inverted by the same CMOS inverter 43, the output is output from the output terminal 57 as the output signal OUT, and the CMOS inverter 42 in which the P-channel MOS transistor 52 and the N-channel MOS transistor 54 are connected in series is connected to the CMOS inverter 41. It was configured to return to the connection point with 43.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来のシュミットトリガ回路の動作を第6図も
合せて参照して説明する。第5図に示す各MOSトランジ
スタ51,52,53及び54の導電率(以下、gmとする)をそれ
ぞれある値に組み合わせることにより第6図に示す反転
電圧VIH,VIL及びヒステリシス幅VHを設定している。
The operation of the above-described conventional Schmitt trigger circuit will be described with reference to FIG. The inversion voltages V IH , V IL and the hysteresis width V H shown in FIG. 6 are obtained by combining the conductivity (hereinafter, referred to as gm) of the MOS transistors 51, 52, 53 and 54 shown in FIG. 5 with a certain value. Is set.

この回路の場合、シュミットトリガ回路としての動作を
得るために次の条件が必要である。すなわち各MOSトラ
ンジスタ51,52,53及び54のgmをそれぞれgm51,gm52,gm53
及びgm54としたとき、gm51/gm54>1,gm53/gm52>1でな
ければならない。
In the case of this circuit, the following conditions are necessary to obtain the operation as the Schmitt trigger circuit. That is, the gm of each MOS transistor 51, 52, 53 and 54 is changed to gm51, gm52, gm53, respectively.
And gm54, gm51 / gm54> 1 and gm53 / gm52> 1 must be satisfied.

gm51/gm54又はgm53/gm52を大きくすればヒステリシス幅
VHは小さくなり、逆に“1"に近づければヒステリシス幅
VHは大きくなる。ただし“1"以下になるとシュミットト
リガ回路としては動作できなくなる。従って、ヒステリ
シス幅VHを大きくするためにgm51/gm54又はgm53/gm52を
“1"に近く設定した場合、製造バラツキ等により上記条
件を満さず動作しなくなる。ここで、MOSトランジスタ5
1及び52はPチャンネル型であり、MOSトランジスタ53及
び54はNチャンネル型であるため、前記gm51/gm54及びg
m53/gm52はPチャンネル型MOSトランジスタとNチャン
ネル型MOSトランジスタとの比であり、製造バラツキの
影響を受けやすい。従って、ヒステリシス幅VHを大きく
すると製造バラツキの影響を大きく受けて、シュミット
トリガ回路としては動作しなくなる危険性が増大すると
いう欠点がある。
Hysteresis width by increasing gm51 / gm54 or gm53 / gm52
V H becomes smaller, and conversely, if it approaches “1”, the hysteresis width
V H becomes large. However, when it becomes "1" or less, it cannot operate as a Schmitt trigger circuit. Therefore, when gm51 / gm54 or gm53 / gm52 is set close to “1” in order to increase the hysteresis width V H , the above conditions are not satisfied and the device does not operate due to manufacturing variations and the like. Where MOS transistor 5
Since 1 and 52 are P-channel type and MOS transistors 53 and 54 are N-channel type, gm51 / gm54 and gm51
m53 / gm52 is the ratio of the P-channel type MOS transistor and the N-channel type MOS transistor, and is easily affected by manufacturing variations. Therefore, if the hysteresis width V H is increased, there is a drawback that the manufacturing variation greatly affects the Schmitt trigger circuit, which increases the risk of not operating.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば、電源端子間に一導電型の第1のトラン
ジスタと第1の抵抗性素子と第2の抵抗性素子と他の導
電型の第2のトランジスタとを直列に接続し、第1およ
び第2のトランジスタの入力電極に入力信号を加えるよ
うにするとともに、第1の抵抗性素子に並列に一導電型
の第3のトランジスタを接続し、第2の抵抗性素子に並
列に他の導電型の第4のトランジスタを接続し、これら
第1の抵抗性素子、第2の抵抗性素子、第3のトランジ
スタおよば第4のトランジスタの共通接続点の信号を第
1のインバータを介して出力信号として出力するととも
にこの出力信号を第2のインバータを介して第3および
第4のトランジスタの各入力電極に帰還するシュミット
トリガ回路を得る。
According to the present invention, a first transistor of one conductivity type, a first resistive element, a second resistive element, and a second transistor of another conductivity type are connected in series between power supply terminals. An input signal is applied to the input electrodes of the first and second transistors, a third transistor of one conductivity type is connected in parallel to the first resistive element, and a third resistive element is connected in parallel to the second resistive element. The fourth transistor of the conductivity type is connected, and the signal at the common connection point of the first resistive element, the second resistive element, the third transistor and the fourth transistor is transmitted via the first inverter. A Schmitt trigger circuit is obtained which outputs as an output signal and feeds this output signal back to each input electrode of the third and fourth transistors via the second inverter.

〔実施例〕〔Example〕

次に、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。 The present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

本発明のシュミットトリガ回路は、第1図に示すよう
に、Pチャンネル型MOSトランジスタ11とNチャンネル
型MOSトランジスタ15のゲートを入力端子17に共通に接
続し、Pチャンネル型MOSトランジスタ11のドレインを
Nチャンネル型MOSトランジスタ13のドレインと抵抗12
の一端とに接続し、Nチャンネル型MOSトランジスタ15
のドレインをPチャンネル型MOSトランジスタ16のドレ
インと抵抗14の一端とに接続し、抵抗12と14のそれぞれ
の他端をNチャンネル型MOSトランジスタ13のソースと
Pチャンネル型MOSトランジスタ16のソースとをCMOS構
成のインバーター20の入力側に接続し、インバーター20
の出力側とCMOS構成のインバータ23の入力側とを接続
し、Nチャンネル型MOSトランジスタ13のゲートとPチ
ャンネル型MOSトランジスタ16のゲートとインバーター2
3の出力側に接続した回路構成を有している。
In the Schmitt trigger circuit of the present invention, as shown in FIG. 1, the gates of the P-channel type MOS transistor 11 and the N-channel type MOS transistor 15 are commonly connected to the input terminal 17, and the drain of the P-channel type MOS transistor 11 is connected. N-channel MOS transistor 13 drain and resistor 12
N-channel MOS transistor 15 connected to one end of
Is connected to the drain of the P-channel MOS transistor 16 and one end of the resistor 14, and the other ends of the resistors 12 and 14 are connected to the source of the N-channel MOS transistor 13 and the source of the P-channel MOS transistor 16, respectively. Connect to the input side of the inverter 20 with CMOS configuration
Of the N-channel type MOS transistor 13 and the P-channel type MOS transistor 16 and the inverter 2
It has a circuit configuration connected to the output side of 3.

次に、本実施例の動作について第2図も合せて参照して
説明する。先ず入力端17がVSS電位(負側電源電位もし
くは接地電位)であれば、接続点18はVDD電位(正側電
源電位)、出力端子19はVSS電位、接続点24はVDD電位に
なっており、Pチャンネル型MOSトランジスタ11はON状
態にあり、Nチャンネル型MOSトランジスタ13,15及ばP
チャンネル型MOSトランジスタ16はOFF状態にある。この
状態から入力端子17の電位を上げていきNチャンネル型
MOSトランジスタ15の閾値電圧VTに達するとNチャンネ
ル型MOSトランジスタ15がONの状態に入り、接続点18の
電位を下げるように働く。接続点18の電位がVDD−VTH13
(Nチャンネル型13の閾値電圧)以下まで下がるとNチ
ャンネル型MOSトランジスタ13がONになり、接続点18の
電位が下がるのを妨げる方向に働く。入力端子17の電位
を更に上げていくと、接続点18の電位は更に下がり、イ
ンバーター20のスレッショールド電圧に達すると、出力
端子19はVSS電位からVDD電位に変化し、接続点24がVDD
電位からVSS電位へ変化するため、Nチャンネル型MOSト
ランジスタ13がOFFになり、Pチャンネル型MOSトランジ
スタ1がONになることにより、接続点18の電位を下げる
のち加速する。もし、Nチャンネル型MOSトランジスタ1
5のgmが他のトランジスタより非常に小さいとすれば接
続点18の電位はなかなか下がらない。しかし入力端子17
の電位を更に上げていき、VDD−|VTP|(VTP:Pチャンネ
ル型MOSトランジスタの閾値電圧)まで達するとPチャ
ンネル型MOSトランジスタ11がOFFとなるため、接続点18
の電位は下がり必ず反転することになる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. First, if the input terminal 17 is V SS potential (negative power supply potential or ground potential), the connection point 18 is V DD potential (positive power supply potential), the output terminal 19 is V SS potential, and the connection point 24 is V DD potential. , The P-channel type MOS transistor 11 is in the ON state, and the N-channel type MOS transistors 13, 15 and P
The channel type MOS transistor 16 is in the OFF state. From this state, increase the potential of the input terminal 17 N channel type
When the threshold voltage V T of the MOS transistor 15 is reached, the N-channel type MOS transistor 15 enters the ON state and acts to lower the potential of the connection point 18. The potential of connection point 18 is V DD −V TH 13
When the voltage drops below (threshold voltage of N-channel type 13), the N-channel type MOS transistor 13 is turned ON, and the potential of the connection point 18 is prevented from decreasing. When the potential of the input terminal 17 is further increased, the potential of the connection point 18 is further reduced, and when the threshold voltage of the inverter 20 is reached, the output terminal 19 changes from the V SS potential to the V DD potential, and the connection point 24 Is V DD
Since the potential changes to the V SS potential, the N-channel MOS transistor 13 is turned off and the P-channel MOS transistor 1 is turned on, so that the potential at the connection point 18 is lowered and then accelerated. If N channel type MOS transistor 1
Assuming that the gm of 5 is much smaller than that of the other transistors, the potential at the connection point 18 does not easily drop. But input terminal 17
When the potential of the P-channel MOS transistor 11 is turned off when the potential of V DD − | V TP | (V TP : threshold voltage of the P-channel MOS transistor) is reached, the connection point 18
The electric potential of will fall and will invert.

入力端子17の電位をVDD電位からVSS電位へと変化させた
ときの動作は、前記説明のPチャンネルMOSトランジス
タとNチャンネル型MOSトランジスタとが逆になって同
様の動作をする。
When the potential of the input terminal 17 is changed from the V DD potential to the V SS potential, the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor described above are reversed, and the same operation is performed.

以上の説明から第2図に示す反転電圧VIHの最大値はVIH
VDD−|VTP|となる。また、反転電圧VILの最小値はVIL
VSS+VTN(VTNNMOSのVT)であることがわかる。そし
てヒステリシス幅VHの最大値はVHVDD−(VTN+|V
TP|)となる。
From the above description, the maximum value of the inversion voltage V IH shown in FIG. 2 is V IH
It becomes V DD − | V TP |. The minimum value of the inversion voltage V IL is V IL
It is understood that it is V SS + V TN (V T of V TN NMOS). And the maximum value of the hysteresis width V H is V H V DD − (V TN + | V
TP |).

また、ヒステリシス特性を得るためのNチャンネル型MO
Sトランジスタ13及びPチャンネル型MOSトランジスタ16
は、それぞれ、入力端子17の電位の立上りのときにはN
チャンネル型MOSトランジスタ13とNチャンネル型MOSト
ランジスタ15のgmの比によりヒステリシスの大きさがき
まり、入力端子17の電位の立下りのときにはPチャンネ
ル型MOSトランジスタ16とPチャンネル型MOSトランジス
タ11のgmの比によってヒステリシスの大きさがきまって
おり、入力端子17の立上り、立下りどちらの場合も互い
にNチャンネル型MOSトランジスタ同志又はPチャンネ
ル型MOSトランジスタ同志でヒステリシス特性がきまる
ため製造バラツキの影響を受けにくい構成になってい
る。
In addition, N-channel MO for obtaining hysteresis characteristics
S-transistor 13 and P-channel MOS transistor 16
Are N when the potential of the input terminal 17 rises.
The size of the hysteresis is determined by the ratio of the gm of the channel type MOS transistor 13 and the N channel type MOS transistor 15, and when the potential of the input terminal 17 falls, the gm of the P channel type MOS transistor 16 and the P channel type MOS transistor 11 is reduced. The size of the hysteresis varies depending on the ratio, and the hysteresis characteristics are determined by the N-channel type MOS transistor and the P-channel type MOS transistor, regardless of whether the input terminal 17 rises or falls, so that it is less susceptible to manufacturing variations. It has become.

第3図は本発明の他の実施例の等価回路図である。第3
図の回路は第1図に示した一実施例中の抵抗12及び14を
それぞれPチャンネル型MOSトランジスタ32およびNチ
ャンネル型MOSトランジスタ34で置き換えたものであ
る。各MOSトランジスタ32,34のゲートとソースは全て共
通に接続されている。この実施例の回路動作その他の特
性は第1図に示した一実施例と同等で同じ利点を有して
いる。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of another embodiment of the present invention. Third
The circuit shown in the figure is obtained by replacing the resistors 12 and 14 in the embodiment shown in FIG. 1 with a P-channel type MOS transistor 32 and an N-channel type MOS transistor 34, respectively. The gates and sources of the MOS transistors 32 and 34 are all connected in common. The circuit operation and other characteristics of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1 and have the same advantages.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明の回路構成にすることによ
り、ヒステリシス幅を非常に広範囲に設定でき、製造バ
ラツキ等による動作不能となることが少なく、製造バラ
ツキによるヒステリシス特性への影響の小さいシュミッ
トトリガ回路を構成することができる。
As described above, by adopting the circuit configuration of the present invention, the hysteresis width can be set in a very wide range, it is less likely to be inoperable due to manufacturing variations, etc., and the Schmitt trigger has a small influence on hysteresis characteristics due to manufacturing variations. A circuit can be constructed.

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

第1図は本発明の一実施例の等価回路図、第2図は第1
図の一実施例の動作を説明するための動作波形図、第3
図は本発明の他の実施例の等価回路図、第4図は従来例
を示すブロック図、第5図は第4図のブロック図を一部
詳細にした等価回路図、第6図は従来回路説明のための
動作波形図である。 11,16,31,32,36,51,52……Pチャンネル型MOSトランジ
スタ、13,15,33,34,35,53,54……Nチャンネル型MOSト
ランジスタ、20,23,37,38,41,42,43,58……インバータ
ー、12,14……抵抗。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the embodiment in FIG.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example, FIG. 5 is an equivalent circuit diagram in which the block diagram of FIG. 4 is partially detailed, and FIG. FIG. 7 is an operation waveform diagram for explaining a circuit. 11,16,31,32,36,51,52 …… P-channel MOS transistor, 13,15,33,34,35,53,54 …… N-channel MOS transistor, 20,23,37,38, 41,42,43,58 …… Inverter, 12,14 …… Resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電源端子間に一導電型の第1のトランジス
タと、第1の抵抗性素子と、第2の抵抗性素子と、他の
導電型の第2のトランジスタとを直列に接続し、前記第
1および第2のトランジスタの入力電極に入力信号を与
え、前記第1の抵抗性素子に並列に前記他の導電型の第
3のトランジスタをまた前記第2の抵抗性素子に並列に
前記一導電型の第4のトランジスタをそれぞれ並列に接
続し、前記第1の抵抗性素子と前記第2の抵抗性素子と
の接続点の信号を第1のインバータを介して出力すると
ともに該出力を第2のインバータを介して前記第3およ
び第4のトランジスタの入力電極に帰還したことを特徴
とするシュミットトリガ回路。
1. A first transistor of one conductivity type, a first resistive element, a second resistive element, and a second transistor of another conductivity type are connected in series between power supply terminals. An input signal is applied to the input electrodes of the first and second transistors, the third conductive type third transistor is provided in parallel with the first resistive element, and the third conductive type third transistor is provided in parallel with the second resistive element. The one conductivity type fourth transistors are respectively connected in parallel, and a signal at a connection point between the first resistive element and the second resistive element is output through a first inverter and the output Is fed back to the input electrodes of the third and fourth transistors via a second inverter.
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JP2005260602A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Seiko Epson Corp High hysteresis width input circuit
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