JPH08307240A - 低電源電圧半導体装置の入力バッファー - Google Patents
低電源電圧半導体装置の入力バッファーInfo
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- JPH08307240A JPH08307240A JP8092703A JP9270396A JPH08307240A JP H08307240 A JPH08307240 A JP H08307240A JP 8092703 A JP8092703 A JP 8092703A JP 9270396 A JP9270396 A JP 9270396A JP H08307240 A JPH08307240 A JP H08307240A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
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- H—ELECTRICITY
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- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
- H03K19/018514—Interface arrangements with at least one differential stage
Abstract
供する。 【解決手段】 電源電圧LVccと共通ソ−スノ−ドN
1との間に連結された電流ソ−ストランジスタM1と、
第1トランジスタM2及び第1トランジスタM2と直列
に連結された第1負荷トランジスタM4と、第2トラン
ジスタM3及び第2トランジスタM3と直列に連結され
た第2負荷トランジスタM5と、第2トランジスタM3
のドレイン出力を内部回路に印加するためにバッファリ
ングするバッファ−手段G1及びG2と、入力信号Vi
nがゲートに印加され、ソースが接地され、ドレインが
第2トランジスタM3のドレインに連結されたバイパス
トランジスタM6とを備えることを特徴とする。したが
って、低電源電圧で入力信号の立ち下り及び立ち上りに
応答する出力信号Voutを入力信号Vinと殆ど同時
に発生できて入力バッファ−の応答特性を改善しうる。
Description
置の入力バッファーに係り、特に差動増幅型入力バッフ
ァーに関する。
体装置の省電力化、高速化及び高集積化が急速に行われ
ている。特に、メモリ素子において5Vの使用電圧が
3.3Vに立下がる。現在は5Vの使用回路と3.3V
の使用回路が混在されてシステムが構成されている。し
たがって、相異なる使用電圧を有する信号間のインター
フェースが極めて重要である。
程が優先的に行われており、メモリ素子では3.3Vの
電圧使用を採択しているが、外部回路は5Vの電圧をす
ることが大部分なので、低電源電圧メモリ素子において
入力バッファーの特性改善は非常に重要である。図1は
従来の差動増幅型入力バッファーを示した回路図であ
り、これは電源電圧LVccと共通ソースノードN1との
間に連結された電流ソーストランジスタM1と、共通ソ
ースノードN1と接地10との間に直列に接続された、
ゲートに基準電圧Vref が結合された第1トランジスタ
M2及び第1負荷トランジスタM4と、共通ソースノー
ドN1と接地10との間に直列に接続された、ゲートに
入力信号Vinが連結された第2トランジスタM3及び第
2負荷トランジスタM5と、第2トランジスタM3のド
レイン出力を内部回路に印加するためにバッファリング
するバッファー手段とから構成される。
圧と入力信号を差動増幅してCMOSレベルに変換する
役割を果たす。このような入力バッファーは特性上、通
常の電圧(3.3V±0.1V)では入力信号の立ち下
り及び立ち上りに応答する出力信号は入力信号と殆ど同
時に発生する。しかしながら、低電源電圧下では入力信
号の立ち下り及び立ち上りに応答する出力信号は入力信
号より遅れるので、セットアップ/ホールドタイムの誤
りを誘発する恐れがある。これは、低電源電圧では入力
信号の立ち上り時のノードN2の電位をローレベルにす
る負荷トランジスタM5が電流ミラーを構成しているか
らである。
4.3Vのときはバッファーに流れる電流は250μA
であるが、2.3Vのときは10μAに著しく減少す
る。したがって、低電源電圧を有する入力バッファーで
は出力信号の遅れを防止するために入力バッファーに流
れる電流を増加させなければならない。このためには負
荷トランジスタM4,M5のサイズを大きくすればよ
い。
機状態で入力バッファーを流れる電流の量が増えるので
望ましくない。他の方法としては基準電圧を調整するも
のがあるが、これは基準電圧の変動により入力レベルの
入力特性が悪くなる問題がある。
る従来の技術の問題を解消するために、低電源電圧で入
力伝達特性を改善しうる入力バッファーを提供すること
にある。
に本発明による入力バッファーは、電源電圧と共通ソー
スノードとの間に連結された電流ソーストランジスタ
と、前記共通ソースノードと接地との間に第1電流通路
を形成する、ゲートに基準電圧が結合された第1トラン
ジスタ及び前記第1トランジスタと直列に連結された第
1負荷トランジスタと、前記共通ソースノードと接地と
の間に第2電流通路を形成する、ゲートに入力信号が連
結された第2トランジスタ及び前記第2トランジスタと
直列に連結された第2負荷トランジスタと、前記第2ト
ランジスタのドレイン出力を内部回路に印加するために
バッファリングするバッファー手段と、ゲートに入力信
号が印加され、ソースが電流制限手段を通して接地さ
れ、ドレインが前記第2トランジスタのドレインに連結
されたバイパストランジスタとを備えることを特徴とす
る。
または抵抗で構成することが望ましい。
明を詳細に説明する。図2を参照すれば、差動増幅型入
力バッファーは、電源電圧LVccと共通ソースノードN
1との間に連結された電流ソーストランジスタM1と、
共通ソースノードN1と接地10との間に直列に連結さ
れた、ゲートに基準電圧Vref が結合された第1トラン
ジスタM2及び第1負荷トランジスタM4と、共通ソー
スノードN1と接地10との間に直列に連結された、ゲ
ートに入力信号Vinが連結された第2トランジスタM3
及び第2負荷トランジスタM5と、第2トランジスタM
3のドレインの出力を内部回路に印加するためにバッフ
ァリングするバッファー手段G1,G2と、ゲートに入
力信号Vinが印加され、ソースが電流制限手段の抵抗R
を通して接地され、ドレインが第2トランジスタM3の
ドレインに連結されたバイパストランジスタM6とから
構成される。
負荷トランジスタM4は第1電流通路を形成し、前記第
2トランジスタM3と第2負荷トランジスタM5は第2
電流通路を形成する。かつ、前記第1及び第2負荷トラ
ンジスタM4,M5のゲートは前記第1トランジスタM
2のドレインに接続する。即ち、本発明では伝達特性を
改善するために、図1に示したように通常の差動増幅型
入力バッファーの構成にバイパストランジスタM6と電
流制限手段の抵抗Rをさらに備える。このような結合に
より、入力信号の立ち上り及び立ち下りに応答する出力
信号は、入力信号と殆ど同時に発生できて入力バッファ
ーの応答特性を改善しうる。
明する。本発明の動作は、TTLレベル(Vinのハイ電
圧:2.0V,Vinのロー電圧:0.8V)の状態で入
力バッファーの基準電圧が1.4Vなら、入力信号の立
ち下り時には基準電圧と同一なスレショルド値を有する
第1トランジスタM2と0.8Vのスレショルド電圧を
有する第2トランジスタM3のうち、相対的に低いスレ
ショルド電圧を有する第2トランジスタM3が前記第1
トランジスタM2より速くターンオンされてノードN2
の電位はハイ状態となる。
2が第2トランジスタM3より速くターンオンされる。
これにより、第2負荷トランジスタM5は電流ミラーを
構成してターンオンされ、N2の電位は徐々にロー状態
となる。この際、バイパストランジスタM6がN2に蓄
積された電荷を速くバイパスさせてN2の電位を迅速に
ロー状態とする。
て、バイパスされる電流量を約30〜50μA程度に適
切に調整する。抵抗はMOSトランジスタより構成し得
る。入力信号がハイ状態に保たれる場合には図6に示し
たように5μA程度の電流が流れ、ロー状態では電流が
殆ど流れない。また、高電源電圧領域ではバッファーの
遅れが少なく、電流量は大きいので、バイパストランジ
スタの影響を殆ど受けない。 図3及び図4において、
従来の場合(CASE1)には2.4V(Vcc)で入力
信号の立ち下りに応答する出力信号の速度は1.93ナ
ノ秒であり、入力信号の立ち上りに応答する出力信号の
速度は、4ナノ秒以上であって出力信号が遅れたことが
わかる。しかしながら、本発明(CASE2)によれ
ば、2.4V(Vcc)で立ち下りに応答する出力信号の
速度は2.5ナノ秒であり、入力信号の立ち上りに応答
する出力信号の速度は2.26ナノ秒であって、出力信
号が遅れなかったことがわかる。
ファーに流れる電流を増やすことにより出力信号の遅れ
を防止しうる。
ファーにおいては、バイパス通路を別途に形成して入力
信号の立ち上り時、これに応答して迅速に出力信号の遷
移を行うことにより誤動作を防止することができる。本
発明は前記の実施例に限らず、多くの変形が本発明の技
術的な思想内において当分野の通常の知識をもつ者によ
り可能なのは明白である。
電圧の変動による信号の立ち下り時の遅れ特性を比較し
たグラフである。
電圧の変動による信号の立ち上り時の遅れ特性を比較し
たグラフである。
電圧の変化に対する第2トランジスタを通して流れる電
流量を比較した電流波形図を示すグラフである。
れる電流量を示す電流波形図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 電源電圧と共通ソースノードとの間に連
結された電流ソーストランジスタと、 前記共通ソースノードと接地との間に第1電流通路を形
成する、ゲートに基準電圧が結合された第1トランジス
タ及び前記第1トランジスタと直列に連結された第1負
荷トランジスタと、 前記共通ソースノードと接地との間に第2電流通路を形
成する、ゲートに入力信号が連結された第2トランジス
タ及び前記第2トランジスタと直列に連結された第2負
荷トランジスタと、 前記第2トランジスタのドレイン出力を内部回路に印加
するためにバッファリングするバッファー手段と、 ゲートに入力信号が印加され、ソースが電流制限手段を
通して接地され、ドレインが前記第2トランジスタのド
レインに連結されたバイパストランジスタとを備えるこ
とを特徴とする低電源電圧半導体装置の入力バッファ
ー。 - 【請求項2】 前記電流制限手段はMOSトランジスタ
で構成することを特徴とする請求項1に記載の低電源電
圧半導体装置の入力バッファー。 - 【請求項3】 前記電流制限手段は抵抗で構成すること
を特徴とする請求項1に記載の低電源電圧半導体装置の
入力バッファー。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
KR1019950009639A KR0144900B1 (ko) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 저전원전압 반도체 장치의 입력버퍼 |
KR1995P9639 | 1995-04-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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JP8092703A Pending JPH08307240A (ja) | 1995-04-24 | 1996-04-15 | 低電源電圧半導体装置の入力バッファー |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH08307240A (ja) |
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DE19722158C1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-11-12 | Siemens Ag | Eingangsschaltung für eine integrierte Schaltung |
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1995
- 1995-04-24 KR KR1019950009639A patent/KR0144900B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-04-15 JP JP8092703A patent/JPH08307240A/ja active Pending
- 1996-04-24 US US08/639,922 patent/US5710516A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060315 |
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A02 | Decision of refusal |
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A521 | Written amendment |
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A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
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A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20061013 |