JPH08330935A - 入出力バッファ回路、出力バッファ回路及びそれらを用いた電子機器 - Google Patents
入出力バッファ回路、出力バッファ回路及びそれらを用いた電子機器Info
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Abstract
ファ回路及びそれらを用いた電子機器を提供すること。 【解決手段】 入力ライン12a途中には入力バッファ
102が、出力ライン12b途中には出力バッファ10
3がそれぞれ設けられ、各バッファ102,103は入
出力端子Xを有する入出力ライン10に接続されてい
る。入出力ライン途中にはラッチ回路104が接続され
ている。ラッチ回路104は、第1の制御端子CNT1
からの第1の制御信号により、ラッチ可能な第1のON
状態と、ラッチ出力端がハイインピーダンスとなる第1
のOFF状態とに切り換えられる。出力バッファ103
は、第2の制御端子CNT2からの第2の制御信号によ
り、信号出力可能な第2のON状態と、出力バッファ出
力端がハイインピーダンスとなる第2のOFF状態とに
切り換えられる。第1の制御信号と第2の制御信号とを
同一信号とし、あるいは第1の制御信号を遅延回路によ
り遅延させて第2の制御信号を生成しても良い。
Description
た入出力バッファ回路、出力バッファ回路及びそれらを
用いた電子機器に関する。
ファ回路又は入出力バッファ回路では、出力バッファを
構成するトランジスタをOFF状態としたとき、その回
路の出力端子がハイインピーダンスとなることを防止す
る必要がある。このために、プルアップ抵抗又はプルダ
ウン抵抗にて、回路の出力端子がVDD電位又はVSS
電位にセットされるようにしている。
ファ回路を出力状態としたときには、プルアップ抵抗又
はプルダウン抵抗を介して無駄な電流が流れてしまう。
路または入出力バッファ回路は、図17に示すように、
常時動作状態のラッチ回路が具備されていた。
または入出力バッファ回路は、ラッチ回路が常時動作状
態にあるため、出力バッファ回路または入出力バッファ
回路が出力状態にある場合であって、その出力電位が変
化した時に、ラッチ回路を介して依然として電流が流れ
るという問題点を有する。
て、CNT端子にVSS電位(以下、Lと略す)が入力
され出力状態の時、OUT端子をLからVDD電位(以
下、Hと略す)へ変化させた場合、ラッチ回路1004
が保持し出力しているLデータと、入出力回路1001
の出力バッファ1003が出力するHデータとが入出力
ライン上でぶつかり、出力バッファ1003のP−ch
トランジスタからラッチ回路1004の出力インバータ
1006のN−chトランジスタを介して、VDD電源
からVSS電源へ電流が流れる。この電流は、X端子の
電位が入力インバータ1005のロジックレベル以上に
なり、入力インバータ1005が保持している電位がH
からLに反転するまで流れ続ける。
場合も同様に、出力インバータ1006のP−chトラ
ンジスタから出力バッファ1003のN−chトランジ
スタを介して、VDD電源からVSS電源へ電流が流れ
ることになる。
を制御することのできる入出力バッファ回路、出力バッ
ファ回路及びそれらを用いた電子機器を提供することに
ある。
に応じて、ラッチ回路を制御して、無駄な電流が流れる
ことを低減した低消費電力の入出力バッファ回路、出力
バッファ回路及びそれらを用いた電子機器を提供するこ
とにある。
の状態に応じて、ラッチ回路を制御して、ラッチ動作を
確実に行うことができる入出力バッファ回路、出力バッ
ファ回路及びそれらを用いた電子機器を提供することに
ある。
回路は、一端に入出力端子を有し、他端が入力ラインと
出力ラインとに分岐された入出力ラインと、前記入力ラ
イン途中に設けられ、バッファ入力端より入力信号が入
力される入力バッファと、前記出力ライン途中に設けら
れ、バッファ出力端より出力信号を出力する出力バッフ
ァと、前記入出力ライン途中に接続され、前記入力信号
及び前記出力信号の電位をラッチし、ラッチ出力端にて
前記電位を保持するラッチ回路と、制御信号を受け入れ
る制御端子と、を有し、前記ラッチ回路は、前記制御端
子を介して入力された第1の制御信号に基づいて、前記
入力信号及び前記出力信号の電位をラッチする第1のO
N状態と、前記ラッチ出力端がハイインピーダンスとな
る第1のOFF状態とに切り換えられることを特徴とす
る。
制御することができる。従って、出力バッファが出力状
態であって、その出力電位が変化しても、ラッチ回路を
第1のOFF状態としておくことができ、無駄な電流が
流れることを防止できる。
端子をラッチ回路及び出力バッファに接続してもよい。
に、ラッチ回路に接続され、第1の制御信号が受け入れ
られる第1の制御端子と、出力バッファに接続され、第
2の制御信号が受け入れられる第2の制御端子とを有す
ることができる。この場合、前記出力バッファは、第2
の制御信号に基づいて、前記出力信号を出力する第2の
ON状態と、前記バッファ出力端がハイインピーダンス
となる第2のOFF状態とに切り換えられる。
出力バッファとの間に遅延回路をさらに設けらることも
できる。遅延回路は、第1の制御信号よりも所定時間遅
延された第2の制御信号を生成し、これを出力バッファ
にむけて出力する。
御信号により第2のON状態に設定されている時に、ラ
ッチ回路が第1の制御信号により第1のOFF状態に設
定されることが好ましい。上述の通り、無駄な電流が流
れることを防止できるからである。
のOFF状態に設定されている時に、ラッチ回路が第1
の制御信号により第1のON状態に設定されることが好
ましい。この場合、入力バッファへの入力状態となり、
その入力信号の電位をラッチ回路にてラッチできる。
て、第2のON状態から第2のOFF状態に切り換えら
れる直前に、ラッチ回路が、第1の制御信号に基づい
て、第1のOFF状態から第1のON状態に切り換えら
れることが好ましい(図3参照)。
態とが同時に達成される第1の期間T1が設定される。
入出力バッファ回路が出力状態から入力状態に切り替わ
る直前の出力電位を、この第1の期間T1中に、ラッチ
回路にて確実にラッチすることができる。
2の制御信号に基づいて、第2のOFF状態から第2の
ON状態に切り換えられる直前に、ラッチ回路が、第1
の制御信号に基づいて、第1のON状態から第1のOF
F状態に切り換えられる場合がある(図8(A)、
(B)参照)。それにより、第1のOFF状態と第2の
OFF状態とが同時に達成される第2の期間T2が設定
される。この場合には、遅延回路によって、第1の期間
T1よりも第2の期間T2を短く設定すると良い(図1
0参照)。
2の制御信号に基づいて、第2のOFF状態から第2の
ON状態に切り換えられる直後に、ラッチ回路を、第1
の制御信号に基づいて、1のON状態から第1のOFF
状態に切り換えることができる。
のON状態とが同時に達成される第2の期間が設定され
る。この場合、入出力バッファ回路が入力状態より出力
状態に移行する際に、入出力端子の電位を、出力インバ
ータの電位に固定できる。このため、第2の期間T2中
に、入出力端子が電気的にフローティングとなることを
防止できる。
力端を有し、前記第1の入力端が前記入出力ラインに接
続された入力インバータと、第2の入力端及び第2の出
力端を有し、前記第2の入力端が前記第1の出力端に接
続され、前記第2の出力端がラッチ出力端として前記入
出力ラインに接続された出力インバータと、を有するこ
とができる。
に遅延回路をさらに設けることが好ましい(図6,7参
照)。遅延回路は、第1の制御信号よりも所定時間遅延
された第2の制御信号を出力バッファに出力する。
ータのみに入力され、第2の制御信号が出力バッファ及
び出力インバータに入力される構成とすることもできる
(図7参照)。こうすると、入力インバータは、第1の
制御信号に基づいて、該入力インバータが動作可能な第
3のON状態と、第1の出力端がハイインピーダンスと
なる第3のOFF状態とに切り換えられる。一方、出力
インバータは、第2の制御信号に基づいて、該出力イン
バータが動作可能な第4のON状態と、第2の出力端が
ハイインピーダンスとなる第4のOFF状態とに切り換
えられる。
て、第2のON状態から第2のOFF状態に切り換えら
れる直前に、入力インバータが、第1の制御信号に基づ
いて、第3のOFF状態から第3のON状態に切り換え
られることが好ましい(図12参照)。
態と同時に達成される第1の期間T1が設定される。入
出力バッファ回路が出力状態から入力状態に切り替わる
直前の出力電位を、この第1の期間T1中に、ラッチ回
路にて確実にラッチすることができる。
号に基づいて、第4のON状態から第4のOFF状態に
切り換えられる直前に、入力インバータが、第1の制御
信号に基づいて、第3のON状態から第3のOFF状態
に切り換えられる(図12参照)。
F状態とが同時に達成される第2の期間が設定される。
この場合も、遅延回路によって第1の期間よりも第2の
期間を短く設定することが好ましい。出力インバータが
第4のON状態で、入力インバータが第3のOFF状態
であると、出力インバータの入力電位がフローティング
となり、貫通電流が流れ続けるからである。
制御信号に基づいて、第2のOFF状態から第2のON
状態に切り換えられるとぼほ同時に、出力インバータ
が、第1の制御信号に基づいて、第4のON状態から第
4のOFF状態に切り換えられる(図12参照)。それ
により、入出力バッファ回路が出力状態から入力状態に
切り替わる直前にて、出力バッファの出力端がハイイン
ピーダンスであっても、出力インバータの出力電位を入
出力端子の電位としてセットできる。この結果、入出力
端子が電気的にフローティングとなる事態を防止でき
る。
て、第2のON状態から第2のOFF状態に切り換えら
れる直前に、入力インバータが、第1の制御信号に基づ
いて、第3のOFF状態から第3のON状態に切り換え
られることが好ましい(図14(C)参照)。
のON状態と同時に達成される第1の期間T1が設定さ
れる。この場合も、入出力バッファ回路が出力状態より
入力状態に移行する時に、第1の期間T1中にて、出力
バッファからの出力電位を入力インバータにて確実にラ
ッチできる。しかも、この第2の期間T2では、出力イ
ンバータがOFF状態であるから、ラッチ時に貫通電流
が流れることも防止できる。
て、第2のOFF状態から第2のON状態に切り換えら
れるとほぼ同時に、出力インバータが、第1の制御信号
に基づいて、第4のON状態から第4のOFF状態に切
り換えられることが好ましい(図14(C)参照)。
FF状態とが同時に達成される第2の期間T2が設定さ
れる。この第2の期間T2中では、出力バッファと出力
インバータの出力端が共にON状態とはならないので、
貫通電流が流れることはない。
バッファ回路にも同様に適用できる。
ッファ回路と、制御信号を入出力バッファ回路に出力し
て制御する制御手段を有する。あるいは、本発明に係る
電子機器は、上述の出力バッファ回路と、制御信号を入
出力バッファ回路に出力して制御する制御手段を有す
る。これら電子機器は、低消費電力であり、しかも出力
時又は入出力時のラッチ動作を確実に実行できる。
力保持機能付の入出力バッファ回路100の回路図を示
し、図15にその入出力バッファ回路100を備えた電
子機器のメモリ制御部を示す。
30は、制御手段であるCPU32により制御されるメ
モリ駆動部34によって、データの読み出し及び書き込
みが行われる。また、メモリ駆動部34には前記入出力
バッファ回路100が接続され、この入出力バッファ回
路100はI/Oポートとして機能する。この入出力バ
ッファ回路100も、CPU32によりその動作が制御
される。
大別してバッファ回路101とラッチ回路104とを有
する。バッファ回路101は、入力バッファ102と出
力バッファ103とを有する。ラッチ回路104は、入
力インバータ105と出力インバータ106とを有す
る。そして、バッファ回路101とラッチ回路104と
が、入出力ライン10に接続されている。
の外部入出力端子Xが設けられている。入出力ライン1
0の他端は、点18を境に入力ライン12aと出力ライ
ン12bとに分岐されている。
Cの内部入力端子INと入出力ライン10の他端18と
の間の入力ライン12aに挿入接続されている。一方、
出力バッファ103は、例えばICの内部出力端子OU
Tと入出力ライン10の他端18との間の出力ライン1
2bに挿入接続されている。
02から出力されるデータの出力端子としての機能と、
入力バッファ104に入力されるデータの入力端子とし
ての機能とを有する。
出力ライン10上の点20にて、入出力ライン10に接
続されている。これにより、ラッチ回路104は、入力
バッファ102に入力されるデータと、出力バッファ1
03より出力されるデータとを、ラッチすることができ
る。
に示すCPU32より出力される第1,第2の制御信号
を受け入れる第1,第2の制御端子CNT1,CNT2
を有する。
NT2に入力される第2の制御信号で制御される。例え
ば、RAM30からのデータ読み出しモードの時、第2
の制御端子CNT2に入力される第2の制御信号の電位
がLとなる。このとき、出力バッファ103は信号出力
が可能な状態(第2のON状態)となり、内部出力端子
OUTからの信号を入出力端子Xに伝播する。第2の制
御端子CNT2に入力される第2の制御信号の電位がH
の時、出力バッファ103の出力端子はハイインピーダ
ンス状態(第2のOFF状態)となる。このとき、入出
力端子Xへの信号入力が、入力バッファ102に入力可
能な状態となり、すなわち、RAM30へのデータ書き
込みモードとなる。
06は、第1の制御端子CNT1に入力される第1の制
御信号で制御される。第1の制御端子CNT1に入力さ
れる第1の制御信号の電位がLの時、入力インバータ1
05の入力端と出力インバータ106の出力端とに接続
された点22はハイインピーダンス(第1のOFF状
態)となる。一方、第1の制御端子CNT1に入力され
る第1の制御信号の電位がHの時、入力インバータ10
5と出力インバータ106は動作状態(第1のON状
態)となり、入出力端子Xの電位が、ラッチ回路104
に保持される。
104の構成例を示す回路図である。図2において、出
力バッファ103は、CMOSトランジスタを構成する
P−chトランジスタ110と、N−chトランジスタ
112とを有する。P−chトランジスタ110のゲー
トにはナンドゲート回路114が接続され、N−chト
ランジスタ112のゲートにはノアゲート回路116が
接続されている。ナンドゲート回路114及びノアゲー
ト回路116の各2つの入力端子の一方は、それぞれ内
部出力端子OUTに接続されている。
には、第2の制御端子CNT2への第2の制御信号がイ
ンバータ118にて反転されて入力される。ノアゲート
回路116の他方の入力端子には、第2の制御端子CN
T2への第2の制御信号がインバータ118、120に
てそれぞれ反転されて入力される。
Hの時、P−chトランジスタ110のゲートには常に
Hの電位が印加されて、P−chトランジスタ110は
オフとなり、N−chトランジスタ112のゲートには
常にLの電位が印加されて、N−chトランジスタ11
2はオフとなる。従って、出力バッファ103の出力端
は、ハイインピーダンス状態(第2のOFF状態)とな
る。これにより、入力バッファ102が、入出力端子X
からの信号を受付可能となる。
の時、P−chトランジスタ110、N−chトランジ
スタ112は、内部出力端子OUTの電位の状態に応じ
てオン、オフされ、出力バッファ103の出力側の点1
8には、内部出力端子OUTの電位がそのまま出力され
る。
第2の制御信号により、出力バッファ103を信号出力
可能な第2のON状態と、その出力端がハイインピーダ
ンスである第2のOFF状態とに切り換えることができ
る。
び出力インバータ106は、クロックドインバータで構
成されている。すなわち、入力インバータ105は、P
−chトランジスタ130、132と、N−chトラン
ジスタ134、136とで構成されている。一方、出力
インバータ106は、P−chトランジスタ140、1
42と、N−chトランジスタ144、146とで構成
されている。
ートには、第1のコントロール端子CNT1への第1の
制御信号がインバータ150にて反転されて入力され
る。N−chトランジスタ136、146のゲートに
は、第1のコントロール端子CNT1への第1の制御信
号がインバータ150、152にてそれぞれ反転されて
入力される。
Lのときは、P−chトランジスタ130,140のゲ
ートにHが印加され、N−chトランジスタ136,1
46のゲートにLが印加される。このためP−chトラ
ンジスタ130,140,N−chトランジスタ13
6,146はオフ状態となる。この結果、図2に示す点
160及び点22の電位はハイインピーダンス(第1の
OFF状態)となる。
のときは、P−chトランジスタ130,140,N−
chトランジスタ136,146はオン状態(第1のO
N状態)となる。このため、入出力端子Xの電位が、入
力インバータ105及び出力インバータ106にラッチ
される。
第1の制御信号により、入力インバータ105及び出力
インバータ106にてラッチ可能となる第1のON状態
と、その出力端がハイインピーダンスである第1のOF
F状態とに切り換えることができる。
Lでバッファ回路101が出力状態(第2のON状態)
の時は、第1の制御端子CNT1の電位をLにして、ラ
ッチ回路104を第1のOFF状態にするとよい。こう
すると、出力バッファ103の出力電位がLからHに、
またはHからLに変化しても、ラッチ回路104を介し
て、VDDからVSSに電流が流れることはない。
の出力がLからHに変化した場合を例に挙げて詳述す
る。本実施例とは異なり、出力インバータ106を構成
するN−cnトランジスタ146がオンしていると、出
力インバータ106からは、以前に保持していたLの電
位が出力され、出力バッファ103からは新たな出力電
位であるHが出力され、両者は入出力ライン10上で衝
突する。実際には、出力バッファ103の能力を大きく
設定するので、出力バッファ103の出力であるHの電
位が、ラッチ回路104にラッチされる。ただし、出力
バッファ103の出力であるHの電位が、ラッチ回路1
04にてラッチされるまでの間、出力バッファ103の
P−chトランジスタ110、入出力ライン10及び出
力インバータ106のN−chトランジスタ144、1
46により、電流が流れる経路が形成されてしまう。こ
れにより、内部出力端子OUTでの電位の変化時に、ト
ランジスタに無駄な電流が流れ、消費電力が増大してし
まう。
バータ106のN−chトランジスタ146をオフでき
るので、上述した無駄な電流が流れることを防止でき
る。
として、バッファ回路101にて入力可能な状態(出力
バッファ103が第2のOFF状態)とした時は、第1
の制御端子CNT1の電位をHにするとよい。こうする
と、ラッチ回路103がラッチ可能な状態とされること
により、入力可能状態に切り換わる直前の出力電位をラ
ッチ回路103が保持できる。従って、IC外部からの
入力信号がない場合でも、入出力端子Xの電位を出力イ
ンバータ106の出力電位に固定できる。このため、入
出力端子Xが電気的にフローティングとなる状態を防止
できる。
グチャートに従って実施できる。
1の制御信号の立ち上がりのタイミングが、第2の制御
端子CNT2への第2の制御信号の立ち上がりのタイミ
ングよりも、第1の期間T1だけ早く設定されている。
こうすると、バッファ回路101が入力可能状態(出力
バッファ103が第2のOFF状態)となる直前のわず
かな期間にのみ、出力バッファ103、入力インバータ
105及び出力インバータ106が共にオン状態とな
る。このため、バッファ回路101が入力可能状態に切
り換わる直前の出力バッファ103からの出力電位を、
ラッチ回路104にて確実にラッチする事が可能とな
る。
て、図4に出力保持機能付の入出力バッファ回路200
の回路図を示す。
1,第2の制御信号をとして共用している。このため、
図4において、一つの制御端子CNTが、出力バッファ
203の制御端子と、ラッチ回路204の入力インバー
タ205及び出力インバータ206の各制御端子とに接
続されている。
は、バッファ回路201が出力状態(出力バッファ20
3が第2のON状態)になり、ラッチ回路204は第1
のOFF状態となる。一方、制御端子CNTの電位がH
の時は、出力バッファ203の出力端がハイインピーダ
ンスになる。このとき、ラッチ回路204は第1のON
状態となるため、入出力端子Xの電位がラッチ回路20
4に保持される。このように、一つの制御端子CNTか
らの制御信号で、出力状態と入力可能状態とに切り換え
ることができる。
トに従って実施できる。図5では、図3のタイミングチ
ャートとは異なり、バッファ回路201が入力可能状態
(出力バッファ203が第2のOFF状態)となると同
時に、ラッチ回路204がオンして第1のON状態とな
る。この場合でも、入出力ライン10上のキャパシタの
存在により、そのキャパシタにチャージされた電荷に基
づき、入力可能状態に切り換わる直前の出力バッファ2
03からの出力電位を、ラッチ回路204にてラッチす
ることは可能である。
て、図6に出力保持機能付の入出力バッファ回路300
の回路図を示す。
に、一つの制御端子CNTが設けられている。この制御
端子CNTが、ラッチ回路304の入力インバータ30
5及び出力インバータ306の制御端子に接続されてい
る点も、図3の実施例と同様である。図4の実施例と異
なる点は、制御端子CNTが、遅延回路307を介して
出力バッファ303の制御端子に接続されている点であ
る。
(B)に示すタイミングチャートに従って説明する。
の第2の制御信号は、B点の第1の制御信号に比べ、遅
延回路307で遅延された分だけ遅れて出力バッファ3
03の制御端子に伝播される。これにより、図8(B)
に示すように、第1の制御信号の立ち上がりから、第2
の制御信号の立ち上がりまでの第1の期間T1は、出力
バッファ303、入力インバータ305及び出力インバ
ータ306が共にオン状態にある。このため、バッファ
回路301が入力可能状態(出力バッファ303が第2
のOFF状態)に切り換わる際の出力バッファ303の
出力電位を、ラッチ回路304にて確実に保持する事が
可能となる。
303、入力インバータ305及び出力インバータ30
6の出力端が共にハイインピーダンスとなり、好ましく
ない。ただし、この事態は、後述する通り、第2の期間
T2を極力短くする遅延回路を用いることで解消でき
る。
て、図7に出力保持機能付の入出力バッファ回路400
の回路図を示す。
路407を介して出力バッファ403とラッチ回路40
4の出力インバータ406との各制御端子に接続されて
いる。さらに、その制御端子CNTは、ラッチ回路40
4の入力インバータ405の制御端子に直接接続されて
いる。
に供給される信号を第1の制御信号と称し、出力バッフ
ァ403及び出力インバータ406の各制御端子に供給
される信号を第2の制御信号と称する。第2の制御信号
は、遅延回路407にて第1の制御信号を遅延すること
で得られる。
(C)に示すタイミングチャートに従って説明する。
の第2の制御信号は、図7に示すB点の第1の制御信号
に比べ、遅延回路407での遅延分だけ遅れて、出力バ
ッファ403と出力インバータ406の制御端子に伝播
される。これにより、図8(A)、(C)に示すよう
に、第2の制御信号の立ち上がりから、第1の制御信号
の立ち上がりまでの第1の期間T1では、出力バッファ
403が第2のON状態でかつ入力インバータ405が
第3のON状態であり、出力インバータ406の出力側
はハイインピーダンスとなる第4のOFF状態である。
従って、バッファ回路401が入力可能状態に切り換わ
る際に、出力バッファ403の出力電位をラッチ回路4
04の入力インバータ404にて確実に保持することが
可能となる。また、第1の制御信号の立ち下がりから、
第2の制御信号の立ち下がりまでの第2の期間T2で
は、出力バッファ403の出力端がハイインピーダンス
となる第2のOFF状態であり、入力インバータ405
の出力端がハイインピーダンスとなる第3のOFF状態
であり、出力インバータ406が第4のON状態にあ
る。このため、バッファ回路401が入力状態より出力
状態に切り換わる際に、入出力端子Xの電位を出力イン
バータ406の出力電位に固定できる。このため、入出
力端子Xが電気的にフローティングとなる状態を防止で
きる。
て、図9に遅延回路500の回路図を示す。
段のインバータ501と後段のインバータ502とを有
する。P−chトランジスタ503とN−chトランジ
スタ505で前段のインバータ501を構成し、P−c
hトランジスタ504とN−chトランジスタ506で
後段のインバータ502を構成し、IN端子の信号をO
UT端子まで伝播する遅延回路を構成している。なお、
前段のインバータ501と後段のインバータ502との
間には、第1のキャパシタC1が設けられている。ま
た、後段のインバータ502とOUT端子との間には、
第2のキャパシタC2が設けられている。
−chトランジスタ503のβを大きくし、N−chト
ランジスタ505のβを小さく設定してある。一方、後
段のインバータ502では、N−chトランジスタ50
6のβを大きし、P−chトランジスタ504のβを小
さく設定してある。
くすると、そのトランジスタの後段のキャパシタの充電
時間が短くなり、そのβを小さくするとその充電時間が
長くなる。一方、N−chトランジスタのβを大きくす
ると、そのトランジスタの後段のキャパシタでの放電時
間が短くなり、そのβを小さくするとその放電時間が長
くなる。
がLからHに変化すると、図9の点Aでの電位は、比較
的長い遅延時間t1後にHからLに立ち下がる。これ
は、N−chトランジスタ505のβが小さいため、第
1のキャパシタC1にて放電時間が比較的長く要するか
らである。そして、IN信号がHからLに変化すると、
図9の点Aでの電位は、比較的短い遅延時間t2(<t
1)後にHからLに立ち下がる。これは、P−chトラ
ンジスタ503のβが大きいため、第1のキャパシタC
1での充電間が比較的短いからである。
に、A点の電位がHからLに変化すると、比較的長い遅
延時間t3後にLからHに立ち上がる。これは、P−c
hトランジスタ504のβが小さいため、第2のキャパ
シタC2にて比較的長い充電時間を要するからである。
また、図10に示すように、A点での電位がLからHに
変化すると、図9のOUT信号は、比較的短い遅延時間
t4後にHからLに立ち下がる。これは、N−chトラ
ンジスタ506のβが比較的大きいため、第2のキャパ
シタC2での放電時間が比較的短いためである。
の立ち上がり時間は早く、信号の立ち下がり時間は遅く
なり、インバータ502では信号の立ち上がり時間は遅
く、信号の立ち下がり時間は早くなる。さらに、インバ
ータ501のロジックレベルはHに近づき、インバータ
502のロジックレベルはLに近づくため、図10に示
すように、IN端子の信号は、その立ち上がりでの遅延
時間(t1+t3)が長く、立ち下がりでの遅延時間
(t2+t4)が短くなるように遅延されて、OUT端
子に伝播される。
遅延回路307及び図7に示す遅延回路407として用
いると、図11及び図12に示す第1の期間T1に対し
て第2の期間T2を短くすることができる。
延回路307として用いた場合には、入出力回路は図1
1のタイミングチャートに従って動作する。図11のタ
イミングチャートによると、図3及び図8(B)と同様
に、バッファ回路301が出力状態より入力可能状態に
切り換わる直前の出力バッファ303からの出力電位
を、第1の期間T1内にラッチ回路にて確実にラッチす
る事が可能となる。しかも、出力バッファ,入力インバ
ータおよび出力インバータの全てがハイインピーダンス
になる第2の期間T2を短くできるため、図8(B)の
場合と比較して、回路の特性を更に良くすることができ
る。
延回路407として用いた場合には、入出力回路は図1
2のタイミングチャートに従って動作する。図12のタ
イミングチャートによっても、図3及び図8(C)と同
様に、バッファ回路401が出力状態より入力可能状態
に切り換わる直前の出力バッファ403からの出力電位
を、第1の期間時間T1内にラッチ回路404にて確実
にラッチすることが可能となる。
第2のOFF状態から第2のON状態に切り換えられる
とぼほ同時に、出力インバータ406が、第1の制御信
号に基づいて、第4のON状態から第4のOFF状態に
切り換えられている。
態から入力状態に切り替わる直前にて、出力バッファの
出力端がハイインピーダンスであっても、出力インバー
タの出力電位を入出力端子の電位としてセットできる。
この結果、入出力端子が電気的にフローティングとなる
事態を防止できる。
ハイインピーダンスで、かつ出力インバータ406がオ
ンしている第2の期間T2を短くすることができ、図8
(C)の場合に比べて回路の特性を更に良くすることが
できる。すなわち、出力インバータ406がON状態
で、入力インバータ405がOFF状態であると、出力
インバータ406の入力電位がフローティングとなり、
貫通電流が流れ続けるからである。
例として図13(A)に遅延回路600の回路図を示
す。
01とアンドゲート回路602で遅延回路600を構成
しており、オアゲート回路601の出力端がアンドゲー
ト回路602の入力の一端子に接続され、アンドゲート
回路602の出力端がオアゲート回路601の入力の一
端子に接続されている。
から出力される出力信号は、IN端子に入力された入力
信号の立ち上がりよりも時間t1だけ遅延されて立ち上
がり、前記入力信号の立ち下がりから時間t2だけ遅延
されて立ち下がる。一方、OUT2端子から出力される
出力信号は、IN端子に入力された入力信号の立ち上が
りよりも比較的長い時間t3(>t1)だけ遅延されて
立ち上がり、前記入力信号の立ち下がりから比較的短い
時間t4(<t2)だけ遅延されて立ち下がる。
を、図6に示す遅延回路307及び図7に示す遅延回路
407として使用することができる。この場合、遅延回
路600のOUT1端子を、図6,7のB点に接続し、
遅延回路600のOUT2端子を図6,7のA点に接続
する。このときの図6,7に示す入出力回路の各点の信
号波形は、図14(A)に示す通りである。
に示す遅延回路307として用いた場合は、図6に示す
入出力バッファ回路は図14(B)に示すタイミングチ
ャートに従って動作する。図13(A)に示す遅延回路
600を図7に示す遅延回路407として用いた場合
は、図7に示す入出力バッファ回路は図14(C)に示
すタイミングチャートに従って動作する。
入力可能状態に移行するときには第1の期間T1(t3
−t1)だけ、バッファ回路301が出力可能状態に移
行するときには第2の期間T2(t2−t4)だけ、出
力バッファ303、入力インバータ305及び出力イン
バータ306の全てがオン状態となる。このため、バッ
ファ回路301が入力可能状態に切り換わる際の出力バ
ッファ303から出力電位を、ラッチ回路304にて確
実に保持することが可能となる。しかも、バッファ回路
301が入力状態より出力可能状態に切り換わる際に、
入出力端子Xの電位を出力インバータ306の出力電位
に固定できる。このため、入出力端子Xが電気的にフロ
ーティングとなる状態を防止できる。
路401が入力可能状態に移行するときには第1の期間
T1(t3−t1)だけ、出力バッファ403、入力イ
ンバータ405がオン状態となる。このため、バッファ
回路401が入力可能状態に切り換わる際の出力バッフ
ァ403から出力電位を、ラッチ回路404にて確実に
保持することが可能となる。しかも、この第1の期間T
1では、出力インバータ406の出力端がハイインピー
ダンスであるため、ラッチ回路404を構成するトラン
ジスタにいわゆる貫通電流が流れることがなくなる効果
がある。その後、入力インバータ405がオンしても、
出力バッファ403と出力インバータ406の各出力端
が共にハイインピーダンスとはならないので、このとき
にも貫通電流がながれることはない。
力バッファ403がON状態であるときに、出力インバ
ータ406の出力端がハイインピーダンスであるため、
ラッチ回路404を構成するトランジスタにいわゆる貫
通電流が流れることがなくなる効果がある。
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。
力バッファ回路に適用した実施例であるが、本発明を出
力バッファ回路にも同様に適用可能である。この場合に
は、上述した各実施例の入力バッファが不要となる。図
16は、本発明の出力バッファ回路700を備えた電子
機器の例えばメモリ制御部のブロック図である。図16
において、メモリ素子例えばROM40は、制御手段で
あるCPU42により制御されるメモリ駆動部44によ
って、データの読み出しが行われる。また、メモリ駆動
部44に前記出力バッファ回路700が接続される。こ
の出力バッファ回路700も、CPU42によりその動
作が制御される。
出力可能状態となり、CNT端子の電位がHで出力端が
ハイインピーダンス状態となるバッファ回路を用いるも
のに限らない。同様に、CNT端子の電位がLで出力端
がハイインピーダンス状態となり、CNT端子の電位が
Hでオン状態となるラッチ回路を用いるものに限らな
い。上述したものとは逆の論理で同様に動作するバッフ
ァ回路およびラッチ回路を用いることもできる。
ンバータをクロックドインバータを用いたが、ナンドゲ
ート回路およびノアゲート回路を用いることもできる。
バータを用いたが、最終段から出力される論理を反転
(入力に対して出力が反転)させなければ、インバータ
の段数を偶数個単位で増やしても良い。信号を遅延させ
るのが目的であるため、出力論理が反転されていたとし
ても、出力回路で対応をとれば何等問題はなく、遅延回
路のインバータの段数は奇数でも良い。
入出力バッファ回路の回路図である。
例を示す回路図である。
るためのタイミングチャートである。
入出力バッファ回路の回路図である。
るためのタイミングチャートである。
入出力バッファ回路の回路図である。
入出力バッファ回路の回路図である。
の信号波形を示すタイミングチャートであり、(B)は
図6の入出力バッファ回路の動作を説明するためのタイ
ミングチャートであり、(C)は図7の入出力バッファ
回路の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。
である。
めのタイモングチャートである。
ファ回路に使用した場合の、その入出力バッファ回路の
動作を説明するためのタイミングチャートである。
ファ回路に使用した場合の、その入出力バッファ回路の
動作を説明するためのタイミングチャートである。
路の回路図であり、(B)は(A)の遅延回路の各点の
波形を示すタイミングチャートである。
場合の図6および図7の入出力バッファ回路の各点の波
形を示すタイミングチャートであり、(B)は図6の入
出力バッファ回路の動作を説明するタイミングチャート
であり、(C)は図7の入出力バッファ回路の動作を説
明するタイミングチャートである。
器のメモリ制御部のブロック図である。
のメモリ制御部のブロック図である。
の回路図である。
回路 102、202、302、402、1002 入力バッ
ファ 103、203、303、403、1003 出力バッ
ファ 104、204、304、404、1004 ラッチ回
路 105、205、305、405、1005 入力イン
バータ 106、206、306、406、1006 出力イン
バータ 204、206、207、503、504 P−chト
ランジスタ 208、210、211、505、506 N−chト
ランジスタ 307、407、500、600 遅延回路 501、502 インバータ 601 オアゲート回路 602 アンドゲート回路 700 出力バッファ回路
Claims (19)
- 【請求項1】 一端に入出力端子を有し、他端が入力ラ
インと出力ラインとに分岐された入出力ラインと、 前記入力ライン途中に設けられ、入力信号が入力される
入力バッファと、 前記出力ライン途中に設けられ、バッファ出力端より出
力信号を出力する出力バッファと、 前記入出力ライン途中に接続され、前記入力信号及び前
記出力信号の電位をラッチし、ラッチ出力端にて前記電
位を保持するラッチ回路と、 制御信号を受け入れる制御端子と、 を有し、 前記ラッチ回路は、前記制御端子を介して入力された第
1の制御信号に基づいて、前記入力信号及び前記出力信
号の電位をラッチする第1のON状態と、前記ラッチ出
力端がハイインピーダンスとなる第1のOFF状態とに
切り換えられることを特徴とする入出力バッファ回路。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記制御端子は前記出力バッファにも接続され、 前記出力バッファは、前記第1の制御信号に基づいて、
前記出力信号を出力する第2のON状態と、前記バッフ
ァ出力端がハイインピーダンスとなる第2のOFF状態
とに切り換えられることを特徴とする入出力バッファ回
路。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記制御端子は、 前記ラッチ回路に接続され、前記第1の制御信号が受け
入れられる第1の制御端子と、 前記出力バッファに接続され、第2の制御信号が受け入
れられる第2の制御端子と有し、 前記出力バッファは、前記第2の制御信号に基づいて、
前記出力信号を出力する第2のON状態と、前記バッフ
ァ出力端がハイインピーダンスとなる第2のOFF状態
とに切り換えられることを特徴とする入出力バッファ回
路。 - 【請求項4】 請求項1において、 前記制御端子と前記出力バッファとの間に接続された遅
延回路がさらに設けられ、前記遅延回路は、前記第1の
制御信号よりも所定時間遅延された第2の制御信号を前
記出力バッファに出力し、 前記出力バッファは、前記第2の制御信号に基づいて、
前記出力信号を出力する第2のON状態と、前記バッフ
ァ出力端がハイインピーダンスとなる第2のON状態と
に切り換えられることを特徴とする入出力バッファ回
路。 - 【請求項5】 請求項3または4において、 前記出力バッファが前記第2の制御信号により前記第2
のON状態に設定されている時に、前記ラッチ回路が前
記第1の制御信号により前記第1のOFF状態に設定さ
れることを特徴とする入出力バッファ回路。 - 【請求項6】 請求項3または4において、 前記出力バッファが前記第2の制御信号により前記第2
のOFF状態に設定されている時に、前記ラッチ回路が
前記第1の制御信号により前記第1のON状態に設定さ
れることを特徴とする入出力バッファ回路。 - 【請求項7】 請求項2において、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のON状態から前記第2のOFF状態に切り換
えられる直前に、前記ラッチ回路が、前記第1の制御信
号に基づいて、前記1のOFF状態から前記第1のON
状態に切り換えられ、それにより前記第1のON状態と
前記第2のON状態とが同時に達成される第1の期間が
設定されることを特徴とする入出力回路。 - 【請求項8】 請求項4において、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のON状態から前記第2のOFF状態に切り換
えられる直前に、前記ラッチ回路が、前記第1の制御信
号に基づいて、前記第1のOFF状態から前記第1のO
N状態に切り換えられ、それにより前記第1のON状態
と前記第2のON状態とが同時に達成される第1の期間
が設定され、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のOFF状態から前記第2のON状態に切り換
えられる直前に、前記ラッチ回路が、前記第1の制御信
号に基づいて、前記1のON状態から前記第1のOFF
状態に切り換えられ、それにより前記第1のOFF状態
と前記第2のOFF状態とが同時に達成される第2の期
間が設定されることを特徴とする入出力バッファ回路。 - 【請求項9】 請求項8において、 前記遅延回路は、前記第1の期間よりも前記第2の期間
を短く設定するように、前記第1の制御信号に対して前
記第2の制御信号を遅延させることを特徴とする入出力
バッファ回路。 - 【請求項10】 請求項4において、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のON状態から前記第2のOFF状態に切り換
えられる直前に、前記ラッチ回路が、前記第1の制御信
号に基づいて、前記第1のOFF状態から前記第1のO
N状態に切り換えられ、それにより前記第1のON状態
と前記第2のON状態とが同時に達成される第1の期間
が設定され、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のOFF状態から前記第2のON状態に切り換
えられる直後に、前記ラッチ回路が、前記第1の制御信
号に基づいて、前記1のON状態から前記第1のOFF
状態に切り換えられ、それにより前記第1のON状態と
前記第2のON状態とが同時に達成される第2の期間が
設定されることを特徴とする入出力バッファ回路。 - 【請求項11】 請求項1において、 前記ラッチ回路は、 第1の入力端及び第1の出力端を有し、前記第1の入力
端が前記入出力ラインに接続された入力インバータと、 第2の入力端及び第2の出力端を有し、前記第2の入力
端が前記第1の出力端に接続され、前記第2の出力端が
前記ラッチ出力端として前記入出力ラインに接続された
出力インバータと、 を有することを特徴とする入出力回路。 - 【請求項12】 請求項11において、 前記制御端子と前記出力バッファとの間に接続された遅
延回路がさらに設けられ、前記遅延回路は、前記第1の
制御信号よりも所定時間遅延された第2の制御信号を前
記出力バッファに出力し、 前記出力バッファは、前記第2の制御信号に基づいて、
前記出力信号を出力する第2のON状態と、前記バッフ
ァ出力端がハイインピーダンスとなる第2のOFF状態
とに切り換えられることを特徴とする入出力バッファ回
路。 - 【請求項13】 請求項12において、 前記第1の制御信号は前記入力インバータのみに入力さ
れ、前記入力インバータは、前記第1の制御信号に基づ
いて、該入力インバータが動作可能な第3のON状態
と、前記第1の出力端がハイインピーダンスとなる第3
のOFF状態とに切り換えられ、 前記第2の制御信号は前記出力バッファ及び前記出力イ
ンバータに入力され、前記出力インバータは、前記第2
の制御信号に基づいて、該出力インバータが動作可能な
第4のON状態と、前記第2の出力端がハイインピーダ
ンスとなる第4のOFF状態とに切り換えられることを
特徴とする入出力バッファ回路。 - 【請求項14】 請求項13において、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のON状態から前記第2のOFF状態に切り換
えられる直前に、前記入力インバータが、前記第1の制
御信号に基づいて、前記3のOFF状態から前記第3の
ON状態に切り換えられ、それにより前記第2のON状
態と前記第3のON状態とが同時に達成される第1の期
間が設定され、 前記出力インバータが、前記第2の制御信号に基づい
て、前記第4のON状態から前記第4のOFF状態に切
り換えられる直前に、前記入力インバータが、前記第1
の制御信号に基づいて、前記3のON状態から前記第3
のOFF状態に切り換えられ、それにより前記第4のO
N状態と前記第3のOFF状態とが同時に達成される第
2の期間が設定されることを特徴とする入出力バッファ
回路。 - 【請求項15】 請求項14において、 前記遅延回路は、前記第1の期間よりも前記第2の期間
を短く設定するように、前記第1の制御信号に対して前
記第2の制御信号を遅延させることを特徴とする入出力
バッファ回路。 - 【請求項16】 請求項13において、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のON状態から前記第2のOFF状態に切り換
えられる直前に、前記入力インバータが、前記第1の制
御信号に基づいて、前記第3のOFF状態から前記第3
のON状態に切り換えられ、それにより前記第2のON
状態と前記第3のON状態と同時に達成される第1の期
間が設定され、 前記出力バッファが、前記第2の制御信号に基づいて、
前記第2のOFF状態から前記第2のON状態に切り換
えられるとほぼ同時に、前記出力インバータが、前記第
1の制御信号に基づいて、前記4のON状態から前記第
4のOFF状態に切り換えられ、それにより、前記第2
のON状態と前記第4のOFF状態とが同時に達成され
る第2の期間が設定されることを特徴とする入出力バッ
ファ回路。 - 【請求項17】 入出力バッファ回路と、前記入出力バ
ッファ回路を制御する制御手段とを有し、 前記入出力バッファ回路は、 一端に入出力端子を有し、他端が入力ラインと出力ライ
ンとに分岐された入出力ラインと、 前記入力ライン途中に設けられ、バッファ入力端より入
力信号が入力される入力バッファと、 前記出力ライン途中に設けられ、バッファ出力端より出
力信号を出力する出力バッファと、 前記入出力ライン途中に接続され、前記入力信号及び前
記出力信号の電位をラッチし、ラッチ出力端にて前記電
位を保持するラッチ回路と、 前記ラッチ回路に接続され、制御信号を受け入れる制御
端子と、 を有し、 前記ラッチ回路は、前記制御端子を介して入力された前
記制御信号に基づいて、前記入力信号及び前記出力信号
の電位をラッチするON状態と、前記ラッチ出力端がハ
イインピーダンスとなるOFF状態とに切り換えられる
ことを特徴とする電子機器。 - 【請求項18】 バッファ出力端より信号を出力する出
力バッファと、 前記出力バッファから出力される前記信号の電位をラッ
チし、ラッチ出力端にて前記電位を保持するラッチ回路
と、 前記ラッチ回路に接続され、制御信号を受け入れる制御
端子と、 を有し、 前記ラッチ回路は、前記制御端子を介して入力された前
記制御信号に基づいて、前記信号をラッチするON状態
と、前記ラッチ出力端がハイインピーダンスとなるOF
F状態とに切り換えられることを特徴とする出力バッフ
ァ回路。 - 【請求項19】 出力バッファ回路と、前記出力バッフ
ァ回路を制御する制御手段とを有する電子機器におい
て、 前記出力バッファ回路は、 バッファ出力端より信号を出力する出力バッファと、 前記出力バッファから出力される前記信号の電位をラッ
チし、ラッチ出力端にて前記電位を保持するラッチ回路
と、 前記ラッチ回路に接続され、前記制御手段からの制御信
号を受け入れる制御端子と、 を有し、 前記ラッチ回路は、前記制御端子を介して入力された前
記制御信号に基づいて、前記信号をラッチするON状態
と、前記ラッチ出力端がハイインピーダンスとなるOF
F状態とに切り換えられることを特徴とする電子機器。
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