JPH0964724A - Nor論理回路 - Google Patents

Nor論理回路

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JPH0964724A
JPH0964724A JP7211627A JP21162795A JPH0964724A JP H0964724 A JPH0964724 A JP H0964724A JP 7211627 A JP7211627 A JP 7211627A JP 21162795 A JP21162795 A JP 21162795A JP H0964724 A JPH0964724 A JP H0964724A
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JP
Japan
Prior art keywords
channel mos
input signals
side power
power supply
potential side
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Pending
Application number
JP7211627A
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English (en)
Inventor
Masayasu Oikawa
真庸 及川
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号の数が増えても、出力Xの立ち上が
り遷移時間が長くならないNOR論理回路を提供する。 【解決手段】 高電位側電源と出力端子との間に並列に
接続された、入力信号と同数のpチャネルMOSトラン
ジスタを備える、低電位側電源と所定のノードとの間に
並列に接続された、入力信号と同数のnチャネルMOS
トランジスタを備える、前記pチャネルMOSトランジ
スタとnチャネルMOSトランジスタで入力信号と同数
のペアを組み、各ペアごとに入力信号を与える、前記出
力端子と前記低電位側電源の間に、pチャネルMOSト
ランジスタを接続するとともに、該pチャネルMOSト
ランジスタのゲートを前記所定のノードに接続する、及
び、前記高電位側電源と前記所定のノードとの間に負荷
要素を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、n変数(n>2)
の論理関数演算を行う論理回路のうち、特に、n変数の
いずれか一つが正論理(以下「Hレベル」)で入力する
と負論理(以下「Lレベル」)を出力するNOR論理回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のm入力NOR論理回路の構
成図である。なお、mは2又は2以上の整数である。図
において、I1 ,I2 ,……,Im はm個の入力変数と
しての入力信号、Xは出力信号である。この回路では、
1 ,I2 ,……,Im のいずれか一つがHレベルで入
力すると、XをLレベルにして出力する。以下、この動
作を検証する。
【0003】高電位側電源(以下「VCC」)と出力X
の間には、入力信号と同数のpチャネルMOSトランジ
スタQP1,QP2,……,QPmが直列に接続されている。
また、出力Xと低電位側電源(以下「GND」)の間に
は、入力信号と同数のnチャネルMOSトランジスタQ
N1,QN2,……,QNmが並列に接続されている。トラン
ジスタ符号(Q)の後に続く添え字の1文字目は、その
トランジスタのチャネル導電型(P:pチャネル型、
N:nチャネル型)を表し、また、2文字目は、そのト
ランジスタのゲートに加えられる入力信号を表してい
る。例えば、QP1はpチャネル型で、かつ、入力信号の
1 がゲートに加えられることを意味している。
【0004】出力XがHレベルになるには、すべてのn
チャネルMOSトランジスタ(QN1,QN2,……,
Nm)がオフで、かつ、すべてのpチャネルMOSトラ
ンジスタ(QP1,QP2,……,QPm)がオンでなければ
ならない。この条件を満たす入力信号の組み合わせは、
1 ,I2 ,……,Im のすべてがLレベルのときであ
る。
【0005】一方、出力XがLレベルになるには、少な
くとも一つのnチャネルMOSトランジスタ(QN1,Q
N2,……,QNm)がオンし、かつ、少なくとも一つのp
チャネルMOSトランジスタ(QP1,QP2,……,
Pm)がオフしていればよい。この条件を満たす入力信
号の組み合わせは、I1 ,I2 ,……,Im の少なくと
も一つがHレベルになったときである。例えば、I1
けがHレベルになると、Q N1がオンし、QP1がオフする
から、この条件を満たして出力XがLレベルになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のNOR論理回路にあっては、VCCと出力Xとの
間に、入力信号と同数のpチャネルMOSトランジスタ
を“直列”に接続していたため、入力信号の数が増える
につれて、出力Xの立ち上がり遷移時間が長くなるとい
う問題点があった。
【0007】このことについて、図5を参照しながら具
体的に説明すると、今、I1 ,I2,……,Im のすべ
てがLレベルに変化すると、すべてのpチャネルMOS
トランジスタ(QP1,QP2,……,QPm)がオンし、こ
れらのpチャネルMOSトランジスタを通して、VCC
から出力Xへと電流iが流れ、この電流iによって出力
Xの負荷容量(次段の入力容量等)が充電される結果、
出力XがHレベルに立ち上がるが、電流iの流路抵抗
は、すべてのpチャネルMOSトランジスタ(Q P1,Q
P2,……,QPm)のチャネルオン抵抗の直列合成値であ
り、この直列合成値は、明らかに一つのチャネルオン抵
抗値よりもm倍大きいから、そのmの数(すなわち入力
信号の数)に比例して出力Xの立ち上がり遷移時間が長
くなるのである。
【0008】そこで、本発明は、入力信号の数が増えて
も、出力Xの立ち上がり遷移時間が長くならないNOR
論理回路の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下のすべ
ての事項、すなわち、高電位側電源(VCC)と出力端
子(1)との間に並列に接続された、入力信号(I1
2 ,……,Im )と同数のpチャネルMOSトランジ
スタ(QP11 ,QP12 ,……,QP1m )を備えること、
低電位側電源(GND)と所定のノード(2)との間に
並列に接続された、入力信号(I1 ,I2 ,……,
m )と同数のnチャネルMOSトランジスタ
(QN11 ,QN12 ,……,QN1m )を備えること、前記
pチャネルMOSトランジスタ(QP11 ,QP12 ,…
…,QP1m )とnチャネルMOSトランジスタ
(QN11 ,QN12 ,……,QN1m )で入力信号(I1
2 ,……,Im )と同数のペアを組み、各ペアごとに
入力信号(I1 ,I2 ,……,I)m を与えること、前
記出力端子(1)と前記低電位側電源(GND)の間
に、pチャネルMOSトランジスタ(QP10 )を接続す
るとともに、該pチャネルMOSトランジスタ
(QP10 )のゲートを前記所定のノード(2)に接続す
ること、及び、前記高電位側電源(VCC)と前記所定
のノード(2)との間に負荷要素(3)を接続したこ
と、を備えることによって達成できる。好ましくは、前
記負荷要素(3)は、抵抗素子であり、又は、能動負荷
として動作するようにバイアスが設定された、pチャネ
ル若しくはnチャネルMOSトランジスタである。な
お、( )内は、参考までに示す図1の構成要素の符号
であり、また、mは2又は2以上の整数である。
【0010】このような事項において、入力信号と同数
のpチャネルMOSトランジスタ(QP11 ,QP12 ,…
…,QP1m )を並列に接続したので、高電位側電源(V
CC)と出力端子(1)の間の抵抗値は、オン状態にあ
るpチャネルMOSトランジスタのチャネルオン抵抗の
並列合成値で与えられる。したがって、入力信号の数が
増えるほど、同抵抗値が小さくなるという逆の作用が得
られるから、入力信号の数が増えても、出力Xの立ち上
がり遷移時間が長くならない好ましい特性を有するNO
R論理回路を提供できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図2は本発明に係るNOR論理回路の
一実施例を示す図である。なお、以下では、mを4以上
とするm入力NOR論理回路の例を説明するが、m=2
やm=3のものを排除するものではない。
【0012】図2において、VCCは高電位側電源、G
NDは低電位側電源であり、201,202 ,……,2
m-1 ,20m は、m個の入力変数としての入力信号I
1 ,I2 ,……,Im-1 ,Im が加えられる入力端子、
21は出力信号Xが取り出される出力端子、22は発明
の要旨に記載した所定のノードである。VCCと出力端
子21との間には、m個のpチャネルMOSトランジス
タQP2 1 ,QP22 ,……,QP2m-1 ,QP2m が並列に接
続されており、また、GNDと所定のノード22との間
には、m個のnチャネルMOSトランジスタQN21 ,Q
N22 ,……,QN2m-1 ,QN2m が並列に接続されてい
る。
【0013】ここで、トランジスタ符号(Q)の後に続
く添え字の1文字目は、そのトランジスタのチャネル導
電型(P:pチャネル型、N:nチャネル型)を表し、
また、2文字目以降はペア番号、すなわち、「QP21
N21 」,「QP22 とQN22」,……,「QP2m-1 とQ
N2m-1 」,「QP2m とQN2m 」の各ペア番号を表し、ペ
ア同士のトランジスタのゲートに、それぞれ入力信号I
1 ,I2 ,……,Im- 1 ,Im が与えられている。
【0014】さらに、出力端子21とGNDの間には、
pチャネルMOSトランジスタQP2 0 が接続されてお
り、このQP20 のゲートを、所定のノード22に接続す
るとともに、所定のノード22とVCCとの間に負荷要
素としての抵抗素子23を接続して構成している。この
ような構成において、出力信号XをHレベルにするに
は、QP20 をオフし、かつ、VCCと出力端子21との
間を低抵抗で接続すればよい。この状態を得るための入
力信号I1 ,I2 ,……,Im-1 ,Im の組み合わせ
は、オールLレベルときである。すなわち、すべての入
力信号I1 ,I2 ,……,Im-1 ,ImがLレベルのと
きには、m個のnチャネルMOSトランジスタ
(QN21 ,QN22,……,QN2m-1 ,QN2m )がすべて
オフし、所定のノード22(QP20 のゲート)の電位
が、抵抗素子23を通してVCCにプルアップされるた
め、QP20 がオフする。このとき、m個のpチャネルM
OSトランジスタ(QP21 ,QP22 ,……,QP2m-1
P2m )はすべてオンであり、出力端子21の電位(出
力信号Xの電位)は、ほぼVCC相当までに引き上げら
れ、Hレベルになる。
【0015】一方、出力信号XをLレベル(上記のHレ
ベルよりも低いレベル)にするには、QP20 をオンさせ
ればよく、それには、入力信号I1 ,I2 ,……,I
m-1 ,Im の少なくとも一つをHレベルにすればよい。
例えば、I1 をHレベルにすると、QN21 がオンし、所
定のノード22(QP20 のゲート)の電位がGNDに落
とされる結果、QP20 がオンするから、このQP20 を通
して出力端子21をGNDに接続することができ、出力
信号Xのレベルを上記のHレベルよりも低いLレベルに
することができる。
【0016】ここで、出力信号XのLレベルの電位は、
P20 のチャネルオン抵抗の値(便宜的にRON)と、V
CC〜出力端子21間の抵抗の値(便宜的にRSUM )と
の比で決まり、例えば、上記例のように、I1 だけがH
レベルのときには、それ以外の入力信号(I2 ,……,
m-1 ,Im )のLレベルに応答して、m−1個のpチ
ャネルMOSトランジスタ(QP22 ,……,QP2m-1
P2m )がオンするため、RSUM は、オン状態にあるm
−1個のトランジスタのチャネルオン抵抗の並列合成値
になるから、出力信号XのLレベルの電位VXLは、概ね
次式によって与えられる。
【0017】 VXL={(VCC−GND)/(RSUM +RON)}×RON ……… 電位VXLを所望の値、例えばTTLレベルやCMOSレ
ベル等の標準レベルに適合させる場合には、トランジス
タサイズの調節等により、RSUM とRONの比を最適化す
ればよい。以上説明したように、本実施例の構成によれ
ば、m個のpチャネルMOSトランジスタ(QP21 ,Q
P22 ,……,QP2m-1 ,QP2m )をVCCと出力端子2
1の間に“並列”に接続したので、m個の入力信号(I
1 ,I2 ,……,Im )のすべてがLレベルに変化した
場合における、VCCと出力端子21の間の抵抗値を、
m個のpチャネルMOSトランジスタ(QP21
P22 ,……,QP2m-1 ,QP2m )のチャネルオン抵抗
の並列合成値(従来例は直列合成値であることに留意)
とすることができ、従来例に比べて明らかに小さくする
ことができる。したがって、出力端子21につながる負
荷容量を速やかに充電して、出力信号Xの立ち上がり遷
移時間を短くすることができ、冒頭で述べた本願発明の
課題を達成できる。
【0018】なお、上記実施例では、抵抗要素に抵抗素
子23を用いているが、これに限らない。例えば、図3
に示すように、pチャネルMOSトランジスタQP30
用いてもよいし、又は、図4に示すように、nチャネル
MOSトランジスタQN30 を用いてもよい。なお、図3
及び図4において、上記実施例と共通する構成要素には
同一の符号を付してある。QP30 又はQN30 のバイアス
は、いずれも能動負荷として動作するように設定する。
典型的には、QP30 のゲートをGNDに、QN3 0 のゲー
トをVCCに接続する。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、入力信号と同数のpチ
ャネルMOSトランジスタ(QP11 ,QP12 ,……,Q
P1m )を並列に接続したので、高電位側電源(VCC)
と出力端子(1)の間の抵抗値を、オン状態にあるpチ
ャネルMOSトランジスタのチャネルオン抵抗の並列合
成値で与えることができる。したがって、入力信号の数
が増えるほど、同抵抗値を小さくすることができ、入力
信号の数が増えるほど、出力Xの立ち上がり遷移時間を
短くすることができるという、従来例にはない特有の効
果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】一実施例の構成図である。
【図3】抵抗要素にpチャネルMOSトランジスタを用
いた構成図である。
【図4】抵抗要素にnチャネルMOSトランジスタを用
いた構成図である。
【図5】従来例の構成図である。
【符号の説明】
GND:低電位側電源 I1 ,I2 ,……,Im :入力信号 VCC:高電位側電源 1:出力端子 2:所定のノード 3:負荷要素 21:出力端子 22:所定のノード 23:抵抗素子(負荷要素) QN11 ,QN12 ,……,QN1m :nチャネルMOSトラ
ンジスタ QP11 ,QP12 ,……,QP1m :pチャネルMOSトラ
ンジスタ QP10 :pチャネルMOSトランジスタ QP20 :pチャネルMOSトランジスタ QN21 ,QN22 ,……,QN2m-1 ,QN2m :nチャネル
MOSトランジスタ QP21 ,QP22 ,……,QP2m-1 ,QP2m :pチャネル
MOSトランジスタ QN30 :nチャネルMOSトランジスタ(負荷要素) QP30 :pチャネルMOSトランジスタ(負荷要素)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高電位側電源と出力端子との間に並列に接
    続された、入力信号と同数のpチャネルMOSトランジ
    スタを備えること、低電位側電源と所定のノードとの間
    に並列に接続された、入力信号と同数のnチャネルMO
    Sトランジスタを備えること、前記pチャネルMOSト
    ランジスタとnチャネルMOSトランジスタで入力信号
    と同数のペアを組み、各ペアごとに入力信号を与えるこ
    と、前記出力端子と前記低電位側電源の間に、pチャネ
    ルMOSトランジスタを接続するとともに、該pチャネ
    ルMOSトランジスタのゲートを前記所定のノードに接
    続すること、及び、前記高電位側電源と前記所定のノー
    ドとの間に負荷要素を接続したこと、を特徴とするNO
    R論理回路。
  2. 【請求項2】前記負荷要素が、抵抗素子であることを特
    徴とする請求項1記載のNOR論理回路。
  3. 【請求項3】前記負荷要素が、能動負荷として動作する
    ようにバイアスが設定された、pチャネルMOSトラン
    ジスタであることを特徴とする請求項1記載のNOR論
    理回路。
  4. 【請求項4】前記負荷要素が、能動負荷として動作する
    ようにバイアスが設定された、nチャネルMOSトラン
    ジスタであることを特徴とする請求項1記載のNOR論
    理回路。
JP7211627A 1995-08-21 1995-08-21 Nor論理回路 Pending JPH0964724A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60117918A (ja) * 1983-11-30 1985-06-25 Fujitsu Ltd 一致検出回路
JPH03277017A (ja) * 1990-03-27 1991-12-09 Nec Corp 排他的論理和回路
JPH04156008A (ja) * 1990-10-19 1992-05-28 Hitachi Ltd 論理回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040518