JPH10335990A - 入力回路 - Google Patents

入力回路

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JPH10335990A
JPH10335990A JP9143740A JP14374097A JPH10335990A JP H10335990 A JPH10335990 A JP H10335990A JP 9143740 A JP9143740 A JP 9143740A JP 14374097 A JP14374097 A JP 14374097A JP H10335990 A JPH10335990 A JP H10335990A
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input
level
voltage
output
signal
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JP9143740A
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Mutsumi Mitarai
睦 御手洗
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力電圧に対する出力電圧の関係がヒステリ
シス特性を持つ入力回路において、入力電圧の変化に伴
う貫通電流の増加を抑制する。 【解決手段】 入力部11と入力部12とは、異なるス
レッショルド電圧を持っている。入力電圧Vinが変化
すると、例えば入力部11が最初にそれを検出し、該入
力部11の出力信号を選択していた選択回路13の出力
信号S13のレベルが変化する。この信号S13のレベ
ル変化により、記憶回路14から選択回路13に与える
保持情報S14が変化し、選択回路13は入力部12の
出力信号S12を選択するようになる。入力部12はこ
のとき入力電圧Vinのレベル変化を検出しているで、
レベル変化後の入力電圧Vinに対応する出力電圧Vo
utが、選択回路13から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路等
の入力回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の入力回路の一例を示す回
路図である。この入力回路は、シュミットトリガ回路で
あり、ソースが電源Vdd1に接続されたPチャネル型
MOSトランジスタ(以下、PMOSという)1と、該
PMOS1のドレインにソースが接続されると共にドレ
インがノードN1に接続されたPMOS2と、このノー
ドN1にドレインが接続されたNチャネル型MOSトラ
ンジスタ(以下、NMOSという)3と、該NMOS3
のソースにドレインが接続されると共にソースがグラン
ドGNDに接続されたNMOS4とを備えている。これ
らのPMOS1,2及びNMOS3,4のゲートには、
入力電圧Vinを入力する入力端子INが共通に接続さ
れている。ノードN1は、出力端子OUTに接続される
と共に、PMOS5のゲートとNMOS6のゲートとに
接続されている。PMOS5のソースはPMOS1のド
レインに接続され、該PMOS5のドレインがグランド
GNDに接続されている。NMOS6のドレインは電源
Vdd2に接続され、該NMOS6のソースがNMOS
4のドレインに接続されている。次に、このシュミット
・トリガ回路の動作を説明する。
【0003】入力端子INからの入力電圧Vinのレベ
ルが“L”のとき、PMOS1,2がオン、及びNMO
S3,4がオフであり、ノードN1及び出力端子OUT
は電源Vdd1に接続されて“H”レベルになってい
る。このとき、PMOS5はオフしている。入力電圧V
inのレベルが“L”から“H”に上昇するとき、NM
OS3,4がオンし、NMOS6のソース電圧は出力電
圧Voutの中間電圧になり、ゲート・ソース間に電位
差が生じてNMOS6がオンする。NMOS6がオンす
ることにより、電源Vdd2からNMOS6及びNMO
S4を介して電流が流れる。この電流は、出力電圧Vo
utを“L”レベルにしないように働くので、NMOS
6がない場合に比べて、入力回路におけるスレッショル
ド電圧が高くなる。入力電圧Vinが十分上昇してPM
OS1,2がオフすると、ノードN1の電位が低くな
り、NMOS6がオフする。同様に、入力電圧Vinが
“H”レベルから“L”レベルに変化するとき、PMO
S1,2がオンし、PMOS5のソース電圧は出力電圧
Voutの中間電圧になり、ゲート・ソース間に電位差
が生じてPMOS5がオンする。PMOS5がオンする
ことにより、電源Vdd1からPMOS1及びPMOS
5を介して電流が流れる。この電流は、出力電圧Vou
tを“H”レベルにしないように働くので、PMOS5
がない場合に比べて、入力回路におけるスレッショルド
電圧が低くなる。入力電圧Vinが十分降下してNMO
S3,4がオフすると、ノードN1の電位が高くなり、
PMOS5がオフする。このように動作することで、ヒ
ステリシスを持つ伝達特性が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図2の入力回路では、次のような課題があった。ヒステ
リシスを伝達特性に持たせるために、PMOS5及びN
MOS6を設け、該PMOS5及びNMOS6に電流を
流している。これらの電流は、電源Vdd1,2からグ
ランドGNDへ流れる。即ち、貫通電流が増大するとい
う課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの第1の発明は、入力電圧の立ち上が
る場合のレベル変化と立ち下がる場合のレベル変化とを
異なったスレッショルド電圧で検出し、該検出結果に応
じた二値の出力電圧を出力する入力回路において、次の
ような第1の入力部、第2の入力部、選択回路及び記憶
回路とを設けている。第1の入力部は、入力電圧のレベ
ルを第1のスレッショルド電圧で検出し、検出結果に対
応する論理レベルの信号を出力する機能を有している。
第2の入力部は、入力電圧のレベルを第1のスレッショ
ルド電圧とは異なる第2のスレッショルド電圧で検出
し、検出結果に対応する論理レベルの信号を出力する機
能を有している。選択回路は、第1の入力部の出力信号
または第2の入力部の出力信号を選択し、選択した信号
を出力電圧として出力するものである。記憶回路は、選
択回路が選択して出力する信号の論理レベルを保持し、
その保持情報を選択回路に与えるものである。そして、
選択回路は、保持情報の示す論理レベルに基づき第1の
入力部の出力信号または第2の入力部の出力信号を選択
する構成にしている。
【0006】第2の発明は、入力回路において、次のよ
うな第1のリセットセットフリップフロップ(以下、R
S−FFという)及び第2のRS−FFで構成してい
る。第1のRS−FFは、入力電圧をセット信号として
入力しこの入力電圧のレベルを第1のスレッショルド電
圧で検出し、入力電圧のレベル変化に応じた状態を設定
する第1のNANDゲートと、第1のNANDゲートに
襷掛け接続されると共にリセット信号を入力する第2の
NANDゲートとを有し、セットまたはリセット状態を
示す論理レベルを記憶して出力するものである。第2の
RS−FFは、入力電圧をセット信号として入力しこの
入力電圧を第1のスレッショルド電圧とは異なる第2の
スレッショルド電圧で検出し、入力電圧のレベル変化に
応じた状態を設定する第1のNORゲートと、第1のN
ORゲートに襷掛け接続されると共に第1のRS−FF
の出力する論理レベルをリセット信号として入力する第
2のNORゲートとを有し、セットまたはリセット状態
を示す論理レベルを記憶しこの論理レベルを第1のRS
−FFに対するリセット信号として出力するものであ
る。そして、第1のNANDゲート、第2のNANDゲ
ート、第1のNORゲートまたは第2のNORゲートか
ら出力電圧を出力するようにしている。
【0007】第3の発明は、入力回路において、次のよ
うなRS−FF及び第3のNANDゲートで構成してい
る。RS−FFは、入力電圧をセット信号として入力し
入力電圧のレベルを第1のスレッショルド電圧で判定
し、入力電圧のレベル変化に応じた状態を設定する第1
のNANDゲートと、第1のNANDゲートに襷掛け接
続されると共にリセット信号を入力する第2のNAND
ゲートとを有し、セットまたはリセット状態を示す論理
レベルを記憶して出力するものである。第3のNAND
ゲートは、RS−FFが出力する論理レベルと入力電圧
とを入力し、該入力電圧に対しては第1のスレッショル
ド電圧とは異なる第2のスレッショルド電圧を用いてレ
ベルを検出すると共に該RS−FFからの論理レベルと
その検出結果との論理を求めてリセット信号として出力
するものである。そして、第1のNANDゲートまたは
第2のNANDゲートから出力電圧を出力する構成にし
ている。第1の発明によれば、以上のように入力回路を
構成したので、選択回路は第1の入力部または第2の入
力部の出力信号を選択し、記憶回路は選択回路が選択し
ている方の信号の論理レベルに対応した保持情報を該選
択回路に与える。例えば、選択回路が第1の入力部の出
力信号を選択し、記憶回路がその第1の入力部の出力信
号の出力信号に対応する保持情報を選択回路に与えてい
るものとする。
【0008】入力電圧のレベルが変化すると、第1のス
レッショルド電圧を用いる第1の入力部及び第2のスレ
ッショルド電圧を用いる第2の入力部によってそのレベ
ル変化が検出される。例えば、第1の入力部が最初にレ
ベル変化を検出すると、選択回路の出力信号のレベルが
変化し、記憶回路の保持情報が変化する。これにより、
選択回路の選択が変化し、第2の入力部の出力信号を選
択するようになる。このとき、第2の入力部が第2のス
レッショルド電圧でレベル変化を検出していれば、レベ
ル変化後の入力電圧に対応する出力電圧が出力される。
この状態から、入力電圧のレベルが逆方向に変化して第
2の入力部がレベル変化を検出すると、選択回路の出力
信号のレベルが変化し、記憶回路の保持情報が変化す
る。これにより、選択回路の選択が変化し、第1の入力
部の出力信号を選択するようになる。このとき、第1の
入力部が第1のスレッショルド電圧でレベル変化を検出
していれば、レベル変化後の入力電圧に対応する出力電
圧が出力される。第2の発明によれば、第1のスレッシ
ョルド電圧を用いる第1のRS−FFは、入力電圧をセ
ット信号すると共に、第2のRS−FFの出力信号をリ
セット信号としている。第2のスレッショルド電圧を用
いる第2のRS−FFは、入力電圧をセット信号すると
共に、第1のRS−FFの出力信号をリセット信号とし
ている。入力電圧のレベル変化に対する第2のスレッシ
ョルド電圧の検出によって、例えば、最初第2のRS−
FFの状態がリセットからセット状態に変化し、該第2
のRS−FFの出力信号によって、第1のRS−FFが
リセットされる。これにより、入力電圧のレベル変化に
応じた出力電圧が得られる。入力電圧のレベル変化の方
向が逆の場合には、入力電圧のレベル変化によって第1
のRS−FFの状態がリセットからセット状態に変化
し、該第1のRS−FFの出力信号によって、第2のR
S−FFがリセットされる。これにより、入力電圧のレ
ベル変化に応じた出力電圧が得られる。
【0009】第3の発明によれば、第1のスレッショル
ド電圧を用いるRS−FFは、入力電圧をセット信号す
ると共に、第3のNANDゲートの出力信号をリセット
信号としている。第2のスレッショルド電圧を用いるそ
の第3のNANDゲートは、入力電圧とRS−FFの出
力信号を入力として論理を求め、この論理をRS−FF
のリセット信号としている。入力電圧のレベル変化に対
する第2のスレッショルド電圧の検出によって、例え
ば、最初第3のNANDゲートの出力論理が変化し、R
S−FFがリセットされる。これにより、入力電圧のレ
ベル変化に応じた出力電圧が得られる。入力電圧のレベ
ル変化の方向が逆の場合には、入力電圧のレベル変化に
よってRS−FFの状態がリセットからセット状態に変
化し、第3のNANDゲートの出力論理が変化する。こ
れにより、入力電圧のレベル変化に応じた出力電圧が得
られる。従って、前記課題を解決できるのである。
【0010】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示す半導体集積回路
等の入力回路の構成ブロック図である。この入力回路
は、入力端子INに接続された第1の入力部11及び第
2の入力部12と、これら2つの入力部11,12の出
力側に接続された選択回路13と、該選択回路13の出
力する論理レベルを記憶する記憶回路14とを備えてい
る。入力部11は、入力端子IN上の入力電圧Vinを
第1のスレッショルド電圧Vth1 で検出し、該検出結果
に対応する論理レベルの信号S11を出力する回路であ
る。入力部12は、入力端子INの入力電圧Vinを第
1のスレッショルド電圧Vth1 とは異なる第2のスレッ
ショルド電圧Vth2 で検出し、この検出結果に対応する
論理レベルの信号S12を出力する回路である。入力部
11と12とは論理的に同じ挙動を示すが、スレッショ
ルド電圧Vth1 は、スレッショルド電圧Vth2 に比べて
高く設定されている。選択回路13は、入力部11また
は12が出力する信号を選択して出力するものである。
記憶回路14は、選択回路13の出力信号のレベルを保
持する機能を有すると共に、その保持情報を該選択回路
13に与える機能を有している。選択回路13は、記憶
回路14からの保持情報S14が“H”レベルを示すと
き、入力部12の出力信号S12を選択し、保持情報S
14が“L”を示す場合には、入力部11の出力信号S
11を選択するようになっている。
【0011】図3は、図1の具体的回路例を示す回路図
である。入力部11はバッファ11aで構成され、入力
部12はバッファ12aで構成されている。選択回路1
3は、バッファ11aの出力信号を一方の入力端子に入
力する2入力NANDゲート13aと、バッファ12a
の出力信号を一方の入力端子に入力する2入力NAND
ゲート13bと、これらNANDゲート13a,13b
の出力信号を入力とする2入力NANDゲート13cと
を有している。このNANDゲート13cの出力端子
が、出力端子OUTに接続されるととも、記憶回路14
に接続されている。記憶回路14は、選択回路13のN
ANDゲート13cの出力端子が一方の入力端子に接続
された2入力NANDゲート14aと、そのNANDゲ
ート13cの出力信号の論理レベルを反転するインバー
タ14bと、該NANDゲート14aの出力端子とイン
バータ14bの出力端子とに2つの入力端子がそれぞれ
接続された2入力NANDゲート14cとを有してい
る。NANDゲート14cの出力端子が、NANDゲー
ト14aの他方の入力端子に接続され、これらNAND
ゲート14a,14cでRS−FFが構成されている。
NANDゲート14aの出力端子は、選択回路13中の
NANDゲート13aの他方の入力端子に接続され、N
ANDゲート14cの出力端子が、選択回路13中のN
ANDゲート13bの他方の入力端子に接続されてい
る。NANDゲート14aの出力とNANDゲート14
cの出力とが図1の保持情報S14に対応する。
【0012】図4は、図3の動作を示すタイムチャート
であり、この図4を参照しつつ、図3の入力回路の動作
を説明する。初期状態として、入力端子IN上の入力電
圧Vinが“L”レベル、及び出力端子OUTにおける
出力電圧Voutが“L”レベルであり、記憶回路14
には、“L”レベルが記憶されている場合を考える。こ
の状態では、記憶回路14から選択回路13に与える保
持情報S14−1は“L”レベル、S14−2は“H”
レベルなので、選択回路13は入力部11の出力信号S
11を選択している。即ち、選択回路13の出力信号S
13は、信号S11と同じ“L”レベルになっている。
入力電圧Vinが“L”から“H”レベルに変化すると
き、入力部11のスレッショルド電圧Vth1 によってそ
のレベル変化が検出され、該入力部11の出力信号S1
1は“H”レベルに変化する。これに伴い、選択回路1
3の出力信号S13(=出力電圧Vout)が“H”レ
ベルに変化し、記憶回路14には、“H”レベルが書き
込まれる。
【0013】記憶回路14の保持内容が“H”に変化す
ると、この記憶回路14が出力する保持情報S14−1
が“H”に変化する。この情報S14−1の“H”への
変化により保持情報S14−2が“L”に変化する。一
方、入力部12は入力部11に僅かに遅れて同じ論理動
作を行うので、保持情報S14−1が“H”に変化した
ときには、入力部12の出力信号S12は“H”になっ
ている。そのため、保持情報S14−1が“H”レベル
に変化することで、選択回路13が選択の切り替えを行
って入力部12の出力信号S12を選択するようになっ
ても、出力電圧Voutは変化せず“H”レベルのまま
変化しない。次に、入力電圧Vinが“H”から“L”
レベルに変化する場合の動作を説明する。記憶回路14
が“H”レベルを保持して“H”レベルの保持情報S1
4−1を出力している状態では、選択回路13は入力部
12の出力信号S12を選択している。ここで、入力電
圧Vinが“H”から“L”レベルに変化し始めると
き、入力電圧Vinのレベル変化が入力部12のスレッ
ショルド電圧Vth2 によって検出され、該入力部12の
出力信号S12は“L”レベルに変化する。これに伴
い、選択回路13の出力信号S13が“L”レベルに変
化し、記憶回路14には“L”レベルが書き込まれる。
【0014】記憶回路14の保持内容が“L”に変化す
ると、保持情報S14−2が“L”に変化する。この情
報S14−2の“L”への変化により、保持情報S14
−1が“H”に変化する。一方、入力部11は入力部1
2に僅かに遅れて同じ論理動作を行うので、保持情報S
14−2が“L”に変化したときには、入力部11の出
力信号S11は“L”になっている。そのため、保持情
報S14−2が“L”レベルに変化することで、選択回
路13が選択の切り替えを行って入力部11の出力信号
S11を選択するようになっても、出力電圧Voutは
“L”レベルのまま変化しない。即ち、入力電圧Vin
が“L”レベルから“H”レベルに変化するときには、
出力電圧Voutが入力部11のスレッショルド電圧V
th1 に基づいて変化し、入力電圧Vinが“H”レベル
から“L”レベルに変化するときには、入力部12のス
レッショルド電圧Vth2 に基づいて変化する。スレッシ
ョルド電圧Vth1はスレッショルド電圧Vth2 よりも高
く設定されてるので、ヒステリシス特性を持つ入力回路
が実現されている。以上のように、この第1の実施形態
の入力回路では、異なるスレッショルド電圧Vth1 ,V
th2 をそれぞれ持つ入力部11,12と、該入力部1
1,12の出力信号S11,S12を選択する選択回路
13と、出力電圧Voutとなる該選択回路13の出力
信号S13の論理レベルを保持する記憶回路14とを備
え、選択回路13は、記憶回路14からの保持情報S1
4に基づいて入力部11,12の出力信号S11,S1
2を選択する構成にしたので、ヒステリシス特性を持つ
入力回路を論理的に実現でき、従来では必然的に発生し
た貫通電流の増加を抑えることができる。
【0015】第2の実施形態 図5は、本発明の第2の実施形態を示す入力回路の回路
図である。この入力回路は、入力電圧Vinをセット信
号として入力する第1のRS−FF21と第2のRS−
FF22とで構成されている。RS−FF21は、一方
の入力端子が入力端子INに接続された第1の2入力N
ANDゲート21aを備えている。NANDゲート21
aの出力端子は、第2の2入力NANDゲート21bの
一方の入力端子に接続され、該NANDゲート21bの
出力端子がNANDゲート21aの他方の入力端子に接
続されている。つまり、NANDゲート21aとNAN
Dゲート21bとが襷掛け接続され、状態の保持が可能
になっている。RS−FF22は、一方の入力端子が入
力端子INに接続された第1の2入力NORゲート22
aを備えている。NORゲート22aの出力端子は、第
2の2入力NORゲート22bの一方の入力端子に接続
され、該NORゲート22bの出力端子がNORゲート
22aの他方の入力端子に接続されている。つまり、N
ORゲート22aとNORゲート22bとが襷掛け接続
され、状態保持が可能になっている。
【0016】RS−FF22中のNORゲート22aの
出力端子が、RS−FF21中のNANDゲート21b
の他方の入力端子に接続され、RS−FF21に対して
リセット信号を送るようになっている。RS−FF21
中のNANDゲート21aの出力端子が、NORゲート
22bの他方の入力端子に接続され、RS−FF22に
対してリセット信号を送るようになっている。そして、
例えばNANDゲート21bの出力端子が、この入力回
路の出力端子OUTに接続され、該出力端子OUTから
出力電圧Voutが出力されるようになっている。NA
NDゲート21aは、第1の実施形態における入力部1
2と同様に第2のスレッショルド電圧Vth2 を用いて入
力電圧Vinのレベル変化を検出するように作製されて
いる。NORゲート22bは、第1の実施形態の入力部
11と同様に、第1のスレッショルド電圧Vth1 を用い
て入力電圧Vinのレベル変化を検出するように作製さ
れている。スレッショルド電圧Vth1は、スレッショル
ド電圧Vth2 よりも高く設定されている。RS−FF2
1,22が第1の実施形態における記憶回路14に相当
し、該RS−FF21,22を構成するNANDゲート
21a,21b及びNORゲート22a,22bが、第
1の実施形態における選択回路13に相当する動作を行
う。図6は、図5の動作を示すタイムチャートであり、
この図6を参照しつつ、図5の入力回路の動作を説明す
る。
【0017】入力電圧Vinが“L”レベルのとき、N
ANDゲート21aの出力信号S21aは“H”レベル
であり、NORゲート22bの出力信号S22bは
“L”である。そのため、NORゲート22aの出力信
号S22aは“H”であり、信号S21a,S22aを
入力とするNANDゲート21bの出力信号S21bは
“L”になっている。即ち、NANDゲート21a,2
1bで構成されるRS−FFF21は例えばセットされ
て、信号S21aが“H”の状態を保持している。これ
に対し、NORゲート22a,22bで構成されるRS
−FF22はセットされて信号S22bが“L”になっ
ている状態を保持していることになる。入力電圧Vin
のレベルが“L”から“H”に変化すると、NANDゲ
ート21aの出力信号S21aは、信号S21bが
“L”を保持しているので、“H”のまま変化せず、N
ORゲート22aの出力信号S22aのレベルが“H”
から“L”に変化する。NANDゲート21bの出力信
号S21bは、NORゲート22aの出力信号S22a
のレベルが変化することで、“H”レベルに変化する。
NANDゲート21aの出力信号S21aは、信号S2
1bが“H”、かつ、入力電圧Vinが“H”になって
いることで、“L”レベルに変化する。NORゲート2
2bの出力信号は、NANDゲート21aの出力信号S
21が“L”レベル、かつ、NORゲート22aの出力
信号S22aか“L”になることで、“H”レベルに変
化する。よって、RS−FF21はリセットされて信号
21aが“L”になっている状態を保持し、RS−FF
22は、信号S22bが“H”になっている状態を保持
していることになる。
【0018】入力電圧Vinのレベルが“H”から
“L”に変化すると、NORゲート22aの出力信号S
22aは、NORゲート22bの出力信号S22bが
“H”に保持されているので“L”レベルのまま変化せ
ず、NANDゲート21aの出力信号S21aが“L”
レベルから“H”レベルに変化する。NORゲート22
bの出力信号S22bは、信号S21aが“H”に変化
した後に“L”レベルに変化する。NORゲート22a
の出力信号S22aは、その信号S22bが“L”で、
かつ入力電圧Vinが“L”になっていることを受けて
“H”レベルになる。NANDゲート21bの出力信号
S21bは、信号S21aが“H”レベルで、かつ、信
号S22aが“H”レベルであるので“L”レベルにな
る。よって、RS−FF21はセットされて、信号21
aが“H”になっている状態を保持し、RS−FF22
はセットされて、信号S22bが“L”になっている状
態を保持していることになる。
【0019】即ち、入力電圧Vinが“L”レベルから
“H”レベルに変化するときは、出力電圧Voutにな
るNANDゲート21bのレベルが、NORゲート22
bのスレッショルド電圧Vth1 で設定されて変化し、入
力電圧Vinが“H”レベルから“L”レベルに変化す
るときはNANDゲート21aのスレッショルド電圧V
th2 で設定されて変化する。スレッショルド電圧Vth2
は、スレッショルド電圧Vth1 よりも低く設定されてい
るので、ヒステリシス特性を持つ入力回路が実現されて
いる。以上のように、この第2の実施形態の入力回路で
は、第1の実施形態と同様に、異なるスレッショルド電
圧Vth1 及びVth2 を用いて入力Vinのレベル変化を
検出し、入力電圧Vinが“L”レベルから“H”レベ
ルに変化する場合と“H”レベルから“L”レベルに変
化する場合とで、検出したレベル変化の伝搬の経路が異
なるようにしたので、貫通電流の増加が抑制できる。ま
た、2個のRS−FF21,22で構成したので、第1
の実施形態の図3の回路よりも少ないゲート数で入力回
路を実現できる。
【0020】第3の実施形態 図7は、本発明の第3の実施形態を示す入力回路の回路
図である。この入力回路は、第1及び第2の実施形態に
比べてさらに簡素化された回路であり、入力電圧Vin
をセット信号として入力するRS−FF31と、該RS
−FF31に対してリセット信号を与える2入力NAN
Dゲート32とで構成されている。RS−FF31は、
一方の入力端子が入力端子INに接続された第1のNA
NDゲートである2入力NANDゲート31aと、該N
ANDゲート31aの出力端子が一方の入力端子に接続
された第2のNANDゲートである2入力NANDゲー
ト31bとを備えている。NANDゲート31bの出力
端子がNANDゲート31aの他方の入力端子に接続さ
れている。即ち、NANDゲート31aとNANDゲー
ト31bとは襷掛け接続され、状態の保持が可能になっ
ている。第3のNANDゲートであるNAND32の一
方の入力端子には、NANDゲート31aの出力端子が
接続され、他方の入力端子には入力端子INが接続され
ている。NANDゲート32の出力端子が、NANDゲ
ート31bの他方の入力端子に接続されている。例えば
NANDゲート31bの出力端子が、この入力回路の出
力端子OUTに接続され、この出力端子OUTから出力
電圧Voutが出力されるようになっている。
【0021】NAND31aは、第1の実施形態におけ
る入力部12と同様に、第2のスレッショルド電圧V
th2 を用いて入力電圧Vinのレベル変化を検出するよ
うに作製されている。NANDゲート32は、第1の実
施形態の入力部11と同様に、第1のスレッショルド電
圧Vth1 を用いて入力電圧Vinのレベル変化を検出す
るよう作製されている。スレッショルド電圧Vth1 は、
スレッショルド電圧Vth 2 よりも高く設定されている。
RS−FF31が第1の実施形態における記憶回路14
に相当し、該RS−FF31を構成するNANDゲート
31a,31b及びNANDゲート32が、第1の実施
形態における選択回路13に相当する動作を行う。図8
は、図7の動作を示すタイムチャートであり、この図8
を参照しつつ、図7の入力回路の動作を説明する。入力
端子INに与えられる入力電圧Vinのレベルが“L”
のとき、NANDゲート31aの出力信号S31aは
“H”レベルであり、NANDゲート32の出力信号S
32も“H”レベルになっている。NANDゲート31
bは信号S31aと信号S32とを入力しているので、
該NANDゲート31bの出力信号S31bは“L”レ
ベルである。このとき、RS−FF31は例えばセット
されて、信号S31aが“L”レベルになっている状態
を保持している。
【0022】入力電圧Vinのレベルが、“L”から
“H”レベルに変化すると、NANDゲート31aは、
NANDゲート31bの出力信号S31bが“L”に保
持されているから変化せず、NANDゲート32の出力
信号S32はNANDゲート31aの出力信号S31a
が“L”レベルなので“H”レベルに変化する。NAN
Dゲート31aの出力信号S31aは、NANDゲート
32の出力信号S32で、かつ、入力電圧Vinが
“L”となったとき“L”レベルになる。NANDゲー
ト32の出力信号S32は、NANDゲート31aの出
力信号S31aが“L”レベルになった後に“H”レベ
ルに変化する。よって、RS−FF31は、信号31a
が“L”になっている状態を保持する。次に、入力電圧
Vinのレベルが“H”から“L”に変化すると、NA
NDゲート32の出力信号S32は“H”レベルのまま
であり、NANDゲート31aの出力信号は“H”レベ
ルに変化する。よって、NANDゲート31bの出力信
号S31bは、信号S31aが“H”レベルで、かつ、
信号S32が“H”レベルになったので、“L”レベル
に変化する。よって、NANDゲート31a,31bで
構成されるRS−FF31は、信号S31aが“H”に
なっている状態を保持する。
【0023】即ち、入力電圧Vinが“L”から“H”
レベルに変化するときには、出力電圧VoutとなるN
ANDゲート31bの出力信号S31bは、NANDゲ
ート32のスレッショルド電圧Vth1 で設定されて変化
し、入力電圧Vinが“H”から“L”レベルに変化す
るときには、NANDゲート31aのスレッショルド電
圧Vth2 で設定されて変化する。スレッショルド電圧V
th2 は、スレッショルド電圧Vth1 よりも、低く設定さ
れているので、ヒステリシス特性を持つ入力回路が実現
されている。以上のように、この第3の実施形態では、
RS−FF31とNANDゲート32とで構成し、第1
の実施形態と同様に、異なるスレッショルド電圧Vth1
及びVth2 を用いて入力電圧Vinのレベル変化を検出
し、入力電圧Vinが“L”から“H”レベルに変化す
る場合と“H”から“L”レベルに変化する場合とで、
検出したレベル変化の伝搬の経路が異なるようにしたの
で、貫通電流の増加が抑制できる。また、第2の実施形
態よりも、さらにゲート数の少ない入力回路が実現でき
る。
【0024】そのうえ、入力電圧Vinを入力するゲー
トを2入力NAND31a,32で構成したので、各ゲ
ートをMOSトランジスタで構成する場合、該MOSト
ランジスタが直列接続されるようになり、分圧によって
各MOSトランジスタに加わる電圧が緩和されるので、
ホットキャリアによる特性劣化に対して強い構造がとれ
る。さらに、入力端子INから出力端子OUTに至るレ
ベル変化の伝搬経路のゲート数が、入力電圧Vinの立
ち上がりと立ち下がりとで等しくなっているので、この
立ち上がりと立ち下がりとで伝搬遅延時間を等しくでき
るという効果も期待できる。なお、本発明は、上記実施
形態に限定されず種々の変形が可能である。その変形例
としては、例えば次のようなものがある。
【0025】(1) 第1〜第3の実施形態の入力回路
は、半導体集積回路装置の入力側に設ける入力回路を想
定しているが、入力電圧Vinに対するマージンが大き
くできるので、半導体集積回路の内部回路に適用しても
よい。 (2) 第2及び第3の実施形態の図5及び図7では、
入力回路の基本構成を示しているが、伝搬遅延時間を調
整するための遅延素子を各伝搬経路に挿入してもよい。
また、各NANDゲートやNORゲートに、3入力以上
のNANDゲートやNORゲートを採用し、適宜な制御
信号を入力するようにしてもよい。 (3) 第2及び第3の実施形態の入力回路では、NA
NDゲート21b或いはNANDゲート31bから出力
電圧Voutを出力する構成にしているが、後段回路の
用途によっては、他のゲートの出力信号を出力電圧Vo
utとして出力する構成にしてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、入力電圧のレベルを第1のスレッショルド電
圧で検出する第1の入力部と、入力電圧のレベルを第2
のスレッショルド電圧で検出する第2の入力部と、第1
の入力部の出力信号または第2の入力部の出力信号を選
択する選択回路と、記憶回路とを備え、選択回路に記憶
回路の保持情報の示す論理レベルに基づき第1の入力部
の出力信号または第2の入力部の出力信号を選択する構
成にしたので、入力電圧のレベルの遷移に伴う貫通電流
の増加のない、ヒステリシス特性を持つ入力回路を実現
できる。第2の発明は、入力電圧のレベルを第1のスレ
ッショルド電圧で検出し、入力電圧のレベル変化に応じ
た状態を設定する第1のNANDゲートと第2のNAN
Dゲートとを備えた第1のRS−FFと、該入力電圧を
第2のスレッショルド電圧で検出し、入力電圧のレベル
変化に応じた状態を設定する第1のNORゲートと第2
のNORゲートとを備えた第2のRS−FFとで構成
し、第1のNANDゲート、第2のNANDゲート、第
1のNORゲートまたは第2のNORゲートから出力電
圧を出力する構成にしたので、検出した入力電圧のレベ
ル変化に伴う論理変化の伝搬の経路が異なり、第1の発
明と同様に貫通電流の増加が抑制した入力回路を実現で
きると共に、第1の発明の入力回路よりも少ないゲート
数で入力回路を実現できる。
【0027】第3の発明によれば、入力電圧のレベルを
第1のスレッショルド電圧で判定し、該入力電圧のレベ
ル変化に応じた状態を設定する第1のNANDゲートと
第2のNANDゲートとを有するRS−FFと、入力電
圧に対して第2のスレッショルド電圧を用いてレベルを
検出すると共に該RS−FFからの論理レベルと該検出
結果との論理を求めてRS−FFのリセット信号として
出力する第3のNANDゲートとを備え、第1のNAN
Dゲートまたは第2のNANDゲートから出力電圧を出
力する構成にしたので、異なる第1及び第2のスレッシ
ョルド電圧を用いて入力電圧のレベル変化を検出し、検
出したレベル変化の伝搬の経路が異なるようにしたの
で、入力電圧のレベルの遷移に伴う貫通電流の増加のな
い、ヒステリシス特性を持つ入力回路を実現できる。そ
のうえ、第1及び第2の発明よりも、さらにゲート数の
少ない入力回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す入力回路の構成
ブロック図である。
【図2】従来の入力回路の一例を示す回路図である。
【図3】図1の具体的回路例を示す回路図である。
【図4】図3の動作を示すタイムチャートである。
【図5】本発明の第2の実施形態を示す入力回路の回路
図である。
【図6】図5の動作を示すタイムチャートである。
【図7】本発明の第3の実施形態を示す入力回路の回路
図である。
【図8】図7の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
11,12 第1及び第2の入
力部 13 選択回路 14 記憶回路 21,22,31 RS−FF 21a,21b,31a,31b 第1及び第2のN
ANDゲート 22a,22b 第1及び第2のN
ORゲート 32 第3のNANDゲ
ート IN 入力端子 OUT 出力端子 Vin 入力電圧 Vout 出力電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧の立ち上がる場合のレベル変化
    と立ち下がる場合のレベル変化とを異なったスレッショ
    ルド電圧で検出し、該検出結果に応じた二値の出力電圧
    を出力する入力回路において、 前記入力電圧のレベルを第1のスレッショルド電圧で検
    出し、該検出結果に対応する論理レベルの信号を出力す
    る第1の入力部と、 前記入力電圧のレベルを前記第1のスレッショルド電圧
    とは異なる第2のスレッショルド電圧で検出し、該検出
    結果に対応する論理レベルの信号を出力する第2の入力
    部と、 前記第1の入力部の出力信号または前記第2の入力部の
    出力信号を選択し、該選択した信号を前記出力電圧とし
    て出力する選択回路と、 前記選択回路が選択して出力する信号の論理レベルを保
    持し、その保持情報を前記選択回路に与える記憶回路と
    を備え、 前記選択回路は、前記保持情報の示す論理レベルに基づ
    き前記第1の入力部の出力信号または前記第2の入力部
    の出力信号を選択する構成にしたことを特徴とする入力
    回路。
  2. 【請求項2】 入力電圧の立ち上がる場合のレベル変化
    と立ち下がる場合のレベル変化とを異なったスレッショ
    ルド電圧で検出し、該検出結果に応じた二値の出力電圧
    を出力する入力回路において、 前記入力電圧をセット信号として入力し該入力電圧のレ
    ベルを第1のスレッショルド電圧で検出し、該入力電圧
    のレベル変化に応じた状態を設定する第1のNANDゲ
    ートと、該第1のNANDゲートに襷掛け接続されると
    共にリセット信号を入力する第2のNANDゲートとを
    有し、セットまたはリセット状態を示す論理レベルを記
    憶して出力する第1のリセットセットフリップフロップ
    と、 前記入力電圧をセット信号として入力し該入力電圧を前
    記第1のスレッショルド電圧とは異なる第2のスレッシ
    ョルド電圧で検出し、該入力電圧のレベル変化に応じた
    状態を設定する第1のNORゲートと、該第1のNOR
    ゲートに襷掛け接続されると共に前記第1のリセットセ
    ットフリップフロップの出力する論理レベルをリセット
    信号として入力する第2のNORゲートとを有し、セッ
    トまたはリセット状態を示す論理レベルを記憶しこの論
    理レベルを該第1のリセットセットフリップフロップに
    対するリセット信号として出力する第2のリセットセッ
    トフリップフロップとを備え、 前記第1のNANDゲート、第2のNANDゲート、第
    1のNORゲートまたは第2のNORゲートから前記出
    力電圧を出力する構成にしたことを特徴とする入力回
    路。
  3. 【請求項3】 入力電圧の立ち上がる場合のレベル変化
    と立ち下がる場合のレベル変化とを異なったスレッショ
    ルド電圧で検出し、該検出結果に応じた二値の出力電圧
    を出力する入力回路において、 前記入力電圧をセット信号として入力し該入力電圧のレ
    ベルを第1のスレッショルド電圧で判定し、該入力電圧
    のレベル変化に応じた状態を設定する第1のNANDゲ
    ートと、該第1のNANDゲートに襷掛け接続されると
    共にリセット信号を入力する第2のNANDゲートとを
    有し、セットまたはリセット状態を示す論理レベルを記
    憶して出力するリセットセットフリップフロップと、 前記リセットセットフリップフロップが出力する論理レ
    ベルと前記入力電圧とを入力し、該入力電圧に対しては
    前記第1のスレッショルド電圧とは異なる第2のスレッ
    ショルド電圧を用いてレベルを検出すると共に該リセッ
    トセットフリップフロップからの論理レベルと該検出結
    果との論理を求めて前記リセット信号として出力する第
    3のNANDゲートとを備え、 前記第1のNANDゲートまたは第2のNANDゲート
    から前記出力電圧を出力する構成にしたことを特徴とす
    る入力回路。
JP9143740A 1997-06-02 1997-06-02 入力回路 Withdrawn JPH10335990A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258717A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 閾値回路
JP2012231458A (ja) * 2011-04-11 2012-11-22 Olympus Corp クロック生成回路および撮像装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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