JPH1117517A - Cmos−ic出力回路 - Google Patents

Cmos−ic出力回路

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JPH1117517A
JPH1117517A JP9166401A JP16640197A JPH1117517A JP H1117517 A JPH1117517 A JP H1117517A JP 9166401 A JP9166401 A JP 9166401A JP 16640197 A JP16640197 A JP 16640197A JP H1117517 A JPH1117517 A JP H1117517A
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cmos
output
signal
output signal
voltage
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JP9166401A
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Tomokazu Kono
友和 河野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外部回路を駆動するCMOS−ICの出力電圧
が切り替わる際の出力波形を緩やかにすることで、外部
回路への高周波ノイズを低減できるCMOS−IC出力
回路を実現する。 【解決手段】少なくとも2個以上並列接続したP型MO
Sと、少なくとも2個以上並列接続したN型MOSから
構成されるCMOS出力回路を有し、少なくとも1個の
P型MOSまたはN型MOSが各々CMOS出力信号と
内部信号とで作られる信号で制御される構成になってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は外部回路を高速に駆
動する電圧出力回路を有するCMOS−ICに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のCMOS−IC出力回路の
例である。P型MOS401とN型MOS402は共通
に内部信号403で制御されている。出力信号404の
変化は内部信号403の制御のみで行なわれる。
【0003】図5は上記の図4の従来例のCMOS−I
C出力信号404の出力電圧波形を示すものである。図
5の波形502は図4の信号403が“L”から“H”
に遷移時間零で変化するときのCMOS−IC出力信号
404の出力電圧波形を表したものである。図4の信号
403が“L”から“H”に変化する直前の時間をt0
とすると、時間t0ではCMOS−IC出力信号404
はVDDである。ここで、漸近線501は図4のN型M
OS402がオンした場合の等価抵抗とCMOS−IC
出力信号404に存在する等価容量から決まる傾を示
す。この場合、CMOS−IC出力信号404の出力電
圧は漸近線501に沿って急峻に電圧降下する。
【0004】図6は上記の図4の従来例のCMOS−I
C出力信号404のもう一つの出力電圧波形を示すもの
である。図6の波形602は図4の信号403が“H”
から“L”に遷移時間零で変化するときのCMOS−I
C出力信号404の出力電圧波形を表したものである。
図4の信号403が“H”から“L”に変化する直前の
時間をt0とすると、時間t0ではCMOS−IC出力
信号404はGNDである。ここで、漸近線601は図
4のP型MOS401がオンした場合の等価抵抗とCM
OS−IC出力信号404に存在する等価容量から決ま
る傾を示す。この場合、CMOS−IC出力信号404
の出力電圧は漸近線601に沿って急峻に電圧上昇す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4の従来の外部回路
を駆動するCMOS−IC出力回路では出力電圧を高速
に切り替える場合、P型MOS401とN型MOS40
2に駆動能力の大きなものを用意する必要がある。しか
し、このように大きな駆動能力のMOSを用いると図5
の502、図6の602のように出力電圧波形が急峻に
なり、外部回路への高周波ノイズの原因となった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、外部回路を駆
動するCMOS−IC出力回路の出力電圧が切り替わる
際のCMOS−ICの出力電圧変化(出力電圧/時間)
を緩やかにすることを実現することにあり、CMOS−
ICの出力回路を複数のP型MOSと複数のN型MOS
で構成し、出力電圧が切り替わる際のCMOS−ICの
出力の変化途中の電圧を検出することで出力回路を構成
する少なくとも1個のP型MOSまたはN型MOSをオ
フすることを手段とする。
【0007】
【作用】このように、本発明のように出力(電圧/時
間)の変化を緩やかにすることで、出力電圧波形に含ま
れる高周波成分を低減でき、その結果として出力電圧の
変化で生じる高周波ノイズを低減できる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例である。1
01、102はP型MOSであり、103、104はN
型MOSである。信号線110は外部回路に接続される
CMOS−IC出力信号である。IC内部の信号線10
9が“H”から“L”になった場合P型MOS101、
102のゲートは“H”が印加されオフ状態になる。一
方、N型MOS103はオン状態になりCMOS−IC
出力信号110を“GND”に放電する。ここでインバ
ーター106がVTH2なるロジック電圧を持つとする
と、インバーター106はCMOS−IC出力信号11
0の電圧がVTH2以上の場合“L”を出力し、NOR
108の出力を“H”にし、その結果としてN型MOS
104をオン状態にし、CMOS−IC出力信号110
を“GND”に放電する。しかし、CMOS−IC出力
信号110の電圧がN型MOS103、104で放電さ
れ、インバーター106のロジック電圧VTH2より小
さくなった場合、インバーター106の出力は“H”を
出力し、NOR108の出力を“L”にし、その結果と
してN型MOS104をオフ状態にし、CMOS−IC
出力信号110はN型MOS103のみで“GND”に
放電される。
【0009】次に、この状態からIC内部の信号線10
9が“L”から“H”に変化した場合N型MOS103
のゲートは“L”が印加されオフ状態になる。このと
き、N型MOS104は既にオフ状態である。一方、P
型MOS101はオン状態になりCMOS−IC出力信
号110を“VDD”に充電する。ここでインバーター
105がVTH1なるロジック電圧を持つとすると、イ
ンバーター105はCMOS−IC出力信号110の電
圧がVTH1以下の場合“H”を出力し、NAND10
7の出力を“L”にし、その結果としてP型MOS10
2をオン状態にし、CMOS−IC出力信号110を
“VDD”に充電する。しかし、CMOS−IC出力信
号110の電圧がP型MOS101、102で充電さ
れ、インバーター105のロジック電圧VTH1より大
きくなった場合、インバーター105の出力は“L”を
出力し、NAND107の出力を“H”にし、その結果
としてP型MOS102をオフ状態にし、CMOS−I
C出力信号110はP型MOS101のみで“VDD”
に充電される。
【0010】図2は上記の図1の実施例のCMOS−I
C出力信号110の出力電圧波形を定性的に示すもので
ある。図2の波形203は図1の信号109が“H”か
ら“L”に遷移時間零で変化するときのCMOS−IC
出力信号110の出力電圧波形を表したものである。図
1の信号109が“H”から“L”に変化する直前の瞬
間をt0とすると、時間t0ではCMOS−IC出力信
号110は“VDD”である。ここで、漸近線201は
図1のN型MOS103、104が同時にオンした場合
の等価抵抗とCMOS−IC出力信号110に存在する
等価容量から決まる傾を示す。また、漸近線202は図
1のN型MOS103のみがオンした場合の等価抵抗と
CMOS−IC出力信号110に存在する等価容量から
決まる傾を示す。上記の図1の実施例の信号109が
“H”から“L”に変化した場合、CMOS−IC出力
信号110の出力電圧はVTH2になる時間tTH2ま
では漸近線201に沿って電圧降下し、VTH2以下で
は漸近線202に沿って電圧降下し、最終電位の“GN
D”になる。
【0011】図3は上記の図1の実施例のCMOS−I
C出力信号110のもう一つの出力電圧波形を定性的に
示すものである。図3の波形303は図1の信号109
が“L”から“H”に遷移時間零で変化するときのCM
OS−IC出力信号110の出力電圧波形を表したもの
である。図1の信号109が“L”から“H”に変化す
る直前の瞬間をt0とすると、時間t0ではCMOS−
IC出力信号110は“GND”である。ここで、漸近
線301は図1のP型MOS101、102が同時にオ
ンした場合の等価抵抗とCMOS−IC出力信号110
に存在する等価容量から決まる傾を示す。また、漸近線
302は図1のP型MOS101のみがオンした場合の
等価抵抗とCMOS−IC出力信号110に存在する等
価容量から決まる傾を示す。上記の図1の実施例の信号
109が“L”から“H”に変化した場合、CMOS−
IC出力信号110の出力電圧はVTH1になる時間t
TH1までは漸近線301に沿って電圧上昇し、VTH
1以上では漸近線302に沿って電圧上昇し、最終電位
の“VDD”になる。
【0012】図7は本発明の別の実施例である。図1の
実施例はCMOS−IC出力電圧を変化させる為のCM
OS出力を2個のP型MOS101、102、2個のN
型MOS103、104で構成したものである。図7の
実施例の場合はCMOS−IC出力電圧を変化させる為
のCMOS出力を3個のP型MOS701、102、7
13、3個のN型MOS703、704、714で構成
したものである。図1の実施例と同様に、信号線710
は外部回路に接続されるCMOS−IC出力信号であ
る。IC内部の信号線709が“H”から“L”になっ
た場合P型MOS701、702、713のゲートは
“H”が印加されオフ状態になる。一方、N型MOS7
03はオン状態になりCMOS−IC出力信号710を
“GND”に放電する。ここでインバーター706がV
TH21なるロジック電圧を持ち、インバーター716
がVTH22なるロジック電圧を持ち、VTH21>V
TH22なる関係があるとすると、インバーター70
6、716はCMOS−IC出力信号710の電圧がV
TH21以上の場合“L”を出力し、NOR708、7
18の出力を“H”にし、その結果としてN型MOS7
04、714をオン状態にし、CMOS−IC出力信号
710を“GND”に放電する。しかし、CMOS−I
C出力信号710の電圧がN型MOS703、704、
714で放電され、インバーター706のロジック電圧
VTH21より小さくなった場合、インバーター706
の出力は“H”を出力し、NOR708の出力を“L”
にし、その結果としてN型MOS104をオフ状態に
し、CMOS−IC出力信号710はN型MOS70
3、714で“GND”に放電される。ここで更に、C
MOS−IC出力信号710の電圧がN型MOS70
3、714で放電され、インバーター716のロジック
電圧VTH22より小さくなった場合、インバーター7
16の出力が“H”を出力し、NOR718の出力を
“L”にし、その結果としてN型MOS714もオフ状
態にし、CMOS−IC出力信号710はN型MOS7
03のみで“GND”に放電される。
【0013】次に、この状態からIC内部の信号線70
9が“L”から“H”に変化した場合N型MOS703
のゲートは“L”が印加されオフ状態になる。このと
き、N型MOS704、714は既にオフ状態である。
一方、P型MOS701はオン状態になりCMOS−I
C出力信号710を“VDD”に充電する。ここでイン
バーター705がVTH11なるロジック電圧を持ち、
インバーター715がVTH12なるロジック電圧を持
ち、VTH11<VTH12なる関係があるとすると、
インバーター705、715はCMOS−IC出力信号
710の電圧がVTH11以下の場合“H”を出力し、
NAND707、717の出力を“L”にし、その結果
としてP型MOS702、713をオン状態にし、CM
OS−IC出力信号710を“VDD”に充電する。し
かし、CMOS−IC出力信号710の電圧がP型MO
S701、702、713で充電され、インバーター7
05のロジック電圧VTH11より大きくなった場合、
インバーター705の出力は“L”を出力し、NAND
707の出力を“H”にし、その結果としてP型MOS
702をオフ状態にし、CMOS−IC出力信号710
はP型MOS701、713で“VDD”に充電され
る。ここで更に、CMOS−IC出力信号710の電圧
がP型MOS701、713で充電され、インバーター
715のロジック電圧VTH12より大きくなった場
合、インバーター715の出力が“L”を出力し、NA
ND717の出力を“H”にし、その結果としてP型M
OS713もオフ状態にし、CMOS−IC出力信号7
10はP型MOS701のみで“VDD”に充電され
る。
【0014】図8は上記の図7の実施例のCMOS−I
C出力信号710の出力電圧波形を定性的に示すもので
ある。図8の波形803は図1の信号709が“H”か
ら“L”に遷移時間零で変化するときのCMOS−IC
出力信号710の出力電圧波形を表したものである。図
7の信号709が“H”から“L”に変化する直前の瞬
間をt0とすると、時間t0ではCMOS−IC出力信
号710は“VDD”である。ここで、漸近線801は
図7のN型MOS703、704、714が同時にオン
した場合の等価抵抗とCMOS−IC出力信号710に
存在する等価容量から決まる傾を示す。漸近線802は
図7のN型MOS703、714が同時にオンした場合
の等価抵抗とCMOS−IC出力信号710に存在する
等価容量から決まる傾を示す。また、漸近線804は図
7のN型MOS703のみがオンした場合の等価抵抗と
CMOS−IC出力信号710に存在する等価容量から
決まる傾を示す。上記の図7の実施例の信号709が
“H”から“L”に変化した場合、CMOS−IC出力
信号710の出力電圧はVTH21になる時間tTH2
1までは漸近線801に沿って電圧降下し、VTH22
になる時間tTH22までは漸近線802に沿って電圧
降下し、VTH22以下では漸近線804に沿って電圧
降下し、最終電位の“GND”になる。
【0015】図9は上記の図7の実施例のCMOS−I
C出力信号710のもう一つの出力電圧波形を定性的に
示すものである。図9の波形903は図7の信号709
が“L”から“H”に遷移時間零で変化するときのCM
OS−IC出力信号710の出力電圧波形を表したもの
である。図7の信号709が“L”から“H”に変化す
る直前の瞬間をt0とすると、時間t0ではCMOS−
IC出力信号710は“GND”である。ここで、漸近
線901は図7のP型MOS701、702、713が
同時にオンした場合の等価抵抗とCMOS−IC出力信
号710に存在する等価容量から決まる傾を示す。漸近
線902は図7のP型MOS701、713が同時にオ
ンした場合の等価抵抗とCMOS−IC出力信号710
に存在する等価容量から決まる傾を示す。また、漸近線
904は図7のP型MOS701のみがオンした場合の
等価抵抗とCMOS−IC出力信号710に存在する等
価容量から決まる傾を示す。上記の図7の実施例の信号
709が“L”から“H”に変化した場合、CMOS−
IC出力信号710の出力電圧はVTH11になる時間
tTH11までは漸近線901に沿って電圧上昇し、V
TH12になる時間tTH12までは漸近線902に沿
って電圧上昇し、VTH12以上では漸近線904に沿
って電圧上昇し、最終電位の“VDD”になる。
【0016】
【発明の効果】以上、本発明によれば、外部回路を駆動
するCMOS−ICの出力電圧が切り替わる際の出力波
形を緩やかにすることで、外部回路への高周波ノイズを
低減することができる。更に、出力電圧が切り替わる直
前の反対側の出力電圧を保持しているMOSの個数を制
限でき、実質的な等価抵抗を高くすることが可能であ
り、出力電圧が切り替わる際に発生するスイッチングノ
イズ(短絡電流)も低減できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるCMOS−IC出力回路
の回路図。
【図2】図1の実施例のCMOS−IC出力信号110
の出力電圧波形図。
【図3】図1の実施例のCMOS−IC出力信号110
のもう一つの出力電圧波形図。
【図4】従来のCMOS−IC出力回路を示す回路図。
【図5】図4の従来例のCMOS−IC出力信号404
の出力電圧波形図。
【図6】図4の従来例のCMOS−IC出力信号404
のもう一つの出力電圧波形図。
【図7】本発明の別の実施例によるCMOS−IC出力
回路の回路図。
【図8】図7の実施例のCMOS−IC出力信号710
の出力電圧波形図。
【図9】図7の実施例のCMOS−IC出力信号710
のもう一つの出力電圧波形図。
【符号の説明】
101・・・P型MOS 102・・・P型MOS 103・・・N型MOS 104・・・N型MOS 105・・・インバーター 106・・・インバーター 107・・・NAND 108・・・NOR 109・・・内部信号 110・・・CMOS−IC出力信号 111・・・インバーター 112・・・インバーター 201・・・漸近線 202・・・漸近線 203・・・CMOS出力電圧波形 301・・・漸近線 302・・・漸近線 303・・・CMOS出力電圧波形 401・・・P型MOS 402・・・N型MOS 403・・・内部信号 404・・・CMOS−IC出力信号 501・・・漸近線 502・・・CMOS出力電圧波形 601・・・漸近線 602・・・CMOS出力電圧波形 701・・・P型MOS 702・・・P型MOS 703・・・N型MOS 704・・・N型MOS 705・・・インバーター 706・・・インバーター 707・・・NAND 708・・・NOR 709・・・内部信号 710・・・CMOS−IC出力信号 711・・・インバーター 712・・・インバーター 713・・・P型MOS 714・・・N型MOS 715・・・インバーター 716・・・インバーター 717・・・NAND 718・・・NOR 801・・・漸近線 802・・・漸近線 803・・・CMOS出力電圧波形 804・・・漸近線 901・・・漸近線 902・・・漸近線 903・・・CMOS出力電圧波形 904・・・漸近線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2個以上のP型MOSを並列接
    続した第一の回路部分と、少なくとも2個以上のN型M
    OSを並列接続した第二の回路部分から構成されるCM
    OS出力回路を有し、該CMOS出力回路の出力信号
    と、前記第一の回路部分の少なくとも1個の第一のP型
    MOSのゲートを制御する第一の信号と、前記第二の回
    路部分の少なくとも1個の第一のN型MOSのゲートを
    制御する第二の信号を入力とするの第三の回路部分を有
    し、該第三の回路部分が、前記第一の回路部分の少なく
    とも1個の第二のP型MOSのゲートを制御する第三の
    信号を出力し、前記第二の回路部分の少なくとも1個の
    第二のN型MOSのゲートを制御する第四の信号を出力
    することを特徴とするCMOS−IC出力回路。
  2. 【請求項2】前記第三の回路部分の出力信号で、前記第
    一の回路部分の少なくとも1個の第二のP型MOSのゲ
    ートを制御する第三の信号は、前記CMOS出力回路の
    出力信号が第一のロジック電圧以上になった場合に該第
    二のP型MOSのゲートをオフする電圧を出力し、少な
    くとも2個以上のP型MOSを並列接続した第一の回路
    部分の少なくとも1個の第一のP型MOSのゲートはオ
    ンされていることを特徴とするCMOS−IC出力回
    路。
  3. 【請求項3】前記第三の回路部分の出力信号で、前記第
    二の回路部分の少なくとも1個の第二のN型MOSのゲ
    ートを制御する第四の信号は、前記CMOS出力回路の
    出力信号が第二のロジック電圧以下になった場合に該第
    二のN型MOSのゲートをオフする電圧を出力し、少な
    くとも2個以上のN型MOSを並列接続した第二の回路
    部分の少なくとも1個の第一のN型MOSのゲートはオ
    ンされていることを特徴とするCMOS−IC出力回
    路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003047105A1 (en) * 2001-11-27 2003-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Output driver comprising an improved control circuit
US7053660B2 (en) 2000-03-30 2006-05-30 Fujitsu Limited Output buffer circuit and control method therefor

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US7053660B2 (en) 2000-03-30 2006-05-30 Fujitsu Limited Output buffer circuit and control method therefor
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