JPS59205828A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPS59205828A
JPS59205828A JP58081213A JP8121383A JPS59205828A JP S59205828 A JPS59205828 A JP S59205828A JP 58081213 A JP58081213 A JP 58081213A JP 8121383 A JP8121383 A JP 8121383A JP S59205828 A JPS59205828 A JP S59205828A
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JP
Japan
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output
output circuit
channel
circuit
bip
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Pending
Application number
JP58081213A
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English (en)
Inventor
Kazumi Yamada
和美 山田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/09448Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET in combination with bipolar transistors [BIMOS]

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相補MO8(以下CMO8と略記)と、バイ
ポーラトランジスタ(以下Bip、Trと略記)とを組
み合わせた出力回路に関する。
通常、CMO8のみによる出力回路では、CMOSトラ
ンジスタの電流駆動能力が、同等の大きさのBip、T
rと較べて小さい為、容量性負荷による動作速度の劣化
を生じ易く、これを補う為にトランジスタの大きさを大
きく(所謂W、L比を大きく)する必要がある。
一方、上記による出力回路の占有面積の増加を防ぐ為、
電流駆動能力の大きな、Bip、Trを付加して出力回
路の占有面積が小さくても、負荷容量による動作速度劣
化を少なくし得る方法が2,3知られている。
第1図はBip、Tr付加による、高電流駆動能力を有
する、CMO8’ Bip、 T’r混成出力回路の例
を示す。
M 図(a)は、デジタルシステム内に用いられる論理
回路用CMO8集積回路等の出力回路に用いられる公知
向1路側で、Bip、 Tr 、、 Q、3及びQ4に
よる、所謂ダッシュニブル回路によ夕、出力端、子OU
Tに配線容′に等の容fil’注負荷が大量に付加され
ても、Bip・−’Ir Q3によるXa排出、Bip
−Tr Q4 Kよる電流吸入lcより、信号伝般速度
の・劣化を小さく坤える事が出来る。
同図(b)は、電流吸入側のトランジスタをPNPトラ
ンジスタQaKよるエミッタフォロアとする事により、
所謂コンプリメンタリ・ブツシュ・プル回路を構成し、
上記(a)の回路側よシ、電流吸入能の速度向上を図っ
た公知回路骨1である。
以上の公知回路4列は電流駆動能力、容量性負荷駆動能
力に於いて、0MO8のみによる出力回路に対し著しい
改善効果を示し、極めて有用であるが、付加されたBi
p、Trの為に、その出力電位、即ち1情しベル出力電
位van、及び低レベル出力電位voLが、CMO8出
力回路のそれらと異ってしまう欠点があった。
通常、0MO8のみの出力回路では、高レベル出力電位
VORは、高位側電圧源VDDと、又、低レベル出力電
位voLは、低位側電圧源(通常0 [:V’1)Vs
sと、各々はぼ等しくなるのに対し、Bjp、Trを用
いた出力回路、例えば前記回路側では、高レベル出力電
圧VONは、Bip −Tr−Qs t Q7のベース
−エミツタ間順電圧亀圧VF□・だけ、高位側電圧源V
DDよシ・下ったものとなシ、又、低レベル出力電圧V
O,,は箋Bjp−TTQa −Qsのベース・エミッ
タ間11方向電圧VFtだけ、低位側電圧源Vssより
上またものとなる。
上記は、第2図に示した、第1図(a)の回路側の高レ
ベル及び低レベル出力時の等価回路及び第3図に示した
第1図(b)の高レベル出力時の等価回路によシ明らか
である。
上記出力レベルの相異は、0M08回路の高耐雑音性を
損うばかシか、用途によって通常のC′MO8論理回路
との混用が出来ない事もあり得る。
本発明の目的は、Bip、Tr付加による電流駆動能力
、容量性負荷駆動能力を損う事なく、その出力レベルを
、通常のCMO8出力回路と全く等しくする事にある。
    ゛ その為、第1ONチヤネルMOSトランジスタと、第1
のPチャネルMO8)ランジスタとにより構成されるC
MOSインバータ回路に、2個以上のBip、Trを伺
して電流駆動能力の向上を図ったcMo S−B t 
p −Tr混成出力回路に於いて、第2のPチャネルM
O8)ランジスタを高位側電圧源と、上記出力回路の出
力端子との間に挿入し、該第2(1)PfヤネルMO8
)ランジスタのゲートを上記出力回路の入力端子に接続
すると共に、第2のNチャネルMO8)ランジスタを、
低位側電圧源と、前記出力回路の出力回路の出力端子と
の間に挿入し、該第2のNチャネルトランジスタのゲー
トを、前記出力回路の入力端子に接続する。
第4図1の本発明を、前記〔第1図〕(a)の出力回路
に適用した実施例を示し、第5図に本実施例の動作を示
すタイムチャートを示す。
第4図で、入力端子LNに低レベル入力電圧が印加され
ているとすると、PチャネルM 08 Q9゜Qtsが
導通、NチャネルM 08 Q、o −Q14が非導通
となり、出力レベルは、はぼ高位側電圧源■DDと等し
くなっている。(第5図で、Aで示した状態)この状態
から、入力端子電圧VINを高レベル(通常VDD)に
変化させると、NチャネルMO8Qroが導通と7【シ
、”I’ −Tr QltがONする。
この時、出力端子0υTに接続されている負荷容量c、
、ic充亀されていた電荷は、BiP、 Tr Q、2
を通って下位1n!i電源Vssに流入し、出力端子電
圧vOは速やかに低下する。(第5図B) 一方、NチャネルMO8Q、、も、Qsoと共に導通状
態となり、 Bip、 Tr Qstのコレクターエミ
ッタ間を所謂ON抵抗によって短結し、負荷容景CLか
らの放電々流の一部は、NチャネルMO8Q、4のドレ
イン電流となって分流する。出力電圧vOが、Vh+V
ss(但し、VF&’i、Bi p 、’■r Q12
の順方向ベース−エミッタ電圧)迄低下すると、Bip
−Tr Qs tはOHl、て、負荷界fA:cLから
の放電々流は、NチャネルM (7S Q、4のドレイ
ン−ソース間のみ流れ、(第5図C)遂には完全に放電
されて、出力電圧Voは、VS3にほぼ等しくなる。(
第5図]))従って、出力電圧■0は、VDDから、V
F2+VSS迄は、Bip −Tr Ql 2によシ急
速に低下し7、Vp2 + VssからVSS迄は、N
チャネルMOS Ql4により5Vss にな迄低下す
るから、入力電圧VINが入力振幅(VDD−Vss)
の50c%)K違してから、出力電圧Voが、出力振幅
(VDD−VS8)の50〔%〕に達する迄の信号伝搬
時間tpdは、Bip、 TrのはたらきKよシ高速に
行われ、尚かつ最終的な低レベル出力電圧は、低電側電
圧源Vssと特し、く、即ち、CHO8出力回路と同一
になる。入力端子電圧V i nを再び低レベル(通常
N’ss)  に変化させると、Bip、TrQu  
IcよルVDD −Vh ((Ei L、VFI kt
、BI p、 ’lr (7) Ill 方向ベース−
エミッタ電圧)迄の高速充電と、PチャネルhiosQ
1.icよるVDDへの短路とにより、出力電圧Voは
高速かつCMO8回路と同等の高レベル(VDD)に迄
上昇する。
以上によシ、本発明によれば、Bip、Tr付加I#C
よる、容量性負荷に対する高速動作を損わずに、完全v
ccyos回路と同一の出力レベルを得る事が出来る為
、CMO8集積回i1!によるデジタルシステム等に於
いて、配線容λ等による云搬遅匙侍間の増加を小さくす
ると共に、0MO8の4奢つ高い雑音余裕度ケ+得る手
が可能と?2る。
以上の説明は=A 1図(a)に本発明を適用した場合
について行ったが、同図(b)の回路例にも同様VC1
本発明を適用し1、上記とP、j様の効果全発糧し倚る
のは明白である。
尚、本発明により付加されるPチャネル及びNチャネル
λ40Sトランジスタは、電流駆動能力は少なくてよい
から、その大きさ即ちV’J t L比は小さなもので
よい。従って出刃回路の占翁面槓の拡大は極く微かであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) p (b)はバイポーラトランジスタ付
加VCよる高電流駆動能力を有する、C,kfO8・バ
イポーラ混成出力回路の従来例を示す図、第2図は、r
゛; 1図(a)に於ける、(a)高レベル出力時、及
びfb)低レベル出力時の等価回路図、第3図は第1図
(b)に於けるta)高レベル出力時、及び(b)低レ
ベル出力時の等価回路図、第4図は本発明の実施りjを
示す図、第5図は本発明の実施例(第4図)の動作を示
すタイムチャート図である。 Qll ! Q、13・・・・・・Pチャネル式408
)ランジスタ、Q+ o + (、II、4− 、、、
plチャネルIVIO8)ランジスタ、Qll + Q
l2・・・・・・NPN型バイポーラトランジスタ、C
L・・・・・・負荷容廿。 (1:L)                    
        (bン第 3 図 61/2 菜4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1のNチャネルMO8)ランジスタと、第1のPチャ
    ネルMOSトランジスタとによシ構成される、相補MO
    Sインバータ回路に、2個以上のバイポーラトランジス
    タを付加して、電流駆動能力の向上を図った相補MO8
    ・バイポーラ混成出力回路に於いて、第2のPチャネル
    MO8)ランジスタを高位側電圧源と、上記出力回路の
    出力端子との間に挿入し、該第2のPチャネルMO8)
    ランジスタのゲートを、上記出力回路の、入力端子に接
    続すると共に、第2のNチャネルMOSトランジスタを
    、低位側電圧源と、前記出力回路の出力端子との間に挿
    入し、該第2のNチャネルトランジスタのゲートを、前
    記出力回路の入力端子に接続した事を特徴とする出力回
    路。
JP58081213A 1983-05-10 1983-05-10 出力回路 Pending JPS59205828A (ja)

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