JPS598431A - Buffer circuit - Google Patents
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- JPS598431A JPS598431A JP57116771A JP11677182A JPS598431A JP S598431 A JPS598431 A JP S598431A JP 57116771 A JP57116771 A JP 57116771A JP 11677182 A JP11677182 A JP 11677182A JP S598431 A JPS598431 A JP S598431A
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- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
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- H03K19/09448—Logic 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、0MO8とバイポーラとを組合わせた低消費
電力、高速のバッファ回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a low power consumption, high speed buffer circuit that combines OMO8 and bipolar.
従来から0MO8とバイポーラ、トランジスタとを組合
わせて0MO8の低消費電力とバイポーラの高速性とを
兼ね備えたバッファ回路を構成しようという試みが知ら
れている。第1図はその一例のバッファ回路でインバー
タである。この種の回路としては、これと異なる構成の
ものも知られているが、インバータが多い。Conventionally, attempts have been made to combine 0MO8, bipolar, and transistors to construct a buffer circuit that combines the low power consumption of 0MO8 and the high speed of bipolar. FIG. 1 shows an inverter as an example of a buffer circuit. Although circuits of this type with different configurations are known, inverters are the most common.
ところで、この種のバッファ回路は、たとえばCMO8
論理ゲート回路に付加した高駆動能力の高速、低消費電
力の論理ゲートヲ構成したり、また、LSI内で負荷の
軽い回路部分は0MO8のみで構成し、負荷の重い回路
にのみこれらのバッファ回路を付加して、全体として高
集積、高速。By the way, this type of buffer circuit is, for example, CMO8.
You can configure high-speed, low-power consumption logic gates with high drive capability added to logic gate circuits, or configure light-loaded circuit parts in the LSI with only 0MO8, and use these buffer circuits only in heavily-loaded circuits. In addition, the overall design is highly integrated and fast.
低消費電力のLSIを構成したりするのに適している。It is suitable for configuring LSIs with low power consumption.
たとえば、第2図はそのような回路構成の−・例であり
、CMOSゲート(例として2人力NANDゲー)k示
している)にバイポーラ・CMOSMOSバラフッたと
えば第1図の回路)を付加したものである。この回路構
成の場合、負荷CL―己線各線容量び駆動すべき次段ゲ
ートの入力容量の和)が小さい場合(たとえば0.1
p F程度)の場合には一般には0MO8だけで充分に
高速であり、バッファ回路を付加すればかえって負荷駆
動の応答は遅くなってしまう。しかし、CLが大きく(
たとえば1pF程度と〕なると、0M08回路は駆動能
力が劣るため非常に遅くなり、遅延時間は軽負荷の時の
数倍(たとえば3倍以上)となる。この場合、バイポー
ラと0MO8の複合バッファ回路全付加することにより
、付加回路部分も含めた回路全体の遅延時間を短縮(た
とえば、軽負荷時の0M08回路の2倍程度に]できる
。負荷CLが更に大きな場合には、バッファ回路付加に
よる高速化効果は更に大きくなることは言うまでも々か
るう。For example, Fig. 2 is an example of such a circuit configuration, in which a bipolar CMOS MOS gate (for example, the circuit in Fig. 1) is added to a CMOS gate (for example, a two-man NAND gate is shown). be. In this circuit configuration, if the load CL - the sum of each line capacitance and the input capacitance of the next stage gate to be driven is small (for example, 0.1
pF), generally 0MO8 alone is sufficiently fast, but if a buffer circuit is added, the load drive response will become slower. However, the CL is large (
For example, when it is about 1 pF], the 0M08 circuit has poor driving ability and becomes very slow, and the delay time becomes several times (for example, three times or more) that of a light load. In this case, by adding all the bipolar and 0MO8 composite buffer circuits, the delay time of the entire circuit including the additional circuit part can be shortened (for example, to about twice that of the 0M08 circuit at light load). Needless to say, if the speed is large, the effect of increasing speed by adding a buffer circuit will be even greater.
ところで、第2図に示すように、通常、CMo5論理ゲ
ートは、NANDおよびNORが基本回路となっており
、これらのゲートにインバータ回路を組合せると、AN
D、ORなど、否定金含捷ない論理となる。第2図はそ
のIflIt示し、0MO8により構成されたNAND
ゲート21の出力に、第1図に示した如きバイポーラと
0MO8の複合のバッファ回路22が接続され、AND
回路が得られる。By the way, as shown in Fig. 2, the CMo5 logic gate usually has NAND and NOR as its basic circuits, and when an inverter circuit is combined with these gates, AN
D, OR, etc., are logics that do not include negation. Figure 2 shows the IflIt, NAND configured by 0MO8
A composite buffer circuit 22 of bipolar and 0MO8 as shown in FIG. 1 is connected to the output of the gate 21, and the AND
A circuit is obtained.
しかしながら、このような買足の論理回路となる組合わ
せを多用したり、あるいは基本回路としてランダム論理
全組むのは困難となる。したがって、これらのバッファ
回路として高速、低消費電力のノンインバータ型のバッ
ファ回路が望寸れる。However, it is difficult to use many combinations of such logic circuits for purchasing or to assemble all the random logics as basic circuits. Therefore, a non-inverter type buffer circuit with high speed and low power consumption is desired as these buffer circuits.
従がって、本発明の目的は、バイポーラとCMO8’(
r組合わせた、高速、低消費電力のノンインバータ型の
複合バッファ回路を提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to combine bipolar and CMO8'(
An object of the present invention is to provide a high-speed, low-power non-inverter type composite buffer circuit that combines the following elements.
以下、実施例を参照しながら、本発明の詳細な説明する
。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
第3図は本発明の一実施例の回路図である。この回路は
nチャネルMOSトランジスタQMI及びQ、M4、p
チャネルMOSトランジスタQI’142゜及び9M3
.npnバイポーラトランジスタQB1.QB2からな
る。この回路は次のように動作する。まず、入力、出力
とも高レベルである状態を考える。この時、QM2,9
M3はオフであり、QMl、QM4がオンである。した
がってQB2はオフである。また、出力OUTの負荷は
容量性なので、定常状態ではQBlも殆んどオフである
。この状態のもとで出力OUTが何かの原因(たとえば
出力に接続される負荷のリーク電流等)で低レベルとな
ったとするとQM1e経てQBIにベース電流が供給さ
れ出力OUTは高レベルに保たれる。OUTが高レベル
にある限りほぼQ、Blはオフであり、従がって定常状
態では殆んど電流は流れない。次に、入力INが高レベ
ルから低レベルに切換わる状態を考える。切換わった直
後は出力OUTはまだ高レベルにある。この状態でけQ
、M2.9M3がオン、QMI、QM4はオフである。FIG. 3 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention. This circuit consists of n-channel MOS transistors QMI and Q, M4, p
Channel MOS transistor QI'142° and 9M3
.. npn bipolar transistor QB1. Consists of QB2. This circuit operates as follows. First, consider a state where both input and output are at high levels. At this time, QM2,9
M3 is off, and QM1 and QM4 are on. Therefore QB2 is off. Furthermore, since the load on the output OUT is capacitive, QBl is also almost off in a steady state. Under this condition, if the output OUT becomes low level for some reason (for example, leakage current from the load connected to the output), the base current is supplied to QBI via QM1e, and the output OUT is kept at a high level. It will be done. As long as OUT is at a high level, Q and Bl are almost off, and therefore almost no current flows in a steady state. Next, consider a state in which the input IN switches from high level to low level. Immediately after switching, the output OUT is still at a high level. Stay in this state Q
, M2.9M3 are on, QMI and QM4 are off.
QBIのベースに蓄積されていた電荷はQM2によシ引
抜かれQBIはオフとなシ、一方、QB2にはQM3’
を経てベース電流が供給されるのでオンとなる。従がっ
て%QB2のコレクタにはそのベース電流のhFK倍の
電流が流れるので、出力OUTは急速に低レベルに向か
う。出力OUTが低レベルになると、出力OUTからQ
B2へのベース電流は供給されなくなp 、QB2はオ
フとなる。この状態ではQM2もオンとなっているが、
QBlのベース電荷は既に引抜かれているので、電流は
流れない。つまシ、入出力とも低レベルの定常状態にあ
っても、電流はリーク電流以外は流れない。次に、入力
が低レベルから高レベルへと切換わる場合について考え
る。入力が切換わった直後は、出力はまだ低レベルにあ
る。The charge accumulated at the base of QBI is extracted by QM2 and QBI is turned off. On the other hand, QB2 has QM3'
The base current is supplied through the circuit, so it turns on. Therefore, a current hFK times its base current flows through the collector of %QB2, so that the output OUT rapidly goes to a low level. When the output OUT becomes low level, the Q
The base current to B2 is no longer supplied, and QB2 is turned off. In this state, QM2 is also on, but
Since the base charge of QBl has already been extracted, no current flows. Even if both the input and output are in a steady state at a low level, no current flows except for leakage current. Next, consider the case where the input switches from low level to high level. Immediately after the input switches, the output is still at a low level.
したがって、QMlはオン、QM2オフ、QM3オフ、
QM4オンとなり、QMlを経てQBIにベース電流が
供給される一方、QB2のベース電荷はQ、M4により
引抜かれる。したがって、QB2は急速にオフとなり、
出力OUTはQBIによシ高レベルへと向かう。出力O
UTが完全に高レベルとなるとQM 1 k経てのベー
ス電流は流れなくなり、最初に説明した状態に戻る。Therefore, QMl is on, QM2 is off, QM3 is off,
QM4 is turned on, and base current is supplied to QBI via QMl, while the base charge of QB2 is extracted by Q and M4. Therefore, QB2 turns off quickly,
The output OUT goes to a high level due to QBI. Output O
When UT becomes completely high level, the base current through QM 1 k stops flowing, and the state returns to the first described state.
以上説明したように、第3図の回路では、入出力が高ま
たは低レベルに留まっている限りはIJ−り電流が流れ
るだけで消費電力は殆んど零であシ、電力は切換の過渡
時に流れるだけである。したがって、全体として消費電
力は小さく、0MO8と同じと考えてよい。一方、出力
から見るとMO8トランジスタのgmがhole倍(す
なわち約2桁倍)してみえるので、出力の負荷容量が大
きくても充分に高速化できる。なお、高速化のためには
、QMI(または場合によっては9M3もλはデプリー
ション型であることが望ましい。As explained above, in the circuit shown in Figure 3, as long as the input/output remains at a high or low level, only the IJ current flows and the power consumption is almost zero; It just flows with time. Therefore, overall power consumption is small and can be considered to be the same as 0MO8. On the other hand, when viewed from the output, the gm of the MO8 transistor appears to be multiplied by a hole (that is, about two orders of magnitude), so even if the output load capacitance is large, the speed can be sufficiently increased. Note that in order to increase speed, it is desirable that λ in QMI (or 9M3 in some cases) be a depletion type.
第4図は本発明のもう一つの実施例である。この実施例
と第3図の実施例との違いは、第3図で出力OUTに接
続されていたQM2のドレーンが第4図でidQ、B2
のベースに接続されている点だけである。第4図の回路
では、入力が低レベルから高レベルへと切換わる時に、
QBlのベースから引抜かれた電荷はQB2にベース電
流として供給され、したがってその分だけQB2がオン
となる時間が早くなる。その他の動作については、第4
図と第3図は同じである。FIG. 4 shows another embodiment of the invention. The difference between this embodiment and the embodiment in FIG. 3 is that the drain of QM2, which was connected to the output OUT in FIG. 3, is idQ and B2 in FIG.
The only point connected to the base of the In the circuit shown in Figure 4, when the input switches from low level to high level,
The charge extracted from the base of QB1 is supplied to QB2 as a base current, and therefore the time for QB2 to turn on is shortened by that amount. For other operations, please refer to the 4th section.
The figure and Figure 3 are the same.
ところで、第3.4図の実施例では、高速化のためには
QMIはデプリーション型であることが望ましい。デプ
リーション型でなければ、入力が高レベルであっても、
出力を充分に高レベルにする程ペース電流を供給できな
いからである。したがって、出力を充分に高レベルに保
つことも高速化することも困難となる。一方、第3.4
図の他のMOSトランジスタtd一般にエンハンスメン
ト型(勿論、必要に応じてデプリーション型にしてもさ
しつかえないことは言うまでもない〕であるため、第3
.4図の実施例の場合、高性能化のためにはエンハンス
メント型とデプリーショ二に型の両型のMOS)ランジ
スタを使用することが必要となり、プロセス的に多少複
雑となる。 □第5図は、本発明のもう一つの実施
例であり、上述のような欠点が除かれている。By the way, in the embodiment shown in FIG. 3.4, it is desirable that the QMI be of the depletion type in order to increase the speed. If it is not depletion type, even if the input is high level,
This is because it is not possible to supply enough pace current to raise the output to a sufficiently high level. Therefore, it is difficult to maintain the output at a sufficiently high level and to increase the speed. On the other hand, Section 3.4
Since the other MOS transistor td in the figure is generally an enhancement type (of course, it is possible to use a depletion type if necessary), the third MOS transistor td is
.. In the case of the embodiment shown in FIG. 4, it is necessary to use both enhancement type and depletion type MOS transistors in order to improve the performance, which makes the process somewhat complicated. □FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which the above-mentioned drawbacks are eliminated.
第5図の回路はpチャネルMO8)ランジスタQNII
、QM12及び9M13、nチャネルMOSトランジス
タQM14、npnバイポーラトランジスタQBII及
びQBl2から成る。The circuit in Figure 5 is a p-channel MO8) transistor QNII.
, QM12 and 9M13, an n-channel MOS transistor QM14, and npn bipolar transistors QBII and QBl2.
この回路の動作を簡単に説明する。まず、入力。The operation of this circuit will be briefly explained. First, input.
出力とも高レベルである状態を考える。この時、QMI
I、Q、Ml2,9M13はオフであシ、QMI4のみ
がオンである。したがって、QBII。Consider a state in which both outputs are at a high level. At this time, QMI
I, Q, M12, 9M13 are off, and only QMI4 is on. Therefore, QBII.
QBl2ともにオフである。この状態のもとで出力OU
Tが何かの原因(たとえば出力に接続される負荷のリー
ク電流等)で低レベルとなったとするとQMI2がオン
となりQBIIに入力端INからベース電流が供給され
出力OU Tは高レベルに保たれる。OUTが高レベル
にある限vQB11はオフであり、従がって定常状態で
は殆んど電流は流れない。次に、入力INが高レベルか
ら低レベルに切換わる状態を考える。切換わった直後は
出力OUTはまだ高レベルにある。この状態ではQMI
1 、QMI 3がオン、 Q、Ml 2. QM
14はオフである。QBIIのベースに蓄積されていた
電荷はQMIIにより引抜かれQBIIはオフとなり、
一方、QBl2にはQM13全経てベース電流が供給さ
れるのでオンとなる。従がって、QBl2のコレクタに
はそのベース電流のhue倍の電流が流れるので、出力
OUTは急速に低レベルに向かう。出力OUTが低レベ
ルになると、出力OUTからQ、B12へのベース電流
は供給されなくなり、QBl2はオフとなる。この状態
ではQMI 1 、QMI 2もオンとなっているが、
QBIIのベース電荷は既に引抜かれているので、電流
は流れない。つまり、入出力ともに低レベルの定常状態
にあっても、電流はリーク電流以外は流れない。次に、
入力が低レベルから、高レベルと切換わる場合について
考える。入力が切換わった直後は、出力はまだ低レベル
にある。したがって、QMI 1はオフ、QMI2はオ
ン、9M13はオフ、QMI4はオンとなり、QMI2
を経てQBIIにベース電流が供給される一方、QBl
2のベース電荷はQMI4によシ引抜かれる。したがっ
て、QBl2は急速にオフとなり、出力OUTはQBI
Iにより高レベルへと向かう。出力OUTが完全に高レ
ベルとなるとQMI2はオフとなシ、最初に説明した状
態に戻る。Both QBl2 are off. Under this condition, the output OU
If T becomes low level due to some reason (for example, leakage current of the load connected to the output), QMI2 turns on, base current is supplied to QBII from the input terminal IN, and the output OUT is kept at a high level. It will be done. As long as OUT is at a high level, vQB11 is off, and therefore almost no current flows in the steady state. Next, consider a state in which the input IN switches from high level to low level. Immediately after switching, the output OUT is still at a high level. In this state, QMI
1, QMI 3 is on, Q, Ml 2. QM
14 is off. The charge accumulated in the base of QBII is extracted by QMII and QBII is turned off.
On the other hand, QBl2 is turned on because the base current is supplied through all of QM13. Therefore, a current hue times the base current flows through the collector of QB12, so that the output OUT rapidly goes to a low level. When the output OUT becomes a low level, the base current is no longer supplied from the output OUT to Q and B12, and QB12 is turned off. In this state, QMI 1 and QMI 2 are also on, but
Since the base charge of QBII has already been extracted, no current flows. In other words, even if both input and output are in a steady state with low levels, no current flows except for leakage current. next,
Consider the case where the input changes from low level to high level. Immediately after the input switches, the output is still at a low level. Therefore, QMI1 is off, QMI2 is on, 9M13 is off, QMI4 is on, and QMI2
While the base current is supplied to QBII through
The base charge of 2 is extracted by QMI4. Therefore, QBl2 turns off quickly and the output OUT becomes QBI
I move towards a higher level. When the output OUT becomes completely high level, QMI2 is turned off and returns to the state described at the beginning.
以上説明したように、第5図の回路でも入出力が高また
は低レベルに留まっている限りはリーク電流が流れるだ
けで消費電力は殆んど零であり、電力は切換の過渡時に
流れるだけである。したがって、全体として消費電力は
、第3.4図の実施例と同様に、0MO8と同様と考え
てよく、また実効的にCMOSゲートのgmがhFW倍
されると考えてよいことは、第3.4図の実施例の場合
と同じである。As explained above, even in the circuit shown in Figure 5, as long as the input and output remain at high or low levels, only leakage current flows and power consumption is almost zero, and power only flows during switching transitions. be. Therefore, the power consumption as a whole can be considered to be the same as 0MO8, similar to the embodiment shown in Fig. 3.4, and it can be considered that the gm of the CMOS gate is effectively multiplied by hFW. This is the same as in the embodiment shown in Figure 4.
第6図は本発明のもう一つの実施例である。この実施例
と第5図の実施例との違いは、第5図で出力OUTに接
続されていたQMIIのドレーンが第6図ではQB12
0ペースに接続されている点だけである。第6図の回路
では、入力が低レベルから高レベルへと切換わる時に、
QBllのベースから引抜かれた電荷はQBl2にベー
ス電流として供給され、したがってその分だけQBl2
がオンとなる時間が早くなる。その他の動作については
、第6図と第5図は同じである。なお、第5.6図の回
路では、QBlのベース電流を前段回路が供給しなけれ
ばならないので、第3.4図の場合に比べ前段に多少大
きな駆動能力が必要とされる。FIG. 6 shows another embodiment of the invention. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 5 is that the drain of QMII, which was connected to the output OUT in FIG. 5, is QB12 in FIG.
The only point is that it is connected to 0 pace. In the circuit shown in Figure 6, when the input switches from low level to high level,
The charge extracted from the base of QBll is supplied to QBl2 as a base current, and therefore QBl2
turns on faster. Regarding other operations, FIG. 6 and FIG. 5 are the same. In the circuit shown in FIG. 5.6, the base current of QBl must be supplied by the front-stage circuit, so the front-stage circuit requires a somewhat larger driving capability than in the case of FIG. 3.4.
第7図は、本発明の更にもう一つの実施例の回路図であ
る。この実施例では、第3,4図、または第5.6図に
おいてQMI、QM2、またはQMII、QMI2をと
り去り、QB1″!、たけQBIIのベースを直接入力
端子に接続した形となっている。この場合、QBlは入
力が極く低レベルにある以外の時はオン状態にあるので
、入力に乗った雑音は全て出力側に現われるという欠点
を有している。しかし、雑音余裕度が充分に確保されて
いる場合には、この回路を使用できる。なおこの回路の
動作については、第3〜6図の動作説明から明らかであ
るので、説明を省く。FIG. 7 is a circuit diagram of yet another embodiment of the present invention. In this embodiment, QMI, QM2, or QMII, QMI2 in Figures 3, 4, or 5.6 are removed, and the bases of QB1''! and QBII are directly connected to the input terminals. In this case, QBl is in the on state except when the input is at an extremely low level, so it has the disadvantage that all the noise on the input appears on the output side.However, if the noise margin is sufficient This circuit can be used if this is secured.The operation of this circuit is clear from the explanation of the operation shown in FIGS. 3 to 6, so the explanation will be omitted.
以上説明してきた回路の使用例について簡単に述べる。A usage example of the circuit described above will be briefly described.
第8図は3人力CM08 NANDゲートAと第6図
の実施例Bとt組み合わせた例で、全体として3人力N
AND回路を構成している。この回路の遅延時間を、現
在高速バイポーラ論理回路として最も標準的なECL回
路の遅延時間と、同一レベルのプロセス全仮定して比較
した。その結果、負荷容i1 pFに対して、第8図の
回路の遅延時間はECLとほぼ同一となることがわかっ
た。また、A、B両部分での遅延時間はほぼ等しく E
CLの遅延時間のそれぞれ約半分であった。Fig. 8 shows an example in which a three-man-powered CM08 NAND gate A is combined with embodiment B of Fig. 6, and the entire three-man-powered NAND gate is
It constitutes an AND circuit. The delay time of this circuit was compared with the delay time of an ECL circuit, which is currently the most standard high-speed bipolar logic circuit, assuming that all processes are at the same level. As a result, it was found that for a load capacitance i1 pF, the delay time of the circuit shown in FIG. 8 is almost the same as that of ECL. Also, the delay time in both parts A and B is almost equal E
Each delay time was approximately half of that of CL.
また、この時の消費電力はスイッチング・サイクル時間
50nse仮定してECLの約20分の1と極めて僅か
である。つまり、第8図の回路を使用すれば、消費電力
の点からはECLの約20倍高集積のLSIt−構成し
、単位ゲートの遅延時間全基本的にはECLと同程度に
できることになる。Further, the power consumption at this time is extremely small, about 1/20 of ECL, assuming a switching cycle time of 50 ns. In other words, if the circuit shown in FIG. 8 is used, it is possible to construct an LSIt which is about 20 times more highly integrated than the ECL in terms of power consumption, and the total delay time of the unit gate can be basically the same as that of the ECL.
また、本発明のバッファの使用法として、別のアプロー
チも可能である。第9図はその概念を示したもので、A
はCMOSゲートを複数個組合わせた論理回路網であp
、B、B’等は本願発明のバッファ回路である。この場
合、CMOSゲートの回路網は、各ゲートの負荷が充分
軽いと考えられる程度の範囲でまとめられており、各C
MOSゲートは軽負荷(つまり負荷ゲートが近くに配置
されておシ、配線容量等が少ない)の条件で動作してい
る。一方、チップ内の遠方に配置されているゲートへの
入力全印加するとか、またはファンアウトが多いとかで
負荷が重い場合には、信号はバッファ回路B等を介して
伝達される。したがって、負荷による遅延時間の増加は
少ない。このような使用法のいったって簡単な場合を第
10図に示す。この場合、たとえばI2から入力された
信号は、CMOSゲートAI、A3.A4?経てB2で
バッファされて出力02へ出へ行く。この場合、A1.
A3.A4の負荷は軽いので各々ECLの約172の遅
延時間で動作する。また、出力02の負荷が重くても、
この部分も約ECLの1/2の遅延時間で動作するので
、全体としてECLの2倍の遅延時間でゲート3段が動
作することになる。この遅延時間の低減は、CMOSゲ
ート回路網部分での縦続ゲート数が多い程大きくなる。Other approaches to using the buffers of the present invention are also possible. Figure 9 shows the concept, and A
is a logic circuit network that combines multiple CMOS gates.
, B, B', etc. are buffer circuits of the present invention. In this case, the CMOS gate circuit network is grouped within a range that is considered to have a sufficiently light load on each gate, and each CMOS gate is
The MOS gate operates under light load conditions (that is, the load gate is placed nearby and the wiring capacitance is small). On the other hand, when the load is heavy, such as when all inputs are applied to gates located far away within the chip, or when there is a large fan-out, the signal is transmitted via the buffer circuit B or the like. Therefore, the increase in delay time due to load is small. A fairly simple case of such usage is shown in FIG. In this case, for example, the signal input from I2 is applied to the CMOS gates AI, A3 . A4? After that, it is buffered at B2 and goes out to output 02. In this case, A1.
A3. Since the load on A4 is light, each operates with a delay time of about 172 ECLs. Also, even if the load on output 02 is heavy,
Since this portion also operates with a delay time of approximately 1/2 of ECL, the three stages of gates operate with a delay time twice as long as ECL as a whole. This reduction in delay time becomes greater as the number of cascaded gates in the CMOS gate network increases.
しかし、一般にゲート数が多くなると負荷も大きくなる
ので、どこかに最適点がある。この最適点は、使用する
プロセス・テクノロジー、回路設計技術のレベル等で決
まる。!た、第9図に示した使用方法の場合、バイポー
ラ・CMOSノ(ソファの使用個数が減少するので、バ
ッファ使用によるチップ面積増加も少なく押え得る。ま
た、実際に使用する際には、論理ゲート網に対するバイ
ポーラCMO8複合バッファとしては、ノンインバータ
型とインバータ型との両者を組合わせて使うことになろ
うが、その場合インバータ型の)(ソファとしては従来
型のどのようなもの全本発明のバッファと組合わせて使
用してもよい。However, since the load generally increases as the number of gates increases, there is an optimum point somewhere. This optimum point is determined by the process technology used, the level of circuit design technology, etc. ! In addition, in the case of the method of use shown in Fig. 9, the number of bipolar CMOS chips used is reduced, so the increase in chip area due to the use of buffers can be kept to a minimum. As a bipolar CMO8 composite buffer for the network, a combination of both non-inverter type and inverter type will be used. May be used in combination with a buffer.
なお、本発明においてMOS )ランジスタの■τuk
変えることにより、速度、消費電力、出力レベルなどを
変え得るが、それは設計の問題であシ、本発明の範囲内
にあることはいうまでもない。In addition, in the present invention, ■τuk of the MOS) transistor
By changing the speed, power consumption, output level, etc., it is possible to change the speed, power consumption, output level, etc., but it goes without saying that this is a matter of design and is within the scope of the present invention.
また、npn)ランジスタ1pnp )ランジスタに変
えpチャンネルMO8I−ランジスタとnチャンネルM
OSトランジスタのとを入れ替えても、同様な動作をさ
せ得ることは言うまでもない。Also, replace npn) transistor 1pnp) transistor with p-channel MO8I-ransistor and n-channel M
It goes without saying that the same operation can be achieved even if the OS transistors are replaced.
以上のように本願発明により、ノンインノく一タ型の高
速、低消費電力の複合バッファ回路が得られ、もって駆
動能力の高い所望の論理回路が容易に構成できるのでそ
の工業的価値は太きい。As described above, according to the present invention, a non-inverter type high speed, low power consumption composite buffer circuit can be obtained, and since a desired logic circuit with high driving ability can be easily constructed, its industrial value is great.
第1図は、従来のインバータ型のバッファ回路、第2図
は、バッファ回路の使用方法金示した図、第3図は本発
明の一実施例、第4図は本発明のもう一つの実施例、第
5図は本発明の更にもう一つの実施例、第6図は本発明
の更にもう一つの実施例、第7図は本発明の更にもう一
つの実施例、第8図は本発明のバッファの使用方法の一
例、第9図は、本発明のバッファの使用方法のもう一つ
の例の概念図、第10図は第9図の概念を具体化し第
1 図
箭2 図 第3図
y]4 図
劉 5 図
第 6 口
〒
第7 n
VJ B 図Fig. 1 shows a conventional inverter type buffer circuit, Fig. 2 shows how the buffer circuit is used, Fig. 3 shows one embodiment of the present invention, and Fig. 4 shows another embodiment of the present invention. Examples, FIG. 5 shows yet another embodiment of the invention, FIG. 6 shows yet another embodiment of the invention, FIG. 7 shows yet another embodiment of the invention, and FIG. 8 shows another embodiment of the invention. FIG. 9 is a conceptual diagram of another example of how to use the buffer of the present invention, and FIG. 10 is a conceptual diagram of another example of how to use the buffer of the present invention.
1 Figure 2 Figure 3 y] 4 Figure Liu 5 Figure 6 Mouth〒 7th n VJ B Figure
Claims (1)
ぞれ接続され、入力端にベースが接続された第1のnp
n (pnp) トランジスタと、前記出力端と第2の
電源端にそれぞれコレクタ、エミッタが接続された第2
のnpn(pnp)トランジスタと、 前記第2のnpn (pnpJ )ランジスタのコレク
タ、ベース間に接続され、そのゲートが前記入力端に接
続されたp(n)チャネルMOSトランジスタと、 前記第2のnpn (pnp))ランジスタのベース、
エミッタ間に接続され、そのゲートが前記入力端に接続
されたncp)チャネルMOSトランジスタとを含むバ
ッファ回路。 2 第1の電源端と出力端にコレクタ、エミッタがそれ
ぞれ接続された第1のnpn(pnp)トランジスタと
、 前記出力端と第2の電源端にそれぞれコレクタ、エミッ
タが接続された第2のn pn (1)nl))トラン
ジスタと、 前記第1のnpn (pnp))ランジスタのコレクタ
、ベース間に接続され、そのゲートが入力端に接続され
た第1のn (p)チャネルMOSトランジスタと、 前記第1のflpn Cpnp) トランジスタのベー
ス、エミッタ間に接続され、そのゲートが前記入力端に
接続された第2のn(1))や亜主チャネルMO8)ラ
ンジスタと、 前記第1のn1ln (1)nl)) トランジスタの
ベース、、cミッタ間、もしくは前記第1.第2のnp
n (1)np)I−ランジスタのベース間に接続され
、そのゲートが前記入力端に接続式れた第1の1)(n
)チャネルMOSトランジスタと1 前記第2のnpn Cpnp) トランジスタのコレク
タ、ベース間に接続され、そのゲートが前記入力端に接
続された第2のp(n)チャネルMOSトランジスタと
を含むバッファ回路。 3.特許請求の範囲第2項に記載Ω第1のnチャネルト
ランジスタはデプリーション型であることを特徴とする
バッファ回路。 4、第1の電源端と出力端にコレクタ、エミッタがそれ
ぞれ接続された第1のnpn (pnp)トランジスタ
と、 前記出力端と第2の電源端にそれぞれコレクタ、エミッ
タが接続された第2のnpn(pnp)トランジスタと
、 前記第1のnl)n Cpnp) トランジスタのペー
ス、エミッタ間、もしくは前記第1.第2のnpn (
pnp)ト’)ンジスタのペース間に接続され、そのゲ
ートが入力端に接続された第1のp(n)チャネルMO
Sトランジスタと、前記第1のnpn (pnp) ト
ランジスタのベースと前記入力端間に接続され、そのゲ
ートが前記第1のnpn (pnp))ランジスタのエ
ミッタに接続された第2のp(n)チャネルMO8)ラ
ンジスタと、 前記第2のnpn (pnp))ランジスタのコレクタ
、ベース間に接続され、そのゲートが前記入力端に接続
された第3のp(n)チャネH晒 )千うンジスタと、 前記第2のnpn (I)nl)) トランジスタのン
ジスタとを含むバッファ回路。[Claims] 1. A first np whose collector and emitter are respectively connected to the first power supply end and output end, and whose base is connected to the input end.
n (pnp) transistor, and a second transistor whose collector and emitter are connected to the output terminal and the second power supply terminal, respectively.
a p(n) channel MOS transistor connected between the collector and base of the second npn (pnpJ) transistor and having its gate connected to the input terminal; (pnp)) base of transistor,
a ncp) channel MOS transistor connected between emitters and having its gate connected to the input terminal. 2. A first npn (pnp) transistor whose collector and emitter are connected to a first power supply terminal and an output terminal, respectively, and a second npn (pnp) transistor whose collector and emitter are respectively connected to the output terminal and a second power supply terminal. a first n(p) channel MOS transistor connected between the collector and base of the first npn (pnp)) transistor, and having its gate connected to the input terminal; a second n(1)) or sub-main channel MO8) transistor connected between the base and emitter of the first flpn (Cpnp) transistor and whose gate is connected to the input terminal; 1)nl)) between the base of the transistor, , c-mitter, or the first . second np
n (1) np) I - a first 1) (n
) channel MOS transistor; and a second p(n) channel MOS transistor connected between the collector and base of the second npn (Cpnp) transistor and having its gate connected to the input terminal. 3. 3. The buffer circuit according to claim 2, wherein the Ω first n-channel transistor is of a depletion type. 4. A first npn (pnp) transistor whose collector and emitter are connected to the first power supply end and the output end, respectively; and a second npn (pnp) transistor whose collector and emitter are connected to the output end and the second power supply end, respectively. an npn (pnp) transistor; The second npn (
a first p(n) channel MO connected between the paces of the pnp) transistor and having its gate connected to the input end;
a second p(n) transistor connected between the base of the first npn (pnp) transistor and the input terminal, and having its gate connected to the emitter of the first npn (pnp) transistor; a third p(n) channel MO8) transistor connected between the collector and base of the second npn (pnp) transistor, and whose gate is connected to the input terminal; , the second npn (I)nl)) transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57116771A JPS598431A (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Buffer circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP57116771A JPS598431A (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Buffer circuit |
Related Child Applications (1)
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JP4035995A Division JPH05206837A (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Buffer circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS598431A true JPS598431A (en) | 1984-01-17 |
JPH0440893B2 JPH0440893B2 (en) | 1992-07-06 |
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ID=14695316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP57116771A Granted JPS598431A (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Buffer circuit |
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Country | Link |
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