JPS60142618A - Input buffer circuit - Google Patents

Input buffer circuit

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JPS60142618A
JPS60142618A JP58252179A JP25217983A JPS60142618A JP S60142618 A JPS60142618 A JP S60142618A JP 58252179 A JP58252179 A JP 58252179A JP 25217983 A JP25217983 A JP 25217983A JP S60142618 A JPS60142618 A JP S60142618A
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JP
Japan
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circuit
buffer circuit
input
output signal
level
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JP58252179A
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Japanese (ja)
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Masahiro Iwamura
将弘 岩村
Kuniaki Masuda
増田 邦朗
Masanori Odaka
小高 雅則
Hideaki Uchida
英明 内田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
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    • H03K19/00323Delay compensation
    • HELECTRICITY
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    • 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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    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/15Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
    • H03K5/151Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs

Abstract

PURPOSE:To eliminate the difference in delay time between an inverted and an inverted output, to improve the ability to drive a load, and to perform high- speed switching by providing a buffer of K-stage constitution to an output stage by using an MOS bipolar composite circuit which performs unsaturated operation. CONSTITUTION:An address input Ai is inputted to the level converting circuit composed of an inverter circuit 101 for level conversion which converts, for example, the input of a TTL level into the signal of a CMOS level and an inverter circuit 102 which adjusts leading edge and trailing edge characteristics. The uninverted input buffer circuit 103 consisting of PMOSM3, NMOSM7, NPNQ1 and NPNQ2 and the inverted input buffer 104 consisting of PMOSM4, NMOSM8, M9, M10, NPNQ3, and NPNQ4 generate an uninverted output signal ai and an inverted output signal -ai respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明μ人カバツファ回路に係り、特に高速な半導体メ
モリ等に好適な入力バッファ回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a μ buffer circuit, and particularly to an input buffer circuit suitable for high-speed semiconductor memories and the like.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

第1図に半導体メモリのブロック構成図を示す。 FIG. 1 shows a block diagram of a semiconductor memory.

図において、10−1.10−2.10−M。In the figure, 10-1.10-2.10-M.

10−M+1.10−M+2.10−M十Nは夫々人力
バッファ回路であシ、夫々の入力に対して非反転出力と
反転出力を有する。11は行デコーダ回路、12は行ド
ライバ回路であシ、メモリセルアレイ15に行アドレス
を与える。13は列デコーダ回路、14は列ドライバ回
路であシ、メモリセルアレイ15に列アドレスを与える
。メモリセルアレイ15に2 行×2 列のメモリセル
がマトリクス状に配列される。半導体メモリとしては大
容量かつ高速、低消費電力が望まれるが、大容量、低消
費電力の要求を満たすにはCM OSメモリが好適であ
る。しかしながら、現状でldcMOsメモリの速度は
バイポーラメモリに比べて遅いので高速化の努力が続け
られている。メモリの速度はアクセスタイムで定義され
るが、アクセスタイムを速くするには、第1図において
、入力バッファ回路、行および列デコーダ回路、行およ
び列ドライバ回路、メモリセルアレイおよび図示されて
いないセンスアンプ、出力バッファ回路のそれぞれを速
くする必要がある。高速メモリにおいては上記、各回路
の速度は数nsから十数nsであυ、それぞれの速度の
改善がメモリシステム全体として大きな速度の改善につ
ながる。とくに入力バッファ回路10の速度改善はそれ
自体の高速化に加えて後段のデコーダ回路11.13の
高速化、低消費電力化にも寄与するので効果が大きい。
Each of 10-M+1.10-M+2.10-M1N is a manual buffer circuit, and has a non-inverting output and an inverting output for each input. 11 is a row decoder circuit, and 12 is a row driver circuit, which provides a row address to the memory cell array 15. 13 is a column decoder circuit, and 14 is a column driver circuit, which provides a column address to the memory cell array 15. In the memory cell array 15, memory cells of 2 rows and 2 columns are arranged in a matrix. Semiconductor memories are desired to have large capacity, high speed, and low power consumption, and CMOS memories are suitable for meeting the requirements for large capacity and low power consumption. However, the speed of ldcMOS memory is currently slower than that of bipolar memory, and efforts are being made to increase the speed. The speed of memory is defined by the access time, and in order to speed up the access time, in FIG. , it is necessary to make each of the output buffer circuits faster. In a high-speed memory, the speed of each circuit is from several ns to more than ten ns, and improvement in each speed leads to a large speed improvement in the memory system as a whole. In particular, improving the speed of the input buffer circuit 10 has a large effect because it not only increases the speed of the input buffer circuit 10 itself, but also contributes to increasing the speed and reducing power consumption of the subsequent decoder circuits 11 and 13.

第2図は従来例であるCMO8人カバツファ回路を示す
FIG. 2 shows a conventional eight-person CMO buffer circuit.

図においてMl−M5jriPMOSトランジスタ、M
6〜MIOはNMO8)ランジスタであり、21〜25
は夫々CMO8インバータ回路を構成している。とくに
、インバータ回路21はレベル変換の機能を狩っている
。たとえば外部の低振幅T T L信号(0,8V 〜
2.OV ) e内部のCMOSレベル悟号(0V〜5
V)に変換するためインバータ回路21の論理閾値は約
1,5Vに設計される。
In the figure, Ml-M5jri PMOS transistor, M
6 to MIO are NMO8) transistors, and 21 to 25
constitute a CMO8 inverter circuit, respectively. In particular, the inverter circuit 21 has a level conversion function. For example, an external low amplitude TTL signal (0.8V ~
2. OV) e Internal CMOS level Gogo (0V~5
V), the logic threshold of the inverter circuit 21 is designed to be approximately 1.5V.

このため、PM08Mxに比べてNMOS M 6のサ
イズW/L(チャネル幅/チャネル長)は通常数倍の大
きさになる。したがって、インバータ回路21の出力の
立上り時間が遅く、立下り時間との差が著しく大きくな
る。インバータ回路22はこの差をなくすために必要で
あり、PMO8M2とNMO8M7のサイズ比を変える
ことにより、立上り、立下シの遅延時間を調螢する。
Therefore, the size W/L (channel width/channel length) of NMOS M6 is usually several times larger than that of PM08Mx. Therefore, the rise time of the output of the inverter circuit 21 is slow, and the difference from the fall time becomes significantly large. The inverter circuit 22 is necessary to eliminate this difference, and by changing the size ratio of PMO8M2 and NMO8M7, the delay time of rise and fall is adjusted.

アドレス入力信号AIに対する非反転出力信号aIはイ
ンバータ回路22の出力に2ケのインバータ回路23.
24を接続して取シ出す。また、アドレス入力信号A+
に対する反転出力信号iはインバータ回路22の出力に
インバータ回路25を接続して取シ出す。したがって、
非反転出力信号atと反転出力信号石とにはインバータ
1段分の遅延時間tdl、td2の差Δtdがあシ、そ
の動作波形は第3図のようになる。両者の遅延時間tc
tl、td2に差Δtdがあるとメモリシステムとして
は遅い方の信号で動作することになる。また、両者の遅
延時間の差は後段のデコーダ回路でハザードが発生し、
回W!r@作に悪影響を及ばず恐れがある。
A non-inverted output signal aI for the address input signal AI is sent to the output of the inverter circuit 22 through two inverter circuits 23.
24 and take it out. Also, the address input signal A+
The inverted output signal i for the inverter circuit 22 is extracted by connecting an inverter circuit 25 to the output of the inverter circuit 22. therefore,
There is a difference Δtd between the delay times tdl and td2 corresponding to one stage of inverter between the non-inverted output signal at and the inverted output signal stone, and the operating waveform thereof is as shown in FIG. Delay time tc between both
If there is a difference Δtd between tl and td2, the memory system will operate with the slower signal. In addition, the difference in delay time between the two causes a hazard to occur in the subsequent decoder circuit,
Times W! r@ There is a fear that it will not have a negative impact on the work.

第4図はCMO8人カバツカバッファ従来例を示す。図
において、M1〜M5はPMO8)ランジスタ、M6〜
MIOはNMO8)ランジスタであり、41,42.4
5はCMOSインバータ回路を構成している。インバー
タ回路41と42の働きに第2図のインバータ回路21
.22と同じである。この回路では非反転出力信号at
と反転出力信号りとキモ+の相補出力を得るために、交
差接続されたインバータ回路43.44が設けられてい
る。このインバータ回路43.44の動作は次の通りで
める1゜いま、アドレス入力信号人11が高レベルのと
き、インバータ回路42の出力信号は高レベルであシ、
インバータ回路45の出力信号は低レベルである。した
がって、NMO8M8゜PMO8M4がオンになり、N
MO8M9 、PMO8M3がオフになる。この結果非
反転出力信号alu高レベルになシ、反転出力信号tは
低レベルになる。
FIG. 4 shows a conventional example of a Kabatuka buffer for eight CMOs. In the figure, M1-M5 are PMO8) transistors, M6-
MIO is NMO8) transistor, 41,42.4
5 constitutes a CMOS inverter circuit. The inverter circuit 21 in FIG.
.. It is the same as 22. In this circuit, the non-inverted output signal at
Cross-connected inverter circuits 43, 44 are provided to obtain complementary outputs of the inverted output signals RI and KIMO+. The operation of the inverter circuits 43 and 44 is as follows: 1. Now, when the address input signal 11 is at a high level, the output signal of the inverter circuit 42 is at a high level.
The output signal of the inverter circuit 45 is at a low level. Therefore, NMO8M8゜PMO8M4 is turned on and NMO8M8゜PMO8M4 is turned on.
MO8M9 and PMO8M3 are turned off. As a result, the non-inverted output signal alu becomes high level and the inverted output signal t becomes low level.

次にアドレス入力信号A1が低レベルのとき、インバー
タ回路42の出力信号が低レベル、インバータ回路45
の出力信号が高レベルになる。したがって、NMO8M
9 、PM08M3がオン、NMO8M8 、PM08
M4がオフになる。この結果、非反転出力信号alは低
レベルになシ、反転出力信号iは高レベルになる。この
回路の動作波形は第5図に示すようになり、非反転出力
信号a1、反転出力信号iともに立下り遅延時間tdl
Next, when the address input signal A1 is at a low level, the output signal of the inverter circuit 42 is at a low level, and the inverter circuit 45
output signal becomes high level. Therefore, NMO8M
9, PM08M3 is on, NMO8M8, PM08
M4 turns off. As a result, the non-inverted output signal al becomes low level and the inverted output signal i becomes high level. The operating waveforms of this circuit are shown in FIG. 5, and both the non-inverted output signal a1 and the inverted output signal i have a falling delay time tdl.
.

td4に比べて立上り遅延時間id2.td3が遅くな
り、メモリシステムとしては遅い方の信号で動作をする
ことになる。この回路は第2図の回路と異な)、非反転
出力信号al、反転反転出力信号弁に高レベルになる期
間が無いため、後段のデコーダ回路でハザードが発生す
ることは無いが、回路動作上PMO8M3とNMO8M
8またはPMO8M4とNMO8M9が同時オンになっ
ている期間があるため、非反転出力信号al、反転出力
信号石が高レベル又は低レベルにスイッチする時間が遅
くなるばかりでカ<、電源電位Vccから接地電位GN
Dに向って貫通電流が流れるため消費電力が大きくなる
欠点がある。
Rise delay time id2. compared to td4. td3 becomes slower, and the memory system operates using the slower signal. This circuit is different from the circuit shown in Figure 2), since there is no period when the non-inverting output signal al and the inverting/inverting output signal valve are at a high level, no hazard will occur in the subsequent decoder circuit, but it will affect the circuit operation. PMO8M3 and NMO8M
8 or PMO8M4 and NMO8M9 are simultaneously on for a period of time, so the time for the non-inverted output signal al and the inverted output signal stone to switch to high level or low level is delayed. Potential GN
Since a through current flows toward D, there is a drawback that power consumption increases.

以上で述べた欠点の他、第2図、第4図の従来例では回
路の出力部が0M08回路で構成されているため、負荷
の増加に対する遅延時間の増加の割合が太きいという共
通の欠点がある、この欠点はメモリの高速化に対する一
つの阻害要因となるばかりでなく、複数のアドレスバッ
ファ相互間のファンアウトや配線長に相違があるとアド
レスのスキューが大きくなり、後段に接続されたデコー
ダ回路ニかノ・ザードが発生したシ、メモリセルの多重
選択による誤動作の原因に力ったりする。
In addition to the drawbacks mentioned above, in the conventional examples shown in FIGS. 2 and 4, the output section of the circuit is composed of a 0M08 circuit, so a common drawback is that the ratio of increase in delay time to increase in load is large. However, this drawback not only becomes an impediment to speeding up memory, but also increases address skew when there is a difference in fan-out or wiring length between multiple address buffers, and This can be a cause of malfunctions due to multiple selection of memory cells when the decoder circuit doubles or doubles.

また、入力バッファ回路の負荷が重くなるとその出力の
立上り、立下シの動作はよシゆるやかになるが、これは
後段に接続されるデコーダ回路の動作速度を低下させ、
消費電力を増大させる要因となる。
Furthermore, when the load on the input buffer circuit becomes heavy, the rise and fall operations of its output become more gradual, but this reduces the operating speed of the decoder circuit connected to the subsequent stage.
This becomes a factor that increases power consumption.

第6図はMOSサイズがW/L=10のインバータ回路
を例に入力波形の立上シ、立下り時間tr。
FIG. 6 shows the rise and fall times tr of the input waveform using an example of an inverter circuit with a MOS size of W/L=10.

tfと遅延時間tpdとの関係を示したもので、入力信
号の波形に対する依存性の大きさが理解できよう。
This figure shows the relationship between tf and delay time tpd, and the degree of dependence on the waveform of the input signal can be understood.

第7図は同じCMOSインバータの入力波形立上り、立
下り時間のtr、tfと消費電力pdの関係したもので
、立上り、立下り時間tr、tfが大きくなるほどPM
O8とNMOSとが同時にオンしている期間が長くなる
ため消費電力が増大する。
Figure 7 shows the relationship between input waveform rise and fall times tr and tf of the same CMOS inverter and power consumption pd.The larger the rise and fall times tr and tf are, the more PM
Since the period during which O8 and NMOS are simultaneously on becomes longer, power consumption increases.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の第1の目的は非反転出力信号と反転出力信号の
遅延時間の差がなり人力バッファ回路を提供することに
ある。
A first object of the present invention is to provide a manual buffer circuit in which the difference in delay time between a non-inverted output signal and an inverted output signal is achieved.

さらに本発明の他の目的は負荷の駆動能力が筒く、高速
スイッチングが可能ガ入カバツファ回路を提供すること
にある。
Still another object of the present invention is to provide a buffer circuit with a large load driving capacity and capable of high-speed switching.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明式カバソファ回路の特徴とするところは非反転出
力信号と反転出力信号の遅延時間差をなくすため、出力
段にに膜構成の非反転バッファ回路と反転バッファ回路
とを併設することにある。
The feature of the inventive cover sofa circuit is that a non-inverting buffer circuit and an inverting buffer circuit having a membrane structure are provided in the output stage in order to eliminate the delay time difference between the non-inverting output signal and the inverting output signal.

さらに、本発明の好ましい実施態様では、高負荷駆動能
力、高速スイッチングを実現するため、前記非反転バッ
ファ回路及び反転バッファ回路は入力部をMOS)ラン
ジスタ、出力部をバイポーラトランジスタで構成した非
飽和動作のMOS。
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, in order to achieve high load drive capability and high-speed switching, the non-inverting buffer circuit and the inverting buffer circuit have non-saturation operation in which the input section is composed of a MOS transistor and the output section is composed of a bipolar transistor. MOS.

バイポーラ複合回路である。It is a bipolar composite circuit.

また、本発明の好ましい実施態様では、入力レベル変換
回路は複数段のインバータ回路で構成され、K−1であ
る。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, the input level conversion circuit is composed of a plurality of stages of inverter circuits, and is K-1.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第8図は本発明の構成概要図である。FIG. 8 is a schematic diagram of the configuration of the present invention.

図において、81は例えば’I’TLレベルの入力信号
を0MO8レベルの信号に変換するレベル変換用のイン
バータ回路、82は立上シ特性と立下(9) シ特性を調整するためのインバータ回路であり、入力レ
ベル変換回路を構成する。83は非反転バ、ソファ回路
、84は反転バッファ回路である。非反転バッファ回路
83と非反転バッファ回路840入力はインバータ82
の出力に共通接続されており、アドレス人力A+に対し
て非反転出力信号alと反転出力信号ηを発生する。
In the figure, 81 is an inverter circuit for level conversion that converts, for example, an input signal at the 'I'TL level to a signal at 0MO8 level, and 82 is an inverter circuit for adjusting the rising and falling (9) characteristics. and constitutes an input level conversion circuit. 83 is a non-inverting buffer circuit, and 84 is an inverting buffer circuit. The inputs of the non-inverting buffer circuit 83 and the non-inverting buffer circuit 840 are the inverter 82.
, and generates a non-inverted output signal al and an inverted output signal η for the address input A+.

本実施例の動作波形は第9図に示すようになり、入力信
号AIに対して出力信号al、alの遅延時間ハ夫々t
d1.td2になるが、非反転バッファ回路83と反転
バッファ回路84の入力はインバータ回路82の出力に
共通接続され、且つ、夫々を1段構成のバッファとすれ
ばldlとtd2の差を零ま−fc、rs、極めて小な
り値にすることは容易である。
The operating waveforms of this embodiment are as shown in FIG. 9, and the delay times of the output signals al and al with respect to the input signal AI are t
d1. td2, but if the inputs of the non-inverting buffer circuit 83 and the inverting buffer circuit 84 are commonly connected to the output of the inverter circuit 82, and each is a one-stage buffer, the difference between ldl and td2 can be reduced to zero -fc , rs, can easily be made extremely small.

第10図に本発明の具体的実施例を示す。図において、
M1〜M4はPMO8)ランジスタ、M5〜MIOはN
MOS)ランジスタ、Q1〜Q4はNPN)ランジスタ
であり、PM08MlとNMO8NS、PMO8M2と
NMO8M6はCMOSMOSサイズ) −タ回路101,102であシ、入力レベル変換回路を
構成している、また、PMO8M3゜NMO8M7.N
PNQl、Q2で非反転バッファ回路103を構成し、
PM08M4 、NMO8M8、M9.MlO,NPN
Q3 、Q4で反転バッファ回路104を構成している
。なお、抵抗RとNMO8MOは入力保護回路100を
構成しており、入力信号にサージ等の過大電圧が印加さ
れた場合に内部回路の破壊を防止する。
FIG. 10 shows a specific embodiment of the present invention. In the figure,
M1 to M4 are PMO8) transistors, M5 to MIO are N
Q1 to Q4 are NPN) transistors, and PM08Ml and NMO8NS, PMO8M2 and NMO8M6 are CMOS MOS size) transistor circuits 101 and 102, and constitute an input level conversion circuit. .. N
PNQl and Q2 constitute a non-inverting buffer circuit 103,
PM08M4, NMO8M8, M9. MIO,NPN
Q3 and Q4 constitute an inverting buffer circuit 104. Note that the resistor R and NMO8MO constitute an input protection circuit 100, which prevents damage to the internal circuit when an excessive voltage such as a surge is applied to the input signal.

こ\で、非反転バッファ回路103の動作を説明する。Now, the operation of the non-inverting buffer circuit 103 will be explained.

いま、インバータ回路102の出力信号が低レベルから
高レベルにスイ、ツチするとpH[S M3がオフし、
NMO8M7がオンするためNPNQ2のベースは低レ
ベルにスイッチし、NPNQ2Uオフする。一方、NP
NQIにはPMO8M2からベース電流が供給され、非
反転出力信号a、は低レベルカラ高レベルにスイッチす
る。
Now, when the output signal of the inverter circuit 102 switches from a low level to a high level, the pH [S M3 turns off,
Since NMO8M7 turns on, the base of NPNQ2 switches to low level, turning off NPNQ2U. On the other hand, NP
A base current is supplied from PMO8M2 to NQI, and the non-inverted output signal a switches from low level to high level.

次に、インバータ回路102の出力信号が高レベルから
低レベルにスイッチするとNPNQIはオフとなる。一
方、PMO8M3がオン、NMO8M7(11) がオフとなるため、NPNQ2には非反転出力信号al
からPMO8M3を通してベース電流が供給され、NP
NQ2はオンになる。したがって、非反転出力信号al
は高レベルから低レベルにスイッチする。かくして、ア
ドレス入力信号A+に対して非反転出力信号atが得ら
れる。
Next, when the output signal of the inverter circuit 102 switches from high level to low level, NPNQI is turned off. On the other hand, since PMO8M3 is on and NMO8M7 (11) is off, NPNQ2 has a non-inverted output signal al.
The base current is supplied through PMO8M3 from NP
NQ2 turns on. Therefore, the non-inverted output signal al
switches from high level to low level. Thus, a non-inverted output signal at is obtained for the address input signal A+.

次に、反転バッファ回路104の動作を説明する。いま
、インバータ回路102の出力信号が低レベルから高レ
ベルにスイッチするとPMO8M4がオフ、NMO8M
8がオンとなるためNPNQ3のベースは低レベルにス
イッチし、NPNQ3はオフし、同時にNMO8MIO
もオフする。一方、NMO8M9がオンするためNPN
Q4には反転出力信号石からNMO8M9を通ってベー
ス電流が供給されるためNPNQ4はオンし、反転出力
信号iは高レベルから低レベルにスイッチする。
Next, the operation of the inversion buffer circuit 104 will be explained. Now, when the output signal of the inverter circuit 102 switches from low level to high level, PMO8M4 turns off and NMO8M
8 turns on, the base of NPNQ3 switches to low level, NPNQ3 turns off, and at the same time NMO8MIO
Also turns off. On the other hand, since NMO8M9 is turned on, NPN
Since the base current is supplied to Q4 from the inverted output signal stone through NMO8M9, NPNQ4 is turned on, and the inverted output signal i switches from high level to low level.

次に、インバータ回路102の出力信号が高レベルから
低レベルにスイッチするとNMO8M8゜M9がオフし
、NPNQ4もオフする。一方、PM08M4がオンす
るためNPNQ3のベース電(12) 位が高レベルにスイッチしNPNQ3とNMO8MIO
がオンする。したがって、反転出力信号層は低レベルか
ら高レベルにスイッチする。かくして、アドレス入力信
号人魚に対して反転出力信号iが得られる。
Next, when the output signal of the inverter circuit 102 switches from high level to low level, NMO8M8°M9 is turned off and NPNQ4 is also turned off. On the other hand, since PM08M4 is turned on, the base voltage (12) of NPNQ3 switches to high level, and NPNQ3 and NMO8MIO
turns on. Therefore, the inverted output signal layer switches from a low level to a high level. Thus, an inverted output signal i is obtained for the address input signal mermaid.

以上の動作過程で非反転バッファ回路103及び反転バ
ッファ回路104は入力信号が高レベル又は低レベルの
定常状態では電源電位Vccから接地電位GNDへの電
流パスが無いため低消費電力である。また、NPNQ1
〜Q4はスイッチングの過程でベース、コレクタ接合が
順バイアスされることがないので非飽和動作であシ、高
速スイッチング可能である。また、本発明実施例の非反
転バッファ回路および反転バッファ回路は出力部がバイ
ポーラトランジスタQ1〜Q4で構成されているため、
負荷に対する駆動能力が高く、前記、低消費電力に加え
て尚速スイッチングという理想的な特性を呈する。
In the above operation process, the non-inverting buffer circuit 103 and the inverting buffer circuit 104 consume low power because there is no current path from the power supply potential Vcc to the ground potential GND in a steady state where the input signal is at a high level or a low level. Also, NPNQ1
~ Q4 has a non-saturated operation because the base and collector junctions are not forward biased during the switching process, and high-speed switching is possible. Furthermore, since the output section of the non-inverting buffer circuit and the inverting buffer circuit of the embodiment of the present invention is composed of bipolar transistors Q1 to Q4,
It has a high driving capacity for loads, and exhibits the ideal characteristics of low power consumption and fast switching.

第11図及び第12図はCMOSインバータ回路と本実
施例に用いた非反転バッファ回路103(13) 及び反転バッファ回路104の特性比較を示す。
FIGS. 11 and 12 show a comparison of characteristics between the CMOS inverter circuit, the non-inverting buffer circuit 103 (13) and the inverting buffer circuit 104 used in this embodiment.

両者の比較においてCMOSインバータのMOSサイズ
W/L=10とし、反転バッファ回路のMO8サイズは
同様にW/L=10とし、NPNトランジスタのエミッ
タサイズをAl = 10μm2としている。第11図
は負荷容量CLに対する遅延時間t、d特性を示してい
る。図中実線(A)はCMOSインバータ回路、実線(
B)は本実施例による非反転バッファ回路103及び反
転バッファ回路104の特性を示す。
In comparing the two, the MOS size of the CMOS inverter is set to W/L=10, the MO8 size of the inverting buffer circuit is similarly set to W/L=10, and the emitter size of the NPN transistor is set to Al=10 μm2. FIG. 11 shows delay time t and d characteristics with respect to load capacitance CL. The solid line (A) in the figure is a CMOS inverter circuit, and the solid line (A) is a CMOS inverter circuit.
B) shows the characteristics of the non-inverting buffer circuit 103 and the inverting buffer circuit 104 according to this embodiment.

図より明らかガように、バイポーラ出力型の非反転バッ
ファ回路103及び反転バッファ回路104はCMO8
インバータ回路に比べて遅延時間tpdの容量負荷CL
依存性が極めて小さく、高速スイッチングができること
がわかる。
As is clear from the figure, the bipolar output type non-inverting buffer circuit 103 and inverting buffer circuit 104 are CMO8
Capacitive load CL with delay time tpd compared to inverter circuit
It can be seen that dependence is extremely small and high-speed switching is possible.

第12図は負荷容量CLに対する出力の立上り、立下り
時間tr、tfの特性を示している。図中実線(A)は
CMOSインバータ回路、実線(B)は本実施例による
非反転バッファ回路103及び反転バッファ回路104
の特性である。図より(14) 明らか々ように、バイポーラ出力型の非反転バッファ回
路103及び反転バッファ回路104は0M08回路に
比べて出力の立上シ、立下り時間tr、tfの負荷依存
性も極めて小さいことがわかるう 以上の説明から本実施例入カバツファ回路の特長を列挙
すると次のようになる。
FIG. 12 shows the characteristics of output rise and fall times tr and tf with respect to load capacitance CL. In the figure, the solid line (A) is a CMOS inverter circuit, and the solid line (B) is a non-inverting buffer circuit 103 and an inverting buffer circuit 104 according to this embodiment.
It is a characteristic of From the figure (14), it is clear that the bipolar output type non-inverting buffer circuit 103 and inverting buffer circuit 104 have extremely small load dependence of the output rise and fall times tr and tf compared to the 0M08 circuit. Based on the above description, the features of the input buffer circuit of this embodiment can be listed as follows.

(1)非反転出力信号と反転出力信号の遅延時間差が小
さい。
(1) The delay time difference between the non-inverted output signal and the inverted output signal is small.

(2)負荷駆動能力が高く高負荷においてもスイッチン
グ性能の劣化が極めて少ない。
(2) High load driving capability, with extremely little deterioration in switching performance even under high loads.

(3)高負荷においても出力信号の立上り、立下シ時間
の劣化が極めて少ない。
(3) There is extremely little deterioration in the rise and fall times of the output signal even under high loads.

これらの特長を有する入力バッファ回路をメモリシステ
ムに採用した場合、入力バッファ自身の高速性により、
メモリシステムとしてのアクセス時間の改善に効果を持
たらす他に、後段に接続されるデコーダ回路群の高速、
低消貴電力動作や、アドレススキューの小さい安定動作
などへの波及効果も大である。
When an input buffer circuit with these features is adopted in a memory system, due to the high speed of the input buffer itself,
In addition to improving the access time of the memory system, it also improves the speed of the decoder circuits connected to the subsequent stage.
It also has a large ripple effect on low power consumption operation and stable operation with small address skew.

(15) なお、本発明の実施例に示し7′cMO8バイポーラ複
合型の非反転バッファ回路、反転バッファ回路は好まし
い回路例を示したにすぎず当業者において種々の変形が
容易である。
(15) The 7'cMO8 bipolar composite type non-inverting buffer circuit and inverting buffer circuit shown in the embodiments of the present invention are merely preferred circuit examples, and those skilled in the art can easily make various modifications.

例えば、第10図に於いて、NMO8MIOのゲートt
″NPNQ3のベースではなく、NPNQ4のコレクタ
に接続しても良い。また、第10図に於いて、NMO8
M1oを除去し、NMO8M9の設ける場所を代えて、
NMO8M9のゲートをNPNQ4のコレクタに、ソー
ス及びドレインをNPNQ4のベースとPMO8M4.
NMO8M8のゲートにそれぞれ接続しても良い。
For example, in FIG. 10, the gate t of NMO8MIO
"It may be connected to the collector of NPNQ4 instead of the base of NPNQ3. Also, in Figure 10, NMO8
Remove M1o and change the location of NMO8M9,
The gate of NMO8M9 is connected to the collector of NPNQ4, and the source and drain are connected to the base of NPNQ4 and PMO8M4.
They may be connected to the gates of NMO8M8, respectively.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、入力信
号に対して非反転出力信号と反転出力信号の遅延時間差
がない入力バッファ回路を得ることができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to obtain an input buffer circuit in which there is no delay time difference between a non-inverted output signal and an inverted output signal with respect to an input signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は半導体メモリのブロック構成図、第2図は従来
のCMO8人カバソファ回路を示す図、(16) 第3図は第2図の回路の動作波形を示す図、第4図は従
来のCMO8人カバツファ回路を示す図、第5図は第4
図の回路の動作波形を示す図、第6図HCMOSインバ
ータ回路の遅延時間特性を示す図、第7図はCMOSイ
ンバータ回路の消費電力特性を示す図、第8図は本発明
の一実施例のブロック構成図、第9図は第8図の回路の
動作波形を示す図、第10図は本発明の一実施例を示す
回路図、第11図は負荷CLに対する遅延時間特性を示
す図、第12図は負荷Cx、に対する立上シ、立下り特
性を示す図である。 83.103・・・非反転出力バッファ回路、84゜(
17) 箋10 /lNn Anq A険N 慄20 慄3図 場4.口 煽S口 籐60 θ ム I(11S20 人i) a trt tj (xs) 爛1[23 0g 10 I5 20 人力n tr、tflfL5) 砺B口 葡’1 賜10図 111図 笥I2図 Ct (PF)
Fig. 1 is a block configuration diagram of a semiconductor memory, Fig. 2 is a diagram showing a conventional CMO 8-person cover sofa circuit, (16) Fig. 3 is a diagram showing the operating waveforms of the circuit in Fig. 2, and Fig. 4 is a diagram showing the conventional A diagram showing the CMO 8-person cover circuit, Figure 5 is the 4th
6 is a diagram showing the delay time characteristics of the HCMOS inverter circuit, FIG. 7 is a diagram showing the power consumption characteristics of the CMOS inverter circuit, and FIG. 8 is a diagram showing the power consumption characteristics of the CMOS inverter circuit. 9 is a diagram showing the operating waveforms of the circuit in FIG. 8. FIG. 10 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing delay time characteristics with respect to load CL. FIG. 12 is a diagram showing the rise and fall characteristics with respect to the load Cx. 83.103...Non-inverting output buffer circuit, 84°(
17) Note 10 /lNn Anq Ajian N 慄20 兄3 Zujo 4. mouth fan S mouth rattan 60 θ mu I (11S20 person i) a trt tj (xs) 爛1[23 0g 10 I5 20 manpower n tr, tflfL5) 砺B口葡'1 ニ10Fig. 111 Fig. 12 Fig. Ct ( P.F.)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一つの入力信号に対して互に相補関係にある二つの
出力信号を発生する入力バッファ回路において、入力レ
ベル変換回路と、該入力レベル変換回路の出力に応動す
るに段構成の非反転バッファ回路と、該非反転バッファ
回路に並設され、上記入力レベル変換回路の出力に応動
するに段構成の反転バッファ回路とを具備することを特
徴とする入力バッファ回路。 2、特許請求の範囲第1項に於いて、非反転バッファ回
路及び反転バッファ回路は入力部をMO8トランジスタ
、出力部をバイボー2トランジスタで構成したMOS、
バイポーラ複合回路であることを特徴とする入力バッフ
ァ回路。 3、特許請求の範囲第1項または第2項に於いて、入力
レベル変換回路は複数段のインバータ回路であることを
特徴とする入力バッファ回路。 4、特許請求の範囲第1項に於いて、K=1であること
を特徴とする入力バッファ回路。
[Claims] 1. In an input buffer circuit that generates two output signals in a complementary relationship to one input signal, an input level conversion circuit and a circuit that responds to the output of the input level conversion circuit are provided. An input buffer circuit comprising: a non-inverting buffer circuit having a stage configuration; and an inverting buffer circuit having a stage configuration, which is arranged in parallel with the non-inverting buffer circuit and responds to the output of the input level conversion circuit. 2. In claim 1, the non-inverting buffer circuit and the inverting buffer circuit are MOS transistors each having an input section composed of an MO8 transistor and an output section composed of a Bibo 2 transistor;
An input buffer circuit characterized by being a bipolar composite circuit. 3. The input buffer circuit according to claim 1 or 2, wherein the input level conversion circuit is a multi-stage inverter circuit. 4. An input buffer circuit according to claim 1, characterized in that K=1.
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