JPS60142620A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS60142620A
JPS60142620A JP58250850A JP25085083A JPS60142620A JP S60142620 A JPS60142620 A JP S60142620A JP 58250850 A JP58250850 A JP 58250850A JP 25085083 A JP25085083 A JP 25085083A JP S60142620 A JPS60142620 A JP S60142620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
circuit
signal
output
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP58250850A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Taniguchi
隆志 谷口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS60142620A publication Critical patent/JPS60142620A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明はMISFET(絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ)を用いた半導体集積回路に関するもの°である。
従来例の構成とその問題点 半導体集積回路において、1つの信号源からの信号と同
−論理値、あるいは逆論理値の大出力信号を必要とする
場合が多い。このだめの回路として従来からインバータ
回路を複数段設け、その最終段のインバータを構成する
トランジスタを大きくすることによシ得ていた。第1図
は、入力信号3・・ / と同一の論理値を出力する0M03回路の1例を示す。
第1図は、入力信号端子1から入力された信号をインバ
ータINV、で反転し、その出力信号を最終出力段の大
出力のPチャネ/L/ M OS F E T T P
とNチャネ/L/ M OS F K T T Nのゲ
ートに加え、入力信号と同−論理値信号を出力端子Oに
出力する。
第1図のような回路では、入力信号Iがハイレベル(以
下・Heと記載)からロウレベル(以下%Lyと記載)
あるいは′H′から′H′に変化する過渡時にTPとT
Nが同時に導通状態となり電源より接地に向う貫通電流
が流れる。すなわち第2図の動作波形図に示すように、
入力信号端子工の電位が%LNからゞH′に変化したと
き、1Nv1の出力節点にの電位は′H′から% L 
Iに変化する。このとき、節点Nの電位がPチャネルM
O8FXT TPOヌレッショルド電圧vTpまで下が
った時点からPチャネzI/MO8FET TPが導通
状態になり、NチャネルMO8FKT TNも導通状態
にあるため、電源→TP−+TN→接地の電流径i網1
11RG(1−142620(2)路が形成され第2図
12の貫通電流1が流れる。
この電流は節点Hの電位がNチャネtv M OS F
 K TTNのスレッショルド電圧VTIIに下がるま
で続きその後はPチャネ)vMO8FET TPのみが
導通状態を保ち出力端子0が電源電位に達するまで充電
される。また、入力信号が5H′からゞL′に変化する
場合にも同様の現象が生じ、この場合には第2図の12
の貫通電流2が流れる。
以上説明したように、第1図のような回路ではこの貫通
電流が生じ、この貫通電流は論理回路動作になんら寄与
せず、MOSFET TPおよびTIが大きいほど電流
値も大きくなり、消費電力を増大し、特に出力バッファ
のような大きな出力を必要とするような回路に用いられ
る場合にはその消費電力が無視できないものになる。さ
らに、この大きな貫通電流によシミ源供給線に雑音を発
生し論、理回路に誤動作を生じる場合があるなどの欠点
を有していた。
発明の目的 本発明は、以上説明したような欠点を除き低油61.7 費電力化を図った、立上り時間および立下り時間の短い
出力信号を得られる半導体集積回路を得ることを目的と
する。
発明の構成 本発明は、ドレインが共通接続され、各ソースが各MI
SFETの導電型に応じた電位に固定されたPチャネル
およびNチャネ/l/ M I S F 11 Tで構
成される出力回路と、前記Hチャネ/L/ M I S
 F E Tのゲートに加えられる信号が低電位になっ
た場合にのみ前記Pチャネ/l/ M I 8 FET
のゲートに低電位の出力を加えることが可能である入力
回路と、前記Pチャネ/l/ M I S F E T
のゲートに加えられる信号が高電位になった場合にのみ
前記NチャネルMISFETのゲートに高電位の出力を
加えることができる入力回路より構成される。
実施例の説明 第3図は本発明を0M08回路で構成した場合の第1の
実施例である。第3図の回路は入力信号端子工に入力さ
れた信号と同−論理値の信号を出力端子Oに出力する回
路であり、出力段のPチャ61.7 ネルMO8FET TPのゲートに加える信号を出力段
のにチャネ/L/MO8FET TNのゲートに加えら
れる信号の反転信号を制御信号とし、入力信号端子工に
加えられる信号を入力信号としてPチャネ/I/MO8
FICT MPlとNチャネ/l/ M OS F E
 T MN 1およびMN2 で構成されるトライステ
ートインバータで得、出力段のNチャネlvMO8FI
!:T THのゲートに加えられる信号を出力段のPチ
ャネルMO8FET TPOゲートに加えられる信号の
反転信号を制御信号とし、入力信号端子Iに加えられる
信号を入力信号として、PチャネルMO8FΣTMP2
およびMP、とNチャネ/l/MO8FICT MN、
で構成されるトライステートインバータで得るようにし
ている。
第瀘図は、第3図の回路の動作波形図を示している。今
、入力信号端子Iの信号がIL′からIH′に変化する
場合を考える。まず、入力信号端子工がゞL′の時節点
H4およびN2はゝH′節点N3およびN4は′″Ll
、出力端子OもIL′であり、この時Pチャネ/I/M
O8FET TPと 、7ベージ N f ヤネ/l/MO8FKT MN、 〜MN3が
非導通状態にあり、その他のMO8F1i:Tは導通状
態にある。
次に、入力信号を″H′に上げていくと、Pチャネlv
M OS F E T MP 1およびMP、は非導通
状態。
NチャネlvMO8FKT MNlklびMN2は導通
状態になり、節点N1は′H′を維持したまま高インピ
ーダンス状態となり、節点N2の電位が″L′に変化し
、これにとも々いNチャネルMO8FICTTNが非導
通状態となり、出力端子OがL#を維持したまま高イン
ピーダンス状態になる。さらに節点N2が1L′に変化
した時節点N4はIH′となり、NチャネルMO8FK
T MN2が導通状態になり、節点N1が′LIとなり
、これにともないPチャネ/l/MO5FF、T TP
が導通状態になって第本図の11に示すような電流によ
り出力端子0が“H′に充電される。
また、節点N、がIL′に変化した時、節点N3は′H
′に変化してPチャネルMO8FETMP2を非導通状
態にする。以上説明したように、第3図の回路は入力信
号が′LIから′H′に変特開昭GO−142G20(
3) 化する時、出力段のNチャネ/l/MO8FICT T
Nを非導通状態とし、出力端子0を一時高インピーダン
ス状態にしてからPチャネ/L/MO3FICT TP
i導通状態として出力端子Oi’L’からIH′に炉 充電するため、第本図に示すように、±1と12が同時
に流れる貫通電流は流えない。以上は入力信号が′LI
から′H′に変化する場合について説明したが、入力信
号が′H″から′LIに変化する場合についても同じよ
うにして説明でき、この場合には、まず、出力段のPチ
ャネ)v M OS F E Tが非導通状態になシ、
出力端子0を一時高インピーダンス状態にしてからNチ
ャネルMO8FETを導通状態として出力端子o −+
 ′HFから′L″に放電し、この場合にも第本図に示
すように11と12が同時に流れる貫通電流は流れない
以上説明したように、入力信号が′L′から′H′ある
いはI HjからゝL′に変化する場合に出力段のMO
SFET対に貫通電流は流れず、したがって回路の消費
電力を減少することができ。
また、大きな貫通電流により生じる電源供給線の9ベジ 雑音を除去することができる。さらに、出力段に貫通電
流が流れないだめ、Pチャネ)v M OS F E 
TTPに流れる電流i、かすへて出力端子0の充電電流
となり、Nチャネ/l/MO8FET TNに流れる電
流12がすべて出力端子0の放電電流となるため、出力
端子0の立上シおよび立下りを急峻にし立上り時間およ
び立下シ時間を短くすることができる。なお、第3図に
おいて、Hチャネ/l/ M OSFETMNlおよび
MN2の接続が互いに逆であっても、tた、P f +
 +zL/MO8FET MP2およびkP、の接続が
互いに逆であっても、以上説明した効果が得られること
はいうまでもない。
第1図は、本発明を(3MO8回路ア構成、た場合の第
2の実施例であり、入力信号端子工に入力された信号と
逆論理値の信号を出力端子0に出力する回路である。第
6図は第2図の回路の動作波形図であり、この図を参照
して動作を説明する。
今、入力信号端子工の信号が% L #から1H′に変
化する場合を考える。まず入力信号がIL′の時節点N
1.N2および出力端子0が′H′、節点1oベージ N3およびN4はゝL′であり、この時、Nチャネ/L
/MO8FET MN1〜MN3およびTNが非導通状
態にあり、その他のMOSFETは導通状態にある。
次に入力信号端子工の信号を1H′に上けていくと、N
チャネルMO8FET MN、およびMN2が導通状態
、Pチャネ/L/MO8FET MP2およびMP。
は非導通状態となり、節点N1はL′に変化し、節点N
2は″H′を維持したまま高インピーダンス状態となる
。さらに、節点N1が1L′に変化した時、節点N3は
ゞH′となり、PチャネルMO8FXT TPが非導通
状態となり、出力端子0が′H′を維持したまま高イン
ピーダンス状態となる。また、節点N5が′Htとなる
と、Nチャネ/1/MO8FET MN3が導通状態と
なり、節点N2が′L′、したがって、節点N4がH#
に変化し、Nチャネ/l/MO8FET TNが導通状
態となり第6図の12に示すような電流によ多出力端子
OをH′から″L′に放電する。入力端子工の電位が′
H′から′LIに変化する場合にも第6図り を参照して同じように説明される。第皐図のよう11t
°ジ な回路でも、第3図の場合に述べたように、出力端子0
の電位がH′からL′あるいはL″から′H′に変化す
る場合、出力端子0−iz一時高インピーダンス状態に
しだ後、Pチャネ/L/ M O5FIT TP ある
いはl’j’ f ヤネ/L/MO8FET TNを導
通状態にするため、TPおよびTHに同時に流れるよう
な貫通電流は存在せず、第3図の回路の説明で述べたと
同様な効果を得ることができる。
第7図は本発明’icMO8回路で実施した場合の第3
の実施例であシ、制御信号端子Cの信号により出力が制
御されるトライヌテートバッファ回路である。この回路
は制御信号入力端子Cに′L″が入力された時には、P
チャネ/l/MO8FET MP4およびNチャネ/L
/ M OS F ICT MN sが導通状態、Pチ
ャネ)vMO8FIcT MP5およびNチャネ/L/
 M OSFETMN4が非導通状態となり節点N1が
h H″′節点N2が′L′となり出力端子が高インピ
ーダンス状態となる。一方、制御信号入力端子Cに5H
′が入力された場合には、PチャネルMO8FKTMP
4およびNチャネ/l/MO8FETMN5 が非導通
状態、PチャネlvMO8FET MP5およびNチャ
ネl M OS F K T MNが導通状態となシ、
第3図の回路と同様な動作をし、同様々効果が得られる
第8図は本発明の第4の実施例であり、この場合にも、
制御信号入力端子CにIL9が入力された時、出力端子
0は高インピーダンス状態となり制御信号入力端子Cに
″H′が入力された場合にμ は第電図の回路と同様な動作をし、同様な効果を得るこ
とができる。
第9図および第10図は互いに相補な2つの入力信号よ
りそのいずれかの信号と同−論理値の信号を出力する回
路の本発明の実施例であり、この場合にも、Pチャネ)
vMO8FET TPおよびNfヤネ/l/MO8FE
Tに同時に流れるような貫通電流は流れない。
さらに、第11図および第12図は第9図および第10
図の回路を制御信号端子CおよびCの信号により出力を
制御するトライヌテートバッファ回路とした場合の回路
を示しており、この場合に13ぺ、−ジ も前述のような貫通電流は流れない。
上述した各実施例では、出力段のMOSFET対の一方
のMOSFETのゲートに印加される信号あるいはその
反転信号を制御信号とするトライヌテートインバータ、
あるいはトライステートNOR回路またはトライステー
トNOR回路を用いている場合を示したが、NAND回
路やNOR回路を用いても構成することができる。その
−例を第13図および第14図に示す。第13図は第3
図のトライステートインバータf:、HAND回路およ
びNOR回路に変えたものであり、第14図はり 第6図のトライヌテートインバーターjib、NAND
回路およびNOR回路でおきかえたものであり、これら
の場合にも前述のような貫通電流は流れ々い。以上述べ
たように、第7図ないし第12図についてもトライステ
ートのインバータ回路やNAND回路あるいはNOR回
路をNAND回路やNOR回路で構成でき、いずれの場
合にも出力段のMOSFET対に貫通電流が流れない。
発明の効果 14ページ 以上説明したように、本発明による集積回路では、出力
段のMISFET対に同時に流れるような貫通電流が流
れず、回路の消費電力を減少し、まだ大きな貫通電流に
よシ生じる電源供給線の雑音を除去し、さらに、立上り
時間および立下り時間の短い急峻な信号を出力端子に得
られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のCMO8回路図、第2図は第1ダ 図の動作波形図、第3図・第電図・第7図〜第14図は
本発明の実施例のCMO8回路図、第電図は〆 第3図の動作波形図、第6図は第6図の動作波形図であ
る。 MP1〜MP6. TP 、、、、、、 Pチャネ)v
MO8FET。 MN、〜MW6.TI・・・・・・NチャネルMO8F
ET、i4. iz ・・・・・・電流、II・・・・
・・入力信号端子、0・・・・・・出力信号端子、CC
・・・・・・制御信号端子、N1〜N4 ・・・・・・
節点、工v1.Iv2・・・・・・インバータ回路、N
AND・・・・・・NAND回路、NOR・・・・・・
NOR回路。 巣 1 図 WA 2 因 1JJ3図 第4図 第5rIJ 第6図 第9図 第1+(2) 纂I2図 第13図 第14図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ソースが電源に接続されたPチャネ)v M 
    I 5FITとソースが接地されたhチャネ)v M 
    I S F ICTよりなり、前記Pチャネ)v M 
    I S F E Tのドレインと前記Nチャネiv M
     I S F ’E Tのドレインが共通に出力端子に
    接続され、前記Pチャネ/l/MISFICTのゲート
    と前記Nチャネ7t/MI8NETのゲートがそれぞれ
    異なる入力端子である出力回路と、この出力回路のにチ
    ャネ/l/ M I S F ETのゲートに加えられ
    る信号と少なくとも1つの入力信号とを入力とし、前記
    Pチャネ/L/bxsvxrのゲートに出力信号を供給
    する第1の入力回路と、前記出力回路のPチャネ)v 
    M I S F E Tのゲートに加えられる前記第1
    の入力回路の出力と少なくとも1つの入力信号とを入力
    とし、前記NチャネルMISFETのゲートに出力信号
    を供給する第2の入力回路とを具備して々ることを特徴
    とする半導体集積回路。 2・・−・
  2. (2)第1の入力回路は、出力回路のNチャネルMIS
    FETのゲートに加えられる信号が低電位である場合に
    のみ低電位の信号を出力することが可能であり、第2の
    入力回路は、前記出力回路のPチャネ/l/ M I 
    S F HTのゲートに加えられる信号が高電位である
    場合にのみ高電位の信号を出力する −ことが可能であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    集積回路。
JP58250850A 1983-12-28 1983-12-28 半導体集積回路 Pending JPS60142620A (ja)

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