JPS60160726A - Cmos駆動回路 - Google Patents

Cmos駆動回路

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Publication number
JPS60160726A
JPS60160726A JP59015262A JP1526284A JPS60160726A JP S60160726 A JPS60160726 A JP S60160726A JP 59015262 A JP59015262 A JP 59015262A JP 1526284 A JP1526284 A JP 1526284A JP S60160726 A JPS60160726 A JP S60160726A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
channel transistor
transistor
gate
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59015262A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Taguchi
眞男 田口
Koichi Yamashita
公一 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP59015262A priority Critical patent/JPS60160726A/ja
Publication of JPS60160726A publication Critical patent/JPS60160726A/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
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00315Modifications for increasing the reliability for protection in field-effect transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0005Modifications of input or output impedance
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • 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
    • H03K5/1515Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs non-overlapping

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】 発明の技術分野 本発明は、大型トランジスタで構成されたインバータ部
分を有する0MO3(c omp l ementar
y metal oxide semiconduct
or)駆動回路の改良に関する。
従来技術と問題点 一般に、CMOSオフ・チップ・ドライバはIC(in
tegrated circuit)チップ外の重い負
荷、例えば、大入力容量或いは低入力抵抗である負荷を
駆動する為に大型、即ち、ゲート幅/ゲート長の比が大
きいトランジスタを用いている。
従って、そのインバータ部分がオンからオフに遷移する
際、即ち、pチャネル・トランジスタ及びnチャネル・
トランジスタのゲートが共に中間レベルに在って両トラ
ンジスタがオンになったとき、電源−pチャネル・トラ
ンジスターnチャネル・トランジスター接地の径路でか
なり大きな電流が流れる。
この電流は、勿論、負荷を駆動するには役に立たず、単
にICチップ内で消費される為、全体の消費電力の増大
を来し、特に、多数の出力ピンを有するマイクロ・プロ
セッサや同種の論理IC或いはICチップ内部に於ける
メモリのアドレス・バッツァ回路等では消費電力増大の
主因をなしている。
このような無効電流が流れるのを抑制する為の一手段と
しては、インバータ部分を構成するnチャネル及びnチ
ャネル各トランジスタの闇値を高(し、該無効電流が流
れる時間を短くすることが考えられる。
然しなから、そのような手段を採った場合、スイッチン
グ・スピードの低下は避けられない。
発明の目的 本発明は、インバータ部分を構成するnチャネル・トラ
ンジスタ及びnチャネル・トランジスタがオンからオフ
に或いはオフからオンに遷移する際に流れる無効電流を
低減できるようにすると共に各トランジスタの闇値を低
く設定することを可能にし、入力部分の駆動電圧が同一
の状態で比較した場合、出力インピーダンスをより低く
することができるようにする。
発明の構成 本発明のCMO3駆動回路は、nチャネル・トランジス
タ及びnチャネル・トランジスタで構成されたインバー
タと、該インバータの入力側に設けられ該インバータの
入力波形が立ち上がる際には前記nチャネル・トランジ
スタに対してnチャネル・トランジスタのゲート入力波
形を遅延させ且つ前記インバータの入力波形が立ち下が
る際には前記nチャネル・トランジスタに対してnチャ
ネル・トランジスタのゲート入力波形を遅延させる回路
とを備えてなる構成になっている。
具体的には、インバータの入力波形が低レベルから高レ
ベルに遷移する際、オン状態に向かうnチャネル・トラ
ンジスタのゲート入力波形を遅延させ、且つ、nチャネ
ル・トランジスタのそれは遅延させないようにし、また
、インバータの入力波形が高レベルから低レベルに遷移
する際は前記と逆にするものである。
これに依り、前記インバータのスイッチング期間中に前
記nチャネル・トランジスタとnチャネル・トランジス
タの両方がオン状態となる期間を短縮することが可能と
なり無効電流は大幅に低減される。
発明の実施例 第1図は本発明一実施例を表す要部回路図である。
図に於いて、Qlはnチャネル・トランジスタ、Q2は
nチャネル・トランジスタ、Dl及びD2はダイオード
、R1及びR2は抵抗、y inはインバータの入力信
号、Votは出力信号、■ccは正側電源レベル、V 
ssは接地側電源レベルをそれぞれ示している。
この実施例では、抵抗R1及びトランジスタQlの入力
容量及び抵抗R2及びトランジスタQ2の入力容量で、
それぞれCR時定数を構成し、インバータの入力波形を
遅延させるようになっている。そして、入力信号V i
nが立ち上がる際、導通から遮断に転するnチャネル・
トランジスタQ1のゲートには入力波形を遅延させずに
伝える為、ダイオードD1で抵抗R1をパイ・バスする
。即ち、インバータへの入力波形が立ち上がる際は、ト
ランジスタQlのゲート電圧は初期には接地側電源レベ
ルV、、であり、トランジスタQ1の入力容量はダイオ
ードD1を介して急速に充電され、トランジスタQ1は
カット・オフされる。また、その際のトランジスタQ2
のゲート電圧も初期には接地側電源レベルV ssであ
り、これをインバータの入力波形が立ち上がりで正側電
源レベルV ccに上昇させる為には、ダイオードD2
はオフ状態であるから抵抗R2を介してトランジスタQ
2のゲートを充電しなければならない。従って、該ゲー
トの充電は遅延を受け、トランジスタQ1のターン・オ
フ完了以前にはトランジスタQ2がターン・オンするこ
とはない。
トランジスタQ1及びQ2のターン・オン或いはターン
・オフのタイミング設定は、トランジスタQ1及びQ2
、抵抗R1及びR2で構成される入力容量で任意に設定
することができ、トランジスタQ1及びQ2がオンして
いる期間を僅かにオーバ・ランプさせることも可能であ
るし、一方がオフしてから他方をオンさせるようにする
ことも可能である。
第2図は第1図に見られる回路の主要な点に於ける信号
の波形を表すタイミング・チャートであり、第1図に関
して説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
この図を参照すると本発明の原理を容易に理解すること
ができる。
図に於いて、tは時間、vth(p)はnチャネル・ト
ランジスタQ1の閾値電圧、vth(n)はnチャネル
・トランジスタQ2の閾値電圧、t。
及びt2は時刻をそれぞれ示している。
インバータへの入力信号V i nは略そのままの波形
でトランジスタQ1のゲートに入力される。そして、ト
ランジスタQ1は1=1.以降にオフとなる。
トランジスタQ2への入力波形はトランジスタQlに対
して遅延され、1=12以降にオンとなる。
従って、トランジスタQ1及びQ2と抵抗R1及びR2
とで構成される時定数を適当に選択し、t、≦t2とす
れば、無効電流を完全に無くすることができる。
実際には、無効電流を零にする条件とすると、インバー
タの動作は遅くなる傾向があるので、消費電力との兼ね
合いで、前記t、及び1.は適当な値に定める。
入力信号V i nが立ち下がる場合は、遅延ばnチャ
ネル・トランジスタQ1に対して行われ、動作としては
、前記説明と逆のことが起こるだけであり、効果として
は変わりない。
前記実施例に於けるダイオードDI及びD2はMIS 
(metal 1nsulator semicond
uctor))ランジスタをダイオード接続することに
依って容易に実現することができる。このようにした方
が、pn接合ダイオードのように、少数キャリヤ注入に
伴うキャリヤの蓄積に依るスイッチング遅延等が起こら
ず、むしろ、好ましい結果が得られる。
第3図は本発明に於ける他の実施例の要部回路図であり
、第1図に関して説明した部分と同部分は同記号で指示
しである。
図に於いて、Rは抵抗を示している。
この実施例では、入力信号Vi、、が立ち上がる際は、
トランジスタQlに対しては、そのゲートに入力波形が
ダイオードD1を介して略そのまま伝達され、トランジ
スタQ2に対しては、ダイオードDI及び抵抗Rを介し
て伝達されるので、トランジスタQ2への入力波形は遅
延される。また、入力信号V inが立ち下がる際は、
前記と逆の動作が行われる。
このようにすると、所要部品として、抵抗が1本減少す
るから、集積度向上の為に望ましい。
第4図は本発明に於ける更に他の実施例の要部回路図で
あり、第1図に関して説明した部分と同部分は同記号で
指示しである。
図に於いて、Q3及びQ4はディプレッション型MIS
トランジスタをそれぞれ示している。
この実施例では、トランジスタQ3が第1図に見られる
実施例のダイオードDi十抵抗R1の、トランジスタQ
4が同じくダイオードD2+抵抗R2のそれぞれの役目
を果しているものであり、動作としては全く変わらない
発明の効果 本発明のCMO3駆動回路は、nチャネル・トランジス
タ及びnチャネル・トランジスタで構成されたインバー
タと、該インバータの入力側に設けられ該インバータの
入力波形が立ち上がる際には前記nチャネル・トランジ
スタに対してnチャネル・トランジスタのゲート入力波
形を遅延させ且つ前記インバータの入力波形が立ち下が
る際には前記nチャネル・トランジスタに対してnチャ
ネル・トランジスタのゲート入力波形をちえいさせる回
路とを備える構成を採っているので、インバータのスイ
ッチング期間中にnチャネル・トランジスタとnチャネ
ル・トランジスタの両方がオンになる期間を任意且つ充
分に短く設定することができ、無効電流が流れる量を抑
制することができ、回路全体の消費電力を節減すること
が可能である。
また、本発明を実施すると、各トランジスタの闇値電圧
を低く設定することができるので、同一電圧で入力部分
が駆動された際、出力インピーダンスをより低くするこ
とも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の要部回路図、第2図は本発明
の詳細な説明する為の第1図に於ける主要な点の信号波
形を示すタイミング・チャート、第3図及び第4図はそ
れぞれ本発明に於ける他の実施例の要部回路図をそれぞ
れ表している。 図に於いて、Qlはpチャネル・トランジスタ、Q2は
nチャネル・トランジスタ、Dl及びD2はダイオード
、R1及びR2は抵抗、V inはインバータの入力信
号、V o tは出力信号、V ccは正側電源レベル
、V ssは接地側電源レベル、tは時間、Vth(1
))はpチャネル・トランジスタQ1の闇値電圧、Vい
(n)はnチャネル・トランジスタQ2の闇値電圧、t
l及びt2は時刻をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第1図 第2図 t2ot 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. pチャネル・トランジスタ及びnチャネル・トランジス
    タで構成されたインバータと、該インバータの入力側に
    設けられ該インバータの入力波形が立ち上がる際には前
    記pチャネル・トランジスタに対してnチャネル・トラ
    ンジスタのゲート入力波形を遅延させ且つ前記インバー
    タの入力波形が立ち下がる際には前記nチャネル・トラ
    ンジスタに対してpチャネル・トランジスタのゲート入
    力波形を遅延させる回路とを備えてなることを特徴とす
    るCMO3駆動回路。
JP59015262A 1984-02-01 1984-02-01 Cmos駆動回路 Pending JPS60160726A (ja)

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JP59015262A JPS60160726A (ja) 1984-02-01 1984-02-01 Cmos駆動回路

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JP59015262A JPS60160726A (ja) 1984-02-01 1984-02-01 Cmos駆動回路

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JPS60160726A true JPS60160726A (ja) 1985-08-22

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ID=11883936

Family Applications (1)

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JP59015262A Pending JPS60160726A (ja) 1984-02-01 1984-02-01 Cmos駆動回路

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JP (1) JPS60160726A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS635553A (ja) * 1986-06-25 1988-01-11 Fujitsu Ltd バツフア回路
EP0327078A2 (en) * 1988-02-04 1989-08-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Trimming resistor network
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WO1992016052A1 (en) * 1991-03-05 1992-09-17 Vlsi Technology, Inc. Digital output buffer and method

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