JPS6030217A - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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JPS6030217A
JPS6030217A JP58138303A JP13830383A JPS6030217A JP S6030217 A JPS6030217 A JP S6030217A JP 58138303 A JP58138303 A JP 58138303A JP 13830383 A JP13830383 A JP 13830383A JP S6030217 A JPS6030217 A JP S6030217A
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JP
Japan
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transistor
node
output
circuit
mos transistor
Prior art date
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JP58138303A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Konishi
小西 穎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6030217A publication Critical patent/JPS6030217A/ja
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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
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
    • H03K19/01714Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by bootstrapping, i.e. by positive feed-back
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
    • H03K19/01721Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by means of a pull-up or down element

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MOSトランジスタで構成された半導体回路に
係わり、特にインパーク回路に関する。
〔発明の技術的背景とその間照点〕
第1シ1け従来のE/]す(エンハ:/スメント/エン
ハンスメント)型のインパーク回路である。
入力VINが電源電圧Vooのとき、出力v o u 
’r は接地Vs sレベルに近い11位とな9、人力
VINがVss vベルのとき、出力VouTi、j 
” Voo −VT ”(VTはMOSトランジスタの
しきい値霜、圧)となる。このインバータでは駆動MO
SトランジスタQDは3極管動作をする一方、負荷MO
SトランジスタQLは常に5極管動作をするため、出力
VOUT の昇圧速度が遅くがっ昇圧笛7位はしきい値
電圧分だけ低くなる。つまり、’ Voo−VT”とな
る。
そこで上記欠点f:なくしたインバータとして第2図の
ものがある。このインバータは、第1図の回路にコンチ
ンIC及びトランジスタQOを付加した言わゆるブート
ストラックインバータである。このインバータでは入力
VINの立ち干がりに対して、出力V ouT の昇圧
とともに負lf M OS トランジスタQI、のゲー
ト電位も、コンデンサCを介して昇圧され、最終的には
” Voo +VT” より大きな霜7位となるため、
出力VOIJT は箱汀Voo霜、位にまで昇圧され、
しかもその立ち土かり変化は第1図のものより大きい。
換言すれば、昇圧速度が犬きくなる。
しかしながら第2図の回路においても、入力VINの立
ち士かり速度がゆっくりしていると、出力VOUT も
ゆっくりとしか立ち上からない。
即ち出力は入力の変化に追従するため、入力の立ち下が
り速度が遅い場合は出力の立ち上かり速[Wも遅くなる
。これを防ぐため、トランジスタQLのコンダクタンス
をトランジスタQDのそれより大きくすれば、出力V 
OUT の立ち上がり速度は改善される。しかし、そう
すると入力VINが高レベルのときの出力VOUT i
j Vssに充分近い値ではなく、それより大きい値と
なp、低レベルを出しにくいという問題を生ずる。その
ためトランジスタQLのコンダクタンスを太きぐするに
も限度があり、結局第2図のインバータでは立ち上がり
速度を太きぐすることは困難である。
〔発明の目的〕
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、インバータ
出力信号を受けてインパークの駆動トランジスタのゲー
ト電位を強制的に壬け、これによシインバータの駆動ト
ランジスタのコンダクタンスを下げ、レシオ動作を避け
ることによシ高速動作が可能なインバータを構成する半
導体(ロ)路を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
第2図の回路で、入力VINの立ち壬がシ動作がゆつく
りしているとき立ち上が9動作が遅いツバ、ソのような
動作時にはトランジスタQDとQ r、が共にオンして
、このインバータがレシオ中1ノ作しているからである
。そこで入力VINが成る電位(例えばVo)よシ低く
なった際、入力VINを強制的に箱“澱VS8側に降圧
させるようにすればレシオ期間が少くなり、高速に出力
V OUT は立ち十がる。第3図はこの様子を示して
いる。即ち曲h ZはAR1図のインバータ入出力根性
を示し、第1図のトランジスタQ Lの5極管ω)作の
ため、入力VINの減少に対する出力V OUT のハ
r1大の傾きは小さい。曲線mは第2図のインバータ人
出力特性を示しているか、その動作は、汗、2図のトラ
ンジスタQLが3極管動作をするため、入力VINの職
安に対する出力V o 11 T のj’x’j犬の傾
斜は大きくなっている。そして本発明による回路では、
トランジスタQLとQ Dがレシオ動作して出力vOU
T かUち上がるJll1間が少くなるため、出力VO
UT の立ち上がシ傾斜は第3図の曲線nに示すように
、第2図の回路よりはるかに大きくなるものである。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本祈明の一実施例を説明する。第4
図は同実施例を示す回路図であるが、これは第1図、第
2図のものと対応させた場合の例であるから、対応個所
には同一符号を用いる。第4図に示きれる如くノードN
、と電源Vccとの間には負荷MOSトランジスタQL
が接続され、そのゲートはノードペ、に接続され、この
ノードN、と電tJG!VoOとの間にはトランジスタ
QOが接続され、そのゲートは電源Vccに接続されて
いる。ノードN、とN、との間にはコンデンヴCか接ね
・、され、ノードN1 と電源Vss (接地)との間
には、ノートN3がゲートに接続された駆動MO8)ラ
ンシスタC1nが接続され、ノードN3と電源Vssと
の間には、ゲートがノードN、に接続されたトランジス
タQoが接続されている。ノードN、と重分Vccとの
間には、信号φ1がゲートに供給されたトランジスタQ
+ が接続され、ノードN、と電源VSSとの間には、
信号φ2がゲートに供給されたトランジスタQ2が接続
されている。ノードN、にに第1図と81−2図に示さ
れるのと同様に人力信号VINかえられるが本発明の実
かj1例でCユその(a号VrhけトランジスタQ1 
とQ、により発生される回路+7’j成となっている。
第5図は#T) 4図の動作を示すタイムチャートて゛
ある。、即ち信号φ、−Vcc、φ、=Vssで一担″
Vcc −VT” に昇圧された人力VINが降下され
る過程を示j〜ている。入力VINか昇圧されていると
き、インパーク出力VOUT はトランジスタQLとQ
 nのレジオ419作により決っている。
信号φ、が昇圧され、入力″VINか降圧されるにした
がってトランジスタQDのコンダクタンスか士かり、ト
ランジスタQ1・とQ nのレシオ動作では[・ランシ
スクQLの昇圧制作が人きくなっていき、出力V 0L
IT が大@ < 7.cる。この−位はトランジスタ
(2,0のゲートに加えられ、出力VOUT がしきい
値電圧以上となるとトランジスタQOかオンし7、人力
V1++はトランジスタQ。
に加えてQoによっても降下され、第5図に示すように
人力VIN i)急激に降下し、トランジスタQDのコ
ンダクタンスは急激に零に近くなっていくため、トラン
ジスタQLと(よりのレジオル1間は短くなり、出力y
ou’r は急激に昇圧きれていく。本発明ではレシオ
期間が短くなって昇圧動作が速くなる/こめ、駆動トラ
ンジスタQDのコンタクタンスを太きくL−c、hいて
も、昇圧動作は余り遅くならない。−カトシンンスタQ
Dのコンダクタンスか太さいと、人力vINが立ち上が
る場合トランジスタQLとQ1+のレシオで立ち士がる
出力VOUT は急激に降下される。
云い換えると本発明の回路では、第2図の従来回路に比
べてトランジスタQnを犬キ<スルことにより、立ち)
かりも立ち土かりも高速に動作するインバータが可能と
なるものである。
−力、第4図の回路では、入力Vxhf:S1.ち上げ
て出力VOLIT を立ち士げる場合、トランジスタQ
oがオンしているため信号φ、=vccとしても、入力
VINの立ち土か9速1.!lid士げにくい。
そこで入力Vrri f立ち上げるときは、VINから
Vssへの電流経路が切れるようにするとよい。
第6図と第7図はその例を示す。トランジスタQOに直
列のトランジスタQpのゲート人力φ、=φ1 とする
と、φ、=Vccとして入力VINを立ち」二(デると
きは、φ、=VssでトランジスタQpがオフのため入
力VINは簡単に昇圧される。一方φ、=Vssとした
のち人力VINを干けるときは、φ、=Vccでトラン
ジスタQpはオンのため、上述のように高速に人力VI
Nを降下さぜることか可能である。
第8図は入力VIN’を高速に立ち上げる他の回路例で
ある。信号φ、を立ち上げるときと同時或いはそれよシ
少し前に信号φ、をVccとしてトランジスタQLのゲ
ート電位をVss K ) If ルとトランジスタQ
Lはオフし、トランジスタQ、全通して入力VIN f
しきい値1b、圧VT以上に十げるとトランジスタQD
はオンし、出力VOUT はただちにVssとなってト
ランジスタQoはオフとなシ、イM号φ、の立ち上が9
時のトランジスタQ、とQOのレシオ動作はほとんどな
くなり、入力VINは急速に昇圧されていく。
一方人力VINを降土させて出力VOLIT を昇圧す
るときは、信号φ、=VssとしてトランジスタQRを
オフ状態とする。
第9図は第8図の変形例で、トランジスタQLのゲート
電位をVssにするのに、トランジスタQcを介して外
部信号φ、をVssにして行なうものである。−力出力
VouT を昇圧するときは、信号φ、をVCCとして
正常なブートストラップ動作をさせるものである。
以上の実施例において駆動トランジスタQDは1個であ
る必要はなく、例えば他の信号を人力とする直列回路と
して論理動作させてもよい。
第10図ないし第12図はその火施例で、トランジスタ
QDを直列のトランジスタQn、 l Qn。
とし、論理入力をそれぞれVIN、 、 V IN、と
している。第1O図は第6図の回路に実施したもの、第
11図は第8図の回路に実施したもの、第12図は第9
図の回路に実施しノこものである。
第13図ないし第15図はそれぞれ第1′0図ないし第
】2図の蚊形例で、トランジスタQ、D。
とQD、の自列位u′4゛関係を逆にしたものである。
トランジスタQ’−+Qc+Qp とコンチン″!7C
によるブートストラップ動作の変形例を第16図に、そ
の出力Vour の立ち上が9動作を示すタイεフグ波
形図を第17図に、そしてこの回路を利用したダイナミ
ッククロック回路の例を第18図に示す。この回路は第
16図の入力側にトランジスタQ、、Q、が設けられ、
出力側にトランジスタQ+、’+Qn’ が設けられて
いる。
上記ダイナミッククロック回路が、本発明の回路部チト
ランジツタQoによる入力VINの急速立ち士げにより
高速化されるのは第20図に示されている。即ち第19
図は上記トランジスタQOのない従来型のダイナεツタ
クロック回路の動作で、第20図は上記トランジスタQ
oを用いた場合で、出力φ0υT が少し立ち上がると
トランジスタQoがオンし、入力VINが急速に立ち上
がり、ブートストラップ動作が高速化され、出力φ0I
JT が急速に立ち十がるものである。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、ブートストラップ型
インバータの出力を受けてそのインバータの駆動トラン
ジスタのゲートπを位を強制的に士げ、これによりイン
バータの駆動トランジスタのコンダクタンスを下げ、レ
シオ動作を避けるようにしたので、高速動作が可能な半
p、pノ。
体回路が提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は従来のインバータ回路図、第3図はイ
ンバータ入出力特性図、鵠4図は本発明の一実施例の回
路図、第5図は同回路の作用を示す信号波形図、第6図
ないし第16図は本発明の異なる実施例の回路図、第1
7図は第16図の回路の信号波形図、第18図は本発明
の異なる実施例の回路図、第19図、第20図は同回路
を説明するだめの4+M号波形図である。 N、〜N、…/−ド、Vcc l Vss …if、、
QL 、Qc 、Qp +QG+Q” +Qp +Q、
p’ r Q+ r Q2+Q s r Q 4°−M
 08 ) ラ:y’)ツタ、C・・・コンデンサ。 出願人代理人 弁理士 錦 江 武 彦第11’:<I
 第2図 VSS 第3図 第41’1 第5図 1i61’m 第7r′?I 第8f”! 第 第9 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 第1のノードと10源の一方端との間VCは第
    1のMOSトランジスタが接続され、そのゲートは第2
    のノードに接続され、第2のノードには第2のMOS 
    トランジスタの一端が接続され、前記第1のノードと第
    2のノードとの間にはコンデンサが接続され、前記第1
    のノードと軍神の他方端との間には、第3のノードかゲ
    ートに接続され/ζ第3のMOSトランジスタが少くと
    も接続され、01(記載30ノードと電源の他方端との
    間には、ゲートが前記第1の)−ドに接続された第4の
    M OS )ランジスタが少くとも接続されていること
    を特徴とする半導体回路。 tz+ haI記第2のノードと霜、源の他方端との間
    には第5のM08ト?ンジスクが接続されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体回路。 (3) 前記第2のMOSトランジスタの他端とゲート
    は共に前記市、源の一方端に接続されていることを特徴
    とする特許請求の扼卯第1項または第2項に記載の半導
    体回路。 (4+ 前記第20)hiosトランゾスタの他端は前
    記看(源の一方端に接続され、前記第2のMOSトラン
    ジスタのゲートには第6のMO8ト’jンジスタを介し
    て外部41号か与えられているととを特徴とする特許請
    求の範囲第1項または第2ダ〕に記i・17.の半導体
    回路。 (5)前記第2のMOS )ランジスタの他り高には外
    部信号が与えられ、iil記第2のMOSトランジスタ
    のゲートには、一端とグー1フ51前記電源の一方端に
    接続された第7のMOSトランジスタの他端が接続され
    ていることを%徴とする% t’(’ 請求の範囲第1
    項に記載の半導体回路。 f6+ 前記第2のMOS トランジスタの他端にtま
    外部信号が与えられ、前記第2のMOSトランジスタの
    ゲー)1−j:第8のMOS )ランジスタを介して前
    記第3のノードに接続されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項まだは第2順に記載の半導体回路。
JP58138303A 1983-07-28 1983-07-28 半導体回路 Pending JPS6030217A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014053891A (ja) * 2002-12-25 2014-03-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、表示装置、及び電子機器

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