JPS6038924A - Cmosセレクタ回路 - Google Patents

Cmosセレクタ回路

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JPS6038924A
JPS6038924A JP14632383A JP14632383A JPS6038924A JP S6038924 A JPS6038924 A JP S6038924A JP 14632383 A JP14632383 A JP 14632383A JP 14632383 A JP14632383 A JP 14632383A JP S6038924 A JPS6038924 A JP S6038924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
level
input
omos
Prior art date
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Pending
Application number
JP14632383A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Mizukami
水上 雅雄
Takehiko Shimizu
武彦 清水
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6038924A publication Critical patent/JPS6038924A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/693Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors

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  • Electronic Switches (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】 〔技術分野〕 本発明はMOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ)で構成されたOMOS(相補型MOS)セレクタ
回路に関するもので、例えば、多数のセレクタを必要と
する半導体集積回路装置に利用して有効な技術に関する
ものである。
〔背景技術〕
本発明者は、OMOSセレクタ回路を構成するスイッチ
を、PチャネルMOSFETとNチャネルMOSFET
とを並列接続させたいわゆるOMOS}ジンスファゲ−
トから構成することを考えた。この場合OMOS}ラン
スファゲ−トの良好な信号レベル伝達特性に従って、O
MOS}ランスファゲートの出力点には良好なレベルの
信号が伝達される。しかしながら、この場合はまた1個
のトランスファゲートを2個のMOSFI’,’1’に
よって構成するとともに各トランスファゲートを駆動す
るための相補信号を形成するために、例えはインバータ
のような追加回路を必要とすることどなるのでトランジ
スタの数が比較的多くなってし2まう。そこで、次に、
各トランスファゲートをそれぞれ1個のMOSFETか
ら構成することを考えた。しかしながら、この場合は、
トランスファゲートを構成するMOSFETのしきい値
ほ圧特性と駆動電圧レベルとの関係によってトランスフ
ァゲートの出力端に伝送される信号の一万のレベルが制
限されてしまう。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、充分な信号レベルの伝送を可能とする
とともに素子数の削減を図ったOMOSセ1/クタ回路
を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、複数のMOSFETにより構成された伝送ゲ
ートを通した信号を、OMOSインバータとMOSL!
’ETとからなる正帰還回路を持つ入力回路、または、
2つのCMOSインバータにより構成された正帰還路を
もつ入力回路に入力する。
伝送ゲートな介して供給される入力信号は、入力回路の
MOSl!”ETまたはOMOSインバータによりその
レベルの補償が行なわれる。
〔実施例1〕 第1図には、本発明の一実施例が示さtL℃いる。
この実施例では、特に制限されないが4人力1出力のC
MOSセレクタ回路を示している。PチャネルMOSk
’E’1’Ql及びQ2及びQ,及びQ4は、それぞれ
入力信号A及びB及びC及びDを伝達する伝達ゲートを
構成している、、上記PチャネルMOSFETQI,Q
t,Q3,Q4のそれぞれのゲートにはセレクト信号S
。,s+*stsLが供給される。上記PチャネルMO
SFETQ+−Q−,Q−,Q4は、セレクト信号S。
,sl,s2,s,にょっ又択一的にオン状BKされ、
その結果上記入力信号A,B,O,Dのうちの1つが共
通接続されたノードNに伝えられろ。
このノードNO’)信号は、レベル補償を行なうための
出力用CMOSインバータ1v1と帰還用のNチャネル
MOSFETQ!+とから構成聖れたラノチ回路1に供
給される。
このラノチ回路1は、上記ノードNの{H号レベルに従
った反転信号を出力端子Qから出力するものである。ラ
ッチ回路lを構成するOMOSインバータIV,は、特
に制限聖れフ工いが電源電圧vDDの約172のしきい
値電圧を持つように場れる。
第2図には、伝送ゲー}Q+とその伝送特性が示されて
いる。
伝送ゲートMOSFET、例えばQ,は、第2図に示す
ような出力特性を持つ。今セレクト信号Soが口〜レベ
ルならPチャネルMOSFETQ,はオン状態となる。
それに応じて入力信号八がノードNに伝送される。この
時入力信号Aが7・イレベル■DDであろ1工らそれK
応じて伝送ゲー}MOSFETQ+の電極J)がソース
電極とし℃作用するとともに電極Sがドレイン電極とし
て作用するので、入力信号Aは実質的にレベル損失を受
けることなくノードNに伝送される。これに対して、入
力信号AがローレベルGNDであるならこれに応じて伝
送ゲートMOSFETQ,の電極D,SはそれぞれドV
イン電極,ソース市極とじ℃作用することになる。この
とき、伝送ゲートMOSFETQ,はそのゲート・ソー
ス間電圧がそのしきい値電圧よりも大きいならオン状態
を維持するが、そのゲート・ソース間電圧がそのしきい
値電圧よりも小はくなるとオフ状態になつ℃しまり。そ
の結果、入力信号八がほぼ0ボルトのロウレベルである
にもかかわらずに、ノードNの電位は、第2図のBに示
すようIcPチャネ/l/MOSFETQ,のしきい値
電圧特性と駆動電圧レベルとの関係によって十記Pチャ
ネルMOSFETQ,のしきい値電圧vth分だけ浮き
上がるものとなってしまう。
言い換えるとノードNの電位は充分低下されない。
この実施例に従うと、ランチ回路1のしきい値電圧は伝
送ゲー}MOSFETを介して−ヒ記ノードNに伝送さ
れる信号のローレベルよりも高いレベルに設定される。
そのため伝送ゲー}MOSFETを介{−{ノードNが
ロウレベルにされたときのCMOSインバータIV,の
出力レベルハ、ハイレベルとなる。したがって、帰還用
NチャネルMOSFETのゲートには、ハイレベルが供
給され、このNチャネルMOSFETはオン状態となる
。これによりノードNの電位は接地電位GNDレペルま
で低下される。すなわちレベル補償動作が行なわれる。
その結果、それぞれのセレクト信号に従って選択された
入力信号が反転されて、出力端子Qに出力されると(・
う4人力1出力のセレクト動作が行なわれる。
〔実施例2〕 第3図には、本発明の他の実施例か示されている。
この実施例では特に制限されないが、第1図と同様な4
人力1出力のOMOSセレクタ回路を構成する。しかし
ながら、伝送ゲー}MOSFET及び正帰還用のMOS
FETの導電型が第1図σ)それに対して反転されてい
る。NチャネルMOSFETQ6及びQ7及びQ,及び
Qoはそれぞれ入力信号A及びB及び0及びDを伝達す
る伝送ゲートを構成している。またPチャネルMOSF
BTQ+。は、正帰還路を構成している。上記Nチャネ
ルMOSFETQ,,Q?,Qs,Qoのそれぞれのゲ
ートにはセレクト信号S。s81+S2+S,が供給さ
れる。上記NチャネルMOSFETQlI=Q7,Qs
−Q9は、セレクト信号S。,S,,S,,S.によっ
て択一的にオン状態にされ、その結果上記入力信号A,
B,0,Dのうちの1つが共通接続されたノードNに伝
送される。
このノ−ドNの信号は、レベル補償を行なうための出力
用CMOSインバータIV,と正帰還用のPチャネルM
OSF’ETQ+oから溝成されたラノチ回路2に供給
される。
このラッチ回路2は、第1図のラッチ回路1と同1mに
上記ノードNの信号レベルに従った反転信号を出力端子
Qから出力するものである。ラノチ回路2な構成するO
MOSインバータIV,もまだ第1図におけるCMOS
インバータI■1と同様に特に制限されないが電源電圧
vDDの約】/2のしきい値電圧をもつようにきれる。
第4図には、伝送ゲートMOSFETQ,とその伝送特
性が示され工いる。
伝送ゲートMOSFET、例えばQ6は、第4図に示す
ような入出力特性を持つ。今、セレクト信号S。がハイ
レベルならNチャネルMOSFETQeはオン状態とな
る。それに応じて入力信号八がノードNに伝送される。
・この時入力lfi号Aがローレベルであるなら、それ
に応じて伝送ゲートMOSFETQ,の電極Dがソース
電極とし”〔作用するとともVCm極Sがドレイン電極
として作用するので、入力信号Aは、実質的にレベル損
失を受けることなくノードNに伝送される。これに対し
て入力信号Aがノ・イレベルであるなら、これに応じて
伝送ゲ−}MOSFETQ,の電極D,Sは、それぞれ
ドレイン電極,ソース電極として作用することになる。
ここで、伝送ゲー}MOSFETQ,は、そのゲート・
ソース間電圧がそのしきい値電圧よりも小はいならオン
状態を維持するが、そのゲート・ソース間電圧がそのし
7きい値電圧よりも大きくなるとオフ状態になる。従っ
て入力信号八がほぼ電源電圧vDDのノ・イレベルであ
るにもかかわら1“、ノードNK伝送される電位は、第
4図のBに示ゴーように、NチャネルMOSFETQ.
のしきい値特性と駆動電圧レベルとの関係によって、上
記NチャネルMOSFETQ,lのしきい値電圧Vth
分だけ低下した信号レベル(■DD一■th)となって
しまう。言い換えるとノードNの電位は充分士昇されな
℃・。
この実施例に従つとラッチ回路2のしきい値電圧は、伝
送ゲートMOSFETQ6を介して上記ノードNに伝送
される信号のハイレベルよりも低いレベルに設定される
。そのため、伝送ゲー}MOSFETを介してノードN
がハイレベルにされタトキのOMOSインバータIV,
の出力レベルはローレベルとなる。したがって帰還用P
チャネルMOSFETのゲー}Kはローレベルが供給さ
れ、このPチャネルMOSFETは、オン状態となる。
これによりノードNの電位を、電源電圧VDDレベルま
で上昇させる。すなわちレベル補償動作が行なわれる。
このようにしてそれぞれのセレクト信号に従って選択さ
れた入力信号が反転されて出力端子Qに出力されるとい
う4人力l出力のセレクト動作が行なわれる。
〔実施例3〕 第5図は、第1図または第2図のランチ回路1及び2の
変わりに出力用のOMOSインバータIV,と帰還用の
OMOSインバータIV,にょリラッチ回路3を構成し
た本発明の他の実施例である。
第1図のラッチ回路1をラッチ回路3にした場合につい
て説明する。このランチ回路もラノチ回路1及び2と同
様にノードNの信号レベルに従った反転信号を出力端子
Qから出力するものである。
ラッチ回路3を構成するOMOSインバータIV,もO
MOSインバータIV,及びIV2と同様に、特に制限
されないが電源寛圧■DDの約1/2のしきい値電圧を
もつようにされる。
第1図と同様に伝送ゲー}MOSFET、例えばQ.は
第2図に示すような入出力特性を持つ。
今セレクト信号S。がローレベルならPチャネルMOS
FETQ,はオン状態となる。それに応じて入力信号A
がノードNに伝送聖れる。このとき入力信号Aがハイレ
ベルであると実施例】と同様に、入力信号Aはレベル損
失を受けることなくノードNに伝送される。これに対し
て入力信号Aがローレ・ベルであるなら、実施例1と同
様にノ−ドNの電位は、第2図のBに示すようになる。
この実施例に従うとラッチ回路3のしきい値電圧は、伝
送ゲー}MOSFETを介して−J二記ノードNに伝送
さftるイ8号のローレベルよりも高いレベルに設定さ
れる。そのため伝送ゲー}MOSL”ETを介し7てノ
ードNがローレベルKされたときのcM.osインパー
タIV3の出力レベルはハイレベルとなる。したがって
帰還用OMOSインバータIV,K供給される信号レベ
ルはハイレベルとなり、上記帰還用CMOSインバータ
1v4の出力レベルはローレベルとなる。これによりノ
ードNの電位は接地電位GND1ノベルまで低下聖れる
このようにして実施例1及び実施例2と同様に4人力1
出力のセレクト動作が行なわれる。
〔実施例4〕 PチャネルNOSFETで構成された伝送ゲートをオン
状態にするためのセレクト信号と、NチャネルMOSF
ETで構成きれた伝送ゲートをオン状態にするためのセ
レクト信号とは、その極性が互いに逆である。このため
第1図に示されているようにPチャネルMOSFE’l
’を伝送ゲートとするCMOSセレクタ回路と、第2図
に示されているようにNチャネルMOSFETを伝送ゲ
ートとするOMOSセレクタ回路とを同一基板上に形成
すれば、上記セレクト信号を出力する論理回路の構成を
簡単にすることができる。例えば、セレクト信号がロー
レベルのときに第1の信号を伝送し、逆にセレクト信号
かハイレベルのときに第2の信号を伝送するような場合
、伝送ゲートを例えば全てNチャネルMOSF’ETで
構成すると、上記第1の信号を受ける伝送ゲートをオン
状態とするためには、セレクl・信号を反転させるため
のインバータ回路を上記論理回路に設けなければならな
い。これにより上記論理回路の構成が複雑になってしま
う。これに対して、上記第1の信号を受ける伝送ゲート
なPチャネルMOSFETで構成し、第2の信号を受け
る伝送ゲートなNチャネルMOSFETで構成すれば、
上記PチャネルMOSFETとNチャネルMOSFET
のそれぞれのゲートに共通のセレクト信号を供給するこ
とができる。その結果とし℃、セレクト信号を反転させ
るだめの上記インバータ回路を上記論理回路に設ける必
要がなくなるため、その回路構成を簡単にすることがで
きるとともに素子数を減少させることができる。
PチャネルMOSFETで構成された複数の伝送ゲート
を有するOMOSセレクタ回路と、NチャネルMOSF
ETで構成された複数の伝送ゲートを有するCMOSセ
レクタ回路とにおいて、共通のセレクト信号が供給され
る伝送ゲートは、その一部であっても全部であってもよ
い。こび)場合、上記論理回路の一部又は全部を共通に
できるため素子数の低減が図れる。
〔効果〕
(1)、PチャネルMOSFET又はNチャネルMOS
FETによって構成されたトランスファゲートを介して
正帰還回路を有する入力回路に信号が供給されるように
したことにより、トランスファゲートでの信号のレベル
損失が正帰還回路によって補償されるため、トランスフ
ァゲ−トをPチャネルMOSFET又はNチャネルMO
SFETO与で構成しても充分なレベルを有する信号を
伝送することができるという効果が得られる。
(2)、PチャネルMOSFET又はNチャネルMOS
FETによって構成されたトランスファゲートを介して
正帰還回路を有する入力回路に信号か供給されるように
したことにより、トランスファゲートでの信号レベルの
損失が正帰還回路によって補償されろため、トランスフ
ァゲートは、PチャネルMOSFET又はNチャネルM
OSFETのみによって構成することができる。これに
より、トランスファゲートを構成する素子の数を減らす
ことができるという効果が得られる。
(3)、トランスファゲートと、それを介し℃信号が供
給される正帰還回路を有する入力回路とによつ℃構成さ
れたセレクタ回路であって、そのトランスファゲートが
PチャネルMOSFETによって構成されたセレクタ回
路と、そのトランスファゲ−トがNチャネルMOSFE
Tによつ℃構成されたセレクタ回路とを同一基板に設け
るようにしたことにより、上記PチャネルMOSFET
によクて構成されたトランスファゲートと、上記Nチャ
ネルMOSFETによって構成された1・ランスファゲ
ートとを共通Q)セレクト信号によって制御することが
可能となる。これにより、セレクト信号を形成するとこ
ろの回路の構成を簡単にずろことが可能になるとともに
、その素子数を減らずことが可能になるという効果が得
られる。
(4)、多数のセレクタ回路を含む半導体集積回路装置
においては、そのセンクタ回路として、PチャネルMO
SFET又はNチャネルMOSFETによって構成され
たトランスファゲー■・と、それを介して信号が供給さ
れる正帰還回路を有する入力回路によって構成されたセ
レクタ回路を使うことにより、トランスファゲートが少
ない素子数で構成できるため、半導体集積回路装置の高
集積度化が達成できるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記火施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で槙々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば伝送ゲートM
OSFETは、PチャネルMOSFET又はNチャネル
MOSFETで構成し,でもよい。また正帰還回路は、
PチャネルMOSFET又はNチャネルMOSFETの
みで構成してもよい。さらに入力端子数は4個に限定さ
れるものではない。
〔利用分野〕
本発明は、例えば多0のセレクタを必要とする半導体集
績回路装置などに適用して有効に利用できるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。 第2図は、第1図の伝送ゲー}MOSFETの入力と出
力の関係を示した回路図と動作波形図である。 第3図は、本発明の他の実施例を示す回路図である。 第4図は、第3図の伝送ゲートMOSPETσ)入力と
出力の関係を示した回路図と動作波形図である。 第5図は、第1図及び第2図におけるランチ回路1及び
2を2つのOMOSインバータで構成したさらに他の実
施例を示す回路図である。 1及び2及び3・・・ラノチ回路、IV,及びIV2及
びIV,及びIV4=−OMOSインハ−.p、Q+t
QtvQsvQ4vQ+o”・Pf+ネルM.OSFE
T,Qi,Qe−Qt−Qs,Qo・・・NチャネルM
OSFET,

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.複数の伝送ゲー}MOSFETとこの伝送ゲートM
    OSFETを介して供給される信号を受けるOMOS入
    力回路とを供え、上記OMOS入力回路はその出力端に
    おける信号をその入力端に正帰還させる正帰還回路を含
    んでなることを特徴とするOMOSセレクタ回路。
  2. 2.上記複数の伝送ゲー}MOSFETのそれぞれは第
    1導電委のMOSFETから構成され上記正帰還回路は
    上記入力回路の入力端と所定の電位点との間にそのソー
    ス・ドレイン通路が接続されそのゲートが上記入力回路
    の出力端に結合された第2導電型のMO8FETから構
    成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のCMOSセレクタ回路。
  3. 3.上記正帰還回路は上記入力回路の出力端にその入力
    端が結合されかつ上記入力回路の入力端にその出力端が
    結合されたCMOSインバータから構成されてなること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    OMOSセレクタ回路。
  4. 4.上記第1導電型で構成嘔れた複むの伝込ゲー}MO
    SFETからなるOMOSセレクタ回路と第2導電型で
    構成された複数の伝送ゲー}MOSFETからなるOM
    OSセレクタ回路は同一基板上に設けられてなることを
    特徴とする特許謂求σ)範囲第1項,第2項または第3
    項記載のOMOSセレクタ回路。
JP14632383A 1983-08-12 1983-08-12 Cmosセレクタ回路 Pending JPS6038924A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02185113A (ja) * 1989-01-12 1990-07-19 Nec Corp 信号選択回路

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