JPS609370B2 - バッファ回路 - Google Patents

バッファ回路

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JPS609370B2
JPS609370B2 JP55183076A JP18307680A JPS609370B2 JP S609370 B2 JPS609370 B2 JP S609370B2 JP 55183076 A JP55183076 A JP 55183076A JP 18307680 A JP18307680 A JP 18307680A JP S609370 B2 JPS609370 B2 JP S609370B2
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JP
Japan
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transistor
output
circuit
input signal
point
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JP55183076A
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慶三 青山
隆彦 山内
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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
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    • 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
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/02Shaping pulses by amplifying
    • H03K5/023Shaping pulses by amplifying using field effect transistors

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ブートストラツブ形式として低消費電力化を
図ったバッファ回路(ィンバータ回路)に係り、特に短
い幅のパルス入力があっても出力波形が影響されない様
に改善したものである。
最近のスタティックメモリは、スタンバイモードを採用
して低消費電力化を図る煩向にある。即ちスタンバイの
状態では各部に電流が全く又は殆んど流れないように回
路を工夫するが、チップセレクト入力のバッファの部分
では電流が流れ、この点が未だ不充分である。第1図a
はチップセレクトCSに対するバッファ回路の従来例を
示す。これはディプリーション型トランジスタQaとヱ
ンハンスメント型トランジスタQbを使用した通常のイ
ンバータであって、CSが日(/・ィ)になるとQbオ
ン、従って出力OutはL(ロー)になる。なおトラン
ジスタQaは常に電流を流すので、出力のLレベルは制
限され、Vssまでは下らない。次にCSがLになると
Qbはオフ、従って出力○帆は日となり、これで本バッ
ファ回路搭載のメモリチップはセレクトされ、アクティ
ブになる。スタンバイではCS=日であり、出力Out
は上記の如くLであるが、このスタンバイ状態では電源
Vcc、Qa,Qb,Vssの経路で電流が流れ、低消
費電力化(パワーダウン)を妨げる。第1図bはブート
ストラツプ回路を用いたもので、Qa,Qbは共にェン
ハンスメント型のトランジスタ、Cはプートストラツプ
効果発生用のコンデンサである。動作はやはりィンバー
タで、CS=日ならQbオンで出力○帆はLになる。ト
ランジスタQaはダイオード接続のトランジスタQcを
通して電源Vccからゲート電圧を供給されるので完全
にオフにはならず、従って出力○心tのLレベルは制限
される。CS=LになるとQbオフ、出力○心は日にな
るが、この立上り状態ではコンデンサCによりトランジ
スタQaのゲートには高い電圧が加えられ(ブートスト
ラップ効果)、Qaは完全オ′ンになって出力Outの
HレベルはVccになる。この回路でもCS=日のスタ
ンバイモードではVcc,Qa,Qb,Vssの経路に
電流が流れる。この点第1図cの回路は、スタンバイモ
ードで上記電流が流れることはない。即ちCS=日でイ
ンバータ1,,12の出力はL,日、従ってトランジス
タQbはオン、Qaはオフとなり、出力○帆は− L、
そしてVcc,Qa,Qb,Vssを通る電流はない。
CS=Lなら1,,12の出力はK.L、従ってQaオ
ン、Qbオフであり、この切換過程で充電されたコンデ
ンサCによるブートストラツプ効果でQaは完全オン、
出力○心はVccとなる。なお第1図aの回路でもトラ
ンジスタQaをヱンハンスメント型にしてCSの反転信
号でこれをドライブすればスタンバイモードの電流を零
にできるが、この場合は出力0Mの電圧がQaのVth
だけ下がる。また第1図bでQcを除けばQaはオフに
なるが、これではQaのゲート電圧およびコンデンサC
の電荷を供給するものがないから、か)る回路は不動作
になることは言う迄もない。この点第1図cの回路はパ
ワーダウンを図ることができ、また出力O心tのHレベ
ルも高い利点があるが、ブートストラップ回路を使用し
ているので、そのコンデンサCを充分に充電できない微
小パルスが入力すると出力Outの回復が遅くかつレベ
ルずれを生じる等の欠点がある。
本発明はか)る点を改善しようとするものであって、そ
の特徴とする所は第1の入力信号をソースまたはドレィ
ンの一方に受ける第1のトランジスタと、該トランジス
タのソースまたはドレインの他方がゲート電極に接続さ
れたブートストラップ機能を持つ第2のトランジスタと
、該第2のトランジスタに直列接続され、そしてゲート
電極には該第1の入力信号と逆相でそれより僅かに遅延
した第2の入力信号が印加される第3のトランジスタと
、該第2および第3のトランジスタの直列接続点である
出力端の電位を反転して該第1のトランジスタのゲート
電極に印加するィンバータとを備えてなることにある。
次に再び図面を参照しながらこれを詳細に説明する。第
2図のバッファ回路は第1図cのィンバータ1,以降に
相当するものである。
動作は前述の通りであるが、第3図を参照しながら更に
説明すると、入力INがLから日に立上ると第1のトラ
ンジスタQ,を通してA点が(Vcc−V仇)にプリチ
ャージされ、トランジスタQ2はオンになる。またブー
トストラップ用のコンデンサCoも充電される。インバ
ータいま入力INを反転しかつこれに僅かな遅延を与え
、その出力Bで第3のトランジスタQ3が制御される。
トランジスタQはトランジスタQ2と直列接続されてい
て、B点がLレベルになるとオフし、このため出力端O
UTの電位は上昇する。この電位上昇がコンデンサCo
(これは特に設けなくて、トランジスタQ2のゲート・
ソース間容量でもよい)を通してA点の電位をVcc以
上に突上げる。この結果、トランジスタQ2のソース側
から電源電圧Vccまで高められた日レベルの出力OU
Tが得られる。この第2図の回路はトランジスタQ,の
ゲート電極が電源Vccに接続されているため、第3図
に示すように入力IN‘こ短パルスPが発生すると、そ
の後の出力OUTの立上り波形がなまる欠点がある。
このような小幅パルスPは、信号の切換り時などに発生
する。例えば2入力ナンドを考えるに、該入力の一方S
,が日、他方S2がLならナンド出力は日であるが、こ
の状態からS,がL、S2が日になるとナンド出力はや
はり日であるがS2の立上りが早い及び又はS,の立下
りが遅いと共に日,日になってナンド出力はLとなる。
勿論これは僅かなタイミングのずれで生じるので短期間
であり、従ってこのL出力パルスは第3図のPのような
微小パルスとなる。通常ダイナミックメモリでは入力I
Nに相当する波形はパルス幅が規定され、ラッチ回路等
を使用して整形してPの様な短パルスが発生することを
阻止している。これに対しスタティックメモリでは簡素
化を限ってパルス幅規定はしないことが多い。このため
第3図のように短パルスP(H→L→日へと変化するも
の)が発生すると、該パルスPの立下り部分でA点の電
荷がトランジスタQ,を通して放電し、その立上り部分
ではまだ点Bが充分立上ってはいないからトランジスタ
Q3はオフまたは不完全オンであり、このため容量Co
は充分に充電されない。このためブートストラップ効果
は充分に発揮されず、出力OUTの立上りがゆるやかに
なり、更には出力OUTのHレベルそれ自身が、充分ブ
ートストラツプ効果が働いた場合にくらべて低くなる。
出力OUTの立上りが緩慢であると例えば次段のしきし
、値に達する時間が遅れるので、これは動作遅れの原因
となる。本発明はこの点を改善するものであり、実施例
を第4図に示す。
この回路図で、第1図と同一部分には同一符号が付して
ある。本例が第1図と異なる主な点は、第1のトランジ
スタQ,のゲートに、出力OUTをィンバータ13で反
転した信号Cを印加する様にした点である。A点と電源
Nccとの間に接続したトランジスタQ4は、電源投入
時にA点をある程度プリチヤージするものである。また
出力OUTと電源Vccとの間に接続したテプレツショ
ン型のトランジスタQ5は、出力OUTのHレベルがジ
ャンクションリークで低下するものを防止するために設
けた電荷補給用である。これらトランジスタQ4,Q5
は小電流用のもので充分であり、また必ずしも必要なも
のではない。次に第5図の波形図を参照しながら動作を
説明する。入力IN(第1の入力信号)に対するB点電
位(第2の入力信号)の変化は第2図と同様である。こ
れに対しトランジスタQ,はインバータ13の出力Cで
制御されるので、入力INに短パルスPが発生してもこ
の時の出力CがLでQ,オフであるため、A点の電荷は
放電せずにその電位は略一定値を保つ。従ってB点がパ
ルスPに対応してL→H→Lと一時的に変化し、再度B
=LとなるときトランジスタQ3はオフして正常なブー
トストラップ効果で出力OUTは直ちにVccへ上昇す
る。この結果出力PUTの波形には短パルスPの影響は
ほとんど現われない。尚、他の動作は第2図と変らない
ので、例えばIN=CSとすればCS=日のスタンバイ
モードでは電力消費は袷んどない。上記実施例では第2
の入力信号Bを第1の入力信号州をィンバータ1,で反
転して得たが、これらはその位相関係を保つ限り独立し
たものであってもよい。
また、本発明はアドレスィンバータ等にも適用すること
ができる。以上述べたように本発明によれば、低消費電
力のブートストラツプ型バッファ回路(ィンバータ回路
)の出力波形が、不要な短パルス入力時に影響されない
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図a,b,aはCSバッファの従来例を示す回路図
、第2図は第1図cのブートスラップ型バッファ回路の
要部を示す回路図、第3図はその動作波形図、第4図は
本発明の一実施例を示す回路図、第5図はその動作波形
図である。 図中、Q,〜Q3は第1〜第3のトランジスタ、13は
ィンバータ、IN‘ま第1の入力信号、Bは第2の入力
信号である。 第1脚 第2図 第3図 第4凶 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1の入力信号をソースまたはドレインの一方に受
    ける第1のトランジスタと、該トランジスタのソースま
    たはドレインの他方がゲート電極に接続されたブートス
    トラツプ機能を持つ第2のトランジスタと、該第2のト
    ランジスタに直列接続され、そしてゲート電極には該第
    1の入力信号と逆相でそれより僅かに遅延した第2の入
    力信号が印加される第3のトランジスタと、該第2およ
    び第3のトランジスタの直列接続点である出力端の電位
    を反転して該第1のトランジスタのゲート電極に印加す
    るインバータとを備えてなることを特徴とするバツフア
    回路。
JP55183076A 1980-12-24 1980-12-24 バッファ回路 Expired JPS609370B2 (ja)

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DE8181306073T DE3171077D1 (en) 1980-12-24 1981-12-23 Buffer circuit
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