JPS61214614A - 出力バツフア回路 - Google Patents

出力バツフア回路

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Publication number
JPS61214614A
JPS61214614A JP60055196A JP5519685A JPS61214614A JP S61214614 A JPS61214614 A JP S61214614A JP 60055196 A JP60055196 A JP 60055196A JP 5519685 A JP5519685 A JP 5519685A JP S61214614 A JPS61214614 A JP S61214614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
nmos
level
output
input signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP60055196A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuneo Nakamura
恒夫 中村
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP60055196A priority Critical patent/JPS61214614A/ja
Publication of JPS61214614A publication Critical patent/JPS61214614A/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
    • H03K19/01Modifications 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
    • H03K19/01721Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by means of a pull-up or down element

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (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、MOS トランジスタで構成される出力バッ
ファ回路に関するものである。
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、特開昭59−4
327号公報に記載されるものがあった。以下、その構
成を図を用いて説明する。
第2図は従来の出力バッファ回路の一構成例を示す回路
図である。第2図において、1は入力信号Vlが与えら
れる入力端子、2は出力信号vOを送出する出力端子、
3は正の電源電圧vDDが印加される端子、および4は
負の電源電圧vSSが与えられる端子である。入力端子
lには、信号反転用の相補型MOSインバータ(以下、
CMOSという)5を介してエンハンスメント型のNチ
ャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSという)6
のゲートと、エンハンスメント型のNMOS 7のゲー
トとが、それぞれ接続される。2つのNMOS6 、7
において、一方の第1のNMOS6と他方の第2のNM
OS 7とは端子3・4間に直列に接続されている。す
なわち、第1のNMOS 6のドレインは端子3に、ソ
ースは第2のNMOS7のドレインにそれぞれ接続され
ると共に、第2のNMOS 7のソースが端子4に接続
されている。そして第1のNMOS 6のソースと第2
のNMOS7のドレインとの接続点8には、出力端子2
が接続されている。出力端子2には、例えば容量負荷が
接続される。
以上のように構成される出力バッファ回路の動作を、第
3図(+)、(2)を参照しつつ説明する。なお、第3
図(1)は入力信号Vlの波形図であり、点線の波形は
高・低レベルの入力信号VIIを、実線の波形は低・高
レベルの入力信号VI2をそれぞれ示している。また、
第3図(2)は出力信号VOの波形図であり1点線の波
形は入力信号VIIに対する出力信号vO1を、実線の
波形は入力信号VI2に対する出力信号VO2を、それ
ぞれ示している。
先ず、入力信号VIIが入力端子1に与えられる場合に
ついて説明する。入力信号Vllが電位VDDの高レベ
ル(以下、Hレベルという)のとき、これがCMOS 
5で反転されてLレベルの信号が第1のNMOS 6の
ゲートに入力されると共に、Hレベルの信号が第2のN
MOS 7のゲートに入力される。すると、第1のNM
OS 6がオフ状態、第2のNMOS7がオン状態とな
り、出力端子2の出力信号VOIは電位vSSとなる。
そして、入力信号VIIが電位vSSの低レベル(以下
、Lレベルという)になると、第1のNMOS6がオン
状態、第2のNMOS 7がオフ状態となり、電流■1
が電源電圧VDD側から第1のNMOS 6を介して出
力端子2の容量負荷へ供給される。これにより出力信号
VOIは電位vSSから上昇していく。最大上昇レベル
は。
第1のNMOS 6の負のスレショールド電圧をVTと
すルト、第1 (7)NMOS6 ノ特性より、はぼ(
VDD−VT)電位となる。
次に、入力信号VI2が入力端子lに与えられる場合に
ついて説明する。入力信号VI2が電位VSSのLレベ
ルのとき、第1のNMOS 6がオン状態、第2のNM
OS 7がオフ状態となる。これにより、出力信号VO
2は、第1のNMOS6の特性より、はぼ(VDD−V
T)電位となる。そして、入力信号VI2が電位VDD
のHレベルになると、第1のNMOS 6がオフ状態、
第2のNMOS 7がオン状態となって、電流■2が出
力端子2の容量負荷から第2のNMOS 7を介して電
源電圧vSS側へ流れ、容量負荷の電荷が放電していく
。そのため、出力信FyVO2ハ(VDD−VT) 電
位カラVSS電位へと降下していく。
このような従来の出力バッファ回路においては、第1と
第2のNMOS6 、7を用いて大きな電流It、12
を供給しているため、負荷への電流供給能力(すなわち
、ドライブ能力)が高いという利点がある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成の出力バッファ回路では、出力
信号vOのうち、一方の出力信号VO2はVSS電位ま
で低下するが、他方の出力信号V01は第1 ノNMO
38(7)特性より(VDD−VT)電位付近マチしか
上昇しない。ソノため、VO1=VDD 、 VO2=
VSSという精度の高いCMOS出力を得ることができ
ないという問題点があった。しかも第1のNMOS 6
のスレショールド電圧VTは、製造時においてばらつき
があり、プロセス的に変動する。そのため、出力信号V
OのHレベル電位(VDD−VT)が一定せず、これに
よって出力端子2に接続されるMOS回路等の次段回路
への悪影響が生じる。例えば1次段回路における入力端
子への(VDD−VT)電位印加の影響による電源電流
IDDの増加や、これに伴なう次段回路中の半導体素子
の短絡事故(いわゆるラッチアップ)の発生等という問
題点があった。 本発明は、前記従来技術が持っていた
問題点として、CMOS出力の精度が低いことと、スレ
ショールド電圧の変動に伴なう出力信号レベルの不安定
性、および次段回路への悪影響という点について解決し
た出力バッファ回路を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記問題点を解決するために、入力信号を反
転して反転信号を出力するCMOSと、電源に直列接続
される第1と第2のNMOSとを具え、前記入力信号ま
たは反転信号を前記第1と第2のNMOSのゲートのい
ずれかにそれぞれ与え、前記第1と第2のNMOSの接
続点から出力信号を送出する出力バッフγ回路において
、前記第1のNMOSに並列接続され、前記入力信号ま
たは反転信号がゲートに与えられて前記第1のNMOS
と同一のオン、オフ動作を行なうPチャネルMOS ト
ランジスタ(以下、 PMOSという)設けものである
(作 用) 本発明によれば、以上のように出力バッファ回路を構成
したので、PMOSは第1の8MO9のオン時に同時に
オン状態となり、第1の8MO9による電源から出力端
子への電流供給時に、PMOSも電源から出力端子へ補
助的に電源を供給するように働く、そのため、出力信号
のH,Lレベルが入力信号のH,Lレベルとほぼ同一に
なる。したがって、前記問題点を除去できるのである。
(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を示す出力バッファ回路
の回路図である。なお、第2図中の要素と同一の要素に
は同一の符号が付されている。
そして この出力3727回路が第2図のものと異なる
点は、第1のNMOS6と並列に、デプレッション型の
PチャネルMOS トランジスタ(以下。
PMOSという)10を接続したことである。すなわち
、PMOSIOのソースは正の電源電圧VDDが印加さ
れる端子11に、ドレインは接続点8と出力端子2との
間に、ゲートはCMOS 5の入力端に、それぞれ接続
されている。ここで、出力端子2には負荷として例えば
容量負荷が接続され、入力端子lに入力信号Vlが与え
られると、第1の8MO36とPMOSIOのオン時に
それぞれのソース・ドレイン間に電流V1.J10が流
れると共に、第2のNMOS 7のオン時にそのソース
・ドレイン間に電流工2が流れ、出力端子2に出力信号
VOIOが現われるものとする。なお、第1図中、端子
11を省略してPMOSIOのソースを端子3に接続し
、この端子3からPMOSIOのソースへ電源電圧VI
IDを印加するようにしてもよい。
以上のように構成される出力バッファ回路の動作を、第
4図(1)、(2)を参照しつつ説明する。なお、第4
図(1)は第3図(1)と同様の入力信号Vlの波形図
であり、点線の波形は高1低レベルの入力信号VIIを
、実線の波形は低・高レベルの入力信号VI2を、それ
ぞれ示している。また、第4図(2)は出力信号VOI
Oの波形図であり、点線の波形は入力信号VIIに対す
る出力信号v011を、実線の波形は入力信号VI2に
対する出力信号VO12を、それぞれ示している。
先ず、入力信号VIIが入力端子1に与えられる場合に
ついて説明する。入力信号VIIが電位VDDの高レベ
ルのとき、これがCMOS 5で反転されてLレベルの
信号が第1のNMOS 6のゲートに入力されると共に
、Hレベルの信号が第2の8MO97及びPMOSI 
Oの各ゲートに入力される。すると、第1の8MO96
およびPMOSIOがオフ状態、第2のNMOS 7が
オフ状態となり、出力端子2の出力信号v011は電位
VSSとなる。そして、入力信号VIIが電位vSSの
Lレベルになると、第1の8MO96及びPMOSIO
がオン状態、第2のNMOS 7がオフ状態となり、電
流11が第1のNMOS6を通して、電流110がPM
OSIOを通して、それぞれ電源電圧VDD側から出力
端子2の容量負荷へ供給される。これにより出力信号V
OIIは電位vSSから上昇していき、第1のNMOS
 6のスレシゴールド電圧VTに無関係に。
最大レベルVDDまで上昇する。
次に、入力信号VI2が入力端子lに与えられる場合に
ついて説明する。入力信号VI2が電位VSSのLレベ
ルのとき、第1のNMOS 6及びPMOSIOがオン
状態、第2のNMOS 7がオフ状態となる。これによ
り、出力信号vO!2は、21のNMOS 6のスレシ
ョールド電圧VTに無関係に、電位VDDとなる。そし
て、入力信号VI2が電圧VDDのHレベルになると、
第1のNMOS 6及びPMOSIOがオフ状態、第2
の8MO97がオン状態となって、電流工2が第2のN
MOS7を通して出力端子2の容量負荷から電源電圧v
SS側へ流れ、容量負荷の電荷が放電していく。そのた
め、出力信号VO12はV[l[]電位からvSSt位
へと降下していイ。
このように本実施例の出力バッフ7回路においては、P
MOSIOを第1のNMOS6に並列接続しているため
、出力信号VO10,VO11のHレベルを電位VDI
Jtテ引上げルコトができ、VOI 1−VDD、 V
O12=VSSという精度の高い0MO3出力を得るこ
とができる。しかも、第1の8MO96のスレショール
ド電圧VTとは無関係に出力信号V010のHレベルが
一定の電位VDDとなるため、出力端子2に接続される
次段回路への悪影響を防止できる。さらに、PMOSI
Oに流す電流110は少なくてよいため、該PMOS1
0の電流容量は小さなものでよく、IC化した場合のチ
ップ上での面積をほとんど増すことなく、負荷への大電
流供給が可能となる。
第5図は本発明の第2の実施例を示す出力バッフ7回路
の回路図である。この出力バッファ回路では、第1の実
施例と同じ回路構成部品を用いているが1回路結線が異
なっている。すなわち、並列接続の第1のNMOS 6
及びPMOSloと、第2のHMOS 7とを、直列に
接続した構成は第1の実施例と同じであるが、入力信号
vIt−第1のNMOS 6のゲートに与えると共に、
入力信号Vlを0MO35で反転した信号を第2のHM
OS 7及びPMOSloの各ゲートに与えるようにし
た点が、第1の実施例と異なっている。
このような構成において、第4図(1)のような入力信
号VIが入力端子1に手えられると、出力端子2には第
4図(2)の点線波形と実線波形とが逆になった出力信
号v020が現われる。この出力バッファ回路では、い
わゆるノンインバータ動作となるが、第1の実施例と同
様の利点を有する。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、第1のN
MOSに、これと同一のオン、オフ動作をするPMOS
を並列に接続したので、第1のNMOSによる負荷への
電流供給時に、PMOSも補助的に負荷へ電流を供給す
るため、安定した精度の高い0MO3出力を得ることが
でき、これによって出力端子に接続される次段回路への
悪影響を防止できる。したがって、IC化した場合のチ
ップ面積をほとんど増すことなく、負荷への大電流供給
が可能となるる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す出力バッファ回路
の回路図、第2図は従来の出力バッファ回路の回路図、
第3図(1)、(2)は第2図の入力信号波形図、第4
図(1)、(2)は第1図の入力信号波形図、第5図は
本発明の第2の実施例を示す出力バッファ回路の回路図
である。 l・・・・入力端子、2・・・・出力端子、5・・・・
0MO5,6・・・・第1のNMOS、7・・・・第2
の8MO8゜10・・・・・PMOS、 VDD・・・
・・正の電源電圧、VI・・・・入力信号、VOIO、
VO20・・−・・出力信号、vSS・・・・・負の電
源電圧。 出願人代理人   柿  本  恭  成1(時間)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入力信号を反転して反転信号を出力する相補型MOSイ
    ンバータと、電源に直列接続されゲートに与えられる信
    号によりオン、オフ制御される第1と第2のNチャネル
    MOSトランジスタとを具え、前記入力信号または反転
    信号を前記第1および第2のNチャネルMOSトランジ
    スタの各ゲートのいずれかにそれぞれ与え、前記第1と
    第2のNチャネルMOSトランジスタの接続点から出力
    信号を送出する出力バッファ回路において、 前記第1のNチャネルMOSトランジスタに並列接続さ
    れ、前記入力信号または反転信号がゲートに与えられて
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタと同一のオン
    、オフ動作を行なうPチャネルMOSトランジスタを設
    けたことを特徴とする出力バッファ回路。
JP60055196A 1985-03-19 1985-03-19 出力バツフア回路 Pending JPS61214614A (ja)

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JP60055196A JPS61214614A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 出力バツフア回路

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JP60055196A JPS61214614A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 出力バツフア回路

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ID=12991929

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JP60055196A Pending JPS61214614A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 出力バツフア回路

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63174425A (ja) * 1986-12-29 1988-07-18 インテグレイティッド デバイス テクノロジー,インコーポレーテッド 出力バッファ
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