JPS6121619A - 相補型3ステ−トmisゲ−ト回路 - Google Patents
相補型3ステ−トmisゲ−ト回路Info
- Publication number
- JPS6121619A JPS6121619A JP59130439A JP13043984A JPS6121619A JP S6121619 A JPS6121619 A JP S6121619A JP 59130439 A JP59130439 A JP 59130439A JP 13043984 A JP13043984 A JP 13043984A JP S6121619 A JPS6121619 A JP S6121619A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- gate
- type
- power supply
- potential power
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
- H03K19/0013—Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の技術分野
本発明は出力段のCMIS回路のPMISトランジスタ
とNMISトランジスタが同時にオンしたときに流れる
ラッシュ電流を制御できると共に3ステ一ト回路として
動作する相補型3ステー1・MISゲート回路に関する
。
とNMISトランジスタが同時にオンしたときに流れる
ラッシュ電流を制御できると共に3ステ一ト回路として
動作する相補型3ステー1・MISゲート回路に関する
。
(2)技術の背景
相補型MIS回路(以下CMO3回路と称す)回路は、
低消費電力等のためにその用途が拡大している。一方3
ステート回路は2例えば1本のハスに複数の回路網を接
続する場合にアクセスされている回路網以外をハスから
切り離す場合等に用いられ、出力端が高レベル、低レベ
ルの状態に加えてハイインピーダンス状態になるもので
ある。
低消費電力等のためにその用途が拡大している。一方3
ステート回路は2例えば1本のハスに複数の回路網を接
続する場合にアクセスされている回路網以外をハスから
切り離す場合等に用いられ、出力端が高レベル、低レベ
ルの状態に加えてハイインピーダンス状態になるもので
ある。
(3)従来技術と問題点
従来、CMOSゲート回路やCMO3による3ステ一ト
ゲート回路を実現しようとすると、出力のトランジェン
トにおいて出力段の0M63回路を構成するPMISト
ランジスタ(以下PMOSトランジスタと称す)とNM
ISトランジスタ(以下NMO3トランジスタと称す)
が共にオンとなる状態が存在し、このために出力段の0
M08回路の高電位電源V。0から低電位電源VS2間
にラッシュ電流が流れるという問題があった。
ゲート回路を実現しようとすると、出力のトランジェン
トにおいて出力段の0M63回路を構成するPMISト
ランジスタ(以下PMOSトランジスタと称す)とNM
ISトランジスタ(以下NMO3トランジスタと称す)
が共にオンとなる状態が存在し、このために出力段の0
M08回路の高電位電源V。0から低電位電源VS2間
にラッシュ電流が流れるという問題があった。
これは、一般にMOSトランジスタのOFF状態とON
状態の切りかわりの境い目があまり急峻ではなく Bi
polar トランジスタに比べるとずっとソフI・な
切りかわり方を示すため、駆動力の高い0M03回路を
設計するためには、PMO3゜NMO3両方のトランジ
スタの闇値電圧をなるべく低く設定し、ON時の出力抵
抗を小さく抑える手法がよく行われ、その結果、多(の
0M03回路において、中間レベルの入力を与えた場合
にPMO3+−ランジスタもNMOSMOSトランジス
タ状態となってしまいラッシュ電流が流れるからである
。
状態の切りかわりの境い目があまり急峻ではなく Bi
polar トランジスタに比べるとずっとソフI・な
切りかわり方を示すため、駆動力の高い0M03回路を
設計するためには、PMO3゜NMO3両方のトランジ
スタの闇値電圧をなるべく低く設定し、ON時の出力抵
抗を小さく抑える手法がよく行われ、その結果、多(の
0M03回路において、中間レベルの入力を与えた場合
にPMO3+−ランジスタもNMOSMOSトランジス
タ状態となってしまいラッシュ電流が流れるからである
。
従って、従来のCMO33ステート回路は、出カパノフ
ァケートとして用いるために両トランジスタのサイズを
大きくしたり、それぞれの闇値電圧を小さくしたりする
と5人力信号の遷移時に大きなラソンユ電流が流れて多
大の電力消費が牛し。
ァケートとして用いるために両トランジスタのサイズを
大きくしたり、それぞれの闇値電圧を小さくしたりする
と5人力信号の遷移時に大きなラソンユ電流が流れて多
大の電力消費が牛し。
特に大電流を駆動する出カバソファゲートには適さなか
った。また中間レベルの入力に対して消費電力が増加す
るので入力ハノファゲートとしても問題があった。
った。また中間レベルの入力に対して消費電力が増加す
るので入力ハノファゲートとしても問題があった。
(4)発明の目的
本発明はラッシュ電流を防止することができると共に低
消費電力化を図れ、かつ入出カバソファゲートとしても
好適する0M03回路の3ステ一トゲート回路を提供す
ることを目的とする。
消費電力化を図れ、かつ入出カバソファゲートとしても
好適する0M03回路の3ステ一トゲート回路を提供す
ることを目的とする。
(5)発明の構成
上記目的は本発明によれば、高電位電源側に接続された
第1のP型MISトランジスタと低電位電源側に接続さ
れた第1のN型MISトランジスタとを有し、該第1の
P型及びN型MISトランジスタを接続する電流経路を
有し2該第1のP型及びN型M■Sトランジスタのゲー
トに共通に入力信号を受ける第1の相補型Misゲート
回路と。
第1のP型MISトランジスタと低電位電源側に接続さ
れた第1のN型MISトランジスタとを有し、該第1の
P型及びN型MISトランジスタを接続する電流経路を
有し2該第1のP型及びN型M■Sトランジスタのゲー
トに共通に入力信号を受ける第1の相補型Misゲート
回路と。
高電位電源側に接続された第2のP型MISトランジス
タと低電位電源側に接続された第2のN型MISトラン
ジスタとを有し、該第2のP型及びN型MISトランジ
スタの接続点を出力端子としてなる第2の相補型MIS
ゲート回路と、高電位電源側と該第2のP型MIS’ト
ランジスタのゲートとの間に接続された第3のP型M
I S トランジスタと、低電位電源側と該第2のN型
MISのゲートとの間に接続された第3のN型MISト
ランジスタとを有し、該第3のP型及びN型MISトラ
ンジスタのゲートには、互いに反転信号が加えられてな
り、前記第1のP型MIShランジスタと前記第1のN
型MISトランジスタとを接続する電流経路内にはイン
ピーダンス素子が直列に挿入され、前記第2のP型MI
S+−ランジスタのゲートは前記電流経路の高電位電源
側に接続され前記第2のN型MISトランジスタのケー
トは前記電流経路の低電位電源側に接続されてなること
を特徴とする相?ili型3ステートMISゲート回路
を提供することによって達成される。
タと低電位電源側に接続された第2のN型MISトラン
ジスタとを有し、該第2のP型及びN型MISトランジ
スタの接続点を出力端子としてなる第2の相補型MIS
ゲート回路と、高電位電源側と該第2のP型MIS’ト
ランジスタのゲートとの間に接続された第3のP型M
I S トランジスタと、低電位電源側と該第2のN型
MISのゲートとの間に接続された第3のN型MISト
ランジスタとを有し、該第3のP型及びN型MISトラ
ンジスタのゲートには、互いに反転信号が加えられてな
り、前記第1のP型MIShランジスタと前記第1のN
型MISトランジスタとを接続する電流経路内にはイン
ピーダンス素子が直列に挿入され、前記第2のP型MI
S+−ランジスタのゲートは前記電流経路の高電位電源
側に接続され前記第2のN型MISトランジスタのケー
トは前記電流経路の低電位電源側に接続されてなること
を特徴とする相?ili型3ステートMISゲート回路
を提供することによって達成される。
(6)発明の実施例
以下本発明の第1の実施例を図面を参照して説明する。
第1図において、第1のPMO3I−ランジスクP1と
第1のNMO3トランジスタN1とによって入力段の0
M03回路を構成し、第1のPMOSトランジスタのソ
ースは高電位電源■ヤに接続され、第1のNMOSトラ
ンジスタのソースは低電位電源V−に接続され、第1の
2MO3及びNMOSトランジスタPl、Nlのゲート
には。
第1のNMO3トランジスタN1とによって入力段の0
M03回路を構成し、第1のPMOSトランジスタのソ
ースは高電位電源■ヤに接続され、第1のNMOSトラ
ンジスタのソースは低電位電源V−に接続され、第1の
2MO3及びNMOSトランジスタPl、Nlのゲート
には。
入力INが加えられる。次に、第2のPMOSトランジ
スタP2と第2のNMO3トランジスタN2とによって
出力段の0M03回路を構成し。
スタP2と第2のNMO3トランジスタN2とによって
出力段の0M03回路を構成し。
第2のPMOSトランジスタのソースは高電位電源V+
に接続され、第2のNMOSトランジスタのソースは低
電位電源V−に接続され、第2の2MO3及びNMOS
トランジスタのトレインは共通に出力OUTに接続され
る。さらに上述の出力段の0M03回路に3ステ一ト動
作を行わせるために、第3の2MO3トランジスタP3
と第3のNMOSトランジスタN3が設けられ、第3の
PMO3トランジスタのソースは高電位電源Vtに接続
され、第3のNMOSトランジスタN3のソースは低電
位電源■−に接続される。そして。
に接続され、第2のNMOSトランジスタのソースは低
電位電源V−に接続され、第2の2MO3及びNMOS
トランジスタのトレインは共通に出力OUTに接続され
る。さらに上述の出力段の0M03回路に3ステ一ト動
作を行わせるために、第3の2MO3トランジスタP3
と第3のNMOSトランジスタN3が設けられ、第3の
PMO3トランジスタのソースは高電位電源Vtに接続
され、第3のNMOSトランジスタN3のソースは低電
位電源■−に接続される。そして。
第3のPMO3トランジスタP3のゲートにはイネーブ
ル信号Tcが加えられ、第3のNMO3I−ランジスク
N3のゲートには、イネーブル信号Tcの反転信号が例
えばインハーク■を介して加えられる。
ル信号Tcが加えられ、第3のNMO3I−ランジスク
N3のゲートには、イネーブル信号Tcの反転信号が例
えばインハーク■を介して加えられる。
そして、最後に第1の2MO3,NMOSトランジスタ
の間の電流経路にインピーダンス素子として例えば抵抗
Rが設けられ、電流経路の高電位電源側の端子は、第3
のPMO3+・ランシスタのI・レインと第2のPMO
3I−ランシスタのゲートに接続され、電流経路の低電
位電源側の端子は。
の間の電流経路にインピーダンス素子として例えば抵抗
Rが設けられ、電流経路の高電位電源側の端子は、第3
のPMO3+・ランシスタのI・レインと第2のPMO
3I−ランシスタのゲートに接続され、電流経路の低電
位電源側の端子は。
第3のNMOSトランジスタのトレインと第2のNMO
S I・ランジスタのゲートに接続される。
S I・ランジスタのゲートに接続される。
このような構成において、イネーブル信号T。
が高レベルの時、第3の2MO3トランジスタP3と第
3のNMOSトランジスタN3は共にオフとなり、バッ
ファゲートはイネーブル状態となる。
3のNMOSトランジスタN3は共にオフとなり、バッ
ファゲートはイネーブル状態となる。
すなわら2通常通りの動作で、入力信qINか高レベル
の時、PMO3+−ランジスタP1はオフ。
の時、PMO3+−ランジスタP1はオフ。
NMOSトランジスタN1はオンで、第2のPMOSト
ランジスタP2はオン、第2のNMOSトランジスタN
2はオフとなり出力OUTは高レベルとなる。逆に入力
信号INが低レベルの時は。
ランジスタP2はオン、第2のNMOSトランジスタN
2はオフとなり出力OUTは高レベルとなる。逆に入力
信号INが低レベルの時は。
上記と逆の動作で出力OUTは低レベルとなる。
従ってイネーブル信号TCが高レベルの時+””;’フ
ァゲートは非反転ゲートとして動作する。
ァゲートは非反転ゲートとして動作する。
一方イネーブル信号Tcが低レベルの場合は。
第3の2MO3トランジスタP3及びNMOSトランジ
スタN3は共にオンとなり、その結果箱2の2MO3,
NMOSトランジスタP2.N2は共にオフとなり、出
力OUTは高インピーダンス状態すなわち3ステート状
態になる。
スタN3は共にオンとなり、その結果箱2の2MO3,
NMOSトランジスタP2.N2は共にオフとなり、出
力OUTは高インピーダンス状態すなわち3ステート状
態になる。
以上のように、第3の2MO3,NMOSトランジスタ
P3.N3を設けたことによりパンファゲート自体はイ
ネーブル信号TCにより制御される3ステートバツフア
ゲートとして働くことになる。
P3.N3を設けたことによりパンファゲート自体はイ
ネーブル信号TCにより制御される3ステートバツフア
ゲートとして働くことになる。
ところで本発明の特徴の1つは上記の如き3ステートバ
ツフアゲートにおいて、第1のPMO3NMO3トラン
ジスタPi、Nlの間の電流経路にインピーダンス素子
2例えば抵抗Rを設置Jでいる点であるが、この抵抗R
は次の2つの機能を有している。
ツフアゲートにおいて、第1のPMO3NMO3トラン
ジスタPi、Nlの間の電流経路にインピーダンス素子
2例えば抵抗Rを設置Jでいる点であるが、この抵抗R
は次の2つの機能を有している。
第1に、イネーブル信号TCが低レベルになってハソフ
ァゲートが3ステート状態になったとき。
ァゲートが3ステート状態になったとき。
第3の))MOS、NMOS トランジスタP3゜N3
のオンに伴うVt、−P3−N3−V−と流れる電流を
制限する機能である。
のオンに伴うVt、−P3−N3−V−と流れる電流を
制限する機能である。
第2に、イネーブル信号Tcが高いレヘルになってハソ
ファゲートが通常動作になった場合、トラフジ1−ン1
一時にv±−PI−・R−Nl−V−の経路でラッシュ
電流か流れるため、抵抗Rに電圧降下が生して、第2の
PMO3+−ランジスタP2と第2のNMOSトランジ
スタN2のゲート電位かシフトし、P2のゲート電位を
より高り、N2のチー1〜電位をより低くして、結果的
に第2の2MO3,NMOSトランジスタが同時にオン
して。
ファゲートが通常動作になった場合、トラフジ1−ン1
一時にv±−PI−・R−Nl−V−の経路でラッシュ
電流か流れるため、抵抗Rに電圧降下が生して、第2の
PMO3+−ランジスタP2と第2のNMOSトランジ
スタN2のゲート電位かシフトし、P2のゲート電位を
より高り、N2のチー1〜電位をより低くして、結果的
に第2の2MO3,NMOSトランジスタが同時にオン
して。
V寸−P2−N2−V−の経路で電流が流れる範囲を制
限する機能である。
限する機能である。
このように1氏抗Rば、3ステー1・のノ\ノファゲ=
1−において通常動作時と3ステ一ト時と6>ずれの場
合も上記した機能を発揮しているのである。
1−において通常動作時と3ステ一ト時と6>ずれの場
合も上記した機能を発揮しているのである。
次に本発明の第2の実施例を第2図を参照して説明する
。
。
第2図においてPMO3)ランシスタPI。
P2.P3及びNMO3トランジスタNl、N2゜N3
の動作は第1図に示した上記実施例と同様であるから同
一符号を付して説明を省略する。
の動作は第1図に示した上記実施例と同様であるから同
一符号を付して説明を省略する。
第2の実施例で上記第1の実施例と異なる点は。
第1のPMO3,NMOSトランジスタPl、N1間の
電流経路内に、3ステート状態の時オフとなってその電
流経路をカットするトランジスタを設けた点にある。す
なわち本箱2の実施例では。
電流経路内に、3ステート状態の時オフとなってその電
流経路をカットするトランジスタを設けた点にある。す
なわち本箱2の実施例では。
ゲートにイネーブル信号Tcの反転信号が入力され/’
、、) P M OS h ラ7ジ、lP4がPMOS
トランジスタP3のドレインと抵抗Rの一端に介挿して
接続されると共に、ゲートにイネーブル信号Tcの非反
転信号が入力されるNMOSトランジスタN4がNMO
SトランジスタN3のドレインと抵抗Rとの他端との間
に接続されている。
、、) P M OS h ラ7ジ、lP4がPMOS
トランジスタP3のドレインと抵抗Rの一端に介挿して
接続されると共に、ゲートにイネーブル信号Tcの非反
転信号が入力されるNMOSトランジスタN4がNMO
SトランジスタN3のドレインと抵抗Rとの他端との間
に接続されている。
この構成においてイネーブル信号Tcが低レベルで、3
ステート状態となると、PMOSトランジスタP4のケ
ートにはインパーク■を介して高レベルが入力されるの
でこのトランジスタP4はオフとなり、NMOSトラン
ジスタN4のゲートには低レベルか入力されるのでこの
トランジスタN4もやはりオフとなる。このため上記し
た第1図の実施例で生じていたV+−P3−R−N3−
■−の電流パスをなくすことができるのでハイインピー
ダンス状態での消費電力を節約することができる。
ステート状態となると、PMOSトランジスタP4のケ
ートにはインパーク■を介して高レベルが入力されるの
でこのトランジスタP4はオフとなり、NMOSトラン
ジスタN4のゲートには低レベルか入力されるのでこの
トランジスタN4もやはりオフとなる。このため上記し
た第1図の実施例で生じていたV+−P3−R−N3−
■−の電流パスをなくすことができるのでハイインピー
ダンス状態での消費電力を節約することができる。
一方、バッファゲートか通常動作の場合は、イネーブル
信号TCが高レベルで第4のPMO3゜NMO3トラン
ジスタは共にオンしているので。
信号TCが高レベルで第4のPMO3゜NMO3トラン
ジスタは共にオンしているので。
抵抗Rは前述した第1の実施例と同様の機能を有してい
る。
る。
以上のように、第2の実施例においては、第1(7)P
MO3,NMO3)う7ジ、2.夕P1.N’1(7)
間の電流経路が゛、3ステート時は非常に大きなインピ
ーダンス(はとんど無限大)を1通常動作時はPI、N
lよりなるCMO3動作に影響を与えない程度のインピ
ーダンスをそれぞれ有するようになっている。よって電
流経路中のトランジスタは必ずしも第2図のようにPM
O3とNMOSトランジスタという構成にする必要はな
く、1個のトランジスタであってもよい。
MO3,NMO3)う7ジ、2.夕P1.N’1(7)
間の電流経路が゛、3ステート時は非常に大きなインピ
ーダンス(はとんど無限大)を1通常動作時はPI、N
lよりなるCMO3動作に影響を与えない程度のインピ
ーダンスをそれぞれ有するようになっている。よって電
流経路中のトランジスタは必ずしも第2図のようにPM
O3とNMOSトランジスタという構成にする必要はな
く、1個のトランジスタであってもよい。
第2の実施例では、第1の実施例よりも消費電力を一層
小とすることができる。
小とすることができる。
なお、第1.第2の実施例でインピーダンス素子として
抵抗Rを用いたが9本発明はそれに限定されるものでな
く2例えば、常時オンしているM○Sトランジスタ等何
らかのインピーダンスを有するものであればよいことは
いうまでもない。
抵抗Rを用いたが9本発明はそれに限定されるものでな
く2例えば、常時オンしているM○Sトランジスタ等何
らかのインピーダンスを有するものであればよいことは
いうまでもない。
(7)発明の効果
本発明は、出力段の高駆動能力を有するCMO8回路に
流れるラッシュ電流を制限することができ、さらに出力
OUTがハイインピーダンス状態である3ステ一ト時に
おいて流れる電流も制限できるので消費電力を小とする
ことができる。よって大電流で負荷を駆動できる出カバ
ソファゲートに適するCM I 33ステ一トゲート回
路を提供できる。
流れるラッシュ電流を制限することができ、さらに出力
OUTがハイインピーダンス状態である3ステ一ト時に
おいて流れる電流も制限できるので消費電力を小とする
ことができる。よって大電流で負荷を駆動できる出カバ
ソファゲートに適するCM I 33ステ一トゲート回
路を提供できる。
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は本発明の
他の実施例の回路図である。 Pi、P2.P3.P4. ・ −−PMOSトラン
ジスタ、 Nl、N2.N3.N4・・・N
MO3トランジスタ、 ■・・・インハーク、I
N・・・入力、 OUT・・・出力。 Tc・・・イネーブル信号。
他の実施例の回路図である。 Pi、P2.P3.P4. ・ −−PMOSトラン
ジスタ、 Nl、N2.N3.N4・・・N
MO3トランジスタ、 ■・・・インハーク、I
N・・・入力、 OUT・・・出力。 Tc・・・イネーブル信号。
Claims (2)
- (1)高電位電源側に接続された第1のP型MISトラ
ンジスタと低電位電源側に接続された第1のN型MIS
トランジスタとを有し、該第1のP型及びN型MISト
ランジスタを接続する電流経路を有し、該第1のP型及
びN型MISトランジスタのゲートに共通に入力信号を
受ける第1の相補型MISゲート回路と、高電位電源側
に接続された第2のP型MISトランジスタと低電位電
源側に接続された第2のN型MISトランジスタとを有
し、該第2のP型及びN型MISトランジスタの接続点
を出力端子としてなる第2の相補型MISゲート回路と
、高電位電源側と該第2のP型MISトランジスタのゲ
ートとの間に接続された第3のP型MISトランジスタ
と、低電位電源側と該第2のN型MISトランジスタの
ゲートとの間に接続された第3のN型MISトランジス
タとを有し、該第3のP型及びN型MISトランジスタ
のゲートには、互いに反転信号か加えられてなり、前記
第1のP型MISトランジスタと前記第1のN型MIS
トランジスタとを接続する電流経路内にはインピーダン
ス素子が直列に挿入され、前記第2のP型MISトラン
ジスタのゲートは前記電流経路の高電位電源側に接続さ
れ前記第2のN型MISトランジスタのゲートは前記電
流経路の低電位電源側に接続されてなることを特徴とす
る相補型3ステートMISゲート回路。 - (2)前記電流経路が前記第3のP型、N型MISトラ
ンジスタがオンするときに、オフになる第4のMISト
ランジスタを直列に有することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の相補型3ステートMISゲート回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59130439A JPS6121619A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 相補型3ステ−トmisゲ−ト回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59130439A JPS6121619A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 相補型3ステ−トmisゲ−ト回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6121619A true JPS6121619A (ja) | 1986-01-30 |
Family
ID=15034267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59130439A Pending JPS6121619A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 相補型3ステ−トmisゲ−ト回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6121619A (ja) |
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1984
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