JPS61223671A - シユミツトトリガ入力バツフア回路 - Google Patents

シユミツトトリガ入力バツフア回路

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JPS61223671A
JPS61223671A JP60065435A JP6543585A JPS61223671A JP S61223671 A JPS61223671 A JP S61223671A JP 60065435 A JP60065435 A JP 60065435A JP 6543585 A JP6543585 A JP 6543585A JP S61223671 A JPS61223671 A JP S61223671A
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JP
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gate
input
output
power supply
schmitt trigger
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JP60065435A
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Hideki Yamada
山田 秀喜
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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9野〕 本発明は半導体装置に係り、特にシュミットトリガ入力
バッファ回路を改良した半導体装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般にシュミットトリガ入力バッファ回路は第1の電源
電位から第2の電源電位に遷移する第1のしきい値と、
第2の電源電位から第1の電源電位に遷移する第2のし
きい値とが異なる値となるヒステリシス特性を有してい
る。
第4図および第5図にそれぞれ従来のシュミットトリガ
入力バッフ7回路の回路図を承り。第4図において、入
力ビン1はPチ11ンネルMO8型FETから成るNA
NDゲート4およびNチャンネルMO8型F、ETから
成るNANDゲート5の入力に接続されているが、ゲー
ト4のスイッチングのしきい値電圧VPはゲート5のス
イッチングのしきい値電圧VNより高くしである。ゲー
ト4゜5の出力は共にNANDゲート6に入力され、ゲ
ート6の出力はゲート5にフィードバックされると共に
バッファ7に入力され、バッファ7の出力は出力ノード
10に接続されている。
いま、入力ビン1の入力が第1の電源電位(H)から第
2の電源電位(L)に変化するとき、ゲート6の出力の
初期状態はHであり、ゲート5はON状態で出力ノード
10はHである。この状態で入力ビン1の入力レベルを
下げていくと、まず電圧V、においてゲート4の出力が
Hに反転するが、まだゲート5の出力が反転せずLを保
っているためゲート6の出力には変化がなく、従ってバ
ッファ7の出力に影響はない。
ざらに入力ビン1の入力レベルを下げると、電圧VNに
おいてゲート5の出力もHに反転するため、ゲート6の
出力が反転し、バッファ7の出力も反転する。従って、
出力ノード10の電位がLからHに遷移する第2のしき
い値は電圧vHとなる。
次に、入力ビン1の入力がLからHに変化するとき、ゲ
ート6の出力の初期状態はしであり、従ってゲート5は
OFF状態で出力ノード10はト(である。この状態で
入力ビン1の入力レベルを上げていくと、電圧■8を越
えてもゲート5の出力が反転せずHを保っているため、
ゲート6の出力には変化がなく、従ってバッフ?7の出
力にも影響はない。
さらに入力ビン1の入力レベルを上げると、電圧VPに
おいてゲート4の出力がしに反転するためゲート6の出
力が反転し、従ってバッファ7の出力も反転する。その
結果、出力ノード10の電位がHからLに遷移する第1
のしきい値は電圧V、となる。
こうして、ゲート6の出力をゲート5にフィードバック
することにより、シュミットトリガ入力バッファ回路が
第1の電源電位(H)から第2の電源電位(L)に遷移
する場合と第2の電源電位(L)から第1の?l!l電
源(H)に遷移する場合とでそれぞれ遷移動作を行なう
MO5型FETを変え、これによって第1のしきい値と
第2のしきい値とが互いに異なる値となるヒステリシス
特性を備えるようにできる。
第5図は従来装置の他の例の回路図である。第5図にお
いて、入力ビン1は電源■00と接地■S8との間に直
列に挿入されたPチャンネルMO8型FETQ、1.Q
、2およびNチャンネルMO8型FETQN1.QN2
の各ゲートに接続されている。また、PチャンネルMO
8型FETQp3がFETQPl、QP2の接続点と接
地VSSとの間に挿入され、NチャンネルMO8型FE
TQ  が電源V、。とFETQNl、QN2の接続点
との間に挿入されている。
FETQ、3のゲートおよびFETQH3のゲートは共
にFETQp2.QNlの接続点に接続されている。
そしてFETQp2.QHlの接続点は出力ノード10
に接続されている。
いま入力ビン1の入力が第1の電源電位(H)から第2
の電源電位(L)に変化するとき、初期状態はFETQ
Nl、QN□、Q、3がON状態であり、出力ノード1
0のしである。この状態で入力ビン1の入力レベルを下
げていくとFETQ、1.Q、2がON状態になりFE
TQHl、QH2がOFF状態になっていくわけである
が、FETQpl、Q、2の接続点の電位がFETQp
3のON抵抗を介して接地VSSに引かれて低くなって
いるために、出力ノード10がLからHに遷移する第2
のしきい値はFETQPl、QP2.QHl、QN2の
みから構成されている場合のしきい値より小さいものに
なる。
次に、入力ビン1の入力がLからHに変化するトキ、初
m状1はFETQpl、Qp2.Q、43がON状態で
、出力ノード10はHである。この状態で入力ビン1の
入力レベルを上げていくと、FETQNl、QN□がO
N状態になりFETQpl、Qp2がOFF状態になっ
ていくわけであるが、FETQHl、QN2ノ接続点(
7)li位がFETQN3のON抵抗を介して電?II
Vo、に引かれて高くなっているために、出力ノード1
0がHからLに遷移するmlのしきい値はFETQPl
、QP2.QNl、QN2のみから構成されている場合
のしきい値より大きいものになる。
こうしてシュミットトリガ入力バッファ回路は第1の電
源電位(+−1)と第2の電源電位(L)との間の遷移
動作において、互いに異なる第1のしきい値と第2のし
きい値とを右するヒステリシス特性を備えるようになる
〔背景技術の問題点〕
ところで、通常の入力バッフ7回路をテストする場合に
は、規定の第1のしきい値以上の入力レベルで第1の電
源電位(H)から第2の電源電位(L)への遷移動作が
正常に行なわれ、また規定の第2のしきい値以下の入力
レベルでLからHへの遷移動作が正常に行なわれること
が確認されなければならない。また0MO8の場合には
、ある値の第1のしきい値で正常に動作ずればこの第1
のしきい値以上の入力レベルでも正常に動作し、ある値
の第2のしきい値で正常動作すればこの第2のしきい値
以下の入力レベルでも正常に動作するため、規定の第1
のしきい値および第2のしきい値における動作を確認す
るだけでよい。
しかしシュミットトリガ入力バッファ回路においては、
その使用目的上、規定の第1のしきい値の最小値以下の
入力レベルおよび規定の第2のしきい値の最大値以上の
入力レベルでは、動作しないことを保障しなければなら
ない。従ってシュミットトリガ入力バッファ回路のテス
トでは、規定の第1のしきい値および第2のしきい値に
おいて正常に動作し、かつ規定の第1のしきい値の最小
値以下の入力レベルおよび規定の第2のしきい値の最大
値以上の入力レベルで正常に動作しないことを確認する
必要がある。ところが、高集積化された半導体装置にお
いては、シュミットトリガ入力バッファ回路の出力を直
接測定することは実際上不可能であるため、従来は、シ
ュミットトリガ入力バッファ回路を備えた半導体装置に
対し、入力を複数の入力レベルにわたって変化させ、所
定の入力レベルにおいて半導体装置の期待値が出力され
ないことをもって、シュミットトリガ入力バッファ回路
が所望の仕様を満たしていると推定していた。
半導体装置が所定の入力レベルで正常な動作を行なわな
い原因は、所定の入力レベルによる場合以外に数多くあ
り、その数は今後、半導体装置の高集積化にともない増
加していく。このため従来のテスト方法は、シュミット
トリガ入力バッファ回路を正確にテストするためには十
分でないという問題があった。
〔発明の目的〕  ・ 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、シュミッ
トトリガ入力バッファの動作を行なうと共に、この動作
が正常であるかどうかを正確にかつ容易に検査できるよ
うにしたシュミットトリガ入力バッファ回路を提供する
ことを目的どする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明は、第1の電源電位(
例えばH)から第2の電源電位(例えばL)への遷移動
作が行なわれる第1のしきい値と、LからHへの遷移動
作が行なわれる第2のしきい値とが互いに異なるヒステ
リシス特性を有すると共に、第1のテストモード設定信
号によりHからLへの遷移動作およびLからHへの遷移
動作が共に固定された第1のしきい値において行なわれ
る第1のテスト手段と、第2のテストモード設定信号に
よりHからLへの遷移動作およびLから日への遷移動作
が共に固定された第2のしきい値において行なわれる第
2のテスト手段とを備えたシュミットトリガ入力バッフ
ァ回路を提供するものである。
(発明の実施例〕 以下、添付図面の第1図乃至第3図を参照して、本発明
のいくつかの実tIM−を説明する。本発明の一実施例
によるシュミットトリガ入力バッファ回路の回路図を第
1図に示す。
入力ビン1はPチャンネルMO8ffuFETからなる
NANDゲート4と、NチャンネルMO8型FETから
なるNANDゲート5の入力に接続されている。ゲート
4のPチャンネルMO8型FETのゲート幅とゲート長
との比W/Lは、ゲート5のNチVンネルMO3型FE
Tのゲート幅とゲート長との比W/Lより大きく、この
ためゲート4のスイッチングのしきい値電圧■Pはグー
j〜5のスイッチングのしきい値電圧ψNより大きい。
テストモード設定ビン2はゲート4およびインバータ8
の入力に接続され、テストモード設定ビン3はゲート5
の入力に接続されている。ゲート4.5の出力は共にN
ANDゲート6に入力され、ゲート6の出力はバッファ
7およびORゲート9に入力されている。インバータ8
の出力はORゲート9に入力され、ゲート6の出力とイ
ンバータ8の出力とを入力するゲート9の出力は、ゲー
ト5にフィードバックされる。バッファ7の出力は出力
ノード10に接続されている。
次に第3図を参照して、第1図に示す回路の動作を説明
する。テストモード設定ビン2,3に共に第1の電源電
位(H)が入力された通常の動作モードの場合(通常動
作モード)において、入力ビン1の入力がHから第2の
電源電位(L)に変化するとき、ゲート6の出力の初期
状態はHでゲート5はON状態であり、従って出力ノー
ド10はしてある。
この状態で入力ビン1の入力レベルを下げていくと、ま
ず電圧V、においてゲート4の出力がHに反転するが、
まだゲート5の出力が反転せずLを保っているため、ゲ
ート6の出力に変化はなく、従ってバッファ7の出力に
影響はない。さらに入力ビン1の入力レベルを下げると
、電圧■8においてゲート5の出力もHに反転づるため
、ゲート6の出力が反転して第3図(a)に示すように
バッフ?7の出力も反転する。従って出力ノード10の
電位がLからHに遷移する第2のしきい値は電圧VN 
(<V、)となる。
次に、入力ビン1の入力がLからHに変化するとき、ゲ
ート6の出力の初期状態はLでゲート5はOFF状態で
あり、従って出力ノード10はHである。この状態で入
力ビン1の入力レベルを上げていくと、電圧vNを越え
てもゲート5の出力が反転せずHを保っているため、ゲ
ート6の出力には変化がなく、従ってバッフ?7の出力
にも影菅はない。ざらに入力ビン1の入力レベルを上げ
ると、電圧VPにおいてゲート4の出力がLに反転する
ためゲート6の出力が反転し、従って第3図(a)に示
すように出力ノード10がHからしに遷移する第1のし
きい値は電圧VP (>V、)となる。
こうしてゲート6の出力をゲート9を介してグーh 5
にフィードバックすることにより、出力ノード10がH
からLに遷移する場合とLからHに遷移する場・合とで
それぞれ遷移動作を行なうMO8’!FETを変え、こ
れによって互いに異なる第1のしきい値電圧Vpと第2
のしぎい値電圧vN(<V、)を有するヒステリシス特
性を備えたシュミットトリガ入力バッファ回路の通声動
作が行なわれる。
またテストモード設定ビン2にHが入力され、テストモ
ード設定ビン3にLが入力された第1のテストモードの
場合(テストモード1)には、ゲート5は常にOFF状
態となり、シュミットトリガ入力バッファ回路の動作は
ゲート4によって支配される。そのため第3図(b)に
示すように入力ビン1の入力がHからLに変化するとき
もLからHに変化するときも、共にゲート4のスイッチ
ングのしきい値電圧V、において遷移動作が行なわれる
。こうして出力ノード10の電位がト(がらLに遷移す
る場合も、LからHに遷移される場合も、共に固定され
たしきい値V、においてなされるシュミットトリガ入力
バッフ7回路の第1のテスト動作となる。
さらに、テストモード設定ビン2にLが入力され、テス
トモード設定ビン3にHが入力された第2のテストモー
ドの場合(テストモード2)にも、ゲート4およびゲー
ト9が常にOFF状態となり、シュミットトリガ入力バ
ッファ回路の動作はゲート5によって支配される。その
ため、第3図(C)に示すように入力ビン1の入力がH
からLに変化するときもLから1−1に変化するときも
、共にゲート5のスイッチングのしきい値電圧■Nにお
いて遷移動作が行なわれる。こうして出力ノード10の
電位がト1からLに遷移する場合もLからHに遷移する
場合も、共に固定されたしきい値電圧VNにおいてなさ
れるシュミットトリガ入力バッファ回路の第2のテスト
動作となる。
第2図は本発明の他の実施例によるシュミットトリガ入
力バッファ回路の回路図である。入力ビン1は電源VD
Dと接地VSSとの間に直列に挿入されたPチャンネ/
L、 M OS型FETQ  、Q  、!=NP1 
   P2 チャンネルMO8型FETQN1.QN2の各ゲートに
接続されている。、PチャンネルMO8型FETQP3
はソースがFETQ、1.Qp2の接続点に、ドレイン
が接地V、8にそれぞれ接続され、NチャンネルMoS
型F E TQH3ハ’/、−スがFETQNl。
QN2の接続点に、ドレインが電源VDDにそれぞれ接
続されている。FETQ、3のゲートと接地V88との
間にトランスファゲート 12が挿入され、F’E’T
QN3のゲートと電源VD[lとの間にはトランスファ
ゲート14が挿入されている。
電源v口。と接地VSSとの間にプルアップ抵抗19、
トランスファゲート11.13およびプルダウン抵抗2
0が直列に挿入されている。抵抗1つとゲート11との
接続点はFETQ、3のゲートとゲート12との接続点
に接続され、抵抗19はゲート11.12が共にOFF
状態となったときのFETQ、のゲートへの入力用とな
っている。
抵抗20とゲート13との接続点はFETQN3のゲー
トとゲート14との接続点に接続され、抵抗20はゲー
ト13.14が共にOFF状態となったときのFETQ
N3のゲートへの入力用となっている。ゲート11.1
3の接続点はFETQp2゜QNIの接続点に接続され
ている。
テストモード設定ビン2はゲート12のPチャンネルM
O8型FETQPのゲート、インバータ15の入力およ
びNANDゲート17の入力に接続され、インバータ1
5の出力はゲート12のNチャンネルMO8型FETQ
Nのゲートに入力されている。テストモード設定ビン3
はゲート14のFETQ、のゲート、インバータ16の
入力およびゲート17の入力に接続され、インバータ1
6の出力はゲート14のFETQNのグー1−に入力さ
れている。ゲート17の出力はゲート11のFETQp
のゲート、ゲート13のFETQ。
のゲートおよびインバータ18に入力され、インバータ
18の出力はグー1〜11のFETQ、のゲートおよび
ゲート13のFETQNのゲートに入力されている。そ
してFETQ、2.Q、1の接続点は出力ノード10に
接続されている。
次に第3図を参照して、第2図に示す回路の動作を説明
する。テストモード設定ビン2,3に共にHが入力され
た通常動作モードの場合には、ゲート12.13が共に
OFF状態になりゲート11.13が共にON状態にな
ることにより、FETQp2.0141の交点がFET
Qp3.QN3のそれぞれのゲートに接続される。
そして入力ビン1の入力がHからLに変化するとき、初
期状態はFETQNl、QN2.Q、3がON状態であ
り、出力ノード1oはLである。この状態で入力ビン1
の入力レベルを下げていくと、FETQpl、QP2が
ON状態となりFE、TQNl。
QN2がOFF状態になっていくわけであるが、FET
Q、1.Q、の接続点の電位がFETQp3のON抵抗
を介して接地VSSに引かれて低くなっている。このた
めに、出力ノード10の電位が1からHに遷移する第2
のしきい値は、FETQ、1.’QP2.QN1.QN
2のみから構成されている場合のしきい値より小さいも
のになる。
次に、入力ビン1の入力がLからト1に変化するトキ、
初m状QlstFETQ、1. Qp2.QN3がON
状態であり、出力ノード10の電位はHである。
この状態で入力ビン1の入力レベルを上げていくと、F
ETQN4.QN2がON状態になりFETQPl、Q
P2がOFF状態になっていくわけであるが、FETQ
  、Q  の接続点の電位がFETQN3の81  
   N2 0N抵抗を介して電源VDDに引かれて高くなっている
。このために、出力ノード10がHからしに遷移する第
1のしきい値は、FETQ、1.Q、2゜QNI” N
2のみから構成される場合のしきい値より大きいものに
なる。こうして、Hと1−どの間の遷移動作において、
第3図(a)に示すように互いに異なる第1のしきい値
とN2のしきい値とを有するヒステリシス特性を備えた
シュミットトリガ入力バッファ回路の通常動作が行なわ
れる。
またテストモード設定ビン2にト1が入力され、テスト
モード設定ビン3にLが入力された第1のテストモード
の場合には、ゲート11.12゜13がOFF状態なり
ゲート14がON状態になることにより、FETQ  
のゲートが電源■。0に接続される。これによりFET
QNl、QN2の接続点の電位がFETQN3のON抵
抗を介して電源VDDに引かれて高(なっている。
このために、入力ビン1の入力がHからLに変化すると
きにおける出力ノード10の電位がLからHに遷移する
第2のしきい値は、FETQ、1゜QP2− QNl、
oN□のみから構成される場合のしきい値より大きいも
のになり、また入力ビン1の入力がLからHに変化する
ときにおける出力ノード10の電位がHからしに遷移す
る第1のしきい値も、FETQPl、QP2.QNl−
QN2のみから構成される場合のしきい値よりも大きい
ものとなる。
こうして、第3図(b)に示すように出力がHからLに
遷移される場合もLからHに遷移される場合も、共にF
ETQPl、QP2.QN1= QN2のみから構成さ
れる場合のしぎい値より大きいしきい値においてなされ
るシュミットトリガ入力バッファ回路の第1のテスト動
作となる。
さらにテストモード設定ビン2にLが入力され、テスト
モード設定ビン3にHが入力された第2のテストモード
の場合には、ゲート11.13゜14がOFF状態にな
りゲート12がON状態となることにより、FETQ、
のゲートが接地VSSに接続される。これにより、FE
TQ、、、Q、2の接続点の電位がFETQp3のON
抵抗を介して接地vssに引かれて低くなっている。こ
のために、上記の第1のテストモードの場合とは逆に第
3図(C)に示すように、出力がHからLに遷移する第
1のしきい値もLからFlに遷移する第2のしきい値も
、共に”QPl、QP2” Ml” N2のみから構成
される場合のしきい値よりも小さいものとなり、シュミ
ットトリガ入力バッファ回路の第2のテスト動作となる
次に、第3図を参照して上記2つの実施例によるシュミ
ットトリガ入力バッファ回路のテスト方法を説明する。
まず、テストモード設定ビン2にHを入力し、テストモ
ード設定ビン3にLを入力して第1のテストモードの設
定を行なう。そして第3図(b)に示すように、入力ビ
ン1のLの値を規定の第1のしきい値の最小値に等しく
して、シュミットトリガ入力バッファ回路を備えた半導
体装置を動作させる。この状態で半導体装置が正常に動
作するならば、シュミットトリガ入力バッファ回路は規
定の第1のしきい値において正常に動作すると共に、規
定の第1のしきい値の最小値以下の入力レベルでは動作
しないといえる。
また同様にして、テストモード設定1ン2のLを入りし
、テストモード設定ビン3に1」を入力して第2のテス
トモードの設定を行ない、第3図(C)に示すように入
力ビン1のト1の値を規定の第2のしぎい値の最大値と
等しくして、シュミットトリガ入力バッファ回路を備え
た半導体装置を動作させる。この状態で半導体装置が正
常に動作するならば、シュミットトリガ入力バッファ回
路は規定の第2のしきい値において正常に動作すると共
に、規定の第2のしきい値の最大値以上の入力レベルで
は動作しないといえる。
こうして、従来のように、所定の入力レベルで半導体装
置が正常に動作しないことによりシュミットトリガ入力
バッファ回路が所望の仕様を満たしていると推定するの
ではなく、前記の2種のテストモードを設定したそれぞ
れの状態において半導体装置が正常に動作することによ
り、第3図(a)に示すようにシュミットトリガ入力バ
ラフッ回路が第1のしきい値の最小値と第2のしきい値
の最大値との差から成る規定のヒステリシス電圧を保っ
て正常に動作することを保証することができる。
〔発明の効果〕
以上の如く本発明によれば、シュミットトリガ入カバソ
ファの動作を行なうと共に、この動作が正常であるかど
うかを正確にかつ容易に検査することができ、従ってこ
の回路を有する半導体装置の検査の信頼性を格段に向上
させることができるシュミットトリガ入カパツファ回路
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るシュミットトリガ入力
バッファ回路の回路図、第2図は本発明の他の実施例に
係るシュミットトリガ入力バッファ回路の回路図、第3
図は本発明の上記実施例によるシュミットトリガ入力バ
ッファ回路の動作を説明するグラフ、第4図は従来装置
の一例の回路図、第5図は従来装置の他の例の回路図で
ある。 1・・・入力ビン、2.3・・・テストモード設定ビン
、4.5.6.17・・・NANDゲート、7・・・バ
ッファ、8.15.16.18・・・インバータ、9・
・・ORゲート、10・・・出力ノード、11.12.
13゜14・・・トランスファゲート、19・・・プル
アップ抵抗、20・・・プルダウン抵抗。 出願人代理人  猪  股    清 図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 第2図 第4図 第5図 召々炉1)             ±収ψ頃+l々
シ田 手続ネ#11正書(方式) %式% 事件の表示 IIr(和60年 特許願 第65435号発明の名称 シュミットトリガ入力バッファ回路 補正をする者 事件との関係  特許出願人 (307)  株式会社東芝

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の電源電位から第2の電源電位への遷移動作が行な
    われる第1のしきい値と、前記第2の電源電位から前記
    第1の電源電位への遷移動作が行なわれる第2のしきい
    値とが互いに異なるシュミットトリガ入力バッファ回路
    において、 第1のテストモード設定信号が与えられたときは前記第
    1の電源電位から前記第2の電源電位への遷移動作およ
    び前記第2の電源電位から前記第1の電源電位への遷移
    動作が共に前記第1のしきい値において行なわれる第1
    のテスト手段と、第2のテストモード設定信号が与えら
    れたときは前記第1の電源電位から前記第2の電源電位
    への遷移動作および前記第2の電源電位から前記第1の
    電源電位への遷移動作が共に前記第2のしきい値におい
    て行なわれる第2のテスト手段とを備えたことを特徴と
    するシュミットトリガ入力バッファ回路。
JP60065435A 1985-03-29 1985-03-29 シユミツトトリガ入力バツフア回路 Pending JPS61223671A (ja)

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JP60065435A JPS61223671A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 シユミツトトリガ入力バツフア回路

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JP60065435A JPS61223671A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 シユミツトトリガ入力バツフア回路

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JP (1) JPS61223671A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5327020A (en) * 1991-10-29 1994-07-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Schmitt trigger input buffer circuit
EP0838689A2 (en) * 1996-10-03 1998-04-29 Oki Electric Industry Co., Ltd. Test of circuits with Schmitt inputs
CN103795398A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 三星电机株式会社 输入缓冲电路

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