JPS6153827A - 閾値可変型入力回路 - Google Patents

閾値可変型入力回路

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JPS6153827A
JPS6153827A JP59175388A JP17538884A JPS6153827A JP S6153827 A JPS6153827 A JP S6153827A JP 59175388 A JP59175388 A JP 59175388A JP 17538884 A JP17538884 A JP 17538884A JP S6153827 A JPS6153827 A JP S6153827A
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JP
Japan
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input
circuit
threshold value
level
transistor
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JP59175388A
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English (en)
Inventor
Koichi Fujita
藤田 鋼一
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017581Coupling arrangements; Interface arrangements programmable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外部入力に対する閾値を最適にできる閾値可
変型入力回路に関する。
〔従来の技術〕
現在のIC(半導体集積回路)にはTTLレベルやCM
OSレベルのように出力信号の絶対値が異なるものがあ
るので、これらの信号を受ける側のICの入力回路は前
段ICの出力レベルの種類に応じた閾値ををすることが
望ましい。第4図はこの説明図で、CMO3出力はH(
ハイ)レベルが5.0V、、L(ロー)レベルがOVの
振幅を有する。従って、ノイズマージンを考慮した入力
閾値VTI はその中間の2.5vが好ましい。一方、
TTL出力はH=2.4V、、L=0.4Vであルカら
、入力閾値VT2の最適値は1.4vということになる
。他にNMO3もあるが、これはTTLに合わせである
のが普通であるから■ルーベルは2.4V、Lレベルは
0,4V、最適閾値は1.4vである。
このようにVTI 、VT2の値が異なると、VTI用
又はVT2用入力回路では両者に対応することばできず
、無理に対応させれば誤動作の恐れがある。即ち入力が
例えば2VのときこれをTTL用の閾値VT2の入力回
路で受ければHレベルと判断し、0MO3用の閾値V↑
工の入力回路で受ければLレベルと判断し、いずれか一
方は誤りとなる。入力回路の閾値がVTI又はVT2に
固定されているのは、CMOSマイクロプロセッサなら
周辺回路も0MO3IC,、NMOSマイクロプロセッ
サなら周辺回路もNMO3ICまたはTTL  ICと
いう想定があるからであるが、実際にはCMOSマイク
ロプロセッサでも周辺回路にTTL  ICが用いられ
る場合もあり、想定通りではない。しかし従来、ICを
設計する際にはどちらかの閾値に合わせて他方を軽視す
る、例えば0MO3専用の入力回路にしてTTL系は無
視する、あるいは、ノイズマージンを犠牲にして両者の
中間的な閾値VT  (=1.4〜2.OV)に設定し
両系統の入力に対応できるようにする等の方法をとって
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、入力回路を0MO3専用に設定すると、
TTL系周辺回路には適当でないため、TTL系周辺回
路で確実な動作を行なわせるには当然TTLレベルの入
力特性を持ったICも用意しなければならず、品種が増
える欠点がある。また同じ入力端子から異なる時間帯に
0MO3系とTTL系の各出力が入力する装置には専用
型入力回路は使用できない。中間的な閾値VTに設定し
た入力回路は汎用性があるが、これは各々のノイズマー
ジンを犠牲にしたものでノイズの多いシステムでは誤動
作しやすい。本発明は入力回路の閾値を切換え可能にし
てか\る問題に対処しようとするものである。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は、外部信号が入力される半導体集積回路の入力
回路に1おいて、外部信号を受ける入力段回路と、その
閾値を制御信号によって多段に切換える閾値切換回路と
を備えることを特徴とするものである。
〔作用〕
制御信号によって外部信号に対する入力閾値を多段に切
換え得る入力回路であると、1品種のICで出力レベル
の異なる全てのICの後段に接続することができ、また
ノイズマージンを犠牲にする必要もない。さらには外部
信号レベルの種類が時間帯によって異なるような装置構
成にも使用できる。以下、図面を参照しながら本発明の
詳細な説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明の概要を示す説明図で、1は閾値可変型
入力回路、2はその外部入力端子である。
この入力回路1は原理説明用として、3個のインバータ
INV+〜INV3と3個のナントゲートND+〜ND
3を用いている。インバータINV+。
INV2は入力段回路で、第4図に示した閾値VTI。
V↑2を有し、共に端子2からの信号を入力とする。こ
のうちいずれのインバータの出力がIC内部で使用され
るかをナントゲートMDI、ND2で選択する。選択に
は制御信号CT、Lを用いる。
インバータINV3は一方のナントゲートND2への制
御信号を反転させ、他方のナントゲートND1との開閉
関係を逆にする。ナントゲートND3はナントゲートN
DI、ND2で選択された信号をIC内部に伝達する合
成用である。
この回路構成で制御信号CTLをL(論理0)にすると
ゲートND+が閉しくこのNl)+の出力でND3が開
く)グー)ND2が開くのでインバータINV2の出力
が使用され、入力回路1の実効的な閾値はVT2となる
。この状態はTTLレベルの信号が入力されるときに使
用する。逆に制御信号をH(論理1)にするとグー)N
D2が閉じゲートND+が開くのでインバータIN’V
+の出力が使用され入力回路1の実効的な閾値はVTI
となる。この状態はCMOSレベルの信号が入力される
ときに使用する。このように、1つの入力回路が2個の
(または3以上の)閾値vTI、v↑2を有し、その1
つを電気的な制御信号CTLによって切換え可能であれ
ば、第4図に示すような十分なノイズマージンをと−)
7VTI =1.4V% VT2= 2.5 Vに設定
することが可能となる。但し、入力段回路は必ずしも独
立した閾値をもつ別々のインバータである必要はない。
以下に簡単な回路構成で実現できる本発明の詳細な説明
する。
、  第2図は本発明の一実施例で、+8+は全体の回
路図、(1))は要部のパターンレイアウト、(c)は
特性図である。図中、QlはpチャネルMO3I−ラン
ジスタ、QlはnチャネルMO3)ランジスタで、これ
らで1つのCMOSインバータINVを構成する。Q3
も同じくnチャネルMO3)ランジスタで、Qlと並列
に接続される。但し、トランジスタQ3のゲートは、n
チャネルMO3)ランジスタQ4とpチャネルMO3’
)ランジスタQ5を並列接続してなるトランスファーゲ
ートTGを通して外部入力端子2に接続される。このト
ランスファーゲー)TGは制御信号CTLによって制御
される。I N V 4は制御信号CTLを反転してト
ランジスタQ5をトランジスタQ4と同じ状態にオンま
たはオフさせるためのインバータである。
トランジスタQ 6′ はTGとQ3のゲート間にドレ
インが接続され、またゲートはINVaの出力につなが
っており、TGがオフ状態のときにQ3のゲート電位を
LにしてQ3自体をオフ状態にする役目をしている。
この回路方式は入力段回路であるインバータ■NVの閾
値をnチャネル側トランジスタのオン抵抗を変えること
によって切換えようとするものである。具体的にはトラ
ンジスタQ3を使用するか否かによる。これをトランス
ファーゲートTGで選択する。制御信号CTLがしてあ
ればnチャネルトランジスタロ4はオフ、インバータI
 N V 4で反転されてHレベル信号が印加されるp
チャネルトランジスタQ5もオフ、従ってトランスファ
ーゲートTGはオフで、トランジスタQ s ’ はオ
ンであるからQ3のゲート電位はLレベルにおさえられ
るため、トランジスタQ3はオフのままである。トラン
ジスタQ3がオフならインバータ■NVはトランジスタ
QI、Q2だけで動作する。
これに対し制御信号CTLをHにするとトランスファー
ゲートTGがオンしてトランジスタQ a ’はオフと
なって切り離されるから、外部入力はトランジスタQ3
のゲートにも印加されるので、インバータINVはトラ
ンジスタQ2.Q3を並列にして動作する。第2図(b
lはこの部分のパターンレイアウトで、4はソースおよ
びドレインとなる拡散パターン、5はゲートパターンで
ある。
トランジスタQ2.Q3はインバーターNVの閾値によ
ってそのゲート幅W対ゲート長しの比W/Lを決めれば
よい。pチャネルトランジスタQ1単体のスレッシコー
ルド電圧v thpは一般的な値である−0.6〜−1
.0■、トランジスタQ2.Q3単体のスレッショール
ド電圧V thnは共に同0.6〜1.OVにする。イ
ンバータrNVの閾値はトランジスタQ1とトランジス
タQ2または(QlおよびQ 3 )のオン抵抗の比か
ら決まり、トランジスタQl、Q2だけによるVTI 
 と、トランジスタQ1〜Q3による■T2とがあり、
VTl=2゜5■、VT2=1.4Vになるようにトラ
ンジスタのW/Lを設定する。このとき入出力特性は第
2図fc)のようになる。トランジスタQ2.Q3を並
列に使用してインバータINVの閾値が下がるのは、n
チャネル側のオン抵抗が並列接続の結果低減するからで
ある。
制御信号CTLは専用の外部端子3から入力することが
できる。インバーターNV5.INV6はバッファ用で
ある。前段ICの出力がTTLレベルのときは端子3を
Vccに接続してゲートTGをオン、トランジスタQ3
をアクティブにしてインバータINVの閾値をVT2に
し、またCMOSレベルのときは端子3を接地してグー
1−TOをオフ、トランジスタQ3をオフにしてインバ
ータINVの閾値をVTIにする。端子3にH又はLの
信号を入力すれば該信号のり、  Hレベルに応じてイ
ンバータINVの閾値をVTIまたはVT2にすること
ができる。この他にも方法はある。例えば端子3を内部
端子として、マスクバタン切替えにより該端子にVcc
またはアースを与える様に設定してしまう方法である。
また、マイクロコンピュータ等では内部的に制御信号C
TLを作成できる。例えばプログラムの冒頭(初期設定
部)に、入力信号がTTLレベルかCMOSレベルかに
従って1.0を書込む命令を予め組込んでおき、TTL
レベルのときはフラグF(例えばDタイプ・フリップフ
ロップ)をセットし、CMOSレベルのときはそのまま
にしておくという方法である。
第3図は本発明の他の実施例である。本例は入力段回路
が差動アンプDAの場合である。この差動アンプDAは
負荷抵抗R1,R2とドライバトランジスタQ6.Q7
、それに電流源■がらなり、トランジスタQ6に入力V
inを、またトランジスタQ7に基準電圧VTを印加す
る。この基準電圧VTが本回路の閾値であり、これが抵
抗R1”R3からなる回路で与えられる。従って、この
場合にはVTl=2.5Vとなるように抵抗R1,R2
を設定し、またトランジスタQeをオンにして抵抗R2
に抵抗R3を並列接続したときにVT2”1゜4Vとな
るように抵抗R3を設定しておく。このトランジスタQ
8は第2図と同様の制御信号CTLで制御される。
1つのICの端子ピンを40個とすると一般にはその半
分20個程度が入出力端子であることが多いが、それら
の端子に入力回路(または入出力回路)が接続されるの
で、該回路の各々を上述した回路構成としておけばよい
。但し、制御信号CTLは共用できる。またもし3以上
のλカレベルが予測される場合には第1図で言えばイン
バータI N V + 、  I N V 2・・・・
・・を更に設けて多段に切換え得る構成をとればよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、前段に接続する外部
回路の特性に応じて最適の入力閾値を設定できる利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略構成図、第2図は本発明の一実施
例を示す説明図、第3図は本発明の他の実施例を示す回
路図、第4図は入力回路の各種閾値の説明図である。 図中、1は入力回路、2は外部入力端子、3は外部制御
端子、INV +、INV2.INV、DAは入力段回
路、ND 1.ND2.Q3〜QeおよびQ 6 ’は
閾値切換回路、Fは制御信号設定フラグである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外部信号が入力される半導体集積回路の入力回路
    において、外部信号を受ける入力段回路と、その閾値を
    制御信号によって多段に切換える閾値切換回路とを備え
    ることを特徴とする閾値可変型入力回路。
  2. (2)制御信号は、端子ピンに与えられる電圧により発
    生されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    閾値可変型入力回路。
  3. (3)制御信号は、プログラムにより1、0を書込まれ
    るフラグにより発生されることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の閾値可変型入力回路。
JP59175388A 1984-08-23 1984-08-23 閾値可変型入力回路 Pending JPS6153827A (ja)

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