JPS6175618A - Complementary bimis tri-state gate circuit - Google Patents

Complementary bimis tri-state gate circuit

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JPS6175618A
JPS6175618A JP59198811A JP19881184A JPS6175618A JP S6175618 A JPS6175618 A JP S6175618A JP 59198811 A JP59198811 A JP 59198811A JP 19881184 A JP19881184 A JP 19881184A JP S6175618 A JPS6175618 A JP S6175618A
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/09448Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET in combination with bipolar transistors [BIMOS]

Abstract

PURPOSE:To prevent much rash current from flowing by using a bipolar transistor (TR) for an output stage and using a CMOS circuit for a pre-stage so as to turn on the bipolar TR requiring a large drive current at transient state. CONSTITUTION:The range of input voltages where the bipolar TRs are at off/off state is adjusted by combining CMOS TRs, the bipolar TRs and resistors so as to avoid completely the on/on state of the bipolar TRs. When an enable signal Tc goes to a low level, since both a PCMO TRP3 and an NMOS TRN3 are turned on, the base potential of the PNP TRT1 goes to a high level and the base potential of the NPNT2 goes to a low level. Thus, since the PNPTRT1 and the NPNTRT2 are both turned off forcibly, the input signal VIN is changed to a high or a low level, and the output OT is kept to a high impedance state.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は、PNPI−ランジスタとNPNトランジスタ
とを有する回路において1両者が同時にオンしたときに
流れるラッシュ電流の量を制御し。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical Field of the Invention The present invention controls the amount of rush current that flows in a circuit having a PNPI transistor and an NPN transistor when both are turned on at the same time.

さらにはラッシュ電流をほとんど0にするとともに、3
ステ一ト回路を実現し、かつハイインピーダンス状態に
おいて回路内を流れる電流も除去することにより、低消
費電力化を図れる相補型MISバイポーラ混在3ステー
トゲート回路に関する。
Furthermore, while reducing the rush current to almost 0,
The present invention relates to a complementary MIS bipolar mixed three-state gate circuit that can achieve low power consumption by realizing a state circuit and also eliminating current flowing through the circuit in a high impedance state.

(2)技術の背景 PMISI−ランジスタ(以下PMO3I−ランジスタ
と称す)とNM I S トランジスタ(以下NMOS
トランジスタと称す)とからなるCMIS回路(以下0
M03回路と称す)は、消費電力が小であるので、半導
体集積回路としての用途が拡大している。また、PNP
トランジスタとNPN トランジスタとを電源■。0と
■ssの間にコレクタ同志を共通にして直列接続する回
路はバイポーラトランジスタからなるため、出力電流を
大とできるから、駆動能力大で出カバソファに好適する
ものである。
(2) Technical background PMISI transistor (hereinafter referred to as PMO3I transistor) and NMI S transistor (hereinafter referred to as NMOS
CMIS circuit (hereinafter referred to as 0
Since the power consumption of the M03 circuit (referred to as M03 circuit) is small, its use as a semiconductor integrated circuit is expanding. Also, PNP
Power supply ■ between transistor and NPN transistor. Since the circuit connected in series between 0 and ■ss with their collectors in common is made of bipolar transistors, the output current can be increased, so the circuit has a large driving capacity and is suitable for an output-cover sofa.

また3ステ一ト回路は、低レベル、高レベル。Also, the 3-state circuit has low level and high level.

ハイインピーダンスの3出力状態をとるもので。It has 3 high impedance output states.

例えば1本のバスに複数の回路素子を接続し、その回路
素子の内で必要なものだけにバスからアクセスするよう
な場合に用いられる回路である。
For example, this circuit is used when a plurality of circuit elements are connected to one bus and only the necessary circuit elements are accessed from the bus.

(3)従来技術と問題点 しかし係るバイポーラトランジスタ回路において0M0
3回路との組合せで3ステ一ト回路を実現した場合9人
力信号が高レベルから低レベルあるいは低レベルから高
レベルへ遷移するとき、出力段のPNP l−ランジス
タとNPN トランジスタが同時にオンし、ラッシュ電
流が電源■。。とVSSとの間に流れるという問題があ
った。さらに、このラッシュ電流のために、バイポーラ
トランジスタ回路を出力段に設けたにもかかわらず。
(3) Problems with the prior art However, in the related bipolar transistor circuit, 0M0
When a 3-state circuit is realized in combination with 3 circuits, 9 When the input signal transitions from high level to low level or from low level to high level, the PNP l-transistor and NPN transistor in the output stage are turned on at the same time, Rush current is the power source ■. . There was a problem that there was a flow between the signal and VSS. Furthermore, due to this rush current, even though a bipolar transistor circuit was provided in the output stage.

大きな出力電流も流せないという欠点があった。The drawback was that it could not flow large output currents.

(4)発明の目的 本発明は、ラッシュ電流を制御することによって消費電
力を減少させ、かつ大きな出力電流も流せるので出力バ
ッファに好適すると共に、3ステ一ト回路を実現できる
相補型MISバイポーラ混在3ステートゲート回路を提
供することを目的とする。
(4) Purpose of the Invention The present invention reduces power consumption by controlling rush current, and also allows a large output current to flow, making it suitable for output buffers. The purpose is to provide a 3-state gate circuit.

(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トランジスタと該両トランジス
タの間に設けられた第1のインピーダンス素子とを有し
、該第1のP型およびN型MISトランジスタのゲート
に共通に入力信号をうける第1の相補形MISゲート回
路と。
(5) Structure of the Invention According to the present invention, the first P-type MIS transistor connected to the high-potential power supply side, the first N-type MIS transistor connected to the low-potential power supply side, and both a first complementary MIS gate circuit having a first impedance element provided between the transistors, and receiving an input signal in common to the gates of the first P-type and N-type MIS transistors.

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
ンジスタと該両トランジスタの間に設けられた第2のイ
ンピーダンス素子とを有し。
It has a second P-type MIS transistor connected to the high-potential power supply side, a second N-type MIS transistor connected to the low-potential power supply side, and a second impedance element provided between the two transistors. death.

該第2のP型および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2の相補型MISゲート回路
と。
a second complementary MIS gate circuit that commonly receives an input signal at the gates of the second P-type and N-type MIS transistors;

ベースが前記第1のP型MISトランジスタと第1のイ
ンピーダンス素子との接続点に接続されたプルアップ用
バイポーラトランジスタとベースが前記第2のN型MI
Sトランジスタと第2のインピーダンス素子との接続点
に接続されたプルダウン用バイポーラトランジスタとを
有し、これらの接続点を出力端とするバイポーラ回路と
a pull-up bipolar transistor whose base is connected to the connection point between the first P-type MIS transistor and the first impedance element; and a pull-up bipolar transistor whose base is connected to the connection point between the first P-type MIS transistor and the first impedance element;
A bipolar circuit including a pull-down bipolar transistor connected to a connection point between an S transistor and a second impedance element, and having these connection points as an output terminal.

高電位電源と前記プルアップ用バイポーラトランジスタ
のベース間に接続された第3のP型M【Sトランジスタ
と、低電位電源と前記プルダウン用バイポーラトランジ
スタのベース間に接続された第3のN型MISトランジ
スタを有し該第3のP型およびN型MISトランジスタ
のゲートにはそれぞれイネーブル信号とその反転信号が
加えられてなることを特徴とする相補型B i M I
 S 3ステ一ト回路を提供することで達成される。
a third P-type M[S transistor connected between a high-potential power source and the base of the pull-up bipolar transistor; and a third N-type MIS connected between a low-potential power source and the base of the pull-down bipolar transistor. A complementary B i M I transistor having an enable signal and its inverted signal applied to the gates of the third P-type and N-type MIS transistors, respectively.
This is achieved by providing an S3 state circuit.

(6)発明の実施例 次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。(6) Examples of the invention Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明のCMOSバイポーラ混在3ステートゲ
ート回路の一実施例である。第1.第2のPMOSトラ
ンジスタPl、P2のソースは電源■。。に接続され、
第1.第2のNMo5トランジスタNl、N2のソース
は電源VSSに接続され、第1.第2のPMO3I−ラ
ンジスタP+。
FIG. 1 shows an embodiment of a CMOS bipolar mixed three-state gate circuit according to the present invention. 1st. The sources of the second PMOS transistors Pl and P2 are the power supply ■. . connected to,
1st. The sources of the second NMo5 transistors Nl, N2 are connected to the power supply VSS; Second PMO3I-transistor P+.

P2及び第1.第2のNMo5トランジスタN I。P2 and 1st. Second NMo5 transistor NI.

N2のゲートは共通に入力端INに接続される。The gates of N2 are commonly connected to the input terminal IN.

そして、第1のPMOSトランジスタP1と第1のNM
O3I−ランジスタN1とは第1のCMOSトランジス
タ回路を構成し、第2のPMOSトランジスタP2と第
2のNMOSトランジスタN2とは第2のCMQSトラ
ンジスタ回路を構成する。
Then, the first PMOS transistor P1 and the first NM
The O3I-transistor N1 constitutes a first CMOS transistor circuit, and the second PMOS transistor P2 and the second NMOS transistor N2 constitute a second CMQS transistor circuit.

また、PNPNMトランジスタ及びNPNトランジスタ
T2のエミッタはそれぞれ電源■。。。
Also, the emitters of the PNPNM transistor and NPN transistor T2 are each connected to the power supply ■. . .

VSSに接続され、プルアップ用トランジスタ。Connected to VSS, pull-up transistor.

プルダウン用トランジスタを構成し、互いのコレクタは
共通に出力端OUTに接続される。さらに。
They constitute a pull-down transistor, and their collectors are commonly connected to the output terminal OUT. moreover.

第3のPMO3I−ランジスタP3と第3のNMOSト
ランジスタN3のソースは、それぞれ電源V。0.Vs
5に接続され、この第3のPMOSトランジスタP3の
ゲートには、イネーブル信号Toが加えられ、第3のN
MOSトランジスタN3のゲートにはイネーブル信号T
cがインバータ■を介して加えられ、出力端をハイイン
ピーダンス状態にするための制御を行う。
The sources of the third PMO3I-transistor P3 and the third NMOS transistor N3 are connected to the power supply V, respectively. 0. Vs
The enable signal To is applied to the gate of this third PMOS transistor P3, and the third N
Enable signal T is applied to the gate of MOS transistor N3.
c is applied via inverter (2) to perform control to bring the output terminal into a high impedance state.

そして、第1のインピーダンス素子として例えば抵抗R
1を第1.第3のPMOSトランジスタPl、P3のド
レインと、第1のNMOSトランジスタN1のドレイン
との間に介挿接続し、この抵抗R1の第1のPMO5I
−ランジスタのドレインとの接続点BはPNP l−ラ
ンジスタT1のベースに接続される。また、第2のイン
ピーダンス素子としてたとえば抵抗R2を第2のPMO
3トランジスタのドレインと、第2.第3のNMOSト
ランジスタのドレインとの間に介挿接続し、この抵抗R
2と第2のNMOSトランジスタN2のドレインとの接
続点CはNPNトランジスタT2のベースに接続される
For example, a resistor R is used as the first impedance element.
1 as 1st. A third PMOS transistor Pl, connected between the drains of P3 and the drain of the first NMOS transistor N1, and a first PMOS transistor of this resistor R1
- the connection point B with the drain of the transistor is connected to the base of the PNP l-transistor T1; Further, as the second impedance element, for example, the resistor R2 is connected to the second PMO.
3 transistor drain, and the drain of the 2nd transistor. The resistor R is connected to the drain of the third NMOS transistor.
2 and the drain of the second NMOS transistor N2 is connected to the base of the NPN transistor T2.

上記のように構成された本発明にかかる相補型CMOS
バイポーラ混在の3ステートゲート回路の実施例の動作
を以下に説明する。
Complementary CMOS according to the present invention configured as described above
The operation of the embodiment of the bipolar mixed three-state gate circuit will be described below.

まず、イネーブル信号が低レベルの場合についてみると
、第3のPMO3I−ランジスタP3とNMOSトラン
ジスタN3が共にオフとなるので。
First, when the enable signal is at a low level, both the third PMO3I transistor P3 and the NMOS transistor N3 are turned off.

先に出願の特願昭59−130438号に記載されバイ
ポーラCMO3回路と同一構成となり、入力信号の高レ
ベル、低レベルに対応して出力信号が高レベル、低レベ
ルに変化するバイポーラCMOSゲート回路動作を行う
ものである。
A bipolar CMOS gate circuit operation that has the same configuration as the bipolar CMO3 circuit described in the previously filed Japanese Patent Application No. 130438/1982, and the output signal changes to high level or low level in response to the high level or low level of the input signal. This is what we do.

すなわち、かかる構成のバイポーラCMOSゲート回路
の動作を第2図、第3図の電圧伝達特性図を用いて説明
する。特に第3図は入力信号電圧V1NとB点電位V、
、C点電位■。間の電圧伝達特性であって、その実線で
示した特性について説明する。まず入力端INの入力電
圧■1Nが低レベルの場合を述べる。入力電圧■1Nが
低レベル(はぼOV)のとき、PMO3トランジスタP
1゜P2はオン、NMO3I−ランジスタNl、N2は
オフであるので、接続点B点は高レベル(はぼ■。。=
5V)となり、一方接読点C点については、抵抗R2に
NPN l−ランジスタT2のベース電流が流れてV 
s s = OVよりNPNトランジスタT2のベース
・エミッタ間順方向電圧降下■8゜(0,8V)の分だ
け高レベルにクランプされる。
That is, the operation of the bipolar CMOS gate circuit having such a configuration will be explained using the voltage transfer characteristic diagrams shown in FIGS. 2 and 3. In particular, FIG. 3 shows the input signal voltage V1N and the potential V at point B,
, C point potential■. The voltage transfer characteristics between the two and shown by the solid line will be explained. First, the case where the input voltage 1N at the input terminal IN is at a low level will be described. When the input voltage ■1N is at a low level (low OV), the PMO3 transistor P
1°P2 is on and NMO3I-transistors Nl and N2 are off, so the connection point B is at a high level.
5V), and on the other hand, at the contact point C, the base current of the NPN l-transistor T2 flows through the resistor R2, and the V
Since s s = OV, it is clamped to a high level by a forward voltage drop of 8° (0.8 V) between the base and emitter of the NPN transistor T2.

したがって、PNPNMトランジスタはオフ、NPNI
−ランジスタT2はオンとなる。
Therefore, the PNPNM transistor is off, the NPNI
- Transistor T2 is turned on.

すなわち、入力電圧■1N=LレベルつまりほぼVis
=OVのときにはB点の電位V8はほぼVo。(5V)
、C点の電位■。はV、S+VB。
In other words, the input voltage ■1N=L level, that is, approximately Vis
=OV, the potential V8 at point B is approximately Vo. (5V)
, potential at point C■. is V, S+VB.

である。It is.

逆に、入力電圧■1Nが高レベルのときには°、PMO
SトランジスタP+はオフ、NMO3I−ランジスタN
1はオン、PMO3I−ランジスタP2はオフ、NMO
3I−ランジスタN2はオン状態であるから、C点は低
レベル(はぼOV)となり。
Conversely, when the input voltage ■1N is at a high level, °, PMO
S transistor P+ is off, NMO3I- transistor N
1 is on, PMO3I-transistor P2 is off, NMO
3I-Since transistor N2 is in the on state, point C is at a low level (approximately OV).

NPN I−ランジスタT2はオフ状態である。B点は
PNP トランジスタTIがオンしてPNPトランジス
タT1のベース電流がR+ 、NMOS トランジスタ
N1を流れるので■。。−”at(pNPトランジスタ
T1のベース・エミッタ間順方向電圧降下■86は約0
.8V)にクランプされる。
NPN I-transistor T2 is in the off state. At point B, the PNP transistor TI turns on and the base current of the PNP transistor T1 flows through R+ and the NMOS transistor N1. . -"at (forward voltage drop between base and emitter of pNP transistor T1■86 is approximately 0
.. 8V).

すなわち、B点の電圧■。は、入力電圧V 、N=VD
Dのときには0点は”C”vDD  VBt、=4.2
vになっている。
In other words, the voltage at point B is ■. is the input voltage V, N=VD
When D, 0 point is “C” vDD VBt, = 4.2
It has become v.

次に、動作を容易に理解するために便宜上入力電圧V1
,4が第2図に示すように低レベルから高レベルへと、
すなわち、■、■、■、■の順に変化する場合について
を説明をする。
Next, for convenience to easily understand the operation, the input voltage V1 is
, 4 from low level to high level as shown in Figure 2.
That is, a case will be explained in which the values change in the order of ■, ■, ■, and ■.

まず、前述のように入力電圧■、Nが低レベルのとき、
PMO3)ランジスクP1とP2がオンでNMO3I−
ランジスタN1とN2がオフであるから、B点の電位■
8はほぼ■。。レベル、0点の電位VCはNPN トラ
ンジスタT2がオンであるからvss”vagにクラン
プされている。入力電圧■、Nが上昇して、第2図の■
に示すようにNMOSトランジスタNl、N2の閾値電
圧vth(N)に達すると、NMO3I−ランジスタN
1はオンとなるから■8は第3図の■に図示の如く徐々
に降下する。しかし、VCは、NMOSトランジスタN
2はオンであるがまだ十分に深いオンではないので、N
PNトランジスタT2の順方向電圧VIl□で決り+ 
VS S +VB Igにクランプされている。
First, as mentioned above, when the input voltages ■ and N are at low levels,
PMO3) Run disks P1 and P2 are on and NMO3I-
Since transistors N1 and N2 are off, the potential at point B is
8 is almost ■. . Since the NPN transistor T2 is on, the potential VC at the level 0 point is clamped to vss"vag.The input voltages ■ and N rise, and the
When the threshold voltage vth(N) of NMOS transistors Nl and N2 is reached as shown in FIG.
Since the signal 1 is turned on, the signal 8 gradually falls as shown in the section 2 in FIG. However, VC is an NMOS transistor N
2 is on but not deep enough yet, so N
Determined by forward voltage VIl□ of PN transistor T2 +
Clamped to VS S +VB Ig.

次に、さらに入力電圧V1、が上昇すると、 NMOS
トランジスタN1が深くオンするようになるので、Vl
lはさらに降下する。このときNMOSトランジスタN
2も深くオンとなるので、Voは■で示す点でNMO3
I−ランジスタN2のインピーダンスの影響をNPNト
ランジスタT2のベース・エミッタ間のインピーダンス
よりも強(うけるようになるので、NPNトランジスタ
T2のベース電位はv’ss+vegよりも低くなる。
Next, when the input voltage V1 further increases, NMOS
Since transistor N1 turns on deeply, Vl
l falls further. At this time, NMOS transistor N
2 is also deeply turned on, so Vo is NMO3 at the point indicated by ■.
Since the impedance of the I-transistor N2 is influenced more strongly than the impedance between the base and emitter of the NPN transistor T2, the base potential of the NPN transistor T2 becomes lower than v'ss+veg.

このためNPN I−ランジスタT2はオフとなり、v
cは徐々に下降をはじめる。■の点ではPNP l−ラ
ンジスタT1のベース電位は、オン状態のPMOSトラ
ンジスタP1により高電源■。。側の高いレベルとなり
、ベースエミッタ間が781以上にならないのでPNP
トランジスタT1はオフのまままである。
Therefore, NPN I-transistor T2 is turned off and v
c begins to decline gradually. At point (2), the base potential of the PNP l-transistor T1 is set to the high power supply (2) due to the PMOS transistor P1 in the on state. . Since the level between base and emitter is not higher than 781, PNP
Transistor T1 remains off.

そして、さらに入力電圧■1Nが上昇すると、■の点で
示すようにNMO3トランジスタN1が十分に深(オン
となるので、抵抗R1を介してB点の電位も十分低くな
って、■。。−■8゜以下となりPNP トランジスタ
T1をオンさせる。したがって、■8は■。。−■11
.の電圧にクランプされてしまう。
Then, when the input voltage ■1N further increases, the NMO3 transistor N1 becomes sufficiently deep (turned on) as shown by the point ■, so the potential at the point B becomes sufficiently low through the resistor R1, and ■...- ■Below 8 degrees and turn on PNP transistor T1. Therefore, ■8 is ■..-■11
.. It will be clamped to the voltage of .

したがって、■ではPNP I−ランジスタT1がオン
からオフになり、■ではNPN l−ランジスタT2が
オフからオンになるので、■と■の間では。
Therefore, in ■, the PNP I-transistor T1 changes from on to off, and in ■, the NPN l-transistor T2 changes from off to on, so between ■ and ■.

PNP l−ランジスタTIおよびNPN トランジス
タT2ともにオフとなる。
Both the PNP l-transistor TI and the NPN transistor T2 are turned off.

そして、さらに入力電圧■、Nが上昇してPMOSトラ
ンジスタPI、P2の闇値電圧Vth(P)を越えると
(第2図の0点)PMOSトランジスタP2は完全にオ
フとなりNMO3トランジスタN2は十分にオンとなっ
ているので、Voは■で示すようにVSSとなる。この
とき、NMOSトランジスタN1も十分にオンとなって
いるので。
Then, when the input voltages ■ and N further increase and exceed the dark voltage Vth(P) of the PMOS transistors PI and P2 (point 0 in Figure 2), the PMOS transistor P2 is completely turned off and the NMO3 transistor N2 is fully turned off. Since it is on, Vo becomes VSS as shown by ■. At this time, the NMOS transistor N1 is also sufficiently turned on.

PNP トランジスタT1もオンであり、VBは■。。PNP transistor T1 is also on, and VB is ■. .

−VIl、にクランプされたままである。-VII, remains clamped.

そして入力電圧■、NがVth(P)より上昇して■。Then, the input voltage (■), N rises above Vth (P) and becomes (■).

。に達するときは(第2図の■)、■、はvo。−VB
、lにクランプされたままであり。
. When reaching (■ in Figure 2), ■ is vo. -VB
, remains clamped at l.

V、はvssに保持される。V, is held at vss.

次に、入力端子v、Nが今度は逆にVo。から。Next, the input terminals v and N are now Vo. from.

■、■、■の順に下降する場合を説明する。入力電圧V
1NがVth(P)まで下降すると、■の点でPMO3
トランジスタP2は徐々に導通を開始するので、Voは
■に示すようにVS5からV 5 g+■s、に向かっ
て上昇する。このときPNP トランジスタT1のベー
ス電位は、NMO3トランジスタN+がオンであり、P
MO3トランジスタP1の導通はまだ十分ではないので
低レベルにある。このためPNP トランジスタT1は
導通しているから■8は■。o VBHにクランプされ
たままである。
The case of descending in the order of ■, ■, ■ will be explained. Input voltage V
When 1N falls to Vth(P), PMO3 at point ■
Since the transistor P2 gradually starts to conduct, Vo rises from VS5 toward V 5 g+s as shown in (2). At this time, the base potential of the PNP transistor T1 is
The conduction of the MO3 transistor P1 is not yet sufficient and is therefore at a low level. Therefore, PNP transistor T1 is conductive, so ■8 is ■. o Remains clamped at VBH.

さらに入力電圧■1Nが低下すると、PMOSトランジ
スタP1の導通が充分深くなるのでB点の電位が上昇し
■の点でPNP l−ランジスタT1をオフとする。こ
のため■8は9図示の如く上昇を開始する。このとき、
PMOSトランジスタP2も導通状態が深くなっていく
ので、■0の電位は上昇を続ける。
When the input voltage (1N) further decreases, the conduction of the PMOS transistor P1 becomes sufficiently deep, so that the potential at point B rises and the PNP l-transistor T1 is turned off at point (2). For this reason, (8) starts to rise as shown in Figure 9. At this time,
Since the PMOS transistor P2 also becomes more deeply conductive, the potential of ■0 continues to rise.

次に、さらに入力電圧■1Nが低下していきVCがNP
N トランジスタT2の閾値■g1を越えると、NPN
I−ランジスタT2がオンとなり、■で示すように■。
Next, the input voltage ■1N further decreases and VC becomes NP.
N When the threshold of transistor T2 exceeds g1, NPN
The I-transistor T2 is turned on, as shown by ■.

は■ss+vIl□にクランプされる。is clamped to ■ss+vIl□.

すなわち、■より入力電圧■、Nが高いときはPNPI
−ランジスタT’+がオン、■より入力電圧V、9.が
低いときはNPN トランジスタT2がオンとなり、■
から■の間では、PNPトランジスタT1とNPN h
ランジスタT2がともにオフとなっている。このため9
両者がともにオンとなることがないからラッシュ電流が
流れることはない。
In other words, when the input voltage ■ and N are higher than ■, the PNPI
- Transistor T'+ is on, input voltage V from ■, 9. When is low, NPN transistor T2 turns on, and ■
and ■, PNP transistor T1 and NPN h
Both transistors T2 are off. For this reason9
Since both are never turned on, no rush current flows.

次に、さらに入力電圧V1Nが低下するとNMOSトラ
ンジスタNl、N2の閾値Vth(N)以下になろうと
すると、■の点でNMO3I−ランジスタN1がオフと
なる。このとき、PMO3トランジスタP2はオンであ
るので、vcはVss+vIl□にクランプされたまま
である。
Next, when the input voltage V1N further decreases and becomes equal to or less than the threshold value Vth(N) of the NMOS transistors N1 and N2, the NMO3I-transistor N1 turns off at point (3). At this time, since the PMO3 transistor P2 is on, vc remains clamped to Vss+vIl□.

第3図において、1点鎖線y、’、y、’は抵抗R1,
R2が大なるときであって、PNPトランジスタT1が
導通し、■8が■。。−■81にクランプされるために
はより大なる入力電圧■1Nを必要とし、また、NPN
I−ランジスタT2が導通し■。がvss+vttaに
クランプされるために、より小なる入力電圧v、Nを必
要とする。
In Fig. 3, the dashed dotted lines y,',y,' represent the resistance R1,
When R2 is large, the PNP transistor T1 is conductive, and ■8 becomes ■. . −■81 requires a larger input voltage ■1N, and NPN
I-Resistor T2 conducts ■. requires a smaller input voltage v,N because it is clamped to vss+vtta.

したがって、トランジスタT1.T2を同時にオフとす
る入力電圧の範囲が大となる。
Therefore, transistor T1. The range of input voltages in which T2 is turned off at the same time becomes large.

また、第3図において、2点鎖線V8″、V(’は前記
と反対に抵抗R1,R2が小なる場合であって、PNP
I−ランジスタT1とNPNトランジスタT2がオンと
なる入力電圧が接近する。抵抗R1,R2がより小のと
きたとえばOのとき、PNPトランジスタT I、NP
N トランジスタT2が同時にオンする入力電圧の範囲
が生じ、従来の如<、PNPトランジスタT + 、 
 NPN トランジスタT2を通ってラッシュが流れて
しまう。
In addition, in FIG. 3, the two-dot chain lines V8'' and V(' indicate the case where the resistances R1 and R2 are small, contrary to the above, and the PNP
The input voltages at which the I-transistor T1 and the NPN transistor T2 are turned on become close to each other. When the resistors R1 and R2 are smaller, for example O, the PNP transistors T I, NP
There is a range of input voltages in which the N transistor T2 turns on simultaneously, and as in the conventional case, the PNP transistor T + ,
Rush flows through the NPN transistor T2.

以上、詳述したように2本実施例によれば、0MO3ト
ランジスタと、バイポーラトランジスタと、抵抗とを組
み合せることにより、バイポーラトランジスタがオフ、
オフ状態となる入力電圧の範囲を調整でき、バイポーラ
トランジスタがオン。
As described in detail above, according to the two embodiments, by combining the 0MO3 transistor, the bipolar transistor, and the resistor, the bipolar transistor is turned off.
The range of input voltage that turns off can be adjusted, and the bipolar transistor turns on.

オン状態となることを完全になくすことができる。The on state can be completely eliminated.

次に、イネーブル信号Tcが低レベルになると。Next, when the enable signal Tc becomes low level.

PMOSトランジスタP3とNMO3I−ランジスタN
3が共にオンとなるので、PNPI−ランジスタT1の
ベース電位は高レベルとなり、NPNトランジスタT2
のベース電位は低レベルとなる。
PMOS transistor P3 and NMO3I-transistor N
3 are both turned on, the base potential of the PNPI transistor T1 becomes high level, and the NPN transistor T2
The base potential of is at a low level.

こ゛のため、PNPI−ランジスタT1及びNPN ト
ランジスタT2は、共に9強制的にオフとなるので、入
力信号v1Nが高レベル或いは低レベルに変化出力OU
Tはハイインピーダンス状態に保持される。
Therefore, both the PNPI transistor T1 and the NPN transistor T2 are forcibly turned off, so the input signal v1N changes to high level or low level and the output OU
T is held in a high impedance state.

従って、イネーブル信号Tcの高、低レベルに応じて、
第1図の実施例は3ステ一トゲート回路として動作する
ことになる。
Therefore, depending on the high or low level of the enable signal Tc,
The embodiment of FIG. 1 will operate as a three-state gate circuit.

ところで、イネーブル信号TCが低レベルになってトラ
ンジスタP3.N3が共にオンとなり。
By the way, the enable signal TC becomes low level and the transistor P3. Both N3 are turned on.

出力がハイインピーダンスの状態になっている時。When the output is in a high impedance state.

いま仮に入力INが低レベルとするとPMO3トランジ
スタP1.P2が共にオンとなるため、電源V。。−R
2R2N5−Vssの経路で電流が流れる。しかし抵抗
R2は入力INが高レベルと低レベルの中間レベルでト
ランジスタP2゜N2共にオンになったときのラッシュ
カレントを十分抑えられる適度のインピーダンスを有し
ているので、上記の如き電流はそれほど大きな電流消費
とはならない。
Now, if the input IN is at a low level, the PMO3 transistor P1. Since both P2 are turned on, the power supply V. . -R
Current flows through the path 2R2N5-Vss. However, the resistor R2 has an appropriate impedance that can sufficiently suppress the rush current when both the transistors P2 and N2 are turned on when the input IN is at an intermediate level between high and low levels, so the current as described above is not so large. This does not result in current consumption.

一方同様にハイインピーダンス状態で入力INが高レベ
ルとすると、今度は電源■。o−P 3−R+  N+
  Vssの電流が流れるがインピーダンス素子R1の
ため電流消費は十分抑えられる。
On the other hand, if the input IN is at a high level in the same high impedance state, then the power supply ■. o-P 3-R+ N+
Although a current of Vss flows, the current consumption can be sufficiently suppressed due to the impedance element R1.

このようにR1,R2の存在は、!!に出力側のPNP
 トランジスタT1とNPN トランジスタT2との同
時オンの状態を防止すると共に、出力がハイインピーダ
ンスの場合において流れるようとする電流消費をも抑制
する働きをもつのである。
In this way, the existence of R1 and R2 is! ! PNP on the output side
It has the function of preventing the transistor T1 and the NPN transistor T2 from being turned on at the same time, and also suppressing the current consumption that would otherwise flow when the output is high impedance.

第4図に示した本発明の他の実施例は、上記出力のハイ
インピーダンス時に流れる電流をほぼ完全になくすこと
ができる例である。
Another embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is an example in which the current flowing when the output is at high impedance can be almost completely eliminated.

この実施例は、第1図に示した実施例に加えて。This embodiment is in addition to the embodiment shown in FIG.

第4のPMOSトランジスタP4をPMOSトランジス
タP2のドレインと抵抗R2の間に接続し。
A fourth PMOS transistor P4 is connected between the drain of PMOS transistor P2 and resistor R2.

第4のNMOSトランジスタN4を抵抗R1とNMOS
トランジスタN!のドレイン間2接続し。
The fourth NMOS transistor N4 is connected to the resistor R1 and NMOS
Transistor N! Connect the two drains.

PMO3I−ランジスタP4のゲートには制御信号Tc
の反転信号を加えNMO3トランジスタN4のゲートに
は制御信号を加えるようにしたものである。
PMO3I - Control signal Tc is applied to the gate of transistor P4.
A control signal is applied to the gate of the NMO3 transistor N4.

本実施例において、いまイネーブル信号T。が低レベル
で出力OUTがハイインピーダンス状態にあるとする。
In this embodiment, the enable signal T is now activated. Suppose that OUT is at a low level and the output OUT is in a high impedance state.

ところが本実施例ではPMOSトランジスタP4とNM
O5トランジスタN4とが共にオフとなるので、入力信
号INの低レベル。
However, in this embodiment, PMOS transistors P4 and NM
Since both O5 transistor N4 are turned off, the input signal IN is at a low level.

高レベルに応じて第1図の実施例で形成された電流バス
をいずれもなくすことができるのである。
Depending on the high level, any of the current buses created in the embodiment of FIG. 1 can be eliminated.

(7)発明の効果 上述したように本発明によれば出力段にバイポーラトラ
ンジスタを用い、前段にCMO3回路を用い、駆動電流
の大なるバイポーラトランジスタはトランジェント時に
同時にオンして多大なラッシュ電流が流れることがない
ようにし、低消費電力化が図れるとともに、出力電流を
大とできるので出力バノファゲートに好適である。そし
てさらに3ステートゲートバツフアとしても使用するこ
とができ、かつハイインピーダンス状態において回路内
部に流れる電流を小さく抑えることができ。
(7) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a bipolar transistor is used in the output stage, a CMO3 circuit is used in the previous stage, and the bipolar transistors with a large drive current are simultaneously turned on during a transient, causing a large rush current to flow. It is suitable for an output vanofer gate because it prevents this from happening, reduces power consumption, and allows a large output current. Furthermore, it can be used as a 3-state gate buffer, and the current flowing inside the circuit in a high impedance state can be suppressed to a small level.

3ステートにすることによる余分な消費電力を発生する
こともないのである。
There is no extra power consumption due to three states.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図及び第
3図は本発明の上記実施例の電圧伝達特性を示す特性図
、第4図は本発明の他の実施例を示す回路図である。 Pl、R2,R3,R4・・・PMO3l−ランジスタ
、     Nl、N2.N3.Na・・・NMO5I
−ランジスタ、     T+ ・・・PNPトランジ
スタ、     T2・・・NPN l−ランジスタ、
   R1,R2・・・抵抗、    Tc−・・イネ
ーブル信号、    ■・・・インバータ。 C−’−−− 特許 出願人   富士通株式会社1−′ツ  □代理
人弁理士   松 岡 宏四部i’i;、、;j ’ 
::第1図
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are characteristic diagrams showing voltage transfer characteristics of the above embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. Pl, R2, R3, R4...PMO3l-transistor, Nl, N2. N3. Na...NMO5I
- transistor, T+...PNP transistor, T2...NPN l- transistor,
R1, R2...Resistor, Tc-...Enable signal, ■...Inverter. C-'---- Patent Applicant: Fujitsu Limited 1-'tsu □Representative Patent Attorney: Hiroshi Matsuoka i'i;,,;j'
::Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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MI
Sトランジスタと該両トランジスタの間に設けられた第
1のインピーダンス素子とを有し、該第1のP型および
N型MISトランジスタのゲートに共通に入力信号をう
ける第1の相補形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
ンジスタと該両トランジスタの間に設けられた第2のイ
ンピーダンス素子とを有し、該第2のP型およびN型M
ISトランジスタのゲートに共通に入力信号を受ける第
2の相補型MISゲート回路と、 ベースが前記第1のP型MISトランジスタと第1のイ
ンピーダンス素子との接続点に接続されたプルアップ用
バイポーラトランジスタとベースが前記第2のN型MI
Sトランジスタと第2のインピーダンス素子との接続点
に接続されたプルダウン用バイポーラトランジスタとを
有し、これらの接続点を出力端とするバイポーラ回路と
、高電位電源と前記プルアップ用バイポーラトランジス
タのベース間に接続された第3のP型MISトランジス
タと、低電位電源と前記プルダウン用バイポーラトラン
ジスタのベース間に接続された第3のN型MISトラン
ジスタを有し該第3のP型およびN型MISトランジス
タのゲートにはそれぞれイネーブル信号とその反転信号
が加えられてなることを特徴とする相補型BiMIS3
ステート回路。
(1) A first P-type MIS transistor connected to the high potential power supply side and a first N-type MIS transistor connected to the low potential power supply side
A first complementary MIS gate circuit that includes an S transistor and a first impedance element provided between the two transistors, and receives an input signal in common to the gates of the first P-type and N-type MIS transistors. and a second P-type MIS transistor connected to the high-potential power supply side, a second N-type MIS transistor connected to the low-potential power supply side, and a second impedance element provided between the two transistors. and the second P-type and N-type M
a second complementary MIS gate circuit that commonly receives an input signal at the gates of the IS transistors; and a pull-up bipolar transistor whose base is connected to the connection point between the first P-type MIS transistor and the first impedance element. and the base is the second N-type MI
A bipolar circuit having a pull-down bipolar transistor connected to a connection point between the S transistor and the second impedance element, and having these connection points as an output terminal, a high potential power source, and a base of the pull-up bipolar transistor. a third P-type MIS transistor connected between the third P-type MIS transistor and a third N-type MIS transistor connected between the low potential power supply and the base of the pull-down bipolar transistor; Complementary BiMIS3 characterized in that an enable signal and its inverted signal are applied to the gates of the transistors, respectively.
state circuit.
(2)前記第1のインピーダンス素子と第1のN型MI
Sトランジスタとの間には第4のN型MISトランジス
タが介挿接続され、前記第2のインピーダンス素子と第
2のP型MISトランジスタとの間には第4のP型MI
Sトランジスタが介挿接続され該第4のN型およびP型
MISトランジスタのゲートにはそれぞれ前記イネーブ
ル信号とその反転信号とが加えられてなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の相補型BiMIS3ス
テート回路。
(2) The first impedance element and the first N-type MI
A fourth N-type MIS transistor is interposed and connected between the S transistor and a fourth P-type MIS transistor between the second impedance element and the second P-type MIS transistor.
Claim 1, wherein an S transistor is inserted and connected, and the enable signal and its inverted signal are applied to the gates of the fourth N-type and P-type MIS transistors, respectively. Complementary BiMIS 3-state circuit.
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