JPS6180699A - Mos transistor output circuit - Google Patents

Mos transistor output circuit

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JPS6180699A
JPS6180699A JP59203214A JP20321484A JPS6180699A JP S6180699 A JPS6180699 A JP S6180699A JP 59203214 A JP59203214 A JP 59203214A JP 20321484 A JP20321484 A JP 20321484A JP S6180699 A JPS6180699 A JP S6180699A
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
output
level
high level
pull
Prior art date
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Pending
Application number
JP59203214A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Ishimoto
石本 章二
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPS6180699A publication Critical patent/JPS6180699A/en
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Abstract

PURPOSE:To generate an output high level to driven directly a CMOS load and to obtain an output circuit which is not much affected by the fluctuation of a manufacturing process attaining a reduction of access time by installing a pull-up transistor and a pull-up driving circuit. CONSTITUTION:When I/O is the high level and I/O is the low level, a nodal point N1 becomes the high level and a nodal point N2 becomes the low level, and therefore, an output terminal OUT will not change while a Vcc level is kept. Reversely, when an input I/O is the low and I/O is the high level, the nodal point N1 preserves the low level and N2 is changed to the high level. The high level of an output terminal OUT is reset by a transistor Q2 and simultaneously, the gate electric potential of a pull-up transistor Q30 is reset to the low level by conducting a transistor Q34 with the high of the nodal point N2. Consequently, the time until the output terminal OUT becomes the low level is an access time, and the maximum value of the low level of a normal input for a CMOS load is 1.35 V (electric power source voltage 4.5VX0.3), and therefore, a quick access time can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はMO8)ランジスタを用いた出力回路に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an output circuit using MO8 transistors.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

一般に回路の出力を外部回路に供給する場合、インター
フェースが異なったり供給手段(接続線等)の負荷が重
い時には、両者の間でバッファとして機能させるために
は出力回路を設けろことが多い。そして回路が集積回路
である場合には出力回路も回路と同一の半導体素子、た
とえばMOSトランジスタで構成され、同一の集積回路
に組み込まれる。
Generally, when supplying the output of a circuit to an external circuit, if the interface is different or the supply means (connection line, etc.) has a heavy load, it is often necessary to provide an output circuit to function as a buffer between the two. When the circuit is an integrated circuit, the output circuit is also formed of the same semiconductor element as the circuit, such as a MOS transistor, and is incorporated into the same integrated circuit.

従来のこの種のMOSトランジスタ出力回路の一例を第
1図に示す。本例は電源電圧Vccと同レベルの活性化
信号φ1によって作動するフリップ70ツブFFと、電
源電圧Vccとアース電位との間に縦続接続され該接続
点OUTから前記フリップフロップF’Fの出力を外部
に供給するためのそれぞれのゲートにフリップ70ツブ
FFの出力節点NlまたはN2が接続された2個のMO
8)ランジスタ(以下員にトランジスタと記f)Qrお
よびQ2とから構成されている、たとえば第2図に示す
ように出力回路4−3内のフリップフロップFFの入力
I10. Iloはたとえば、第2図に示すような?5
6行×256列にマトリクス構成された1’i4”RA
M 41のIlo パスライン42に接続され、□メモ
リセル鮮からの読出し檜号を搬送される。
An example of a conventional MOS transistor output circuit of this type is shown in FIG. In this example, a flip-flop FF activated by an activation signal φ1 at the same level as the power supply voltage Vcc is connected in cascade between the power supply voltage Vcc and the ground potential, and the output of the flip-flop F'F is connected from the connection point OUT. Two MOs with output node Nl or N2 of flip 70-tube FF connected to their respective gates for external supply
8) The input I10. of the flip-flop FF in the output circuit 4-3, for example, as shown in FIG. For example, Ilo is as shown in Figure 2? 5
1'i4"RA configured in a matrix of 6 rows x 256 columns
It is connected to the Ilo pass line 42 of M41, and carries the read code from the □ memory cell.

フリップフロップFF自体の構成および第3図に示す活
性化信号φ1の発生回路は、公知であるため、ここでの
詳細な説明は省略する。第4図に該従来例の動作を説明
するためのタイムチャニドを示す。償若φは当初低レベ
ル(信号φは高レベル)になっており、メモリセル鮮か
らの続出信号の入力を待って高レベルに習遷する。活性
化信号φ1は第3rgAに示す回路によりて、信号φお
よびφから一定時間遅延して高レベル(電源電圧VCC
と同値)に変遷する。
Since the configuration of flip-flop FF itself and the circuit for generating activation signal φ1 shown in FIG. 3 are well known, detailed explanation thereof will be omitted here. FIG. 4 shows a time chart for explaining the operation of the conventional example. The signal φ is initially at a low level (signal φ is at a high level), and transitions to a high level after receiving successive signals from the memory cell. Activation signal φ1 is set to high level (power supply voltage VCC
(equivalent to ).

いま入力I10が高レベル、Ilo が低レベルであり
たとすると、フリップ70ツブFFの出力でちる節点N
1とN2とは、それぞれ高レベルと低レベルとして落ち
つく。したがってトランジスタQlは導通し、トランジ
スタQ2は非導通となって、出力OUTの電位は節点N
1のレベルである電源電圧VccからトランジスタQ1
のスレッシェホールド電圧VtHt−差引いた値になる
。この値は、出力OUTに電流負荷がない場合であり、
電源電圧Vccの変動及び電流負荷(工oHMAx=5
mA)を考慮した場合、出力電圧はZ4’i(標準的な
値である。
Now, if input I10 is at high level and Ilo is at low level, node N is reached by the output of flip 70-tube FF.
1 and N2 are settled as high level and low level, respectively. Therefore, the transistor Ql becomes conductive, the transistor Q2 becomes non-conductive, and the potential of the output OUT becomes the node N
From the power supply voltage Vcc at the level of 1, the transistor Q1
The value obtained by subtracting the threshold voltage VtHt is obtained. This value is when there is no current load on the output OUT,
Fluctuations in power supply voltage Vcc and current load (HMAx=5
mA), the output voltage is Z4'i (standard value).

このような従来構成においては、トランジスタQlのゲ
ート電圧の供給源は電源電圧Vccと同レベルの活性化
信゛号φlのみであるため、節点N1−の電位は高々電
源電圧Vccfでにしか上昇せず、出力OUTの電位は
、上述のように24■しか保証できなくなり、これを外
部回路に供給するにはレベル不足でインターフェースの
整合がとれない場合がでてくるという欠点がある。たと
えば、その低消費電力性の故に近年著しい進展を遂げ、
今やTTLに匹敵するまでにその使用分野を拡張してき
たCMOBの入力電圧の最小値CVxaMxn)は電源
電圧Vccの7割であり、電源電圧Vccが4.5vノ
時”t’ 41 V114MIN=3.15vt−要求
iレテイ;b。また上述のような従来構成においては、
出力OUTの電位はトランジスタQrのスレッシェホー
ルド電圧vテHに依存するため、製造プロセスの変動に
対してその影響を受は易くなるという欠点もある。
In such a conventional configuration, the source of the gate voltage of the transistor Ql is only the activation signal φl at the same level as the power supply voltage Vcc, so the potential at the node N1- can only rise to the power supply voltage Vccf at most. First, as mentioned above, the potential of the output OUT can only be guaranteed to be 24cm, and there is a problem that the level is insufficient to supply this to the external circuit and it may not be possible to match the interface. For example, due to its low power consumption, it has made remarkable progress in recent years.
The minimum input voltage value (CVxaMxn) of CMOB, whose field of use has now expanded to rival TTL, is 70% of the power supply voltage Vcc, and when the power supply voltage Vcc is 4.5V, "t' 41 V114MIN=3. 15vt-request i rate; b. Also, in the conventional configuration as described above,
Since the potential of the output OUT depends on the threshold voltage vTEH of the transistor Qr, it also has the disadvantage that it is easily influenced by variations in the manufacturing process.

更にVtsMn+=3.l 5vの場合にはその出力電
位が達成できてもアクセスタイムが通常のTTI、負荷
の場合に比べて遅れるという欠点もある。
Furthermore, VtsMn+=3. In the case of 15V, even if the output potential can be achieved, there is a drawback that the access time is delayed compared to the case of normal TTI and load.

(発明の目的) 本発明の目的は、0MO8負荷への直接駆動が可能な出
力高レベルを発生し、またアクセスタイムの高速化及び
製造プロセスの変動に対して強いMOSトランジスタ出
力回路を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a MOS transistor output circuit that generates a high output level that can be directly driven to an 0MO8 load, has a faster access time, and is resistant to manufacturing process variations. It is in.

(発明の構成) 本発明のMOSトランジスタ出力回路は、縦続接続され
両端が電源電位とアース電位とに保持され前記接続点か
ら前記電源電位のレベルと前記アース電位のレベルとを
切り替えて外部に出力する第1及び第2のMOS)ラン
、ジスタと、前記第l及び第2のMO8l−ランジスタ
を駆動する出力回路と、前記接続点と電源電位との間に
N1のMOSトランジスタと並列に接続されたプルアッ
プトランジスタと、前記プルアップトランジスタのゲー
ト電位を前記出力回路の活性化と同時あ、Sいはそれに
先立って電源以上の電位にする駆動回路とを含んで構成
される。   − (実施例) 次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
(Structure of the Invention) The MOS transistor output circuit of the present invention is connected in cascade, both ends are held at a power supply potential and a ground potential, and the level of the power supply potential and the level of the ground potential are switched from the connection point and output to the outside. an output circuit that drives the first and second MOS transistors, and the first and second MOS transistors connected in parallel with the N1 MOS transistor between the connection point and the power supply potential; The output circuit includes a pull-up transistor, and a drive circuit that raises the gate potential of the pull-up transistor to a potential higher than the power supply simultaneously with, or prior to, activation of the output circuit. - (Example) Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第5図には本発明の一実施例の回路図を%第6図にはそ
の動作波形を示す。この実施例はフリップフロップFP
と、その出力をゲート信号とする出力トランジスタQl
、 Q2.VCC以上の電位をゲート入力に持ち電源V
ccと出力0L)Tの間に接続されたプルアップトラン
ジスタQ301該Vcc以上の電位を発生するプルアッ
プ駆動回路B1より構成されている。プルアップ駆動回
路Blは、電源電圧Vccとアース電位との間に縦続接
続されそれぞれのゲートに信号φまたはφ、が入力され
るトランジスタQ3. Q4.ソースがトランジスタQ
L Q4の接続点にゲートが電源Vccに接続されたト
ランジスタQ5.信号φとアース電位との間に縦続接続
されそれぞれのゲートがトランジスタQsのドの接続点
およびプルアップトランジスタQ3Gのゲートに法統さ
れたコンデンサC30より構成されている。
FIG. 5 shows a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows its operating waveforms. This embodiment is a flip-flop FP.
and an output transistor Ql whose output is used as a gate signal.
, Q2. With a potential higher than VCC at the gate input, the power supply V
The pull-up transistor Q301 is connected between the output Vcc and the output 0L) and the pull-up drive circuit B1 generates a potential higher than the Vcc. The pull-up drive circuit Bl includes transistors Q3. Q4. Source is transistor Q
A transistor Q5. whose gate is connected to the power supply Vcc at the connection point of L Q4. The capacitor C30 is connected in cascade between the signal φ and the ground potential, and each gate is connected to the node of the transistor Qs and the gate of the pull-up transistor Q3G.

出力回路の活性化信号φの立上りによりプルアップ駆動
回路B1が動き始める。信号φの立上りにより節点N3
が充電され信号φの高レベル(Vcc電位)までになる
。信号φの立上りよりある遅延時間後に信号φ1が立上
り、トランジスタQ6が非導通になるとともに節点N3
をVcc以上に持上げる。従って出力端子OUTはこの
時点で更にトランジスタQ30により電源電位まで充電
される。
The pull-up drive circuit B1 starts operating upon the rise of the activation signal φ of the output circuit. Due to the rise of signal φ, node N3
is charged to the high level of the signal φ (Vcc potential). Signal φ1 rises after a certain delay time from the rise of signal φ, transistor Q6 becomes non-conductive, and node N3
Raise the voltage above Vcc. Therefore, at this point, the output terminal OUT is further charged to the power supply potential by the transistor Q30.

出力バッファは信号φlにより活性化されるので出力端
子OUTが電源電位Vccまで充電された後に節点N1
及びN2の変化が起こる。今I10  が高レベル、I
loが低レベルの時には節点Nl が高レベル、節点N
2が低レベルとなるため、出力端子OUTはVccレベ
ルのまま変化が起こらない。
The output buffer is activated by the signal φl, so after the output terminal OUT is charged to the power supply potential Vcc, the node N1
and changes in N2 occur. Now I10 is high level, I
When lo is low level, node Nl is high level, node N
2 becomes low level, the output terminal OUT remains at the Vcc level and does not change.

つまり出力の高レベルの最小値VOHMINで決定され
るアクセスタイムは、読出しデータを増巾する前に出力
端子OUTに十分な高電位が出ているので問題とならな
い。逆に入力I10が低レベル、Iloが高レベルの場
合は節点N1は低レベルのままで、N!が高レベルに変
化する。出力端子OUTの高レベルをトランジスタQ2
でリセットすると同時にプルアップトランジスタQコ◎
のゲート電位全節点Nzの高レベルでトランジスタQ3
4を導通させることにより低レベルにリセットする。従
って出力端子OUTが低レベルになるまでがアクセスタ
イムであり、0MO8負荷の場合の通常の入力の低レベ
ルの最大値は1.35v(電源電圧4.5vX0.3)
であるので、早いアクセスタイムが得られる。
In other words, the access time determined by the minimum value VOHMIN of the output high level is not a problem because a sufficiently high potential is applied to the output terminal OUT before the read data is amplified. Conversely, if input I10 is low level and Ilo is high level, node N1 remains low level and N! changes to a high level. The high level of the output terminal OUT is transferred to the transistor Q2.
At the same time as resetting the pull-up transistor Q◎
At the high level of the gate potential of all nodes Nz, the transistor Q3
4 is reset to low level by making it conductive. Therefore, the access time is until the output terminal OUT becomes low level, and the maximum value of the normal input low level in the case of 0MO8 load is 1.35v (power supply voltage 4.5v x 0.3)
Therefore, a fast access time can be obtained.

このように本実施例は、出力バッファの活性化に先立っ
て出力端子をプルアップトランジスタを使って電源電位
゛まで充電する。その後で出力バッファの出力により出
力端子のレベル全前述のプルアップトランジスタをその
出力結果を受けて制御しながら出力端子電位を決定する
。出力端子が動作開始後の微少時間だけ常に高レベルと
なってもこの出力端子からの出力信号を受ける回路は、
通常この出力信号の判定までに多少の遅延時間を有する
ので実使用上は問題ない。
As described above, in this embodiment, the output terminal is charged to the power supply potential using the pull-up transistor prior to activation of the output buffer. Thereafter, the level of the output terminal is determined by the output of the output buffer, and the potential of the output terminal is determined while controlling the above-mentioned pull-up transistor in response to the output result. Even if the output terminal remains at a high level for a short period of time after the start of operation, the circuit that receives the output signal from this output terminal will
Normally, there is some delay time until the output signal is determined, so there is no problem in actual use.

(発明の効果) 以上説明したように本発明は、プルアップトランジスタ
およびプルアップ駆動回路を設けることにより次の効果
が得られる。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention provides the following effects by providing a pull-up transistor and a pull-up drive circuit.

(1)出力高レベルが電源電位まで出るためCMOSデ
バイスとの直接の接続が可能である。
(1) Since the output high level reaches the power supply potential, direct connection with CMOS devices is possible.

(2)7”クセスタイムは低レベル側で決まるため高速
化が可能である。
(2) Since the 7" access time is determined on the low level side, it is possible to increase the speed.

(3)TTL負荷に対する駆動能力はトランジスタQ1
及びQ2の能力を適当に選択することにより合わせて満
足することができる。
(3) Driving ability for TTL load is transistor Q1
By appropriately selecting the abilities of Q2 and Q2, both can be satisfied.

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

第1図および第2図は従来のMOSトランジスタ出力回
路の回路図およびこの出方回路’i64kRAM41に
接続したブロック図、−第3図は第1図の活性化信号φ
1 の発生回路の回路図、第4図は第1図に示すMOS
トランジスタ出力回路の動作波形を示すチャート図、第
5図および第6図は本発明の一実施例の回路図およびそ
の動作波形を示すチャート図である。 41−・・・・64kRAM、Bl・・・・・・プルア
ップ、駆宛回路、FF・・・・・・フリップフロップ、
OU T 、、、 、、、出力、Q30・・・・・・プ
ルアップトランジスタ、φ、i。 φl・−・・・活性化信号。 代理人 弁理士  内 原   “−゛ゝ日、+ −1 ゛ぐ−
1 and 2 are circuit diagrams of a conventional MOS transistor output circuit and a block diagram connected to this output circuit 'i64kRAM41.
1, the circuit diagram of the generation circuit, Fig. 4 is the MOS shown in Fig. 1.
FIGS. 5 and 6 are charts showing operating waveforms of the transistor output circuit. FIGS. 5 and 6 are a circuit diagram of an embodiment of the present invention and charts showing its operating waveforms. 41-...64kRAM, Bl...pull-up, destination circuit, FF...flip-flop,
OUT , , , , Output, Q30...Pull-up transistor, φ, i. φl --- Activation signal. Agent Patent Attorney Uchihara “−゛ゝ日、+−1゛gu−

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  縦続接続され両端が電源電位とアース電位とに保持さ
れ前記接続点から前記電源電位のレベルと前記アース電
位のレベルとを切り替えて外部に出力する第1及び第2
のMOSトランジスタと、前記第1及び第2のMOSト
ランジスタを駆動する出力回路と、前記接続点と電源電
位との間に第1のMOSトランジスタと並列に接続され
たプルアップトランジスタと、前記プルアップトランジ
スタのゲート電位を前記出力回路の活性化と同時あるい
はそれに先立って電源以上の電位にする駆動回路とを含
むことを特徴とするMOSトランジスタ出力回路。
first and second first and second circuits connected in cascade, both ends of which are held at a power supply potential and a ground potential, and which switch the level of the power supply potential and the level of the ground potential from the connection point and output the same to the outside;
a MOS transistor, an output circuit that drives the first and second MOS transistors, a pull-up transistor connected in parallel with the first MOS transistor between the connection point and the power supply potential, and the pull-up transistor. 1. A MOS transistor output circuit comprising: a drive circuit which sets the gate potential of the transistor to a potential higher than a power supply simultaneously with or prior to activation of the output circuit.
JP59203214A 1984-09-28 1984-09-28 Mos transistor output circuit Pending JPS6180699A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4951201A (en) * 1987-04-20 1990-08-21 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of automatically determining imaged body posture in medical image display

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4951201A (en) * 1987-04-20 1990-08-21 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of automatically determining imaged body posture in medical image display

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