JPS62163414A - 低電力入力バツフア回路 - Google Patents

低電力入力バツフア回路

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JPS62163414A
JPS62163414A JP61004485A JP448586A JPS62163414A JP S62163414 A JPS62163414 A JP S62163414A JP 61004485 A JP61004485 A JP 61004485A JP 448586 A JP448586 A JP 448586A JP S62163414 A JPS62163414 A JP S62163414A
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JP
Japan
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circuit
input
buffer circuit
low power
inverter circuit
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Pending
Application number
JP61004485A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Hashimoto
正美 橋本
Akira Nakada
章 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路においてTTLレベルで制御さ
れる入力端子υ人カバソファ回路に関する。
〔発明の概要〕
本発明は半導体集積回路における入力バッファ回路にお
いて、低消費電力を特徴とする第1のバッファ回路と、
高速の応答性t−特徴とする第2のバッファ回路を並列
にして用い、かつクロック信号によって第2バッファ回
路を制御することにより、入力信号を無条件に伝達する
という条件を損わずK、高速の応答性と低消費電力とい
う相反する条件を兼ねそなえた入力バッファ回路を提供
するものである。
〔従来の技術〕
従来の半導体集積回路の入力バッファ回路は第5図に示
す単なるインバータ回路や、第6図に示すNOR回路が
主に使われてきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
入力バッファ回路に要求される主な特性の中に高速の応
答性の問題と、入力端子をTTLレベルで用いた時の入
力バッファ回路自身の消費′電流Q間1處がある。ここ
で入力バッファ回路の消費電流の問題をインバータ回路
の例を用いて説明する◇第4図は第5図のインバータ回
路を相補型(以下CMOSと略す)回路における具体的
な構成を示した図であるがP型の絶縁ゲート電界効果型
トランジスタ(以下MOEIFETと略す〕、及びN型
M OS F E Tのコンダクタ71足数βをそれぞ
れβP、βNとし、またスレッショルド電圧をそれぞれ
vTP 、 vTM とし、また負極電源である一VB
Bを0電位、正極電源の電位をVDDとすると。
CMOSインバータ回路のロジックレベルVaLtd。
となる。またインバータ回路の入力電位をVGとし、入
力バッファ回路の消費電流の殆どを占る短絡電流を1日
とすれば 0 <:V a <V TN  テij工 s  =O VTN≦VG < VGL テに’1 工a =7β!I(VG−vTx)” Va L <、 Va≦7DD−7?Pでは工S =−
βP(VDD−Va−VTp)’VDD−Vrp(To
≦VDD Tは 工9==Q となる。一般に入力信号のレベルを O≦vG<vTNもシくハ VDD−VTP(JG<vDD のCMOE!レベルで用いるときには入力バッファ回路
の短絡電施工s は殆ど問題にならないが、TTLレベ
ルで用いる場合、入力電位qaはvTm(ve(vDn
−VTp で用いられることになり、前述した短絡?を施工8が流
れてしまう。集積回路を低消費電力の条件のもとに用い
る場合には入力バッファ回路の消費電流も低減する必要
かあるが、この場合、前述した工Gの式からも入力バッ
ファ回路の短絡電流が問題になることがわかる。したが
って入力バッファ回路がCMOSイ/バインバータ構成
される場合には短絡電流を減らす為にβP、βNを小さ
く設定することになるか、そうすると入力バッファ回路
としての応答性が低下してし筐い、マ几逆に高速の応答
性を持たせる為にβP、β舅を大きくすると短絡電流が
増加するという問題があった。このような高い応答性と
低い消費電流という相反した条件を同時に満たし難いと
いう間′lIiはC!MOSインバータ回路に限らず一
般の入カバツ7ア回路についても云えることである。ま
九従来の入力バッファ回路の第2例としてあげた第6図
のNOR回路からなる入力バッファ回路の場合にはNO
R回路の第1ゲートには入力信号を接続し、第2ゲート
には制御信号を用いることくより、低消費電力にする時
には第2ゲートの制御信号を高レベルにするととによっ
て第1ゲートがTTlf、レベルであっても短絡電流を
0にする目的で多く用いられているが、この場合には第
2ゲートの制御信号が高レベルであると第1ゲートの入
力信号が変っても受けつけられないので優先度の高い信
号の場合には用いられないという問題かあった。
そこで本発明は以上の問題を解決すべく、その目的は高
速の応答性を保ちな751ら、低消費電力であり、かつ
無条件に入力信号の変化を伝達することの出来る入カバ
ソファ回路を提供することにある。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明の低電六人カバソファ回路は (a)  半導体集積回路の入力端子につながる入力バ
ッファ回路において (b)  第1のバッファ回路と。
(c)  制御信号によって出力が電源から切り離され
る手段を具備した第2のバッファ回路からなり(ω 前
記第1のバッファ回路と前記第2のバッファ回路の入力
、及び出力がそれぞれ共通になるように接続されている
ことを特徴とする。
〔作用〕
不発明の上記の構成によれば第1のバッファ回flit
!rを応答は遅いか低消費tR,の回路を用い、第2の
バッファ回路を消費電流は大きいが高速応答の回路音用
いることかでき、かつ第1.第2のバッファ回路は互い
に並列接続の関係にあるので、高速の応答性が要求され
るモードでは第2のバッファ回路を制御信号によって活
かして用いるよって高速の入力バッファ回路となり、か
つ低消費電流が要求されるモードにおいては第2の/く
ツファ回路を制御信号によって殺し第1のノくツファ回
路のみとすることKよって低消費電力の入力・くツファ
回路となり、かつどちらの場合でも第10ノ(ツファ回
路もしくは第2のバッファ回路の少くとも一方は活きて
いるので無条件に入力信号の変化を集積回路内部に伝え
ることが出来る。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。第
1図において11はインl(−夕回路であって第1Q人
カバソファ回路に相当し、12はクロックドゲート型イ
ンバータ回路であって第2の入力バッファ回路に相当し
てhる。インノく一夕回路11とクロックドゲート型イ
ン〆く一夕回路12の人力ゲートは共に入力端子13に
接続され、出力は共に出力端子14に接続されている。
クロックドゲート型インバータ回路12はクロック信号
CALで制御されており、クロック信号OLが高電位の
場合はインバータ回路として動作し、またクロック信号
OLが低電位の場合は電源から切り離され出力が高イン
ピーダンス状態になるとともにインバータ回路自体の短
絡を流は全く流れない。
またクロックドゲート型インバータ回路12けクロック
信号OLが高゛成位で動作時には短絡電流を含む消費電
流は大きいが、高速の応答性を持つように駆動能力を大
きくしている。インバータ回路11は応答性は低いが短
絡電流を主とする消費電流が少なくなるように駆動能力
を小さくしている。
さてクロック信号OLが高電位の時、クロックドゲート
型インバータ回路12とインバータ回路11は共に動作
状態であるので入力端子13から入力信号は高速で出力
端子14に伝達される。またクロック信号OLが低電位
の時はクロックドゲート型インバータ回路12がt源か
ら切シ離されてインバータ回路11のみとなるので低消
費電力となシ、かつ入力端子13からの入力信号は出力
端子14に伝達される状態にある。以上より第1図の回
路全体としての低鑞力人カバソファ回路はクロック信号
OLが高電位の時に高速の応答性を持ち、クロック信J
14OLが低電位の時に低消at力という特性を持つこ
とになる。
第2図は第1図の回路10MO8回路で構成する場合の
具体的な回路図を示したものである0第2図においてN
f!1M08FFl!T 15のソースは負極電源であ
る一vSL+に接続され、PfiMO8FET16のソ
ースは正極電源である+VDDに接続されている。N型
MO8FET 15のゲートとP型MO8FKT 16
のゲートは互いに接続され、かつ入力端子13に接続さ
れている。N型MO8FmT15のドレインとP型MO
8F11nT 16のドレインは互いに接続され、かつ
出力端子14に接続されている。N型MO8FET 1
7のソースは−VEI日に接続され、ドレインはN凰M
O8FKT18のソースに接続されている。P型MO8
PKT20のソースは+VDDに接続され、ドレイ/は
P[MOE]FKT19のソースに接続されている。
N型MOBPΣTIElのドレインとP型MO8FIT
 19のドレインは互いに接続され、かつ出力端子14
に接続されている。N型MO8FKT18のゲートとP
型MO8FET 19のゲートは互いに接続され、かつ
入力端子13に接続されて−いる。N型MOEIIl’
KT 17のゲートにはクロック信号が入力し、P型M
O8FI!:T0nのゲートには反転クロック信号が入
力している。以上においてNをMOSFET 15とP
型MO8FET16によってインバータ回路が構成され
、第1図の回路のインバータ回路11に対応している。
また第2図のN型MO8FKT 17.1 BとP塁M
O8F’ET 19.2flによってクロックドゲート
型インバータ回路が構成され、第1図の回路のクロック
ドゲート型インバータ回路12に対応している。以上、
第2図の回路は第1図の回路を0M08回路の場合にお
いて具体的な構成例を示したものであり、動1作は第1
図の場合において説明した通りである。
第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。第
5図において21はクロックドゲート型インバータ回路
であって、制御信号として反転クロック信号が用いられ
ている。また22もクロツクドゲート型インバータ回路
であり、制御信号としてクロック信号が用いられている
。クロックドゲート型インバータ回路21,22の入力
ゲートは共に入力端子23に接続され、出力は共に出力
端子24に接続されている。クロックドゲート型インバ
ータ回路22は動作時において消費電流は大キいが高速
の応答性を持たせており、クロックドゲート型インバー
タ回路21は応答性は低いか消費’MHIは小さくなる
ようにしである。さて以上の回路においてクロック信号
が高電位のときクロックドゲート型インバータ回路22
は活きて、クロックドゲート型インバータ回路21は殺
される。
またクロック信号が低電位のときクロックドゲート型イ
ンバータ回路22は殺され、クロックドゲート型インバ
ータ回路21は活きる。したがってクロック信号が高電
位のとき高速の応答性が得られ、クロック信号が低電位
のとき低消費電力となり、常に入力信号を出力端子に伝
達していながら、高速の応答性と低消費電力を兼ねそな
えた低電力人カハツファ回路となっている。
以上の実施例においては第1のバッファ回路と第2のバ
ッファ回路からなる2個のバッファ回路の例を述べたが
、2個の場合に限らず、並列に用いるバッファ回路は3
個以上の場合でも同様のことが適用できる。
またより具体的な回路例として第2図においては0M0
8回路の場合で説明したが、第1図、第3図と等価の回
路構成になっていれば0MO8以外の一般の回路でも同
様に適用できる。
〔発明の効果] 以上、本発明によれば第1のバッファ回路と第2のバッ
ファ回路を持ち、かつ第1のバッファ回路は低消費電力
を第2のバッファ回路は高速の応答性を持たせているの
で、高速の応答性か要求されるモードにおいては高速の
応答性を発信し、低消費電力が要求されるモードにおい
ては低消費電力になるという、高速の応答性と低消費電
力を兼ねそなえた入力バッファ回路’に%現するという
効果がある。また低消費電力のモードにおいても無条件
に入力信号の変化を伝達するので優先度の高い信号の入
力バッファ回路にも用いることか出来るという効果があ
る◇
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
第1図の回路を0M08回路での構成例を示す回路図、
第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図、第4図は
インバータ回路を0MO8での構成例を示す回路図、第
5図、第6図は従来の人力バッファ回路の例を示す回1
!!r図である。 11・・・インバータ回路 12.21.22・・・クロックドゲート型インバータ
回路 1!1.23・・・入力端子 14.24・・・出力抱子 15.17.18・・・N型MO8PKT16.19.
20・P型MO8FluT以   上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)半導体集積回路の入力端子につながる入力バッフ
    ァ回路において、 (b)第1のバッファ回路と、 (c)制御信号によつて出力が電源から切り離される手
    段を具備した第2のバッファ回路からなり(i)前記第
    1のバッファ回路と前記第2のバッファ回路の入力、及
    び出力がそれぞれ共通になるように接続されていること
    を特徴とする低電力入力バッファ回路。
JP61004485A 1986-01-13 1986-01-13 低電力入力バツフア回路 Pending JPS62163414A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002124855A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Nec Microsystems Ltd 消費電力低減回路
JP2005323295A (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Asahi Kasei Microsystems Kk ラッチ回路及びフリップフロップ回路

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