KR19980058191A - 저전력 소비 입력 버퍼 - Google Patents

저전력 소비 입력 버퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입력 버퍼에 관한 것으로, 특히 전력 소비와 피코전류를 줄여 칩이 안정된 상태에서 동작하도록 하기 위해, 스위칭부를 사용하여 전류 통로를 차단하여 소비전류를 줄이고, 외부전압에 연결되어 항상 턴온되어 있는 트랜지스터를 사용하므로 입력신호가 천이할 때 생기는 피크전류에 의해 발생하는 노이즈를 줄이므로 칩이 안정된 상태에서 동작할 수 있게 한 저전력 소비 입력 버퍼이다.

Description

저전력 소비 입력 버퍼
본 발명은 입력 버퍼에 관한 것으로, 특히 전력 소비와 피크전류를 줄여 칩이 안정된 상태에서 동작하도록 한 저전력 소비 입력 버퍼에 관한 것이다.
제 1 도에 도시된 바와 같이 종래 기술의 입력 버퍼는 소스가 외부전압(VCC)에, 게이트는 인버터(IN1)의 출력에 연결된 제 2 피모스 트랜지스터(P2)와, 소스는 상기 제 2 피모스 트랜지스터(P2)의 드레인에, 드레인은 출력단자(OUT)에, 게이트는 입력단자(IN)에 연결된 제 1 피모스 트랜지스터(P1)와, 드레인은 출력단자(OUT)에, 소스는 접지전압(VSS)에, 게이트는 입력단자(IN)에 연결된 제 1 엔모스 트랜지스터(NI)와, 입력으로 칩인에이블신호(CE)가 입 력되는 인버 터(IN1)와, 드레인은 출력단자(OUT)에, 게이트는 상기 인버터(IN1)의 출력에, 소스는 접지전압(VSS)에 연결된 제 2 엔모스 트랜지스터(N2)로 구성된다.
먼저, 칩인에이블신호(CE)가 고전위 상태일 때, 상기 인버터(IN1)의 출력이 저전위 상태가 되므로 제 2 피모스 트랜지스터(P2)는 턴온, 제 2 엔모스 트랜지스터(N2)는 턴오프된다.
제 4 도에 도시된 바와 같이 입력신호(AI)에 논리 문턱전압(Logic Threshold Voltage;1.5 volts) 정도가 인가될 때, 제 1 피모스 트랜지스터(P1)와 제 1 엔모스 트랜지스터(N1) 모두 턴온된다. 따라서, 구동전류(ISS)가 많이 흐르게 되어 전력 소비가 증가하는 문제점이 발생된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 저전력 소비 입력 버퍼는 전류통로를 차단하는 스위칭부(10)와, 입력신호(AI)를 받아 입력신호(AI)와 반전된 출력신호(A0)를 내보내는 버퍼부(20)와, 칩인에이블신호(CE)를 받아 출력을 제어하는 구동부(30)로 구성된다.
제 1 도는 종래 기술의 입력 버퍼 회로도.
제 6 도는 제 5 도에 있어서, 시간에 따른 입력신호(AI)와 출력신호(A0)의 관계를 나타낸 그래프.
제 10 도는 제 9 도에 있어서, 시간에 따른 입력신호(AI)와 출력신호(AI)의 관계를 나타낸 그래프.
제 12 도는 제 9 도에 있어서, 입력신호(AI)에 대한 구동전류(ISS)의 변화를 나타낸 그래프.
제 5 도에 도시된 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예인 저전력 소비 입력 버퍼는 구동전류(ISS)의 통로를 차단하는 스위칭부(10)와, 입력신호(AI)를 받아 입력신호(AI)와 반전된 출력신호(A0)를 내보내는 버퍼부(20)와, 칩인에이블신호(CE)를 받아출력을 제어하는 구동부(30)로 구성된다.에, 소스는 외부전압(VCC)에, 드레인은 상기 버퍼부(20)에 연결된 엔모스 트랜지스터(N3)로 구성된다.
먼저, 칩인에이블신호(CE)가 고전위일 때, 엔모스 트랜지스터(N6)는 턴온되고, 엔모스 트랜지스터(N7)는 턴오프된다. 이때, 엔모스 트랜지스터(N5)는 항상 턴온되어 있다.트랜지스터(P4)는 턴오프, 엔모스 트랜지스터(N4)는 턴온되어 출력신호(A0)는 저전위가 된다.
다음으로, 칩인에이블신호(CE)가 저전위일 때, 엔모스 트랜지스터(N6)는 턴오프, 엔모스 트랜지스터(N7)는 턴온된다. 따라서, 출력신호(A0)는 입력신호(AI)의 레벨에 관계없이 항상 저전위가 된다.
제 9 도에 도시된 바와 같은 본 발명의 제 2 실시예인 저전력 소비 입력 버퍼는 제 7 도에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서, 스위칭부(10)가 게이트는 상기 칩인에이블부(30)의 인버터(IN2)의 출력에, 소스는 외부전압(VCC)에 연결된 피모스 트랜지스터(P6)와, 게이트는 입력단자(IN)에, 드레인은 상기 피모스 트랜지스터(P6)의 드레인에, 소스는 상기 버퍼부(20)에 연결된 피모스 트랜지스터(P3)와, 게이트는출력단자(OUT)에, 소스는 상기 피모스 트랜지스터(P6)의 드레인에, 드레인은 상기버퍼부(20)에 연결된 엔모스 트랜지스터(N3)로 구성된다.
먼저, 칩인에이블신호(CE)가 고전위일 때, 엔모스 트랜지스터(N6)는 턴온, 엔모스 트랜지스터(N7)는 턴오프, 그리고, 피모스 트랜지스터(P6)는 턴온된다.
여기서, 상기 피모스 트랜지스터(P6)는 준비상태(Stand by)에서 입력신호(AI)가 고전위로 트리거될 때, 중간(Middle) 신호가 들어오게 되면 상기 스위칭부(10)의 병렬 연결된 피모스 트랜지스터(P3)와 엔모스 트랜지스터(N3)를 통해 전류가 흐를 수 있는데, 이를 차단하는 스위치 역할을 한다. 이때, 엔모스 트랜지스터(N5)는 항상 턴온되어 있다.
다음으로, 칩인에이블신호(CE)가 저전위일 때, 엔모스 트랜지스터(N6)는 턴오프, 엔모스 트랜지스터(N7)는 턴온, 그리고, 피모스 트랜지스터(P6)는 턴오프된다. 따라서, 출력신호(A0)는 입력신호(AI)에 관계없이 항상 저전위가 된다.
그러므로, 출력신호(A0)가 저전위로 되면, 엔모스 트랜지스터(N3)는 턴오프되고, 입력신호(AI)가 고전위이므로 피모스 트랜지스터(P3)도 턴오프 된다.
따라서, 외부전압(VCC)에서 접지전압(VSS)으로의 전류통로(Current Path)가 차단되어 전류 소모가 줄어들게 된다.
반대로, 출력신호(A0)가 고전위로 되면, 엔모스 트랜지스터(N3)는 턴온되고, 입력신호(AI)가 저전위이므로 피모스 트랜지스터(P3)도 턴온된다.
또한, 입력신호(AI)가 저전위이므로 엔모스 트랜지스터(N4)가 턴오프된다.
그러나, 엔모스 트랜지스터(N5)는 길이(Length)와 넓이(Width)의 비가 작으므로 저항이 크기 때문에 결과적으로 전류의 소모가 줄어들게 된다.
따라서, 제 6 도와 제 9 도에 도시된 바와 같이 본 발명의 저전력 소비 입력 버퍼가 동작하는데 소모되는 구동전류(ISS)가 스위칭부(10)의 전류통로 차단과 저항이 큰 엔모스 트랜지스터(N5)에 의해 종래 기술의 구동전류(ISS) 보다 크게 줄어드는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 입력신호(AI) 및 출력신호에 따라 온/오프 동작하는 스위칭부(10)와, 상기 입력신호(AI)를 받아 반전하여 출력하는 버퍼부(20)와, 칩인에이블신호(CE)를 받아 출력을 제어하는 구동부(30)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력버퍼.
  2. 제 1 항에 있어서, 스위칭부(10)는 피모스 트랜지스터(P3)와 엔모스 트랜지스터(N3)를 병렬로 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 엔모스 트랜지스터(N3)는 상기 입력신호(AI)를 받아 온/오프 동작하고, 상기 피모스 트랜지스터(P3)는 상기 출력신호(A0)에 따라 온/오프 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  4. 상기 버퍼부(20)는 상기 입력신호(AI)를 받아 제 1 피모스 트랜지스터(P4)와, 상기 스위칭부(10)의 출력단(OUT)과 상기 구동부(30) 사이에 직렬로 연결되도록 구성된 제 2 피모스 트랜지스터(P5), 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)로 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(P4)의 드레인 단자는 상기 제 2 피모스 트랜지스터(P5)의 게이트에 연결되고, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(P4)는 상기 입력신호(AI)를 받도록 연결되고, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(P4)와 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)의 소스 단자는 공통으로 상기 구동부(30)에 연결되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 출력신호(A0)는 상기 제 2 피모스 트랜지스터(P5)의 소스 단자와 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)의 드레인 단자에 공통으로 연결되어 출력 되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 스위칭부(10)의 출력단과 상기 구동부(30) 사이에 직렬로 연결되도록 구성된 제 2 피모스 트랜지스터(P5)와 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)에서, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)에 직렬로 연결된 제 2 엔모스 트랜지스터(N5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 엔모스 트랜지스터(N5)는 항상 온 동작이 이루어지도록 입력단에 외부전압(VCC)이 인가되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부(30)는 칩인에이블신호(CE)를 입력으로 받고, 버퍼부(20)와 접지 사이에 연결된 제 3 엔모스 트랜지스터(N6)와, 상기 칩인에이블신호(CE)를 입력으로 받는 인버터(IN2)와 상기 인버터(IN2)의 출력을 입력으로 받고 출력신호단(OUT)과 접지사이에 연결된 제 4 엔모스 트랜지스터(N7)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  10. 입력신호(AI) 및 출력신호(A0)에 따라 온/오프 동작하는 스위칭부(10)와, 상기 입력신호(AI)를 받아 반전하여 출력하는 버퍼부(20)와, 칩인에이블신호(CE)를 받아 출력을 제어하는 구동부(30)와, 외부전압(VCC)과 상기 스위칭부(10) 사이에 연결되고, 인버터(IN2)의 출력을 입력으로 받는 제 3 피모스 트랜지스터(P6)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 스위칭부(10)는 엔모스 트랜지스터(N3)와 피모스 트랜지스터(P3)를 병렬로 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 엔모스 트랜지스터(N3)는 상기 입력신호(AI)를 받아 온/오프 동작하고, 상기 피모스 트랜지스터(P3)는 상기 출력신호(A0)에 따라 온/오프 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 버퍼부(20)는 상기 입력신호(AI)를 받는 제 1 피모스 트랜지스터(P4)와, 상기 스위칭부(10)의 출력단과 상기 구동부(30) 사이에 직렬로 연결되도록 구성된 제 2 피모스 트랜지스터(P5)와, 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)로 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(P4)의 드레인 단자는 상기 제 2피모스 트랜지스터(P5)의 게이트에 연결되고, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)는상기 입력신호(AI)를 받도록 연결되고, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(P4)와 제 1엔모스 트랜지스터(N4)의 소스 단자는 공통으로 상기 구동부(30)에 연결되는 것을특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 출력신호(A0)는 상기 제 2 피모스 트랜지스터(P5)의 소스단자와 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)의 드레인 단자에 공통으로 연결되어 출력되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 스위칭부(10)의 출력단과 상기 구동부(30) 사이에 직렬로 연결되도록 구성된 제 2 피모스 트랜지스터(P5)와, 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)에서, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(N4)에 직렬로 연결된 제 2 엔모스 트랜지스터(N5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 엔모스 트랜지스터(N5)는 항상 온동작이 이루어지도록 입력단에 외부전압(VCC)이 인가되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 구동부(30)는 칩인에이블 신호(CE)를 입력으로 받고 버퍼부(20)와 접지 사이에 연결된 제 3 엔모스 트랜지스터(N6)와, 상기 칩인에이블 신호(CE)를 입력으로 받는 상기 인버터(IN2)와, 상기 인버터(IN2)의 출력을 입력으로 받는 제 3 피모스 트랜지스터(P6)와 상기 인버터(IN2)의 출력을 입력으로 받고 출력신호단(OUT)과 접지 사이에 연결된 제 4 엔모스 트랜지스터(N7)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저전력 소비 입력 버퍼.
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