JPH0157536B2 - - Google Patents
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- JPH0157536B2 JPH0157536B2 JP58249222A JP24922283A JPH0157536B2 JP H0157536 B2 JPH0157536 B2 JP H0157536B2 JP 58249222 A JP58249222 A JP 58249222A JP 24922283 A JP24922283 A JP 24922283A JP H0157536 B2 JPH0157536 B2 JP H0157536B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- channel mos
- mos transistor
- level
- output
- power supply
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/09425—Multistate logic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
技術分野
本発明はCMOS回路に形成されるパツクゲー
ト電位を利用した4値出力回路に関し、さらに具
体的には、LSIチツプ中のVccレベルとVssレベル
の中間に2つのレベルを得ようとするものであ
る。本発明は、4値のDAコンバータ、特に液晶
の駆動回路としての利用が考えられる。 従来技術 従来LSI内部においてデジタルアナログ変換に
より多値の出力を得る場合、多値出力は抵抗ラダ
ー回路を用いて得られている。ところが抵抗ラダ
ー回路において多値出力を得ようとすると常に電
流を流しておかなければならず、消費電力が大き
く不利であつた。また消費電力を小さくするため
に抵抗を大きくすると必要な電位は得られるにし
ても、外部回路を駆動するための能力がなくなつ
てしまうという欠点があつた。 発明の目的 本発明は実質的に上記従来の欠点がない4値出
力回路を得ることをその目的とするもので、実質
的に出力のレベルが切換わるときのみしか電流が
流れず、外部に負荷がないときは電力を消費せず
4値出力が得られ、かつ負荷を接続するときには
その駆動能力を十分大きくとれる4値出力回路を
得るものである。 発明の構成及び作用 CMOS回路中ではNチヤネルトランジスタの
バツクゲートは通常Vssに固定される。そのNチ
ヤネルトランジスタによりVccレベルをPoly−Si
ゲートによりトランスフアするときゲート電位が
VccならばNチヤネルトランジスタによつてトラ
ンスフアされた電位はVcc−Vth(N−ch)のレベ
ルが出力される。ここにVth(N−ch)は基板効
果により増大した閾値すなわちNチヤネルの実効
的なスレツシヨルドレベルである。同様にPチヤ
ネルトランジスタにおいてNチヤネルでいうVcc
をVssに入れ換えるのみで同じ現象が説明でき、
基板効果のあるPチヤネルトランジスタによつて
VssレベルをトランスフアするときVss−Vth(P−
ch)のレベルが出力される。本発明は以上の現
象を利用して4値を得るものである。 本発明の回路を第1図に示す。TR1,TR3,
TR5はNチヤネルのMOSトランジスタであり、
TR2,TR4,TR6はPチヤネルのMOSトランジ
スタであつて、各Nチヤネルトランジスタは基板
がグランドすなわち低レベルVssに接続されてお
り(第2図A)、各Pチヤネルトランジスタは基
板が高電位側すなわちVccレベルに接続されてい
る(第2図B)。高電位側のPチヤネルトランジ
スタTR6はソースがVcc、ドレインがPチヤネル
トランジスタTR2のソースにまたゲートが入力B
に接続され、NチヤネルトランジスタTR5のソー
スがVccに、ドレインがPチヤネルトランジスタ
TR2のソースに、またゲートが入力Bにそれぞれ
接続されている。PチヤネルトランジスタTR2の
ソースはTR6のドレイン及びTR5のドレインにそ
れぞれ接続し、ドレインはNチヤネルトランジス
タTR1のドレインにゲートは入力端Aにそれぞれ
接続されている。NチヤネルトランジスタTR1の
ゲートは入力端Aに接続され、そのソースはグラ
ンド側のNチヤネルトランジスタTR3及びPチヤ
ネルMOSトランジスタTR4のドレインに接続さ
れ、トランジスタTR3及びTR4のそれぞれのソー
スはいずれもグランドのVssレベルに接続されて
おり、各トランジスタTR3,TR4のゲートは入力
Bに接続されている。そして、出力YはPチヤネ
ルトランジスタTR2のドレイン及びNチヤネルト
ランジスタTR1のドレインより取出される。以上
の回路と4値出力との対応を説明すると、4値の
レベルが出力するためには、Vcc側からいうと、
Vccのレベルを出力するためにはPチヤネルトラ
ンジスタTR6が必要である。なぜなら、TR6のソ
ースレベルと基板のレベルがVccであるから出力
YoからVccが出力されるのである。次のレベルは
Vcc−Vth(N−ch)であり、Nチヤネルトランジ
スタTR5が選択されると基板がグランドVssレベ
ルでありソースがVccであるからバツクゲートが
かかり、基板効果によつてNチヤネルの閾値もし
くは実効的な閾値Vth(N−ch)というものが大
きくなり、出力YにVcc−Vth(N−ch)の電位が
得られる。逆に、グランドレベルVss側から見る
と、グランドレベルVssを出すためにはソースレ
ベルと基板レベルが同じNチヤネルトランジスタ
TR3が必要であり、次にVssと異なる電位を出力
するためにはソースレベルと基板電位が異なるP
チヤネルトランジスタTR4が必要である。実際に
はPチヤネルトランジスタTR4の基板電位はVcc
レベルであり、ソースレベルがグランドVssにし
てあるということでVth(P−ch)という基板効
果をもたないVthプラス基板効果によるVth分だけ
電位がずれた実効的な閾値が生ずる結果出力Yに
Vss−Vth(P−ch)が出力する。本発明の回路で
は、この4値すなわち、Vcc,Vcc−Vth(N−ch),
Vss−Vth(P−ch),Vssを入力A、入力Bの2本
の信号線により得られるようにしたものである。 次に第1図の回路の動作を入力A、入力Bとの
対応により説明する。入力A、入力Bと出力Yと
の対応関係は次表のようになる。
ト電位を利用した4値出力回路に関し、さらに具
体的には、LSIチツプ中のVccレベルとVssレベル
の中間に2つのレベルを得ようとするものであ
る。本発明は、4値のDAコンバータ、特に液晶
の駆動回路としての利用が考えられる。 従来技術 従来LSI内部においてデジタルアナログ変換に
より多値の出力を得る場合、多値出力は抵抗ラダ
ー回路を用いて得られている。ところが抵抗ラダ
ー回路において多値出力を得ようとすると常に電
流を流しておかなければならず、消費電力が大き
く不利であつた。また消費電力を小さくするため
に抵抗を大きくすると必要な電位は得られるにし
ても、外部回路を駆動するための能力がなくなつ
てしまうという欠点があつた。 発明の目的 本発明は実質的に上記従来の欠点がない4値出
力回路を得ることをその目的とするもので、実質
的に出力のレベルが切換わるときのみしか電流が
流れず、外部に負荷がないときは電力を消費せず
4値出力が得られ、かつ負荷を接続するときには
その駆動能力を十分大きくとれる4値出力回路を
得るものである。 発明の構成及び作用 CMOS回路中ではNチヤネルトランジスタの
バツクゲートは通常Vssに固定される。そのNチ
ヤネルトランジスタによりVccレベルをPoly−Si
ゲートによりトランスフアするときゲート電位が
VccならばNチヤネルトランジスタによつてトラ
ンスフアされた電位はVcc−Vth(N−ch)のレベ
ルが出力される。ここにVth(N−ch)は基板効
果により増大した閾値すなわちNチヤネルの実効
的なスレツシヨルドレベルである。同様にPチヤ
ネルトランジスタにおいてNチヤネルでいうVcc
をVssに入れ換えるのみで同じ現象が説明でき、
基板効果のあるPチヤネルトランジスタによつて
VssレベルをトランスフアするときVss−Vth(P−
ch)のレベルが出力される。本発明は以上の現
象を利用して4値を得るものである。 本発明の回路を第1図に示す。TR1,TR3,
TR5はNチヤネルのMOSトランジスタであり、
TR2,TR4,TR6はPチヤネルのMOSトランジ
スタであつて、各Nチヤネルトランジスタは基板
がグランドすなわち低レベルVssに接続されてお
り(第2図A)、各Pチヤネルトランジスタは基
板が高電位側すなわちVccレベルに接続されてい
る(第2図B)。高電位側のPチヤネルトランジ
スタTR6はソースがVcc、ドレインがPチヤネル
トランジスタTR2のソースにまたゲートが入力B
に接続され、NチヤネルトランジスタTR5のソー
スがVccに、ドレインがPチヤネルトランジスタ
TR2のソースに、またゲートが入力Bにそれぞれ
接続されている。PチヤネルトランジスタTR2の
ソースはTR6のドレイン及びTR5のドレインにそ
れぞれ接続し、ドレインはNチヤネルトランジス
タTR1のドレインにゲートは入力端Aにそれぞれ
接続されている。NチヤネルトランジスタTR1の
ゲートは入力端Aに接続され、そのソースはグラ
ンド側のNチヤネルトランジスタTR3及びPチヤ
ネルMOSトランジスタTR4のドレインに接続さ
れ、トランジスタTR3及びTR4のそれぞれのソー
スはいずれもグランドのVssレベルに接続されて
おり、各トランジスタTR3,TR4のゲートは入力
Bに接続されている。そして、出力YはPチヤネ
ルトランジスタTR2のドレイン及びNチヤネルト
ランジスタTR1のドレインより取出される。以上
の回路と4値出力との対応を説明すると、4値の
レベルが出力するためには、Vcc側からいうと、
Vccのレベルを出力するためにはPチヤネルトラ
ンジスタTR6が必要である。なぜなら、TR6のソ
ースレベルと基板のレベルがVccであるから出力
YoからVccが出力されるのである。次のレベルは
Vcc−Vth(N−ch)であり、Nチヤネルトランジ
スタTR5が選択されると基板がグランドVssレベ
ルでありソースがVccであるからバツクゲートが
かかり、基板効果によつてNチヤネルの閾値もし
くは実効的な閾値Vth(N−ch)というものが大
きくなり、出力YにVcc−Vth(N−ch)の電位が
得られる。逆に、グランドレベルVss側から見る
と、グランドレベルVssを出すためにはソースレ
ベルと基板レベルが同じNチヤネルトランジスタ
TR3が必要であり、次にVssと異なる電位を出力
するためにはソースレベルと基板電位が異なるP
チヤネルトランジスタTR4が必要である。実際に
はPチヤネルトランジスタTR4の基板電位はVcc
レベルであり、ソースレベルがグランドVssにし
てあるということでVth(P−ch)という基板効
果をもたないVthプラス基板効果によるVth分だけ
電位がずれた実効的な閾値が生ずる結果出力Yに
Vss−Vth(P−ch)が出力する。本発明の回路で
は、この4値すなわち、Vcc,Vcc−Vth(N−ch),
Vss−Vth(P−ch),Vssを入力A、入力Bの2本
の信号線により得られるようにしたものである。 次に第1図の回路の動作を入力A、入力Bとの
対応により説明する。入力A、入力Bと出力Yと
の対応関係は次表のようになる。
【表】
(1) A=0、B=0の場合
Aの入力が0(Vss)ということはPチヤネルト
ランジスタに対してON、Nチヤネルトランジス
タに対してOFFの信号となる。TR2はON、TR1
はOFFとなるから、TR5,TR6のいずれかのト
ランジスタの効果もしくは電位がTR2によつて出
力Yに出力する。Bの入力0であるから、Pチヤ
ネルトランジスタTR6がON、Nチヤネルトラン
ジスタTR5がOFFでありVccレベルが出力され
る。 (2) A=0、B=1の場合 A=0であるから(1)と同じくTR2はON、TR1
はOFFで、B=1(Vcc)であるからNチヤネル
トランジスタTR5がON、Pチヤネルトランジス
タTR6がOFFであり、TR5により基板効果によ
つてスレツシヨルドレベルが変つたVth−Nch電
位分だけVccから下がつた電位がTR2によつて伝
達されて出力Yに得られる。 (3) A=1、B=0の場合 A=1(Vcc)でTR1はON、TR2はOFFになる
からTR3又はTR4によつて得られた電位がTR1の
Nチヤネルトランジスタによつて出力される。B
=0であるから、TR3(Nチヤネル)はOFF、
TR4(Pチヤネル)ONであり、TR4のPチヤネ
ルトランジスタの基板効果によつて電位が実効的
なスレツシヨルドレベルが変化した分だけVssレ
ベルから持上つた電位がTR1のNチヤネルトラン
ジスタを通して出力Yに供給される。 (4) A=1、B=1の場合 A=(Vcc)であるから(3)と同じくTR1はON、
TR2はOFFであり、B=1であるからTR3(Nチ
ヤネル)ON、TR4(Pチヤネル)OFFであつて、
出力YにはそのままVssレベルが出力される。 以上、本発明を1実施例によつて説明したが、
本発明は第3図のような変形も可能である。第3
図において、TR1及びTR2は外側すなわちそれぞ
れVss側及びVcc側に配置されている点が第1図と
相違するが、回路の動作は第1図の回路と同様で
ある。またさらに第4図のような変形も可能であ
る。図において、TR3及びTR4は第3図のように
共通にトランジスタTR1を介してVssに接続され
るのではなく、それぞれ各別のトランジスタTR1
及びTR7を介してVssレベルに接続されている。
なおVcc側にも同様な変形が可能である。 発明の効果 本発明によると、得られる4つのレベルについ
ては十分な駆動能力があり、かつ各レベルを得る
電力は4つのレベルを選択した瞬間だけ、すなわ
ち各トランジスタがON−OFF、OFF−ONする
ときだけ電流が流れるだけであつて、外部に負荷
がない場合だと実質的に電流を消費しない。例え
ば出力Yを次のトランジスタのゲートに接続する
場合にはほとんど電力を消費しない。一方、トラ
ンジスタそのものの大きさを考慮すればいくらで
も外部への駆動能力をもたせることができる。
ランジスタに対してON、Nチヤネルトランジス
タに対してOFFの信号となる。TR2はON、TR1
はOFFとなるから、TR5,TR6のいずれかのト
ランジスタの効果もしくは電位がTR2によつて出
力Yに出力する。Bの入力0であるから、Pチヤ
ネルトランジスタTR6がON、Nチヤネルトラン
ジスタTR5がOFFでありVccレベルが出力され
る。 (2) A=0、B=1の場合 A=0であるから(1)と同じくTR2はON、TR1
はOFFで、B=1(Vcc)であるからNチヤネル
トランジスタTR5がON、Pチヤネルトランジス
タTR6がOFFであり、TR5により基板効果によ
つてスレツシヨルドレベルが変つたVth−Nch電
位分だけVccから下がつた電位がTR2によつて伝
達されて出力Yに得られる。 (3) A=1、B=0の場合 A=1(Vcc)でTR1はON、TR2はOFFになる
からTR3又はTR4によつて得られた電位がTR1の
Nチヤネルトランジスタによつて出力される。B
=0であるから、TR3(Nチヤネル)はOFF、
TR4(Pチヤネル)ONであり、TR4のPチヤネ
ルトランジスタの基板効果によつて電位が実効的
なスレツシヨルドレベルが変化した分だけVssレ
ベルから持上つた電位がTR1のNチヤネルトラン
ジスタを通して出力Yに供給される。 (4) A=1、B=1の場合 A=(Vcc)であるから(3)と同じくTR1はON、
TR2はOFFであり、B=1であるからTR3(Nチ
ヤネル)ON、TR4(Pチヤネル)OFFであつて、
出力YにはそのままVssレベルが出力される。 以上、本発明を1実施例によつて説明したが、
本発明は第3図のような変形も可能である。第3
図において、TR1及びTR2は外側すなわちそれぞ
れVss側及びVcc側に配置されている点が第1図と
相違するが、回路の動作は第1図の回路と同様で
ある。またさらに第4図のような変形も可能であ
る。図において、TR3及びTR4は第3図のように
共通にトランジスタTR1を介してVssに接続され
るのではなく、それぞれ各別のトランジスタTR1
及びTR7を介してVssレベルに接続されている。
なおVcc側にも同様な変形が可能である。 発明の効果 本発明によると、得られる4つのレベルについ
ては十分な駆動能力があり、かつ各レベルを得る
電力は4つのレベルを選択した瞬間だけ、すなわ
ち各トランジスタがON−OFF、OFF−ONする
ときだけ電流が流れるだけであつて、外部に負荷
がない場合だと実質的に電流を消費しない。例え
ば出力Yを次のトランジスタのゲートに接続する
場合にはほとんど電力を消費しない。一方、トラ
ンジスタそのものの大きさを考慮すればいくらで
も外部への駆動能力をもたせることができる。
第1図は本発明のCMOSプロセスによる4値
出力回路の1実施例の回路図、第2図A,Bはそ
れぞれNチヤネルトランジスタ及びPチヤネルト
ランジスタのバツクゲートの接続を示す図、第3
図は本発明の他の実施例の回路図、第4図は本発
明の更に他の実施例の回路図。 (主な符号)、A,B…入力、Y…出力、TR1,
TR3,TR5…NチヤネルMOSトランジスタ、
TR2,TR4,TR6…PチヤネルMOSトランジス
タ、Vcc…高電位側の電位、Vss…低電位側(グラ
ンド)の電位。
出力回路の1実施例の回路図、第2図A,Bはそ
れぞれNチヤネルトランジスタ及びPチヤネルト
ランジスタのバツクゲートの接続を示す図、第3
図は本発明の他の実施例の回路図、第4図は本発
明の更に他の実施例の回路図。 (主な符号)、A,B…入力、Y…出力、TR1,
TR3,TR5…NチヤネルMOSトランジスタ、
TR2,TR4,TR6…PチヤネルMOSトランジス
タ、Vcc…高電位側の電位、Vss…低電位側(グラ
ンド)の電位。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 4値信号を出力する出力端Yと高電位側電源
線Vccとの間に直列接続された第1、第2のPチ
ヤネルMOSトランジスタTR2,TR6と、 前記出力端Yと低電位側電源線Vssとの間に直
列接続された第1、第2のNチヤネルMOSトラ
ンジスタTR1,TR3と、 前記第2のPチヤネルMOSトランジスタTR6
と並列接続された第3のNチヤネルMOSトラン
ジスタTR5と、 前記第2のNチヤネルMOSトランジスタTR3
と並列接続された第3のPチヤネルMOSトラン
ジスタTR4とを具備し、 前記第1のPチヤネルMOSトランジスタTR2
及び第1のNチヤネルMOSトランジスタTR1
は、それぞれゲートに第1の2値入力、Aを受
け、 前記第2、第3のPチヤネルMOSトランジス
タTR6,TR4、及び前記第2、第3のNチヤ
ネルMOSトランジスタTR3,TR5は、それぞ
れゲートに第2の2値入力Bを受け、 前記第1、第2の2値入力A,Bに応答して、
前記第1、第2のPチヤネルMOSトランジスタ
TR2,TR6を介し第1のレベルが出力され、
前記第1のPチヤネルMOSトランジスタTR2及
び前記第3のNチヤネルMOSトランジスタTR5
を介し第2のレベルが出力され、前記第1、第2
のNチヤネルMOSトランジスタTR1,TR3を
介し第3のレベルが出力され、前記第2のNチヤ
ネルMOSトランジスタTR1及び第3のPチヤネ
ルMOSトランジスタTR4を介して第4のレベル
が出力されることを特徴とする4値出力回路。 2 前記第1のPチヤネルMOSトランジスタTR
2及び前記第1のNチヤネルMOSトランジスタ
TR1のドレインはそれぞれ前記出力端Yに接続
され、 前記第2のPチヤネルMOSトランジスタTR6
のソースは前記高電位側電源線Vccへ、前記第2
のNチヤネルMOSトランジスタTR3のソースは
前記低電位側電源線Vssに接続されていることを
特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の4値
出力回路。 3 前記第2のPチヤネルMOSトランジスタTR
6及び前記第2のNチヤネルMOSトランジスタ
TR3のドレインはそれぞれ前記出力端Yに接続
され、 前記第1のPチヤネルMOSトランジスタTR2
のソースは前記高電位側電源線Vccへ、前記第1
のNチヤネルMOSトランジスタTR1のソースか
前記低電位側電源線Vssに接続されていることを
特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の4値
出力回路。 4 4値信号を出力する出力端Yと高電位側電源
線Vccとの間に直列接続された第1、第2のPチ
ヤネルMOSトランジスタTR2,TR6と、 前記出力端Yと低電位側電源線Vssとの間に直
列接続された第1、第2のNチヤネルMOSトラ
ンジスタTR1,TR3と、 前記出力端Yと低電位側電源線Vssとの間に直
列接続された第3のNチヤネルMOSトランジス
タTR7及び第3のPチヤネルMOSトランジスタ
TR4と、 前記第2のPチヤネルMOSトランジスタTR6
と並列接続された第4のNチヤネルMOSトラン
ジスタTR5とを具備し、 前記第1のPチヤネルMOSトランジスタTR
2、前記第1のNチヤネルMOSトランジスタTR
1、前記第3のNチヤネルMOSトランジスタTR
7はそれぞれゲートに第1の2値入力Aを受け、 前記第2、第3のPチヤネルMOSトランジス
タTR6,TR4、及び前記第2、第4のNチヤ
ネルMOSトランジスタTR3,TR5は、それぞ
れゲートに第2の2値入力Bを受け、 前記第1、第2の2値入力A,Bに応答して、
前記第1、第2のPチヤネルMOSトランジスタ
TR2,TR6を介し第1のレベルが出力され、
前記第1のPチヤネルMOSトランジスタTR2及
び前記第4のNチヤネルMOSトランジスタTR5
を介し第2のレベルが出力され、前記第1、第2
のNチヤネルMOSトランジスタTR1,TR3を
介し第3のレベルが出力され、前記第3のNチヤ
ネルMOSトランジスタTR7及び第3のPチヤネ
ルMOSトランジスタTR4を介して第4のレベル
が出力されることを特徴とする4値出力回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249222A JPS60141021A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 4値出力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249222A JPS60141021A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 4値出力回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141021A JPS60141021A (ja) | 1985-07-26 |
| JPH0157536B2 true JPH0157536B2 (ja) | 1989-12-06 |
Family
ID=17189731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58249222A Granted JPS60141021A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 4値出力回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60141021A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02155043A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Aputo Instr Kk | 真理値発生基本回路および真理値発生回路 |
| WO2010118762A1 (de) | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Wicklung und herstellungsverfarhen einer wicklung |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58249222A patent/JPS60141021A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60141021A (ja) | 1985-07-26 |
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