JPH02113721A - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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JPH02113721A
JPH02113721A JP63267390A JP26739088A JPH02113721A JP H02113721 A JPH02113721 A JP H02113721A JP 63267390 A JP63267390 A JP 63267390A JP 26739088 A JP26739088 A JP 26739088A JP H02113721 A JPH02113721 A JP H02113721A
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
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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〕 この発明は、半導体装置等に用いられる出ツノバッファ
7回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は半導体装置に用いられている従来の出力バッフ
ァ回路を示す回路図である。このうら第4図(a)は、
CMOSタイプの出力バッファ回路を示す回路図である
。CMO8回路Cは、1〕チャネルMO3l−ランジス
タ(以下P−M O8丁と略づ。)PlどNヂャネルM
O3l〜ランジスタ(以下N−MO81−と略す。>N
1の直列接続体より成り、この直列接続体が電源電圧V
。0と接地間に接続されている。そして、P −M O
S T P 1と1NMO3TN1のゲート共通接続点
にはインバータ11を介しリードf−夕Rf)が人力さ
れ、ドレイン共通接続点より出力D Oが取り出される
第4図(b)はNMOSタイプの出力バッファ回路を示
づ回路図である。N−、−MO8TN2.N3の直列接
続体が電源電圧V。0と接地間に接続されている。N 
 MO8TN2のグー1〜に93i直接リドア゛−タR
l)が(jえられ、N−M OS ’I−N 3のゲー
トにはインバータ12を介しリードデータRDが与えら
れている。そして、N−MO8TN2゜N3のソース・
ドレイン共通接続点より出力り。
が取り出される。
次に、動作について第5図を用いながら説明づ−る。ま
ず、第4図(a)に示したCMOSタイプの出力バッフ
ァ回路の動作について第5図(aJを用いながら説明づ
る。アクセスが開始され(アドレスΔが変化4る)、リ
ードデータRDがインバータ11に与えられ、インバー
タ11の出力が’ H”となると、一定時間遅れて、I
”−MO3TP1が0「卜し、N−M OS −i−N
 1がONする。そのため、出力Doは°’l”となる
。一方、リードデータ1テ1〕が与えられ、インバータ
J1の出力が′冒−″どなると、一定時間遅れてP−M
 OS T P 1がONし、N−MO8TNIがOF
Fする。そのため、出力データDOは″]−ド′と4r
る。この場合、1」“ルべ)IAま電源電圧V。0とな
る。
次に、第4図(1])に示したNMOSタイプの出力バ
ッファ・回路の動作について第5図fblを用いながら
説明する3、リードデータRDがI(′の場合、インバ
ータI2の出力は’i”となる、、従って、一定時間遅
れてN −M OS T N 2がONt、、N −M
 OS ’T N 3がO「トづるので゛、出力データ
D○は″(−L′となる。この場合、” l−1”レベ
ルはN 、−、M OS T N 2のしきい値を” 
VTIEど覆るとVC(ニーv■]INどイアる・ 一方、リードデータf3 Dが′1′″の場合、インバ
ータI2の出力は″[−じ′どなる。従つ−C−1−・
定時間遅れ−UN−MO8IN2がO]二「し、IN−
MOS T’ N 3がON ”lル(7) ’P、出
力データ1〕0ハ” L ”となる、3 (発明が解決しようとする課題) 従来の出力バラツノ・回路は以上のJ、うに構成されで
いるのC1以下のような問題点があった。近年デバイス
の動作の高速化に伴い出力バラノアの出力反転時間も短
縮されている1、このことは出カバソファの駆動力を大
ぎくづ−ることを意味して、lt5つ、回路的には出力
バッファの1−ランジスタのインピーダンスを下げると
いうことである。出カバソファの1−ランジスタのイン
ピーダンスが小ざくなるということは、出力バッファに
流れ込む、あるいは出力バッファから流れ出1電流の最
大伯が増加するということであり、これに伴い単位時間
当りの電流の変化量であるdi/dtが大ぎくなる。こ
の電流変化Jid i /d tが一般にノイズの大き
さどいわれ、デバイスあるいはシステムの誤動作の原因
どなる。1第4図(a)に示したCMOSタイプの出カ
バツノ7回路では’ l−1”レベルは前述したように
電源電几V。0であるから出力Doが″1−ド→” l
 ”に変化量る際、” t ”を駆動するN−MO8T
N1は、かなりの電荷量を引き抜かねばならず、高速化
のため、N−MO3TN’1大きなq法にするとノイズ
の大きさは、0.5〜0.7Vとなり、誤動作をひぎ起
しやすくなるという問題点があった。
CM OSタイプの出力バッファ回路が有づる上記問題
点を解決するためには、第4図(b)に示した″′1−
ビルベルがVCC” THNて・あるNMOSタイプの
出力バッファ回路を用いればJ:い。つまり、” t−
+ ”レベルがvcc−VTIINであるため、出力D
Oが’ l−1”→” l−”に変化する際、111−
 I+を駆動するN −M OS ’I” N 3が引
ぎ抜かれな1プれぽt【らない電荷量はCMOSタイプ
の出力バッファの場合Jこり小さくなる。その結果、電
流変化fidi/d士も小さくなり、ノイズも小さくな
る。また、出力DOが’If”→II l−11に変化
J−る場合、出力DoのレベルはV。C’TIINから
Oに変化することになり、CMOSタイプの出力バッフ
1回路の場合よりV−(VCC−VTHN )の変化時
間分だVC (プ時間が節約できる。そのため、”I+”−→′冒−
″へのアクセスタイムが短縮できる。
NMOSタイプの出力バッファ回路は以上のJ:うにC
MOSタイプの出力バッファ回路の問題点を解決し、か
つ出力Doが118 I+−→゛″l−″に変化する際
、高速化が図れるという長所を持つが、以下の短所を有
Jる。つまり、出力DoがLL L II→” l−1
”に変化する場合、” H”を駆動するのけN氏4 (
、) S T N 2である。従って、N−MO3TN
2が導通し、出力Doを” H”にする場合、NM O
S T N 2のソース・ドレイン間の電位差が次第1
こ小さく’Jす、駆動能力が落らる。そのため、CMO
Sタイプの出力バッフ戸回路に比し、出力[〕0が’l
”→“″)ビ′に変化づるアクセスタイムが長くなると
いう問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ノイズが少なく、かつアクセスタイムが短い
出力バッファ回路を得ることを目的とづる1、 (課題を解決づるための手段) この発明に係る出カバツノ戸回路は、高電位点と低電位
点の間に直列に接続された第1の導電型J3よび第2の
導電型のトランジスタより成り、第1および第2の人力
信号に応じてそれぞれ前記第1の導電型おJ:び第2の
導電型の1−ランジスタが導通MることにJ、り前記高
電位点および低電位点の電位をそれぞれ示す第1および
第2の出力信号を前記第1の導電型および第2の導電型
のトランジシスタの接続点J:り出力する相補ヘリ回路
と、前記相補型回路の出ノjに接続され、能動化される
ことにJ、り前記相補型回路の出力を前記高電位点の電
位より低い所定電位に保つ電位保持回路と、前記第1の
入力信号に応答して導通した前記第1の導電型のトラン
ジスタを不能化量るとともに、前記電位保持回路を能動
化する手段とを備えた構成としている。
(作用) この発明によれば、相補型回路を構成する第1の導電型
の1−ランジスタが第1の入力信号に応答して導通した
場合、電位保持回路が能動化され、相補型回路の出力の
電位は高電位点の電位より低い所定電位に保たれる。
(実施例) 第1図はこの発明に係る出力バッファ回路の一実施例を
承J回路図である。、NAND回路A1には、リードデ
ータRDと制御クロックφが入力され、その出力は1)
−tvl OS T P 1のグー1〜に与えられる。
ここで制御クロックφは、アクレスが開始されると一定
期間” l−1”となる信号である。インバータI3に
はリードデータRDが入力され、その出力はN −M 
O5丁N1のゲートに与えられる。、NAND回路へ2
には、リードデータRDとインバータI4を介した制御
クロックφが入力され、その出力はインバータf5を介
しトランスミッシ]ンクートXを構成するN−MO3T
N4゜1−)−MO8rP2のゲートに入力される。つ
まり、N−MO3王N4のゲートにはインバータf5の
出力〈ノードaどづる)が直接入力され、P−MOS 
−’r P 2のグーl−にはインバータ■6を介しイ
ンバータI5の出力が入力される。
N−M OS ’T N 5とP−MO3TP3は直列
接続され、N−MO8下N5のドレインは電源電圧vo
oに接続されるとともにゲートにも接続されている。、
P−、−MO3TP3のドレインは抵抗R1を介し接地
されるとともにグー1〜にも接続されている。N 、、
−、M OS ’T N 6とP−MO3TP4とNM
 OS −’r N 7はこの順で直列接続されている
。NM OS T N 6のソースは電源電圧V。0に
接続されるどどもにゲートにも接続されている。P−M
O3TP4のグー1〜はP−tvl OS T P 3
のドレインに接続されている。N−MO8丁N7は、ソ
ースが接地され、グー1へにはインバータ15の出力が
与えられる。そして、N −M OS T N 6とP
IVI OS −r P 4のソース・ドレイン共通接
続点をノルドbどする。N1JO8TN5.N6.N7
及びP−MO3TP3.P4及び抵抗R1により構成さ
れる回路によりノードbの電位をvCCVn+Nに保つ
。ノードbの電位はl−ランスミッショングー1− X
がONすると、出力Doとなる。つまり、能動化される
ことにより、出力Doの電位をvcc’T11Nに保つ
電位保持回路りをトランスミッシ1ンゲートX、インバ
ータ16.P−MO8TP2、P3.P4.N−MO3
TN5.N6.N7及び抵抗R1により構成している。
次に第2図(a)の実線■を参照しつつ、出力I〕Oが
L″から’ l−1”に変化する動作について説明する
。アクセス前において、リードデータR1つがl L 
I+、制御り[−1ツタがL′°であるとする。
この場合、P−MO3TP1がOFF、N−MOS T
’ N 1がON、ノードaがL″となるので出力Do
はG N l)レベル(”L”)となる。
次にアクセスが開始されると一定期間制御りロックφが
” H”となる。そして、リードデータRDが’ l−
1”になったとする。すると、l”MOS「P7がON
、N−MO8TN1が○FFL、ノードaは’l”とな
る。そのため、出力Doは一定期間遅れて1」′″ (
Voo)となる。その後、アクセスが終了し、制御クロ
ックφのみが′L″になると、一定時開運れてP−MO
3TP1がOFF、N−MO8TN1がO「[し、また
ノードaは” H”となる。ノードaの’ l−1”に
応答して、トランスミッションゲートXがONする。従
って、出力Doには、ノードbの電位、つまりvco−
■111Nが出力される。このように、アクセスが終了
し、制御クロックφのみがL″となると、出力D 01
7) ” l−(” (7) レベルがV  カラV 
CCV TIIN ニC 下がることになる。このにうにして、出力DOが” L
 ”から” I−1”に変化する。
次に、上記に示した状態より出力1つOが’L’″に変
化する場合について第2図(a)の実線■を参照しなが
ら説明Jる。アクセス前は前述したJ、うにリードデー
タRDが” l−1” 、制御り[Jツクφが” L 
” rあり、P−MoS−I−Pl及びN−MO8TN
1はOFF、ノードact ’I−t” トicrルタ
メ、トランスミッションゲートXはON、出力1〕0の
レベルはVCCVTHN ”なっCいる。アクセスが開
始されるとリードデータRDがII I ++、制御ク
ロックφが1−1′となる。その結果、一定期間遅れて
1つ−MO8丁P1がOFF、N−MO8I−N1がO
NL、、ノルドaは′冒−ゾ′どなる。従って、トラン
スミッションゲートXはOFFし、出力DOはGNDレ
ベルとなる。その後アクセスが終了し、制御クロックφ
のみが″L′″となっても、PMO8TP1はOFF、
I’m−MOS−rN 1はON、ノードaは1−′″
のJSまであり、出力DoもGNDレベルのままである
。このようにして、出力Doが′1−1 (VCCVI
IIN)から゛用−″へ変化する。
次に、リードデータRI)がl L l″のままで制御
クロックφが′L″゛→” l−1”→” L ”と変
化する場合について説明する。このようにi制御クロッ
クφが変化してもP−MO3TP1はOFF、NMO8
TN 1はON、ノードaはa I−++のままであり
、このため、出力DoもGNI)レベルのままである。
この様子を示したのが第2図(b)の実線■である。
次に、リードデータRDが1」°のままで、制rJロク
l]ツクφがL′″−1” H”→II L ++と変
化する場合について第2図(11)の実線■を参照しつ
つ説明する。このように制御クロックφが変化するトソ
レニ応UT、P−MOS T P 1 ハo F F−
ON→OFFと変化し、ノードaの電位は” l−(”
→tt L r+→” 11 ”と変化するけれども、
N−MOS[N1はOFFのままである。ノードaの電
位が” H”→If L″′→” 1」”と変化するこ
とにJ:リトランスミッションゲートXはON−)OF
 F−)ONと変化づる。そのため、出力Doの電位は
(V ccV  ”1VCC”VCC’THN)と変化
づる。
 HN 上記のように、出力D Oに” l−1” (V cc
)出力され、その後制御クロックφが” l ”になる
と出力Doの” l−1”レベルはV。cからVCCV
THNまで下げられる。そのため、次のアクセスにiJ
5いて、出力Doが’L”(GNDレベル)になる場合
、CMOSタイプの出力バッファ回路を用いた場合によ
り、電流変化fidi/dtが小ざくなる。ぞの結果、
ノイズの軽減が図れる。また、Voc(VCC’TII
N )の変化時間分だ1ノアクセスタイムの短縮が図れ
る。
第3図はこの発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の実施例では、P−MO8TPI、NMO8TN1がと
もにOFFしでいるとぎに、出j3 D Oの電位をV
。0より低い電位に保つための回路を、N−MO8TN
7.N8の直列回路体により桝成している。If−MO
3TN7.N8は直列接続され、N−MO3TN7のド
レインt、を電源電圧Vccに接続され、N 、、−、
M OS l−N 8のソースは接地されている。N−
MO3TN7.N8のソス・ドレイン共通接続点は、出
力D Oに接続されCおり、各々のグー1〜は共通接続
されている。そし−(、インバータ15の出力はN−M
O8TN 7゜R8のグー1−共通接続点に与えられて
いる。その他の構成は第1図に示した実施例と同様であ
る。
次に動作について説明する。l”−MO3TP1及びN
−MO8TN 1がON、OFFする場合のリードデー
タRD及び制御クロックφのレベルは第1図に示した実
施例と同様である。また、NMO8TN7.R8が共ニ
ON 、 OF F 1ル’) −ドデータRD及び制
御クロックφのレベルは、第1図に示した実施例にお(
」るトランスミッショングー!〜Xf)<ON、0FF
−Jる場合と同様である。
この実施例では、N−MO8TN7.R8が共にONす
ると、これらのトランジスタの駆動能力の比に応じた電
位(電源電圧vcoより小さい電位)が出力D Oに出
力されるので、上記実施例と同様の効果が1qられる。
なお、上記実施例ではMOSトランジスタを用いた場合
について説明したが、バイポーラ1−ランジスタを用い
ても上記実施例と同様の効果が得られる。
(発明の効果) 以上のように、この発明にJ:れば、相補型回路の出力
に接続され、能動化されることにより該相補型回路の出
力を高電位点の電位より低い所定電位に保つ電位保持回
路ど、第1の入力信号に応答して導通した第1のS電型
の1−ランジスタを不能化するとともに、電位保持回路
を能動化する手段とを備えており、第1の導電型のトラ
ンジスタが導通した場合、第1の導電型のトランジスタ
を不能化し、電位保持手段が能動化されるにうにしてい
るので、相補型回路の出力は高電位点の電位より低い所
定電位に保たれる。そのため、相補型回路の出力が高電
位から低電位に変化する場合、電流変化量di/dtは
従来より小さくなり、ノイズも小さくなるという効果が
ある。また、従来よりアクセスタイムも速くなるという
効果がある。
さらに、相補型回路の出力が低電位から高電位に変化づ
る場合、相補型回路を構成する第1の導電型の1ヘラン
ジスタがONするので、アクゼスタイムが長くなること
はない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る出力バツフrア回路の一実施例
を示す回路図、第2図は第1図に示した回路の動作を説
明するための図、第3図はこの発明の他の実施例を示す
回路図、第4図は従来の出力バッファ回路を示す回路図
、第5図は第4図に示した回路の動作を説明するための
図である。 図において、Cは0M08回路、Dは電位保持回路、R
1つはリードデータ、φは制御クロック、A1及びA2
はNANO回路、13.14及びI5はインバータであ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分をンK i
  。 代理人   大  岩  増  維 正 書 (自発) 早成 疎1年5月

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高電位点と低電位点の間に直列に接続された第1
    の導電型および第2の導電型のトランジスタより成り、
    第1および第2の入力信号に応じてそれぞれ前記第1の
    導電型および第2の導電型のトランジスタが導通するこ
    とにより前記高電位点および低電位点の電位をそれぞれ
    示す第1および第2の出力信号を前記第1の導電型およ
    び第2の導電型のトランンジスタの接続点より出力する
    相補型回路と、 前記相補型回路の出力に接続され、能動化されることに
    より前記相補型回路の出力を前記高電位点の電位より低
    い所定電位に保つ電位保持回路と、前記第1の入力信号
    に応答して導通した前記第1の導電型のトランジスタを
    不能化するとともに、前記電位保持回路を能動化する手
    段とを備えた出力バッファ回路。
JP63267390A 1988-10-24 1988-10-24 出力バッファ回路 Expired - Lifetime JPH0777344B2 (ja)

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