JPH02241114A - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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Publication number
JPH02241114A
JPH02241114A JP1063067A JP6306789A JPH02241114A JP H02241114 A JPH02241114 A JP H02241114A JP 1063067 A JP1063067 A JP 1063067A JP 6306789 A JP6306789 A JP 6306789A JP H02241114 A JPH02241114 A JP H02241114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
potential
transistor
output buffer
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1063067A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuharu Nishitani
西谷 一治
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH02241114A publication Critical patent/JPH02241114A/ja
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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〕 この発明は貫通電流を減少させることが可能な出力バッ
ファ回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来の出力バッファ回路を示す回路図である。
同図に示すように、出力バッファ1は、直列に接続され
たpチャネルMO8)ランジスタ(以下、「pMO3T
Jという。)2とnチャネルMOSトランジスタ(以下
、「n M OS T Jという。)3とにより構成さ
れている。この出力バッファ1の入力部N1は、出力バ
ッファ駆動用インバータ4の出力が接続されており、出
力部N2は出力端子5に接続されている。また、インバ
ータ4の入力は入力信号接続端子6に接続されている。
第4図は、第3図で示した出力バッファ回路の動作を示
すタイミング図である。なお、同図において、INは入
力信号接続端子6に印加される入力信号、S4はインバ
ータ4の出力信号、OUTは出力端子5より得られる出
力信号を示している。
同図に示すように、入力信号INがインバータ4を介す
ることにより時間Δを遅延して、出力信号OUTとして
現れている。
一般に出力バッファ1は外部信号駆動のため大電流が流
せるよう設計されている。一方、第3図の例のように出
力バッファ1のpMO8T2とnMO8T3のゲートに
与えられる信号(第3図の例ではインバータ4の出力信
号S4)が同一である場合、この信号の電位反転時に、
pMO8T2とn M OS T 3とか共にオンする
期間が生じ、この瞬間電源、接地間に大きな貫通電流が
流れてしまう。
この貫通電流は、出力バッファ1を含むIC内部で電圧
降下をもたらし、特に同時に多数の出力バッファの出力
が変化するときには誤動作に至ることもあるという欠点
がある。
この欠点を回避するための出力バッファ回路として、例
えば第5図に示すものがある。第5図に示すように、出
力バッファ1のpMO3T2とnMOS T 3とのゲ
ートに入力する信号を別々にし、pMO8T2のゲート
入力にNANDゲート7の出力信号S7が、n M O
S T 3のゲート入力にNORゲート8の出力信号S
8が入力されるように、出力バッファ1とNANDゲー
ト7、NORゲート8とを接続している。
NANDゲート7及びNORゲート8の入力信号は同一
であり、−万人力は入力信号INであり、他方入力は入
力信号INか直列に接続された2つのインバータ9,1
0を介して得られる信号S]0となっている。
第6図は第5図で示した出力バッファ回路の動作を示す
タイミング図である。なお、同図において、T2.T3
はそれぞれpMO8T2.nM。
Sr1のオン オフ状態を示している。
同図に示すように、NANDゲート7及びNORゲート
8の他方入力であるインバータ10の出力信号SIOは
インバータ9,10を介することにより時間2Δを分、
NANDゲート7、NORゲート8の一方入力である入
力信号INより遅延している。このため、入力信号IN
の“L”→“H”変化時は、NORゲート8の出力信号
S8の方がNANDゲート7の出力信号S7より2Δを
時間早く “L”レベルに立下り、入力信号INの“H
”−“L”変化時は、信号S7の方が信号S8より2Δ
を時間早く“H″レベル立上る。
したがって、信号S7.S8の立上り、立下り時刻に2
Δtの時間差が生じるため、信号S7.S8がそれぞれ
ゲートに入力されるpMO3T2゜n M OS T 
3が同時にオンすることが回避される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、インバータ9,10を介することにより
生じる遅延時間2Δtは、インバータ9゜′10を構成
するトランジスタの閾値電圧、ゲート酸化膜厚等のIC
製造上の要因及び電源電圧、温度等の動作周囲環境上の
影響を受けて変動してしまう。
このため、所望の遅延時間を正確に得ることができず、
n M OS T 2とpMO8T3が同時にオン状態
になる可能性があり、確実に出力バッファ1の貫通電流
を回避できない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決するためになされ
たもので、出力バッファに貫通電流が流れることを、確
実に回避した出力バッファ回路を得ることを目的とする
〔課題を解決するための手段〕
この発明にがかる出力バッファ回路は、入力及び出力端
子と、第1および第2の電源と、大電流供給可能なトラ
ンジスタサイズを有し、一方電極がそれぞれ前記第1及
び第2の電源に接続され他方電極が前記出力端子に共通
に接続された第1及び第2のトランジスタからなり、前
記第1のトランジスタがオンすると前記第1の電源によ
って規定される第1の電圧レベルの信号を前記出力端子
に出力し、前記第2のトランジスタがオンすると前記第
2の電源によって規定される第2の電圧レベルの信号を
前記出力端子に出力する出力バッファと、前記入力端子
より得られる入力信号の電位に基づき、前記出力端子の
電位を前記第1あるいは第2の電圧レベルに導く電位設
定手段と、前記出力端子の電位を検出し、該電位が前記
第1の電圧レベルの場合、前記入力信号の電位に基づき
前記第1のトランジスタのオン、オフを制御し、それ以
外の場合は前記第1のトランジスタをオフ状態にする第
1の制御手段と、前記出力端子の電位を検出し、該電位
が前記第2の電源レベルの場合、前記入力信号の電位に
基づき前記第2のトランジスタのオン、オフを制御し、
それ以外の場合は前記第2のトランジスタをオフ状態に
する第2の制御手段とを備えている。
〔作用〕
この発明における第1の制御手段は、出力端子の電位を
検出し、該電位が前記第1の電圧レベルの場合、入力信
号の電位に基づき第1のトランジスタのオン、オフを制
御し、それ以外の場合は第1のトランジスタをオフ状態
にしており、一方、第2の制御手段は、出力端子の電位
を検出し、該電位が前記第2の電圧レベルの場合、前記
入力信号の電位に基づき前記第2のトランジスタのオン
オフを制御し、それ以外の場合は前記第2のトランジス
タをオフ状態にしている。
このため、第1及び第2のトランジスタが同時にオン状
態になる可能性は全くない。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例である出力バッファ回路を
示す回路図である。同図に示すように、新たに電源、接
地間に、pMO3T2.nMO3T3と比べてトランジ
スタサイズ(ゲート幅/ゲート長)の小さいnMO8T
11(電源側)、9MO8T12(接地側)が直列に設
けられている。
これらのn M OS T 11 、  p M OS
 T 12のゲートには、入力信号接続端子6が共通に
接続されている。また、n M OS T 11のソー
スと9MO8T12のソースとの接続点N3は、出力バ
ッファ1の出力部N2と接続されている。
NANDゲート7、NORゲート8の出力〜出力端子5
に至る構成は、第5図の従来例と同じであり説明は省略
するが、NANDゲート7、N。
Rゲート8双方の他方人力が従来と異なり、出力バッフ
ァ1の出力信号OUTになるように、出力端子5が接続
点N3に接続されている。
第2図は、第1図で示した出力バッファ回路の動作を示
すタイミング図である。以下、同図を参照しつつ動作の
説明をする。
入力信号INが“H”−“L“に立下ると、NANDゲ
ート7の一方入力が“L”となるため、その出力信号S
7が“L”−“H”レベルに立上る。その結果、オン状
態であったpMO3T2がオフする。また、NORゲー
ト8の他方入力(出力信号0UT)が“H”であるため
、その出力信号S8は“L”を保っており、n M O
S T 3はオフ状態を維持している。
一方、入力信号INの立下りに伴い、n M O5Tl
l、9MO8T12のオン、オフが切換わり、n M 
OS T 11がオフ、pMO3T12がオンする。そ
の結果、出力信号OUTはオン状態の9MO8T12に
より“L”レベルに導かれる。
そして、出力信号OUTが、NORゲート8により“L
”レベルと認識される電位にまで低下すると、NORゲ
ート8の2人力が共に“L”レベルとなるため、その出
力信号S8が“H”レベルに立上る。その結果、オフ状
態であったn M OST3がオンし、電流駆動能力の
大きい出力バッファ1を通じて“L”レベルの信号が出
力信号OUTとして出力される。
入力信号が“L”−“H”に立上ると、NORゲート8
の一方入力が“H”となるため、その出力信号S8が“
L”レベルに立下る。その結果、オン状態であったn 
M OS T 3がオフする。また、NANDゲート7
の他方入力(出力信号0UT)が“L″であるため、そ
の出力信号S7は“H”を保っておりpMO3T2はオ
フ状態を維持する。
一方、入力信号INの立上りに伴い、n M O5Tl
l、pMO3T12のオフ、オンが切換り、nMO8T
11がオン、pMO8T12がオフする。その結果、出
力信号OUTは、オン状態のnMO3TIIにより“H
″レベル導かれる。
そして、出力信号OUTが、NANDゲート7により“
H”レベルと認識される電位にまで上昇すると、NAN
Dゲート7の2人力が共に“H”レベルとなるため、そ
の出力信号が“L”レベルに立下る。その結果、オフ状
態であったpMO3T2がオンし、電流駆動能力の大き
い出力バッファ1を通じて“H”レベルの信号が出力信
号OUTとして出力される。
このように、出力信号OUTの電位をモニタし、出力信
号OUTのH″、”L” レベルに基づき、pMO8T
2.nMO8T3のうち一方のみを、オン可能にする、
pMO3T2.nMO3T3のオン、オフ制御を、NA
NDゲート7、NORゲート8により行っている。この
ため、pMO8T2、nMO8T3が同時にオンする可
能性はゼロとなる。したがって、この出力バッファ1に
貫通電流が流れる可能性はゼロになる。
また、nMO8T11’、pMO8T12からなる電位
設定手段により、入力信号INに基づいた電位に出力信
号OUTを導くため、pMO3T2n M OS T 
3が共にオフ状態となり、出力バッファ1の出力部N2
がフローティングとなる場合でも、出力信号OUTの電
位を確実に“H”、“L”レベルに設定できる。したが
って、pMO8T2゜n M OS T 3が共にオフ
状態の期間が長期間続くことはない。
なお、入力信号INの立上り、立下り時に、nMO8T
II、pMO3T12を介し電源、接地間に貫通電流が
流れるが、nMO3T11.pMO8T12のトランジ
スタサイズは十分小さいため、さほど問題にならない。
また、n M OS T 11 、  pM OS T
 12の閾値電圧は、p M OS T 2 、  n
 M OS T 3が共にオフ状態の時、NANDゲー
)7.NORゲート8により、出力信号OUTの“H”
  IIL”が認識できるレベルに設定されている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、第1゜第2の
制御手段により、出力端子より得られる電位に基づき、
出力バッファ内の第1.第2のトランジスタが同時にオ
ンしないように制御するため、出力バッファに貫通電流
が流れることはない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である出力バッファ回路を
示す回路図、第2図は第1図で示した出力バッファ回路
の動作を示すタイミング図、第3図及び第5図は従来の
出力バッファ回路を示す回路図、第4図は第3図で示し
た出力バッファ回路の動作を示すタイミング図、第6図
は第5図で示した出力バッファ回路の動作を示すタイミ
ング図である。 図において、1は出力バッファ、2はpMO3T、3は
n M OS T、5は出力端子、6は入力信号接続端
子、7はNANDゲート、8はNORゲート、11はn
MO8T、12はpMO3Tである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力及び出力端子と、 第1および第2の電源と、 大電流供給可能なトランジスタサイズを有し、一方電極
    がそれぞれ前記第1及び第2の電源に接続され他方電極
    が前記出力端子に共通に接続された第1及び第2のトラ
    ンジスタからなり、前記第1のトランジスタがオンする
    と前記第1の電源によって規定される第1の電圧レベル
    の信号を前記出力端子に出力し、前記第2のトランジス
    タがオンすると前記第2の電源によって規定される第2
    の電圧レベルの信号を前記出力端子に出力する出力バッ
    ファと、 前記入力端子より得られる入力信号の電位に基づき、前
    記出力端子の電位を前記第1あるいは第2の電圧レベル
    に導く電位設定手段と、 前記出力端子の電位を検出し、該電位が前記第1の電圧
    レベルの場合、前記入力信号の電位に基づき前記第1の
    トランジスタのオン、オフを制御し、それ以外の場合は
    前記第1のトランジスタをオフ状態にする第1の制御手
    段と、 前記出力端子の電位を検出し、該電位が前記第2の電源
    レベルの場合、前記入力信号の電位に基づき前記第2の
    トランジスタのオン、オフを制御し、それ以外の場合は
    前記第2のトランジスタをオフ状態にする第2の制御手
    段とを備えた出力バッファ回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924669B2 (en) 2000-03-30 2005-08-02 Fujitsu Limited Output buffer circuit and control method therefor
JP2008271307A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Nec Electronics Corp 半導体回路

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