JPH03296991A - 入力回路 - Google Patents

入力回路

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JPH03296991A
JPH03296991A JP2409235A JP40923590A JPH03296991A JP H03296991 A JPH03296991 A JP H03296991A JP 2409235 A JP2409235 A JP 2409235A JP 40923590 A JP40923590 A JP 40923590A JP H03296991 A JPH03296991 A JP H03296991A
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JP
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transistor
input
circuit
source
channel
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Application number
JP2409235A
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English (en)
Inventor
P Mcadams Hugh
ヒュー ピー.マックアダムス
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/3565Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger

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  • Logic Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)

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】
[0001]
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体集積回路に関するものであり、更に詳
細にはCMO5半導体記憶装置中に用いられる型の入力
緩衝回路に関するものである。 [0002]
【従来の技術】
ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)は、
−置市には、テキサスインスッルメンツ社に譲渡された
、ホワイト(Wh i t e)  マツクアダムス(
McAdams)、レドワイン(Redwine)によ
る16にビットDRAMに関する米国特許第4,081
,701号、およびテキサスインスッルメン社に譲渡さ
れた、マツクアレキサンダ(McAlexander)
  ホワイト(white)  ラオ(Rao)による
64にビットDRAMに関する米国特許第4゜239.
993号に示されたようにして作製される。 [0003] DRAMの周辺回路の設計に、相補的金属−酸化物一半
導体(CMO3)技術が採用された。例えば、ポチート
(Pteet)に与えられ、テキサスインスツルメン社
に譲渡された米国特許第4,555,777号は、CM
O5によるセンス増幅器を含むDRAMを開示している
。CMO3の持つ特徴のなかでも、CMO8技術は、D
RAM装置によって消費される電力を節減することの助
けになる[0004] 記憶システムの全体設計において考慮すべき重要な点は
、DRAMが非稼働状態の時に消費するスタンバイ電流
である。なぜなら、このパラメータが記憶システムで消
費される電力をほとんど決定してしまうからである。D
RAMによって引き出されるスタンバイ電流の大部分は
、行番地ストローブ(RAS)入力へつながれたそれの
第1のインバータから供給される。このインバータは、
サイクルを開始されるRAS信号に応答するためにいつ
でも、またシステムが記憶されているデータを動的にリ
フレッシュさせようとする時に、稼働化されること(す
なわちパワーアップされること)を要求する。しかし、
電源が、典型的な5vのトランジスタ・トランジスタロ
ジック(TTL)入力信号レベルで(その場合典型的に
は″低レベルパ信号が0.8vで、゛′高レしル′°信
号が2.4vで)あればこのTTL”高レベル″入力は
それの第1のCMOSインバータの最初のnチャネルト
ランジスタを完全にはオフにできないために、CMO3
入力緩衝回路はスタンバイ状態において電力を消費する
。このことは、入力緩衝回路のCMOSインバータのn
チャネルトランジスタとnチャネルトランジスタのソー
ス/ドレイン経路を通って存在する直流電流経路を通し
て、スタンバイ状態においてDRAMが電力を消費する
ことを許容する。 [0005] システム設計において考慮すべき別の重要な点は、安定
な入力電圧レベルが保証される前の初期のパワーアップ
時に、DRAMによって消費される電流である。この問
題は、RAS入力が、指定された論理°°低レしルパと
、指定された論理°°高レしル″の間の中間レベルにあ
る時に発生する。これらのレベル間において入力緩衝回
路は、入力緩衝回路の第1のインバータのトリップ点の
上と下との間を変動するRAS入力に従って振動する。 このインバータのトリップ点は、それのnチャネルトラ
ンジスタとそれのnチャネルトランジスタがスイッチン
グを起こす、指定された論理″低レベル°′と、指定さ
れた論理″高レベル′°との間の中間の電圧レベルであ
る。RASが、この電圧レベルの上と下で変動すると、
インバータは、これに従ってそれのトランジスタが繰り
返しスイッチオン・オフにすることで、変動する。この
ことはDRAMを発振状態への追いやり、そのため外部
電源に対して大きな電流ドレインを与えることになり得
る。この電流ドレインを、記憶システム中にある通常膨
大な数の記憶チップ数倍すると、この発振はシステム電
源に対して負担となり、電源が定刻に必要とされる電圧
レベルへ到達するのを防げる。 [0006] 本発明の目的は、DRAMによって引き出されるスタン
バイ電流を減少させる入力緩衝回路を得ることである。 本発明の別の目的は、DRAM発振を減少させる入力緩
衝回路を得ることである。 本発明のそれ以外の目的および特長は、以下の説明から
当業者には明かとなるであろう。 [0007]
【発明の要約】
ヒステリシスを持った、TTLレベルのCMO3入力緩
衝回路として使用するための回路が開示されている。第
1の伝導型の第1のトランジスタが、それのソースを第
1の基準電圧へつながれている。逆の伝導型の第4のト
ランジスタが、それのゲートを、第1のトランジスタの
ドレインと第3の間に直列につながれている。第1、第
2、第3のトランジスタのゲートは、入力信号へつなが
れている。インバータが、第1のトランジスタのドレイ
ンへつながれた入力と、出力を有している。第1の伝導
型の第4のトランジスタが、それのゲートを出力へつな
がれ、それのドレインを第2と第3のトランジスタの間
に直列につながれ、それのソースを第2の基準電圧へつ
ながれている。 トランジスタの寸法を適切なものとすることにより、こ
の回路の低レベルトリップ点および高レベルトリップ点
を調節することができる。この回路はスタンバイ時に低
電力しか消費しない。この回路を用いた論理ゲートの設
計が行われる。 [0008]
【実施例】
本発明の新規な特徴と信じられる特性は、特許請求の範
囲に示されている。しかし、本発明それ自体については
、それのそれ以外の特徴や利点と共に以下の詳細な説明
を参照することによって、最も良く理解されるであろう
。 図面中で、特に断らない限り、対応する部品には同じ参
照番号を付した。 第1図を参照すると、本発明に従う、ヒステリシスを持
った低電力TTLレベルCMO3入力緩衝回路が示され
ており、それは入力信号Vinを受は取り、それに応答
して出力信号Voutを発生する。 [0009] 第1図で、CMOSインバータ6はnチャネルトランジ
スタ2とnチャネルトランジスタ3を含んでおり、それ
らのトランジスタはゲートを節50へ、またドレインを
節20へつながれている。nチャネルプルアップトラン
ジスタ1はそれのドレインを電源Vddへ、それのゲー
トを電源Vrefへ、またそれのソースを節10におい
てnチャネルトランジスタ2のソースへそれぞれつなが
れている。nチャネルトランジスタ2の基板もまた節1
0へつながれている。電源Vddは、典型的には例えば
+5■の正の電圧で、外部の電圧供給源から供給される
。 しかし、Vddは後に述べるように変化し得る。電圧源
Vr e fは安定で、定常的な電圧源である。それは
安定で定常的な電圧を供給する任意の方法で作られるも
のでよい。Vrefを作る一つの方法は、例えば、DR
AMチップの上に搭載されたバンドギャップ発生器手段
によるものでよい。ここに述べる第1図の回路の動作の
ためには、Vrefは正の3.3vの値を有するもので
あるが、第1図の回路は以下に述べるように、Vr e
 fとして、その他の値を取り得るものであることが望
ましい。 [0010] 第1図の回路で、入力信号Vinとnチャネルダウント
ランジスタ4のゲートも節50へつながれている。入力
信号Vinは、第1図の回路に対しての入力信号として
働くものであり、それは例えば行番地ストローブ(RA
S)信号である。nチャネルトランジスタ4のソースは
アースへつながれ、それのドレインは節30においてC
MOSインバータ6のnチャネルトランジスタ3のソー
スへつながれている。 [00111 第1図で、それの入力を節20へつながれたインバータ
7は、節40へ出力信号Voutを供給する。節40に
はnチャネルトランジスタ5のゲートがつながれている
。nチャネルトランジスタ5はそれのソースと基板を節
10へつながれ、節40からそれのドレインがつながる
節30への間に帰還経路を形成している[0012] スタンバイの間に第1図の回路がTTLレベルの(典型
的には論理′°低レベル′”が0.8vで、論理パ高し
ベルパが2.4vであるような)低電力の入力緩衝回路
として適正な動作を保証するために要求されるVr e
 fの範囲は次の関係から見いだされる。 (1)Vref−Vth (1)>インバータ7のスイ
ッチング点(2)Vref−Vth (1)−Vinh
<Vtp (2)ここに、Vth (1)はnチャネル
プルアップトランジスタ1のしきい値電圧であり、Vt
p (2)はCMOSインバータ6のpチャネルトラン
ジスタ2のしきい値電圧の絶対値であり、VinhはV
inの最小の°゛高レベル“を意味する。高密度DRA
M等の、最近のCMO3集積回路では、典型的なVth
 (1)は約1.Ovで、典型的なVtp (2)は約
0.8−1.2vである。Vr e fは、Vinhが
2.Ovと低い場合について、上の制約1と2を満足し
ながら、約3、Ovから約3.8Vまでの範囲で変化す
る。 [0013] 例えば外部電力供給源から供給されたVddは、しばし
ばかなりの範囲で変化する。例えば、最近のDRAMの
仕様は、Vddに関してプラス・マイナス10%の裕度
を許容している。更に、DRAMの動作によってVdd
に雑音が生ずる。第1図の回路は、Vddが約4.OV
から6.Ovまで変化するのに対して、都合よく、許容
できるTTLレベル範囲の出力信号Voutを供給する
ようになっている。Vddが変化すると、ソースフォロ
ワ−接続されたnチャネルプルアップトランジスタ1は
、本質的にVref−Vth (1)の一定値に留まる
電圧を節10へ発生させる。Vddの幅広い変化に対し
て安定した入力スイッチングレベルは、pチャネルトラ
ンジスタ2と5のソースと基板とを安定なレベルを保持
する節10へつなぐことから得られる。 [0014] nチャネルプルダンウトランジスタ4とpチャネルトラ
ンジスタ5を付加することによって、ヒステリシスを付
加することを通して第1図の発振は都合良く制御される
。ヒステリシスの付加は、第1図の入力回路が、許容で
きるTTL出力信号を供給しながら、拡張されたTTL
入力信号範囲に応答することを都合良く許容する。 [0015] 第2図は、第1図の入力におけるヒステリシスの付加の
様子を示す、入力信号Vinと出力信号Voutの図で
ある。実線は、単一トリップ点Vtripを有する典型
的なCMOSインバータを示す。Vtripは、Vin
が高レベルから低レベルへ、または低レベルから高レベ
ルへ変化する時に典型的なCMOSインバータがスイッ
チングを起こすスイッチング点である。典型的なCMO
Sインバータでは、V−d dが変動する時にVinが
典型的には安定しないことこから発振が発生する。Vi
nがVtripのわずかに上または下へ変化すると、典
型的なCMOSインバータはそれに応答して忠実に応答
し、従って発振を起こす。破線すでは、第1図の入力の
高レベルから低レベルへのスイッチ点がVtripの左
へ移動している。従って、この回路は、Vinの高レベ
ルから低レベルへの遷移の間に、VtripではなくV
hltripにおいてスイッチする。破線Cでは第1図
の入力の低レベルから高レベルへのスイッチ点がVtr
ipの右へ移動している。従って、この回路は、Vin
の低レベルから高レベルへの遷移の間にVtripでは
な(Vhltripにおいてスイッチする。Vhltr
ipとVhltripの分離によってヒステリシスが発
生する。第1図の回路は、低レベルのスイッチ点と高レ
ベルのスイッチ点の二つのスイッチ点を有している。ヒ
ステリシスが加わったことで、低レベルスイッチ点は0
.8vのTTL”低レベル′°へ近づく。ヒステリシス
が加わったことで、高レベルスイッチ点は2.4vのT
TL”高レベル″へ近づく。このように、スイッチング
を引き起こすためにはより大きい変化が必要とされるよ
うにVinが処理されたことで、発振は減る[0016
] 第1図のインバータ6の低レベルトリップ点と高レベル
トリップ点は、トランジスタ2.3.4.5の幅と長さ
の相対的寸法関係によって決定される。幅と長さを適切
に決めることによって、これらのトランジスタは異なる
電圧レベルでスイッチオンおよびスイッチオフできるよ
うになる。インバータ6の低レベルトリップ点はnチャ
ネルトランジスタ2とnチャネルトランジスタ3.4の
相対的な寸法によって制御される。インバータ6の高レ
ベルトリップ点はnチャネルプルダウントランジスタ4
とnチャネルトランジスタ5の相対的な寸法によって制
御される。インバータ6のnチャネルトランジスタ2と
nチャネルトランジスタ3の相対的な寸法もまた、程度
は低いものの、高レベルトリップ点を制御することに効
果を持つ。 [0017] 第1図に示された入力回路の動作をシミュレートし、詳
細に説明する。第3図を参照すると、第1図の回路の時
間図が、温度を100’ C,Vddを4.0vVre
fを3.3v、入力信号Vinを1.2Vから2.1v
に変化するものとし、また第1図の回路要素が次の値を
持つとした時について、示、されている。 nチャネルプルアップトランジスタ1   −一一幅 
=30・  ミクロンーーー長さ=0.8ミクロン nチャネルトランジスタ2        −一一幅 
= 5  ミクロンーーー長さ=0.8ミクロン nチャネルトランジスタ1        −一一幅 
= 5  ミクロンーーー長さ=1.2ミクロン nチャネルプルダウントランジスタ4   −一一幅 
= 5  ミクロンーーー長さ=1.2ミクロン nチャネルトランジスタ5        −一一幅 
=12  ミクロンーーー長さ=1.2ミクロン インバータ(pチャネルトランジスタ)−一一幅 =1
0  ミクロンーーー長さ=0.8ミクロン (nチャネルトランジスタ)−一一幅 =30   ミ
クロンーーー長さ=0.8ミクロン 上に示した幅と長さの比では、nチャネルトランジスタ
3と4がpチャネルトランジスタ2.5よりも小さくな
る。インバータ6の低レベルトリップ点は約12vで、
インバータ6の高レベルトリップ点は約2.Ovである
。入力信号Vinと出力信号Vout、Vn20 (節
20の電圧)が第3図に示されている。 時刻10の前に、入力信号Vinは”°高レベル゛°の
2.1vである。pチャネルトランジスタ2はオフで、
nチャネルトランジスタ3はオンである。nチャネルプ
ルダウントランジスタ4もまたオンである。Vn20は
、nチャネルトランジスタ3とnチャネルプルダウント
ランジスタ4のソース/ドレイン経路を通して″低レベ
ル″へ引き下げられる。Vn20はインバータ7によっ
て補足(コンブリメント)され、節40へ4.Ovのパ
高しベル′°出力信号Voutを供給する。nチャネル
プルアップトランジスタ1は常にオンであり、節10の
電圧を高レベルVref−Vth (1)に引き上げる
。nチャネルトランジスタ5は″高レベル゛の出力信号
Voutをそれのゲートへ供給され、従ってオフとなる
。 [0018] 第3図で、時刻10においで′高レベル″から′°低低
レベルへの遷移が起こる。入力信号Vinは1.2vの
低レベルへ落ちる。nチャネルトランジスタ4のインピ
ーダンスは上昇し、pチャネルトランジスタ2による節
20の制御を許容する。インバータ6のpチャネルトラ
ンジスタ2はターンオンし、それのゲートの電圧レベル
の絶対値はpチャネルトランジスタ2のしきい値電圧よ
りも大きくなる。節20における電圧は、節10におけ
る電圧へ向かって急速に立ち上がる。節20の電圧の上
昇につれてインバータ7がこれを補足(コンブリメント
)シ出力信号Voutが″低レベルパとなる。pチャネ
ルトランジスタ5が節40から節30への帰還路を形成
する。出力信号Voutがパ低レベル″になると、−旦
pチャネルトランジスタ5のゲートとソース間の電圧が
それのしきい値電圧以上になると、pチャネルトランジ
スタ5はターンオンし、節30が節10の電圧に向かっ
て上昇するのを許容する。節30が立ち上がると、入力
信号VinがVn20以下になったところでトランジス
タ3はターンオフする。(nチャネルトランジスタ3が
ターンオンするためには、それのゲートとソース間の電
圧がしきい値電圧でなければならない。) [0019] 第3図で、時刻t1において、′°低レしル°′からパ
高レベル′°への遷移が起こる。入力信号Vinが2.
1vの″高レベル″へ上昇する。pチャネルトランジス
タ2がターンオフし、nチャネルプルダウントランジス
タ4がターンオンして、節30の電圧を引き下げる。−
旦節30の電圧が入力信号Vinよりもしきい値電圧だ
け小さくなると、nチャネルトランジスタ3が節20の
電圧を引き下げ始める。節20の電圧はインバータ7に
よって補足(コンブリメント)される。 出力信号Voutが上昇すると、トランジスタ5はター
ンオフし、nチャネルプルダウントランジスタ4は節3
0と20の電圧をより引き下げ易くなる。 [00203 第4図は第1図の入力回路の時間図であって、それが消
費する低電力の様子を示している。このシミュレーショ
ンでVddは6.Ovに増大させられている。 その他のパラメータはすべて上に第3図の例における値
と同じである。電圧は実線の縦軸で示されている。アン
ペア値は破線の縦軸で示されている。第4図を第3図と
比較すると、上に述べたようにVddは本質的に増大し
てもVn20は第3図と同じレベルに増大する。Vou
tは6.Ovのパ高しベル°′信号へと上昇する。Vo
utが″高レベルパの時、Iddは本質的にOmAであ
る。Voutがパ低レベル′°の時、Iddは約−0,
6mAである。この回路がスタンバイ時に引き出す電力
は非常に小さい。 [0021] 第5図は第1図の入力回路に関する時間図であって、入
力信号を変化させた場合の過渡解析を示している。この
シミュレーションにおいて、入力信号Vi nは10に
おけるOVからt2における4Vへとゆっくりとランプ
関数的に増大する。Vinが約2.1vの値を持つtl
において、この回路は入力信号が′°高レしル°′であ
ると認識する。インバータ6の″高レベルパトリップ点
に到達し、nチャネルトランジスタ3と4がオンとなり
、Vn20がOvへ落ちる。出力信号Voutは、4.
Ovのvddに対して4.OVへ、また6、OVのVd
dG:対して6.Ovへ上昇する。t2において、入力
信号Vinは減少し始める。出力信号Voutは、入力
信号Vinが約1.2vというインバータ6の°′低レ
しル′°トリップ点に達するまで′”高レベル″に留ま
る。pチャネルトランジスタ2がターンオンし、nチャ
ネルトランジスタ3と4がターンオフし、Vn20が上
昇する。出力信号VoutはOvへ低下する。 [0022] 第6図は第1図の入力回路に関する時間図であって、温
度をO′Cとした場合について、入力信号を変化させた
時の過渡解析を示している。第6図を第5図と比較する
ことによって、このシミュレーションにおけるヒステリ
シスは、回路が低温で動作する程増大することが分かる
。インバータ6の″高しベル″スイッチ点は2.Ovよ
りもむしろ約1.8vとなっている。 [0023] 第7図は本発明の別の実施例の電気回路図であって、こ
こにおいて第4図は修正されて、Vrefの代わりにV
ddがnチャネルプルアップトランジスタ1のゲート電
圧を供給している。この実施例は安定した基準電圧が得
られない場合に有利である。この回路は、節10におけ
る電圧が安定でなく、Vddの変動と共に変化すること
を除いて、上に述べたように動作する。 [0024] 第8図は本発明の別の実施例を示した電気回路図であっ
て、ここでは第7図が修正されて、nチャネルプルアッ
プトランジスタ8が付加されている。nチャネルプルア
ップトランジスタ8はそれのゲートを節40へつながれ
、それのソース/ドレイン経路を節20とVddとの間
につながれている。この実施例で、nチャネルプルアッ
プトランジスタ8は狭い幅で細長いチャネルの(小型の
)トランジスタであって、それがオンした時にそれのイ
ンピーダンスは大きいものとなっている。(pチャネル
プルアップトランジスタ8は、入力信号Vinが°”低
レベル′°へ落ちるのに応答して出力信号Voutが°
゛低レしル°′へ低下する時にオンとなる。)pチャネ
ルプルアップトランジスタ8は節40から節20への帰
還路を供給し、それは節20の電圧をVddへ近づける
ことによってインバータ7の図示されていないpチャネ
ルトランジスタをターンオフさせる手助けをする。この
ことは、入力信号Vinが′°低レしル″にある時刻1
0とtlとの間に、第4図のIddを零へ近づける手助
けをする。 [0025] 第9図は本発明の別の実施例を示す電気回路図であって
、ここでは第1図は修正されてpチャネルプルアップト
ランジスタ8と第2の基準電圧Vr e f 2が付加
されている。この実施例で、pチャネルトランジスタ5
のソースと基板と、pチャネルトランジスタ2の基板は
節10へつながれず、むしろそれらはVr e f2へ
つながれている。Vr e f 2は安定な基準電圧源
である。それは例えば、DRAMチップ上に搭載された
バンドギャップ発生器によって発せられる。この例で、
Vr e f 2は4.Ovの値を有している。Vre
flは既に述べたように33vの値を有している。pチ
ャネルプルアップトランジスタ8はそれのゲートを節4
0へつながれ、それのソース/ドレイン経路をVr e
 f 2と節20との間につながれている。pチャネル
トランジスタ8の基板もまたVr e f 2へつなが
れている。この実施例もVr e f 2がVrefl
よりも低い場合に動作する。 [0026] 第9図に示された実施例は安定した基準電圧源が利用で
きる場合に有利である。第4図に示したように、時刻1
0とtlとの間の、入力信号Vinが低レベルの時に、
第1図の回路は少量のIddを引き出す。このことは、
節20の電圧がインバータ7の図示されていないpチャ
ネルトランジスタを完全にターンオフするために十分大
きくないために発生する。Vr e f 2は入力信号
Vinが低レベルである期間にインバータ7の図示され
ていないpチャネルトランジスタをターンオフさせるの
に十分な電圧を供給する。これにより、Iddは零に近
づき、この回路が引き出す電力を更に減少させる。 [0027] 本発明は、論理ゲートの設計にも利用できる。第10図
は、2クロック人力NORゲートの電気回路図である。 第1図に示された実施例は次のように修正されている。 nチャネルトランジスタ5のソースは節10から切り離
されて、Vddへつながれている。pチャネルプルアッ
プトランジスタ8が付加され、それはゲートを節40へ
つながれ、それのソース/ドレイン経路をVddと節2
0との間につながれている。直列につながれたnチャネ
ルトランジスタ9dと90が付加され、それのゲートは
nチャネルトランジスタ1のドレインとVddとの間に
つながれている。nチャネルトランジスタ9bと9dが
節20とアースとの間に並列につながれている。入力信
号CMO3Iがpチャネルトランジスタ9Cとnチャネ
ルトランジスタ9dのゲートへつながれている。入力信
号CMO32がnチャネルトランジスタ9dとnチャネ
ルトランジスタ9bのゲートへつながれている。この回
路は、入力信号Vinによってクロックを与えられるN
OR論理ゲートとして動作する。二つの入力信号CMO
5IとCMO52とが低レベルの時に、入力信号Vin
に応答して出力信号Voutが得られる。 [0028] 第11図はこれも2クロック人力NORゲートの電気回
路図である。第10図が次のように修正されている。n
チャネルプルアップトランジスタ1はここではそれのド
レインをVddへつながれ、直列につながれたnチャネ
ルトランジスタ9dと90はそれのゲートをnチャネル
プルアップトランジスタ1のソースとnチャネルトラン
ジスタ2およびnチャネルトランジスタ3の直列接続さ
れたソース/ドレイン経路との間につながれている。こ
の回路もまた入力信号Vinによってクロックを与えら
れるNOR論理ゲートとして動作する。 [0029] 第12図は2クロック人力NANDゲートの電気回路図
である。第1図に示された実施例は次のように修正され
ている。nチャネルトランジスタ5のソースは節10か
ら切り離されてVddへつながれている。pチャネルプ
ルアップトランジスタ8が付加され、それのゲートは節
40へつながれ、それのソース/ドレイン経路はVdd
と節20との間につながれている。pチャネルトランジ
スタ9aはそれのゲートにおいて入力信号CMO32を
受は取る。pチャネルトランジスタ9Cはそれのゲート
において入力信号CMO3Iを受は取る。pチャネルト
ランジスタ9aと9CとはVddと節20との間に並列
につながれている。nチャネルトランジスタ9dはそれ
のゲートにおいて入力信号CMO3Iを受は取る。 nチャネルトランジスタ9bはそれのゲートにおいて入
力信号CMO32を受は取る。nチャネルトランジスタ
9dと9bとはnチャネルトランジスタ4のソースとア
ースとの間に直列につながれている。この回路はNAN
Dゲートとして動作する。入力信号CMO3IとCMO
52とが高レベルの時、入力信号Vinに応答した出力
が得られる。 [0030] 第13図は2クロック人力NANDゲートの電気回路図
である。第1図に示された実施例は次のように修正され
ている。nチャネルトランジスタ5のソースは切り離さ
れ、Vddへつながれている。pチャネルプルアップト
ランジスタ8が付加されて、それのゲートは節40へつ
ながれ、それのソース/ドレイン経路はVddと節20
との間につながれている。pチャネルトランジスタ9a
はそれのゲートへ入力信号CMO32を受は取る。pチ
ャネルトランジスタ9Cはそれのゲートへ入力信号CM
O3Iを受は取る。pチャネルトランジスタ9aと9c
とはVddと節20との間に並列につながれている。n
チャネルトランジスタ9dはそれのゲートへ入力信号C
MO3Iを受は取る。nチャネルトランジスタ9bはそ
れのゲートへ入力信号CMO32を受は取る。nチャネ
ルトランジスタ9bと9dとは、nチャネルトランジス
タ2とnチャネルトランジスタ3との直列接続路に直列
につながれている。この回路はNANDゲートとして動
作する。入力信号CMO3IとCMO32とが高レベル
の時、入力信号Vinに応答して出力信号Voutが得
られる。 [00313 本発明は、図示された実施例に関して説明されたが、こ
の説明は本発明を制限するものではない。本明細書を参
照すれば、本発明の各種の修正や別の実施例が当業者に
は思いつかれるであろう。従って、特許請求の範囲は、
それらの修正や実施例をすべて本発明の範囲に含むもの
として解釈されるべきである。 [0032] 以上の説明に関して更に以下の項を開示する。 (1)入力回路であって、 第1の伝導型の第1のトランジスタであって、それのソ
ースを第1の基準電圧へつながれ、それのゲートを入力
信号へつながれ、ドレインを有する、第1のトランジス
タ、 逆の伝導型の第4のトランジスタであって、それのゲー
トを出力へつながれ、それのドレインと第3の間に直列
接続路へつながれ、それのソースを入力信号へつながれ
た、第2と第3のトランジスタ、インバータであって、
それの入力を出力へつながれ、それのドレインへつなが
れ、出力を有する、インバータ、 前記第1の伝導型の第4のトランジスタであって、それ
のゲートを出力へつながれ、それのドレインを前記第2
と第3のトランジスタ間の直列接続路へつながれ、それ
のソースを第2の基準電圧へつながれた、第4のトラン
ジスタ、を含も、入力回路。 [0033] (2)第1項の回路であって、前記第1の基準電圧と第
2の基準電圧とが同一のものであるような、入力回路。 (3)第1項の回路であって、前記第2の基準電圧が前
記第1の基準電圧よりも高電圧であるような、入力回路
。 (4)第1項の回路であって、前記第2の基準電圧が前
記第1の基準電圧よりも低電圧であるような、入力回路
。 [0034] (5)第1項の回路であって、更に、 逆の伝導型の第1のプルアップトランジスタであって、
それのドレインを電圧源へつながれ、それのゲートを電
圧基準発生器回路へつながれ、それのソースを第1のト
ランジスタのソースへつながれた、第1のプルアップト
ランジスタ、を含も、入力回路。 [0035] (6)第5項の回路であって、更に、 第1の伝導型の第2のプルアップトランジスタであって
、それのソースを電圧源へつながれ、それのドレインを
前記インバータの入力へつながれ、それのゲートを出力
へつながれた、第2のプルアップトランジスタを含む、
入力回路。 [0036] (7)第6項の回路であって、更に、 論理回路であって、論理入力を有し、インバータの入力
へつながれ、インバータもまた論理回路の論理入力の状
態に応答するようになった、論理回路、を含も、入力回
路。 [0037] (8)第7項の回路であって、前記論理回路が、第1の
伝導型の第1の論理トランジスタであって、それのゲー
トを論理入力へつながれ、それのソース/ドレイン経路
を電圧源とインバータの入力との間に直列につながれた
、第1の論理トランジスタ、第2の伝導型の第2の論理
トランジスタであって、それのゲートを論理入力へつな
がれ、それのソース/ドレイン経路を第1のトランジス
タのドレインと第3の間に直列につながれた、第2の論
理トランジスタ、を含んでいるような、入力回路。 [0038] (9)第7項の回路であって、前記論理回路が、第1の
伝導型の第1の論理トランジスタであって、それのゲー
トを論理入力へつながれ、それのソース/ドレイン経路
を電圧源と第1のプルアップトランジスタのドレインと
の間に直列につながれた、第1の論理トランジスタ、第
2の伝導型の第2の論理トランジスタであって、それの
ゲートを論理入力へつながれ、それのソース/ドレイン
経路をインバータの入力と第3の間に直列につながれた
、第2の論理トランジスタ、を含んでいるような、入力
回路。 [0039] (10)第7項の回路であって、前記論理回路が、第1
の伝導型の第1の論理トランジスタであって、それのゲ
ートを論理入力へつながれ、それのソース/ドレイン経
路を第1のプルアップトランジスタのソースと第1のト
ランジスタのソースとの間につながれた、第1の論理ト
ランジスタ第2の伝導型の第2の論理トランジスタであ
って、それのゲートを論理入力へつながれ、それのソー
ス/ドレイン経路をインバータの入力と第3の間に直列
につながれた、第2の論理トランジスタ、を含んでいる
ような、入力回路。 [0040] (11)入力回路であって、 プルアップトランジスタであって、それのソース/ドレ
イン経路を第1の基準電圧と中間出力節との間に直列に
つながれ、それのゲートを入力信号へつながれそれのソ
ース/ドレイン経路が前記入力信号が第1の論理状態に
あることに応答して導通するようになった、プルアップ
トランジスタ、第1と第2のプルタウントランジスタで
あって、それのゲートを中間出力節と第3の間に直列接
続路へつながれ、それのソースを入力信号へつながれ、
それのゲートが前記入力信号が第2の論理状態にあるこ
とに応答して導通するようになった、第1と第2のプル
ダウントランジスタ、タ、 インバータであって、それの入力を中間出力節へつなが
れ、出力信号を発生するようになった、インバータ、 帰還トランジスタであって、それのゲートを出力信号へ
つながれ、それのソース/ドレイン経路を第2の基準電
圧と、前記第1と第2のプルダウントランジスタの直列
接続経路とめ間に直列につながれ、それのソース/ドレ
イン経路が前記出力信号の論理状態に応答して導通する
ようになった、帰還トランジスタ、を含む、入力回路。 [0041] (12)第11項の回路であって、前記第1の基準電圧
と前記第2の基準電圧とが同一のものであるような、入
力回路。 (13)第11項の回路であって、前記第2の基準電圧
が前記第1の基準電圧よりも高電圧であるような、入力
回路。 (14)第11項の回路であって、前記第2の基準電圧
が前記第1の基準電圧よりも低電圧であるような、入力
回路。 [0042] (15)第11項の回路であって、前記プルアップトラ
ンジスタと前記第1と第2のプルダウントランジスタの
相対的寸法関係によって、入力信号が第2の論理状態か
ら第1の論理状態へ変化する間に第1の電圧を横切るの
に応答して、出力信号が第2の論理状態から第1の論理
状態への移行を開始するようになった、入力回路。 [0043] (16)第11項の回路であって、前記第2のプルダウ
ントランジスタと前記帰還トランジスタの相対的寸法関
係によって、入力信号が第1の論理状態から第2の論理
状態へ変化する間に第2の電圧を横切ることに応答して
、出力信号が第1の論理状態から第2の論理状態への移
行を開始するようになった、入力回路。 [0044] (17)第15項の回路であって、前記第2のプルダウ
ントランジスタと前記帰還トランジスタの相対的寸法関
係によって、入力信号が第1の論理状態から第2の論理
状態へ変化する間に第2の電圧を横切ることに応答して
、出力信号が第1の論理状態から第2の論理状態への移
行を開始するようになった、入力回路。 [0045] (18)第11項の回路であって、更に、第2のプルア
ップトランジスタであって、それのソース/ドレイン経
路を電圧源とプルアップトランジスタのソース/ドレイ
ン経路との間に直列につながれ、それのゲートを電圧基
準発生器回路へつながれ、それのソース/ドレイン経路
が常に導通しているような、第2のプルアップトランジ
スタ、を含む、入力回路。 [0046] (19)第18項の回路であって、更に、第3のプルア
ップトランジスタであって、それのソース/ドレイン経
路を電圧源とインバータの入力との間につながれ、それ
のゲートを出力へつながれた、第3のプルアップトラン
ジスタ、 を含む、入力回路。 [0047] (20)CMO3入力緩衝回路であって、プルアップト
ランジスタであって、それのソース/ドレイン経路を電
圧源と第1の基準電圧との間につながれ、それのゲート
を基準電圧発生器回路へつながれた、プルアップトラン
ジスタ、 CMOSインバータであって、それのnチャネルトラン
ジスタとそれのnチャネルトランジスタのソース/ドレ
イン経路が第1の基準電圧と節との間につながれ、それ
のnチャネルトランジスタとそれのnチャネルトランジ
スタのゲートが入力信号へつながれた、CMOSインバ
ータ、プルダウントランジスタであって、それのソース
/ドレイン経路が第3節との間につながれた、プルダウ
ントランジスタ、インバータであって、それの入力をC
MOSインバータのソース/ドレイン経路へつながれ、
出力を有する、インバータ、帰還トランジスタであって
、それのゲートを出力へつながれ、それのソース/ドレ
イン経路を第2の基準電圧と節との間に直列につながれ
た、帰還トランジスタ、 を含む、CMO3入力緩衝回路。 [0048] (21)第20項のCMO5入力緩衝回路であって、前
記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧とが同一のもの
であるような、CMO3入力緩衝回路。 (22)第20項のCMO5入力緩衝回路であって、前
記第2の基準電圧が前記第1の基準電圧よりも高電圧で
あるような、CMO3入力緩衝回路。 (23)第20項のCMO3入力緩衝回路であって、前
記第2の基準電圧が前記第1の基準電圧よりも低電圧で
あるような、CMO3入力緩衝回路。 [0049] (24)第20項のCMO3入力緩衝回路であって、更
に、第2のプルアップトランジスタであって、それのソ
ース/ドレイン経路を電圧源とインバータの入力との間
に直列につながれ、それのゲートを出力へつながれた、
第2のプルアップトランジスタ、 を含む、CMO5入力緩衝回路。 [0050]
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従うCMO3入力回路の電気回路図。
【図2】 本発明に従うCMO3入力回路の低レベルトリップ点と
高レベルトリップ点のヒステリシスを示す図。
【図3】 図1の回路に関する時間図であって、各種の節における
信号電圧を、Vddを4vとした場合について、時間の
関数として示す図。
【図4】 図1の回路に関する時間図であって、Vddを6vとし
た場合について、電力消費を時間の関数として示す図。
【図5】 図1の回路に関する時間図であって、温度を100’C
とした場合について、ゆっくりしたランプ入力信号に対
する過渡解析を示す図。
【図6】 図1の回路に関する時間図であって、温度をO′Cとし
た場合について、ゆっくりしたランプ入力信号に対する
過渡解析を示す図。
【図71 本発明の別の実施例の電気回路図であって、バイアス節
10に対する単一の供給電源を示す図。 【図8】 本発明の別の実施例の電気回路図であって、第7図の実
施例にプルアップトランジスタ8を付加したものを示す
図。
【図9】 本発明の別の実施例の電気回路図であって、節20とイ
ンバータ7のpチャネルトランジスタをバイアスするた
めの付加的基準電圧を追加したものを示す図。 [図101 本発明の別の実施例の電気回路図であって、それを2ク
ロック人力NOR論理ゲートへ組み込んだものを示す図
【図11] 本発明の別の実施例の電気回路図であって、それを2ク
ロック人力NOR論理ゲートへ組み込んだものを示す図
。 【図12】 本発明の別の実施例の電気回路図であって、それを2ク
ロック人力NAND論理ゲートへ組み込んだものを示す
図。
【図13】 本発明の別の実施例の電気回路図であって、それを2ク
ロック人力NAND論理ゲートへ組み込んだものを示す
図。
【符号の説明】
1 nチャネルプルアップトランジスタ2 pチャネル
トランジスタ 3 nチャネルトランジスタ 4 nチャネルプルダウントランジスタ5 pチャネル
トランジスタ 6  CMOSインバータ 7 インバータ 8 pチャネルプルアップトランジスタ9a  pチャ
ネルトランジスタ 9b  nチャネルトランジスタ 9c  pチャネルトランジスタ 9d nチャネルトランジスタ 0 節 0 節 0 節 0 節 0 節
【書類芯】
図面
【図1】 V〃
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】 CMOSI MOS2
【図13】 CMOS1 MO52

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力回路であって、 第1の伝導型の第1のトランジスタであって、それのソ
    ースを第1の基準電圧につながれ、それのゲートを入力
    信号へつながれ、ドレインを有する、第1のトランジス
    タ、 逆の伝導型の第2および第3のトランジスタであって、
    それらのソース/ドレイン経路を前記第1のトランジス
    タのドレインと共通電位との間に直列につながれ、それ
    らのゲートを入力信号へつながれた、第2と第3のトラ
    ンジスタ、インバータであって、それの入力を前記第1
    のトランジスタのドレインへつながれ、出力を有する、
    インバータ、 前記第1の伝導型の第4のトランジスタであって、それ
    のゲートを出力へつながれ、それのドレインを前記第2
    と第3のトランジスタ間の直列接続路へつながれ、それ
    のソースを第2の基準電圧へつながれた、第4のトラン
    ジスタ、を含む、入力回路。
JP2409235A 1989-12-28 1990-12-28 入力回路 Pending JPH03296991A (ja)

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