JPH04150224A - 集積回路 - Google Patents

集積回路

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JPH04150224A
JPH04150224A JP2273510A JP27351090A JPH04150224A JP H04150224 A JPH04150224 A JP H04150224A JP 2273510 A JP2273510 A JP 2273510A JP 27351090 A JP27351090 A JP 27351090A JP H04150224 A JPH04150224 A JP H04150224A
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JP
Japan
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signal line
output signal
integrated circuit
input signal
transistors
Prior art date
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Application number
JP2273510A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Nishino
清志 西野
Yasumasa Tomonaga
友永 泰正
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication 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
    • H03K19/09429—Multistate logic one of the states being the high impedance or floating state
    • 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
    • H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013—Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor 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】 A、産業上の利用分野 この発明は集積回路に関し、特に低消費電力で、高速の
3状態回路を有する集積回路に関するものである。
B9.−従来の技術 第3図は、従来のプルアップ形の3状態回路を有する集
積回路の構成を示す図である0図において、インバータ
3の入力側はデータ信号#s1に接続され、その出力側
はオアゲート5の一方の入力側に接続されると共にアン
ドゲート6の一方の入力側に接続されている。また、イ
ンバータ4の入力側は、イネーブル(「N)信号uA2
に接続されると共にオアゲート5の他方の入力側に接続
され、その出力側はアンドゲート6の他方の入力側に接
続される。Pチャネルエンハンスメント形MOSFET
7 (以下、P形FET7という)のゲートには、オア
ゲート5の出力側が接続され、このP形FET7のドレ
イン端子側には、第1の電源電圧Vcに接続されると共
にそのソース端子側には、凡チャネルエンハンスメント
形MOSFET9(以下、N形FET8という)のドレ
イン端子側が接続されている。この\形FET8のゲー
ト端子側にはアンドゲート6の出力側に接続されると共
にそのソース端子側には、第2の電源電圧、すなわち基
準電位(アース電位)に接続されている。
P形FE77のソース端子側とN形FET3のドレイン
端子側の接続点には出力信号線10が接続されている。
また、プルアップ抵抗9は、その−端が第1の電源電圧
Vcに接続され、その他端が出力線10が接続されてい
る。さらに、出力信号・線10には次段の0M05回路
への入力回路11が接続されている。なお、0M05回
路では、出力線10をフローティングにしておくと、次
段のCMOSの入力がふらつくことになるので、プルア
ップ抵抗9が設けられる。
次に、第3図の集積回路の動作を説明する。
いま、イネーブル信号線2に論理値ルベルのEN信号が
与えられた場合、オアゲート5の出力信号は必ず論理値
ルベルになるので、MOSFET7は必ずオフになり、
また、アンドゲート6の出力信号は必ず論理値Oレベル
になるので、MO3FET8は必ずオフになる。したが
ってEN信号が論理値ルベルの場合には、データ信号線
1に供給されるデータ信号の値にかかわらず、FET7
.8は両方共必ずオフになる。すなわち、EN信号が論
理値ルベルである場合、出力信号線10は高インピーダ
ンス状態になる。
また、論理値OレベルのEN信号が、イネーブル信号線
2に与えられた場合、データ信号線1を論理値ルベルに
すると、オアゲート5の出力信号は論理値Oレベルにな
り、アンドゲート6の出力信号は論理値Oレベルになる
。この結果、P形FET7はオンにされるが、N形FE
78はオフにされる。したがって、出力信号は論理値ル
ベルになる。
さらに、論理値OレベルのEN信号がイネーブル信号線
2に与えられた場合、データ信号線1を論理値0レベル
にすると、オアゲート5の出力信号は論理値ルベルにな
り、アンドゲート6の出力信号は論理値ルベルになる。
この結果、P形FET7はオフにされるが、N形FE7
8はオンにされる。したがって、出力信号は論理値0レ
ベルになる。
以上のように、イネーブル信号に応じて、上述の回路は
3状態(ルベル状態、0レベル状態、高インピーダンス
状態)をとる。
C0発明が解決しようとする!!!l!上記のような従
来の集積回路では、データ信号111i[1に論理値0
レベルのデータ信号を与えると、8力信号綽10には論
理値Oレベルの出力信号が得られる。データ信号u11
に論理値Oレベルのデータ信号t′与えた状態で、イネ
ーブル信号&l12に印加された口信号を論理値0レベ
ルから論理値ルベルに遷移すると出力回路がハイインピ
ーダンスになるため、プルアップ抵抗9を通して出力信
号線10の浮遊容量が電源電圧レベルまで徐々に充電さ
れる。このような状態での出力信号は、プルアップ抵抗
9と上述の浮遊容量の時定数から、例えば数100ns
から数μsかかって0レベルから電源電圧レベルに立ち
上がることになり、この電源電圧レベルへの立ち上がり
は急峻ではないために、この出力信号の受は手である次
段のCMO8回路の入力レベルが中間的値である時間が
長くなり、その闇に次段のCMO5回路において貫通電
流が流れ続け、この貫通電流により電力を消費していた
。特に、論理値Oレベル信号を多く含むデータ信号はど
、上述の貫通電流は大きくなり、これに比例して消費電
力も大きくなるという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、低消費電力で、高速の集積回路を得ることを目的と
する。
D、I!題を解決するための手段 この発明に係る集積回路は、第1及び第2の電源電圧間
に直列に接続された第1及び第2のトランジスタの接続
点から8力信号線が導畠され、前記第1及び第2のトラ
ンジスタの制御端子に接続された一方の入力信号線上の
入力信号に基づし)で前記第1及び第2のトランジスタ
のうちのいずれか一方がオンにされると前記入力信号に
応じた出力信号が前記出力信号線上に現れ、前記第1及
び第2のトランジスタの制御端子に接続された他方の入
力信号線上の入力信号により前記第1及び第2のトラン
ジスタが共にオフにされる3状態回路と前記第1及び第
2の電源電圧のいずれかと前記出力信号線間に接続され
た抵抗とを有する集積回路において、前記他方の入力信
号に基づいて前記出力信号線の充電又は放電を前記抵抗
を介して促進させる充放電促進手段と、前記他方の入力
信号に基づいて前記第1及び第2のトランジスタが共に
オフされないうちに前記第1及び第2のトランジスタの
うちで前記出力信号線が前記抵抗を介して接続されてい
るトランジスタを前記他方の入力信号に応じて所定時間
だけオンさせる手段とを備えたものである。
E0作用 この発明においては、他方の入力信号に基づいて第1及
び第2のトランジスタが共にオフされるのに先立って前
記第1及び第2のトランジスタのうちで出力+SS綿線
抵抗を介して接続されているトランジスタを前記他方の
入力信号に応じて所定時間だけオンさせ、充放電促進手
段により出力信号&!を急速に充放電する。
F、実施例 第1図はこの発明の一実施例によるプルアップ形3状態
回路を有する集積回路の構成を示す図である0図におい
て、ノアゲート12の一方の入力側にはデータ信号線1
が接続されると共にその他方の入力側にはアンドゲート
13の出力側が接続されている。また、アンドゲート1
3の一方の入力側にはイネーブル信号、1112が接続
されていると共にその他方の反転入力側には遅延回路1
4を介して接続されている。さらに、インバータ4の入
力側には遅延回路14を介してイネーブル信号線2に接
続される。
以上の接続関係以外は第3図のものと同様である。
次に、第2図の各部の波形を用いて第1図の回路の動作
を説明する。
始めに、一方の入力のデータ信号l111に論理値0レ
ベルのデータ信号(第2図(a)の実りが印加され、他
方の入力のEN信号線2に論理値Oレベルから論理ルベ
ルに遷移する信号°(第2図(b))が印加される場合
について考察する。なお、EN信号の論理値0レベルか
ら論理値ルベルに遷移する点が出力線10の高インピー
ダンス状態命令時である。上述のような入力信号が印加
されると、イネーブル信号&!2に印加されたEN信号
は遅延手段14で所定期間、例えば約数nSだけ遅延さ
れ、遅延信号(第2図(C))がオアゲート5の他方の
入力側に入力されると共にインバータ4に印加され、反
転信号(第2図(d))が得られる。アンドゲート13
は上述のEN信号(第2図(b))とEN信号の遅延信
号(第2図(C))の反転した信号(第2図(d))と
のアンド動作が行なわれ、出力信号(第2図(e))を
生じる。また、ノア12はデータ信号(第2図(a))
とアンドゲート13の出力信号(第2図(e))とのオ
ア動作が行なわれ、反転され第2図(「)に示されるよ
うな出力信号が得られる。
この出力信号はオアゲート5の一方の入力側に印加され
る。このオアゲート5の他方の入力側には前述のEN信
号の遅延信号の反転信号(第2図(d))が印加され、
上述の両方の入力信号のオア動作が行なわれ、第2図(
g)に示されるような出力信号が得られる。この出力信
号はP形FET7に印加され、所定期間dだけこのP形
FET7がオンされた後に、オフにされる。一方、アン
ドゲート6は、ノアゲート12の出力信号とインバータ
4の出力信号とのアンド動作を行ない、出力信号(第2
図(h))を出力し、この信号がN形FET8に印加さ
れるが、論理値Oレベルであるのでオフにされる。
このようにP形FET7及びN形FET8が共にオフさ
れる前にP形FE77のみをオンにして急速に出力信号
線を1i、源電圧Vcレベルまで充電した後、P形FE
T7及びN形FET8を共にオフにさせて出力信号線1
0を高インピーダンス状態にする。
以上のようにすることにより、前述の貫通電流を完全に
なくすことが可能になり、消費電力を小さくすることが
できる。
なお、上記実施例ではプルアップ形の3状態回路を用い
た集積回路について説明したが、プルダウン形の3状態
回路を有する集積回路は、出力信号線を急速にプルダウ
ン抵抗を介して放電させた後に高インピーダンス状態に
する以外は、前記実施例と同様である。
G0発明の効果 この発明は以上説明したとおり、イネーブル信号ENが
論理値Oレベルから論理値ルベルに切換ると、P形FE
T及びN形FETが共にオフにされる前に、出力信号線
がプルアップされている側のP形トランジスタを所定期
間だけ−Hオンにして出力信号線を急速に電源電圧レベ
ルまで充電した後、P形FET及びN形FETを共にオ
フにして出力信号線を高インピーダンス状態にして、前
述の貫通電流を完全になくすることができるので、消費
電力を減少でき、ゲート数が増加しても発熱量が低減で
きるので、プラスチックパッケージが採用でき、低価な
集積回路を得る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による集積回路の構成図、
第2図は第1図の各部の波形図、第3図は従来の集積回
路の構成図である。 1・・・・データ信号線、2・・・・イネーブル信号線
、4・・・・インバータ、5・・・・オアゲート、6・
・・・アンドゲート、7・・・・P形FET、8・・・
・N形FET、9・・・・プルアップ抵抗、12・・・
・ノアゲート、13・・・・アンドゲート、14・・・
・遅延回路。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人  弁理士  岡  1) 次  生(外1名) 第 図 c 第 図 (a)データ信号 C (b)丁π偲号 (f )  ノア・ケ゛−ト12の出力信号 (g)オア5の出力信号 第 図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1及び第2の電源電圧間に直列に接続された第
    1及び第2のトランジスタの接続点から出力信号線が導
    出され、前記第1及び第2のトランジスタの制御端子に
    接続された一方の入力信号線上の入力信号に基づいて前
    記第1及び第2のトランジスタのうちのいずれか一方が
    オンにされると前記入力信号に応じた出力信号が前記出
    力信号線上に現れ、前記第1及び第2のトランジスタの
    制御端子に接続された他方の入力信号線上の入力信号に
    より前記第1及び第2のトランジスタが共にオフにされ
    る3状態回路と前記第1及び第2の電源電圧のいずれか
    と前記出力信号線間に接続された抵抗とを有する集積回
    路において、 前記他方の入力信号に基づいて前記出力信号線の充電又
    は放電を前記抵抗を介して促進させる充放電促進手段と
    、 前記他方の入力信号に基づいて前記第1及び第2のトラ
    ンジスタが共にオフにされる前に前記第1及び第2のト
    ランジスタのうちで前記出力信号線が前記抵抗を介して
    接続されている方の電源電圧レベルに接続されているト
    ランジスタを前記他方の入力信号に応じて所定時間だけ
    オンさせる手段とを備えたことを特徴とする集積回路。
  2. (2)前記第1及び第2のトランジスタは相補型MOS
    FETであることを特徴とする請求項1記載の集積回路
    。
  3. (3)前記一方の入力信号線上の入力信号はデータ信号
    であることを特徴とする請求項1記載の集積回路。
  4. (4)前記他方の入力信号線上の入力信号は、出力信号
    が前記出力信号線上に発生しないようにする出力禁止信
    号よりなる状態制御信号であることを特徴とする請求項
    1記載の集積回路。
  5. (5)前記所定時間は遅延手段の遅延時間により決定さ
    れるようにしたことを特徴とする請求項1記載の集積回
    路。
JP2273510A 1990-10-15 1990-10-15 集積回路 Pending JPH04150224A (ja)

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US07/760,622 US5210449A (en) 1990-10-15 1991-09-16 Edge triggered tri-state output buffer
EP19910309411 EP0481698A3 (en) 1990-10-15 1991-10-14 Tri-state circuit

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EP0481698A2 (en) 1992-04-22
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