JPH04245470A - バッファ回路 - Google Patents

バッファ回路

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JPH04245470A
JPH04245470A JP3029547A JP2954791A JPH04245470A JP H04245470 A JPH04245470 A JP H04245470A JP 3029547 A JP3029547 A JP 3029547A JP 2954791 A JP2954791 A JP 2954791A JP H04245470 A JPH04245470 A JP H04245470A
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JP
Japan
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transistor
channel
turned
output
buffer circuit
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JP3029547A
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Kazuki Chiba
和樹 千葉
Minoru Koyanagi
稔 小▲柳▼
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NEC Corp
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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NEC Corp
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • 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】
【0001】
【技術分野】本発明はバッファ回路に関し、特にNチャ
ネル・オープンドレインあるいはPチャネル・オープン
ドレインのバッファ回路に関する。
【0002】
【従来技術】従来、この種のオープンドレインバッファ
回路は、図5や図6に示されている構成になっていた。 図5は、従来のNチャネル・オープンドレインバッファ
回路の構成例である。図において、NチャネルMOSト
ランジスタT16のゲート電極は入力端子INと接続さ
れ、ソース電極はGND に接続され、ドレイン電極は
出力端子OUT のみに接続されている。
【0003】かかる構成のバッファ回路において、入力
端子INにハイレベルの電圧を印加するとNチャネル型
のトランジスタT16はオン状態になり、出力端子OU
T の電圧は、ローレベルとなる。一方、入力端子IN
にローレベルの電圧を印加するとトランジスタT16は
オフ状態になり、出力端子OUT の状態はハイインピ
ーダンス状態になる。
【0004】また、図6は、従来のPチャネル・オープ
ンドレインバッファ回路の構成例である。図において、
PチャネルMOSトランジスタT26のゲート電極は入
力端子INと接続され、ソース電極はVccに接続され
、ドレイン電極は出力端子OUT のみに接続されてい
る。
【0005】かかる構成のバッファ回路において、入力
端子INにローレベルの電圧を印加するとPチャネル型
のトランジスタT26はオン状態になり、出力端子OU
T の電圧は、ハイレベルとなる。一方、入力端子IN
にハイレベルの電圧を印加するとトランジスタT26は
オフ状態になり、出力端子OUT の状態はハイインピ
ーダンス状態になる。
【0006】しかし、上述した図5及び図6に示されて
いる従来のバッファ回路では、1本の信号線を複数のデ
バイスが時分割シェアリングする場合、それらのデバイ
スがオープンドレインで構成された従来のバッファ回路
を用いていると、信号の立上り(Nチャネル・オープン
ドレインの場合)又は立下り(Pチャネル・オープンド
レインの場合)が遅れるという欠点がある。
【0007】
【発明の目的】本発明は上述した従来の欠点を解決する
ためになされたものであり、その目的はオープンドレイ
ンの特性を保ちつつ、出力の立上り又は立下りに要する
時間を短縮できるバッファ回路を提供することである。
【0008】
【発明の構成】本発明によるバッファ回路は、MOSト
ランジスタと、前記MOSトランジスタのオンからオフ
へのゲート駆動入力レベルの遷移に応答して該トランジ
スタのドレイン出力における寄生容量を充電する充電回
路と、この寄生容量の充電電圧が所定レベルに達したと
きに前記充電回路をオフ状態に保持する保持回路とを有
することを特徴とする。
【0009】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0010】図1は本発明によるバッファ回路の第1の
実施例の構成を示す回路図であり、図5と同等部分は同
一符号により示されている。図において、本実施例のバ
ッファ回路は、4つのPチャネル型トランジスタT11
〜T13、T15と2つのNチャネル型トランジスタT
14、T16とを含んで構成されている。
【0011】Pチャネル型の第1のトランジスタT11
のソース電極は、電源Vccに接続されており、そのド
レイン電極はPチャネル型の第2のトランジスタT12
のソース電極と接続されている。Pチャネル型の第2の
トランジスタT12のドレイン電極はPチャネル型の第
3のトランジスタT13及びNチャネル型の第4のトラ
ンジスタT14のゲート電極と接続されるとともに、プ
ルダウン抵抗Rd を介してGND に接続されている
【0012】また、Pチャネル型の第3のトランジスタ
T13のソース電極は電源Vccに接続され、Nチャネ
ル型の第4のトランジスタT14のソース電極はGND
 に接続されていてる。これら両トランジスタT13及
びT14によりインバータが構成される。
【0013】Pチャネル型の第3のトランジスタT13
のドレイン電極及びNチャネル型の第4のトランジスタ
T14のドレイン電極はともにPチャネル型の第5のト
ランジスタT15のゲート電極に接続されている。Pチ
ャネル型の第5のトランジスタT15のソース電極はV
ccに接続されており、ドレイン電極はチャネル型の第
6のトランジスタのドレイン電極とともに出力端子OU
T に接続されるとともにPチャネル型の第1のトラン
ジスタT11のゲート電極に接続されている。
【0014】さらにまた、Nチャネル型の第6のトラン
ジスタT16のソース電極はGND に接続されており
、ゲート電極はPチャネル型の第2のトランジスタT1
2のゲート電極とともに入力端子INに接続されている
。なお、C1 は寄生容量である。
【0015】次に、図2を参照しつつ回路の動作につい
て説明する。
【0016】入力端子INの印加電圧がローレベルから
ハイレベルになると、トランジスタT12はオフ状態に
なり、トランジスタT13及びT14で構成されたイン
バータ部分の入力はプルダウン抵抗Rd によってロー
レベルになり、その出力は反転されてハイレベルになる
。その結果、トランジスタT15はオフ状態になるが、
同時に入力端子にハイレベルの電圧が印加されているこ
とからトランジスタT16がオン状態になり、寄生容量
C1 は放電されて出力端子OUT はローレベルとな
る。その結果、トランジスタT11はオン状態になる。
【0017】ここで、入力端子INにローレベルの電圧
が印加されると、まず、トランジスタT16はオフ状態
になり、出力端子OUT はハイインピーダンス状態に
なる。 それと同時にトランジスタT12もオン状態になってい
るので、トランジスタT13及びT14で構成されたイ
ンバータ部分の入力がハイレベルとなり、その出力はロ
ーレベルになる。その結果、トランジスタT15はオン
状態になり、寄生容量C1 が充電されて出力端子OU
T はハイレベルとなる。
【0018】寄生容量C1 の充電により、出力端子O
UT がハイレベルになると、トランジスタT11はオ
フ状態になり、トランジスタT13及びトランジスタT
14で構成されたインバータ部分の入力が再びプルダウ
ン抵抗Rd によってローレベルとなるため、その出力
はハイレベルとなる。その結果、寄生容量C1 の充電
後にトランジスタT15はオフ状態になり、出力端子O
UT はハイインピーダンス状態に保持され、安定する
【0019】このように、入力がハイレベルからローレ
ベルに遷移する際、出力を一度ハイレベル側にドライブ
して寄生容量C1 を充電した後ハイインピーダンス状
態にするため、出力の立上りに要する時間を短縮するこ
とができる。つまり、従来のNチャネル・オープンドレ
インバッファでは、プルアップ抵抗によって出力をハイ
レベルにしているため立上りが遅れてしまうのに対し、
本実施例回路ではそれより立上り時間が短くなるのであ
る。
【0020】また、図3は本発明によるバッファ回路の
第2の実施例の構成を示す回路図であり、図6と同等部
分は同一符号により示されている。図において、本実施
例のバッファ回路は、4つのNチャネル型トランジスタ
T21〜T23、T25と、2つのPチャネル型のトラ
ンジスタT24、T26とを含んで構成されている。
【0021】Nチャネル型の第1のトランジスタT21
のソース電極はGND に接続されており、ドレイン電
極はNチャネル型の第2のトランジスタT22のソース
電極と接続されている。Nチャネル型の第2のトランジ
スタT22のドレイン電極はNチャネル型の第3のトラ
ンジスタT23及びPチャネル型の第4のトランジスタ
T24のゲート電極と接続されるとともに、プルアップ
抵抗Ru を介して電源Vccに接続されている。
【0022】また、Nチャネル型の第3のトランジスタ
T23のソース電極はGND に接続され、Pチャネル
型第4のトランジスタT24のソース電極は電源Vcc
に接続されている。これら両トランジスタT23及びT
24によりインバータが構成される。
【0023】Nチャネル型の第3のトランジスタT23
のドレイン電極及びPチャネル型の第4のトランジスタ
T24のドレイン電極はともにNチャネル型の第5のト
ランジスタT25のゲート電極に接続されている。Nチ
ャネル型の第5のトランジスタT25のソース電極はG
ND に接続されており、ドレイン電極はPチャネル型
の第6のトランジスタのドレイン電極とともに出力端子
OUT に接続されるとともにNチャネル型の第1のト
ランジスタT21のゲート電極に接続されている。
【0024】さらにまた、Pチャネル型の第6のトラン
ジスタT26のソース電極はVccに接続されており、
ゲート電極はNチャネル型の第2のトランジスタT22
のゲート電極とともに入力端子INに接続されている。 なお、C2 は、寄生容量である。
【0025】次に、図4を参照しつつ回路の動作につい
て説明する。
【0026】入力端子INの印加電圧がハイレベルから
ローレベルになると、トランジスタT22はオフ状態に
なり、トランジスタT23及びT24で構成されたイン
バータ部分の入力はプルアップ抵抗Ru によってハイ
レベルになり、その出力は反転されてローレベルになる
。その結果、トランジスタT25はオフ状態になるが、
同時に入力端子にローレベルの電圧が印加されているこ
とからトランジスタT26がオン状態になり、寄生容量
C2 が充電されて、出力端子OUT は、ハイレベル
となる。その結果、トランジスタ21はオン状態になる
【0027】ここで、入力端子INにハイレベルの電圧
が印加されると、まず、トランジスタT26はオフ状態
になり、出力端子OUT はハイインピーダンス状態に
なる。 それと同時にトランジスタT22もオン状態になってい
るので、トランジスタT23及びT24で構成されたイ
ンバータ部分の入力がローレベルとなり、その出力はハ
イレベルになる。その結果、トランジスタT25はオン
状態になり、寄生容量C2 が放電されて出力端子OU
T はローレベルとなる。
【0028】寄生容量のC2 の放電により、出力端子
OUT がローレベルになると、トランジスタT21は
オフ状態になり、トランジスタT23及びトランジスタ
T24で構成されたインバータ部分の入力が再びプルア
ップ抵抗Ru によってハイレベルとなるため、その出
力はローレベルとなる。その結果、寄生容量C2 の充
電後にトランジスタT25はオフ状態になり、出力端子
OUT はハイインピーダンス状態に保持され、安定す
る。
【0029】このように、入力がローレベルからハイレ
ベルに遷移する際、出力を一度ローレベル側にドライブ
して寄生容量C2 を放電した後、ハイインピーダンス
状態にするため、出力の立下りに要する時間を短縮する
ことができる。つまり、従来のPチャネル・オープンド
レインバッファでは、プルダウン抵抗によって出力をロ
ーレベルにしているため立下りが遅れてしまうのに対し
、本実施例回路ではそれより立下り時間が短くなるので
ある。
【0030】なお、上述の第1及び第2の実施例におい
ては、全てCMOSトランジスタで回路を構成している
ため、消費電力が少なくて済む。また、上述の実施例の
バッファ回路をファンクションブロックとしてライブラ
リに備えておけば、マスタスライス方式によるLSI設
計が実現できる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、オープン
ドレインの特性を保ちつつ、入力信号がディセーブル状
態になったときに、一度出力を逆側の電位レベルにドラ
イブして、その後出力をハイインピーダンス状態にする
ことにより、出力の立上り(Nチャネル・オープンドレ
インの場合)又立下り(Pチャネル・オープンドレイン
の場合)に要する時間を短縮できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるバッファ回路の構
成を示す回路図である。
【図2】図1の回路の動作を示す波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるバッファ回路の構
成を示す回路図である。
【図4】図3の回路の動作を示す波形図である。
【図5】従来のNチャネル・オープンドレインバッファ
の回路図である。
【図6】従来のPチャネル・オープンドレインバッファ
の回路図である。
【符号の説明】
T11〜T13、T15、T24、T26  Pチャネ
ル型トランジスタ T14、T16、T21〜T23、T25  Nチャネ
ル型トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  MOSトランジスタと、前記MOSト
    ランジスタのオンからオフへのゲート駆動入力レベルの
    遷移に応答して該トランジスタのドレイン出力における
    寄生容量を充電する充電回路と、この寄生容量の充電電
    圧が所定レベルに達したときに前記充電回路をオフ状態
    に保持する保持回路とを有することを特徴とするバッフ
    ァ回路。
JP3029547A 1991-01-30 1991-01-30 バッファ回路 Expired - Lifetime JP2690624B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3029547A JP2690624B2 (ja) 1991-01-30 1991-01-30 バッファ回路
US07/827,433 US5323063A (en) 1991-01-30 1992-01-29 Buffer circuit

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JP2690624B2 (ja) 1997-12-10

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