JPH05145385A - Cmos出力バツフア回路 - Google Patents

Cmos出力バツフア回路

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JPH05145385A
JPH05145385A JP3329647A JP32964791A JPH05145385A JP H05145385 A JPH05145385 A JP H05145385A JP 3329647 A JP3329647 A JP 3329647A JP 32964791 A JP32964791 A JP 32964791A JP H05145385 A JPH05145385 A JP H05145385A
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JP
Japan
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input
channel mos
output
mos transistor
buffer circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3329647A
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English (en)
Inventor
Yasuo Arisawa
靖夫 有沢
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低消費電力で且つスイッチングノイズの発生
を低減したCMOS出力バッファ回路を提供する。 【構成】 電源と接地間に直列に接続されたPチャネル
MOSトランジスタ3とNチャネルMOSトランジスタ
4を設け、その接続点を出力端子2とし、PチャネルM
OSトランジスタ3のゲートにはNAND素子5の出力
端子を接続し、NチャネルMOSトランジスタ4のゲー
トにはNOR素子6の出力端子を接続する。そしてNA
ND素子5及びNOR素子6の一方の入力端には、入力
端子1からの入力信号INを入力し、NAND素子5及
びNOR素子6の他方の入力端には、遅延回路7を通し
た遅延入力信号IN′を入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、低消費電力で且つノ
イズの発生を少なくしたCMOS出力バッファ回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年CMOSデバイスの微細化による高
速化、並びに駆動能力の向上により、大電流を駆動する
CMOS出力バッファ回路においては、出力論理レベル
が“L”から“H”レベルへ、又は“H”から“L”レ
ベルへのスイッチング時に、Pチャネル及びNチャネル
MOSトランジスタが同時にオンする期間内で、電源か
ら接地側へ電流が流れることによる消費電流の増大、更
にはこの貫通電流と外部負荷によりリンギングが発生
し、回路の誤動作、更にはスイッチングノイズによる他
機器への悪影響等が問題となっている。
【0003】これらの問題点を解決するために、特開平
2−101817号において従来技術として示している
ような手段により、貫通電流を低減し、消費電流及びス
イッチングノイズの低減を計ることが提案されている。
この提案手段の原理は、図6に示すように、2入力NA
ND素子104 と、2入力NOR素子105 と、NOT素子
103 と、電源と接地間に直列に接続されたPチャネルM
OSトランジスタ106とNチャネルMOSトランジスタ1
07 とを備え、NOR素子105 の一方の入力端を接地レ
ベルに固定し、NAND素子104 の一方の入力端をNO
T素子103 により電源レベルに固定し、また出力バッフ
ァ回路の入力端子101 はNAND素子104 及びNOR素
子105 の他方の入力端に接続し、出力端子102 はPチャ
ネルMOSトランジスタ106 とNチャネルMOSトラン
ジスタ107 の接続点より導出するように構成されてい
る。
【0004】そして図7に示すような入力信号INが印
加されると、NAND素子104 の論理スレシホールド電
圧をVb 、NOR素子105 の論理スレシホールド電圧を
a としたとき、同一サイズのMOSトランジスタでN
AND素子及びNOR素子を構成した場合には、Va
b となる関係を利用して、NAND素子104 及びNO
R素子105 の各出力端、すなわちノードA,Bの信号波
形を図7に示すように生成し、PチャネルMOSトラン
ジスタ106 及びNチャネルMOSトランジスタ107 が同
時にONしないようにするものである。なお図7におい
て、OUTは出力信号波形である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記提案の
CMOS出力バッファ回路においては、デバイスの微細
化により素子のスピードが向上し、更に微細化による駆
動能力の向上により、図7に示す入力信号INの立ち上
がり時間及び立ち下がり時間が短くなった場合、ノード
A,Bにおける信号はほぼ同時に変化し、NAND素子
104 の“H”から“L”レベルへのスイッチング時間並
びに“L”から“H”レベルへのスイッチング時間と、
NOR素子105 スイッチング時間の差による、Pチャネ
ル及びNチャネルMOSトランジスタ106 ,107 が同時
にONしない期間が得にくくなるだけでなく、素子の微
細化による高速化によって、その時間差は極めて短くな
り、素子のバラツキ等により十分な効果が達成できなく
なるという問題点があった。
【0006】本発明は、従来のCMOS出力バッファ回
路における上記問題点を解消するためになされたもの
で、素子スピードが向上しても確実に出力バッファ用の
Pチャネル及びNチャネルMOSトランジスタが同時に
ONする期間をなくし、貫通電流による消費電流及びス
イッチングノイズの低減を計ったCMOS出力バッファ
回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、図1の概念図に示すように、P
チャネルMOSトランジスタ3及びNチャネルMOSト
ランジスタ4で構成されるCMOS出力バッファ回路最
終段のPチャネルMOSトランジスタ3のゲートをNA
ND素子5を介して駆動し、NチャネルMOSトランジ
スタ4のゲートをNOR素子6を介して駆動するように
したCMOS出力バッファ回路において、NAND素子
5及びNOR素子6の一方の入力端には入力信号INを
入力し、NAND素子5及びNOR素子6の他方の入力
端には、入力信号INを遅延回路7を通して得られる遅
延入力信号IN′を入力するように構成するものであ
る。
【0008】このように構成したCMOS出力バッファ
回路においては、入力信号INを遅延回路7に入力する
ことにより、図2のタイミングチャートに示すような遅
延入力信号IN′が生成される。そして入力信号INと
遅延入力信号IN′をNAND素子5及びNOR素子6
に入力することにより、NAND素子5及びNOR素子
6からの出力信号A,Bが生成され、それぞれPチャネ
ルMOSトランジスタ3及びNチャネルMOSトランジ
スタ4に入力される。これにより出力バッファ回路最終
段のPチャネルMOSトランジスタ3及びNチャネルM
OSトランジスタ4が同時にONしない期間は、NAN
D素子5及びNOR素子6の“H”から“L”レベル又
は“L”から“H”レベルへの伝播遅延時間に加え、入
力信号INと遅延回路7による遅延入力信号IN′の時
間差分の期間だけ確保でき、確実に両方のトランジスタ
3,4がONする期間をなくし、これにより貫通電流及
びスイッチングノイズの低減化を実現することができ
る。
【0009】
【実施例】次に実施例について説明する。図3は、本発
明に係るCMOS出力バッファ回路の第1実施例を示す
回路構成図で、図1に示した概念図と同一又は対応部材
には同一符号を付して示している。図において、1は出
力バッファ回路への入力信号INへの入力端子、2は出
力バッファ回路の出力信号OUTの出力端子、11及び12
はCMOSトランジスタからなるトランスミッションゲ
ート、5は2入力NAND素子、6は2入力NOR素子
であり、3はPチャネルMOSトランジスタ、4はNチ
ャネルMOSトランジスタで、電源と接地間に直列に接
続されている。そして入力端子1は図示のように、NA
ND素子5及びNOR素子6の一方の入力端、並びにト
ランスミッションゲート11,12の一方の入出力端子に接
続され、またトランスミッションゲート11の他方の入出
力端子はNAND素子5の他方の入力端に接続され、ト
ランスミッションゲート12の他方の入出力端子はNOR
素子6の他方の入力端に接続されている。またNAND
素子5の出力端子はPチャネルMOSトランジスタ3の
ゲート及びトランスミッションゲート11の各ゲート入力
端子へ接続され、NOR素子6の出力端子はNチャネル
MOSトランジスタ4のゲート及びトランスミッション
ゲート12の各ゲート入力端子にそれぞれ接続されてい
る。
【0010】次に、このように構成されたCMOS出力
バッファ回路の動作を、図4に示したタイミングチャー
トに基づいて説明する。なお回路の状態は、出力は
“L”レベル、入力も“L”レベルとして説明する。ま
ず入力信号INが“L”レベルで出力信号OUTが
“L”レベルのとき、NAND素子5の出力Cは“H”
レベル、NOR素子6の出力Dも“H”レベルになって
いる。このとき、入力信号INが“H”レベルに変化す
ると、NOR素子6の出力Dが図4に示すように、直ち
に“L”レベルとなり、NチャネルMOSトランジスタ
4をOFFする。更にトランスミッションゲート11にお
いては、NAND素子5の出力Cが“H”レベルである
ことから、トランスミッションゲート11を構成している
NチャネルMOSトランジスタのみがONとなり、この
MOSトランジスタのON抵抗と、NAND素子5のゲ
ート容量による遅延により、その出力Aは入力信号IN
の変化に遅れて、図4に示すように“L”から“H”レ
ベルへ変化し、これによりNAND素子5の出力Cは
“L”レベルとなり、PチャネルMOSトランジスタ3
がONとなって、出力信号OUTが“H”レベルとな
る。一方、トランスミッションゲート12は、NOR素子
6の出力Dが“L”レベルのため、トランスミッション
ゲート12を構成しているPチャネルMOSトランジスタ
のみがONとなり、図4に示すように入力信号INの変
化に遅れて、その出力Bは“H”レベルとなる。
【0011】次に入力信号INが“L”レベルに変化す
ると、NAND素子5の出力Cは直ちに“H”レベルと
なり、PチャネルMOSトランジスタ3はOFFする。
更にトランスミッションゲート12においては、NOR素
子6の出力Dが“L”レベルであることから、トランス
ミッションゲート12を構成しているPチャネルMOSト
ランジスタがONし、その出力Bは入力信号INの変化
に遅れて、図4に示すように“L”レベルとなり、NO
R素子6の出力Dは“H”レベルとなってNチャネルM
OSトランジスタ4がONし、出力信号OUTが“L”
レベルとなる。一方、トランスミッションゲート11は、
NAND素子5の出力Cが“H”レベルのため、該トラ
ンスミッションゲート11を構成しているNチャネルMO
SトランジスタがONとなり、その出力Aは図4に示す
ように入力信号INの変化に遅れて“L”レベルとな
る。
【0012】このように、トランスミッションゲート1
1,12は、NAND素子5及びNOR素子6のスイッチ
ング時には、トランスミッションゲート11ではNチャネ
ルMOSトランジスタがONし、トランスミッションゲ
ート12ではPチャネルMOSトランジスタがONして、
そのON抵抗と、NAND素子5及びNOR素子6のゲ
ート容量により遅延を生成しているが、スイッチング後
の定常状態においては、トランスミッションゲート11で
はPチャネルMOSトランジスタにより、トランスミッ
ションゲート12ではNチャネルMOSトランジスタによ
り、その出力であるノードA,Bの電位を保つように動
作する。
【0013】次に第2実施例を図5に基づいて説明す
る。上記第1実施例では、NAND素子及びNOR素子
として2入力素子を用いたものを示したが、この第2実
施例は、図に示すように、多入力のNAND素子15及び
NOR素子16を用い、それらの1つの入力端にはそれぞ
れ入力信号INを入力し、残りの入力端には各トランス
ミッションゲート11,12の他方の入出力端子を共通に接
続して構成したものである。
【0014】このように構成したCMOS出力バッファ
回路においては、NAND素子及びNOR素子を多入力
として遅延を増加させるだけでなく、トランスミッショ
ンゲートを構成するMOSトランジスタのON抵抗と、
NAND素子及びNOR素子のゲート容量により、各ト
ランスミッションゲートの出力であるノードA,Bの波
形になまりをもたせ、NAND素子とNOR素子の論理
反転電圧の差異を利用して、入力信号INから遅延波形
を生成し、同様の効果を得ることができる。
【0015】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、CMOS出力バッファ回路の最終段の
PチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトラ
ンジスタが同時にONしない期間は、入力信号と遅延回
路による遅延入力信号の時間差分の期間だけ確保できる
ので、確実に両方のトランジスタがONする期間をなく
し、貫通電流及びスイッチングノイズの低減化を計るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCMOS出力バッファ回路の原理を示
す概念図である。
【図2】図1に示したCMOS出力バッファ回路の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
【図3】本発明の第1実施例を示す回路構成図である。
【図4】第1実施例の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
【図5】本発明の第2実施例を示す回路構成図である。
【図6】従来のCMOS出力バッファ回路の構成例を示
す回路構成図である。
【図7】図6に示した従来例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 PチャネルMOSトランジスタ 4 NチャネルMOSトランジスタ 5 NAND素子 6 NOR素子 7 遅延回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PチャネルMOSトランジスタ及びNチ
    ャネルMOSトランジスタで構成されるCMOS出力バ
    ッファ回路最終段のPチャネルMOSトランジスタのゲ
    ートをNAND素子を介して駆動し、NチャネルMOS
    トランジスタのゲートをNOR素子を介して駆動するよ
    うにしたCMOS出力バッファ回路において、NAND
    素子及びNOR素子の一方の入力端には入力信号を入力
    し、NAND素子及びNOR素子の他方の入力端には入
    力信号を遅延回路を介して入力するように構成したこと
    を特徴とするCMOS出力バッファ回路。
  2. 【請求項2】 前記遅延回路を2つのCMOSトランス
    ミッションゲートで構成し、第1のCMOSトランスミ
    ッションゲートの一方の入出力端子には入力信号を入力
    し他方の入出力端子は前記NAND素子の他方の入力端
    に接続し、ゲート入力端子には該NAND素子の出力を
    入力するようにし、第2のCMOSトランスミッション
    ゲートの一方の入出力端子には入力信号を入力し他方の
    入出力端子は前記NOR素子の他方の入力端に接続し、
    ゲート入力端子には該NOR素子の出力を入力するよう
    に構成したことを特徴とする請求項1記載のCMOS出
    力バッファ回路。
  3. 【請求項3】 前記CMOSトランスミッションゲート
    は、該CMOSトランスミッションゲートを構成するP
    チャネルMOSトランジスタ及びNチャネルMOSトラ
    ンジスタのいずれか一方をオン状態として動作させるよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項2記載のC
    MOS出力バッファ回路。
  4. 【請求項4】 前記NAND素子及びNOR素子を多入
    力素子で構成し、該NAND素子及びNOR素子の1つ
    の入力端にそれぞれ入力信号を入力し、残りの入力端に
    前記各CMOSトランスミッションゲートの他方の入出
    力端子を接続していることを特徴とする請求項2又は3
    記載のCMOS出力バッファ回路。
JP3329647A 1991-11-20 1991-11-20 Cmos出力バツフア回路 Withdrawn JPH05145385A (ja)

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ID=18223684

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11202970A (ja) * 1998-01-19 1999-07-30 Toshiba Microelectronics Corp クロックスキュー防止回路
KR20020057294A (ko) * 2000-12-30 2002-07-11 박종섭 스위칭 노이즈를 감소시킨 씨모스 드라이버

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11202970A (ja) * 1998-01-19 1999-07-30 Toshiba Microelectronics Corp クロックスキュー防止回路
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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990204