JPH0622318B2 - パルス遅延回路 - Google Patents

パルス遅延回路

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JPH0622318B2
JPH0622318B2 JP60088576A JP8857685A JPH0622318B2 JP H0622318 B2 JPH0622318 B2 JP H0622318B2 JP 60088576 A JP60088576 A JP 60088576A JP 8857685 A JP8857685 A JP 8857685A JP H0622318 B2 JPH0622318 B2 JP H0622318B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、デジタル回路装置等に使用されるパルス遅延
回路に係り、特に遅延時間を可変するのに好適なパルス
遅延回路に関する。
〔発明の背景〕
パルス遅延回路の従来例としては、特開昭59−50610 号
公報に記載のものがある。この例では、一つの制御電圧
により遅延時間が可変であり、かつ出力パルスのデュー
ティ(くり返し周期に対する高レベル出力期間あるいは
低レベル出力期間の比)を検出してフィードバックをか
ける構成であるので、一定のくり返し周期を有する入力
パルスを、そのデューティを厳密に保ったまま遅延した
り、所望のデューティとなるよう波形整形したりする場
合に有効である。
しかし、電圧比較器が回路構成要素として必要であり、
回路規模が大きくなる。また、くり返し周期が一定では
ないパルスの遅延に用いることは困難である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き簡単な回路
構成により、一つの制御電圧でパルスの遅延時間が可変
であり、くり返し周期が一定のパルスの場合はもちろ
ん、周期が一定ではないパルスの遅延に用いても、その
パルス幅(高レベル出力時間あるいは低レベル出力期
間)を精度よく保ったまま遅延できるようなパルス遅延
回路を提供するにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、論理ゲートを複
数個直列に接続し、ある論理ゲートから次段の論理ゲー
ト入力までのパルス伝送線路の線路抵抗を可変としてパ
ルス遅延時間をコントロールするパルス遅延回路におい
て、線路抵抗の可変素子として、PチャンネルMOSトラ
ンジスタあるいはNチャンネルMOSトランジスタのいず
れか一方のみを用いることにより、単一の制御電圧での
遅延時間可変を可能とし、かつ、上記MOSトランジスタ
による抵抗可変を偶数個のパルス伝送線路に施し、この
うち半数の線路にては入力パルスの立上り位相の遅延時
間を残りの半数の線路にては入力パルスの立上り位相の
遅延時間をコントロールするように構成したことによ
り、遅延回路入出力のパルス幅保存を可能とした点に特
徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面でもって説明する。
第1図は本発明によるパルス遅延回路の一実施例を示す
回路図であって、1は入力パルス、2,3は出力抵抗可変
インバータ、4は波形整形用ゲートとして用いるインバ
ータ、5は遅延された出力パルス、6は遅延時間量制御
電圧、21,31,41はインバータの構成要素素子であるPチ
ャンネルMOSトランジスタ(以下P−MOSTと略記す
る)、22,32,42は同じくインバータの構成要素素子であ
るNチャンネルMOSトランジスタ(以下N−MOSTと
略記する)、23,33はそれぞれインバータ2,3の出力抵抗
値を可変するためのN−MOST、7,8はインバータ3,4
の入力部に配置したコンデンサである。
同図において、MOST21と22,31と=32,41と42とでそ
れぞれ相補形MOS(C−MOS)のインバータを形成する。
N−MOST23,33はゲート端子に印加する電圧6
の電圧値で導電路の導通抵抗値の大小をコントロールで
きるので、インバータ2あるいは3のローレベル出力
時、すなわちN−MOST22あるいは32がON(低抵抗
状態,この時P−MOST21,31はOFFすなわち高
抵抗状態である)の時の出力線路抵抗値が可変される。
なお、コンデンサ7,8としては、インバータ入力部に寄
生する浮遊容量を用いることも可能であり、この場合に
はあらためてコンデンサを付加する必要はない。
第1図の各部電圧波形を第2図に示す。第2図におい
て、入力パルス1が論理レベルの“0”レベルの時、P
−MOST21がON,N−MOST22はOFFとなり、イ
ンバータ3の入力端は、論理レベルの“1”レベルの電
圧値を有する電源ライン10に接続されるので、インバー
タ3の入力パルス9は“1”レベルになる。
この時、P−MOST31はOFFし、N−MOST32がO
Nするので、インバータ4の入力端はN−MOST33を
介して“0”レベル電源ライン(第1図ではアース)に
接続され、インバータ4の入力パルス11は後に述べるレ
ベル変動過渡時間以後は“0”レベルになる。さらにこ
の時、P−MOST41がON,N−MOST42がOFFと
なり、出力パルス5は“1”レベルになる。
次に、入力パルス1が“0”レベルから“1”レベルに
変化すると、P−MOST21がOFF,N−MOST22が
ONし、パルス9はコンデンサ7とN−MOST23の導
通抵抗とで決まる放電曲線を描いて“1”レベルから
“0”レベルに下降する。パルス9のレベルが、インバ
ータ3のしきい値レベル(一般にC−MOSでは“1”レ
ベルと“0”レベルの中心値近傍の電圧レベルを有す
る)を通過した時点で、P−MOST31がON,N−M
OST32がOFFとなり、パルス11は“1”レベルとな
る。同時にパルス5は“0”レベルになる。以上の動作
によりパルス1の立上りエッジ(“0”レベルから
“1”レベルのレベル変動部)を時間t1だけ遅らせた
パルス5が得られる。
上記の後、パルス1が“1”レベルから“0”レベルに
変化すると、P−MOST21がON,N−MOST22が
OFFし、パルス9は即時に“0”レベルから“1”レベ
ルに変わる。この時、P−MOST31がOFF,N−MO
ST32がONとなり、パルス11はコンデンサ8とN−M
OST33の導通抵抗とで決まる放電曲線を描いて“1”
レベルから“0”レベルに下降する。パルス11のレベル
がインバータ4のしきい値レベルを通過した時点でパル
ス5が“0”レベルから“1”レベルに変化する。この
動作により、パルス1の立下りエッジ(“1”レベルか
ら“0”レベルのレベル変動部)が時間t2だけ遅れて
パルス5に出力される。N−MOST23,33は、そのゲ
ート端子の印加電圧6が高ければ高いほど導通抵抗が低
くなる特性を有するので、印加電圧を高くして放電曲線
を傾きを急峻にすることでt1,t2を小さくするかまた
は印加電圧を低くして放電曲線の傾きを緩かにすること
でt1,t2を大きくするような遅延時間の可変制御が可
能である。
ここで、N−MOST23と33とに、同一の幾何学的形状
を有する半導体製造用マスクパターンを用いて製造され
たMOSトランジスタを用いれば、同一の制御電圧6を印
加した時、その導通抵抗値はほぼ同一となる。そこで、
コンデンサ7と8を、外付けコンデンサ等を用いて適宜
設定すれば、第1図の構成により、単一の制御電圧6を
用いて、t1とt2とを同一に保ったままその時間量をコ
ントロールすることができる。
なお、第1図では、入力パルス1を遅延した出力パルス
5として、入力パルスの極性反転パルスを得る構成を示
したが、インバータ4の後段にさらに4と同様(ただし
コンデンサ8は不要)のインバータを追加するかまたは
インバータ4に代えて公知のインインバーティング論理
ゲートを用いる等により、入力パルスと同一極性の遅延
出力パルスを得ることも容易である。
第3図に、第1図のインバータ2および3に代えて用い
ることのできる出力線路抵抗可変論理ゲート回路の構成
例を示す。
第3図はP−MOST121,N−MOST122 で構成さ
れるインバータで、P−MOST121 ON 時(この時N
−MOST 122はOFF )の出力線路抵抗をP−MOS
T123で可変するようにしたものである。パルス入力端
子を13,出力端子を14として、第1図の2および3にか
えて第3図の構成の回路を2構成用い、2構成に共通の
印加電圧6を与えて第1図と同様なパルス遅延時間のコ
ントロールが可能である。なお、この場合には、第2図
のパルス9,11の放電曲線に代えて充電曲線(パルス
9,11が“0”レベルから“1”レベルに変わる部分の
過渡波形特性)を変化させることにより遅延時間が制御
される。また、P−MOST123はゲート端子印加電圧
が低いほどその導通抵抗値が低くなる特性を持つので、
印加電圧6が低いほど遅延時間が小さくなるような遅延
時間制御となる。
以上説明した様に、P−MOSトランジスタあるいはN−M
OS トランジスタのいずれか一方のみを線路抵抗制御素
子として用いることにより一つの制御電圧で遅延時間の
コントロールが可能になる。ただし、この場合、1ケ所
の出力線路の線路抵抗制御では、入力パルスの片方のパ
ルスエッジの遅延コントロールのみが有効に実行され、
他方のパルスエッジは遅延コントロールができないの
で、上述した実施例では、出力線路の2ケ所で線路抵抗
制御を行ない、一方の線路抵抗可能で入力パルスの立上
りエッジを、他方の線路抵抗可変で立下りエッジを遅延
コントロールするように構成し、入力パルスのパルス幅
を保存したままパルス遅延ができるようにしている。
第4図は本発明によるパルス遅延回路の他の実施例を示
す回路図であって、18,19は出力線路抵抗可変の論理ゲ
ートであり、第1図の2、第3図に示したような回路ブ
ロック図である。
この実施例と第1図に示した実施例との相違点は出力線
路抵抗可変論理ゲート18と19との間に、ノンインバーテ
ィングゲート20を挿入したことである。第5図には、論
理ゲート18,19に第1図の2,3を用いた場合の動作波形を
示す。ノンインバーティングゲート20を挿入したことに
より、2段目の出力線路抵抗可変論理ゲート19には、パ
ルス9を波形整形したパルス9′が入力されることにな
るが、その他の動作は第2図と同様であり、出力線路抵
抗可変論理ゲート18で入力パルス1の立上りエッジが、
19で立下りエッジがそれぞれ遅延時間コントロールされ
る。
第4図の構成は、C−MOS構造のLSIに本発明の回路を集
積する場合に特に好適である。この理由を以下に説明す
る。
第4図のノンインバーティングゲート20の回路図を第6
図に示す。201,203はP−MOST,202,204はN−MO
STであり、インバータの直列接続により構成される。
ここで、ノンインバーティングゲートの入力部すなわち
P−MOST 201 ,N−MOST202 で構成されるインバ
ータ部に第1図あるいは第4図4のインバータと同一の
幾何学形状に設計したものを用いれば、第4図のノンイ
ンバーティングゲート20の入力部浮遊容量とインバータ
4の入力部浮遊容量とをほぼ同一の容量値とすることが
できるので、LSI外部にコンデンサを接続してその容量
値を調整する等の必要なしに、入力パルスのパルス幅を
精度よく保ったパルス遅延が実現できる。
第7図は本発明のパルス遅延回路のさらに他の実施例を
示す回路図であって、71,72は電圧比較増幅器、73,74は
基準電圧、75,76はP−MOST、77,78はダイオード
である。
第7図において、電圧比較増幅器71,72は市販されてい
るバイポーラトランジスタを用いたものを利用しても良
い。衆知のように、電圧比較増幅器71,72は、そのマイ
ナス入力端子に基準電圧73,74を接続し、プラス入力端
子に入力パルスを加えればノンインバーティングゲート
として動作する。電圧比較増幅器71,P−MOST75,
ダイオード77とで“1”レベル出力時の線路抵抗が可変
の1段目の線路抵抗可変論理ゲート,電圧比較増幅器7
2,P−MOST76,ダイオード78とで“1”レベル出
力時の線路抵抗が可変の2段目の線路抵抗可変論理ゲー
トを構成する。
第7図に示した実施例の各部動作波形を第8図に示す。
電圧比較増幅器は入力パルス1と同一極性のパルスを出
力するが、P−MOST75の導通抵抗が“1”レベル出
力時にのみ出力線路に挿入されるので、この抵抗とイン
バータ4′の入力部浮遊容量との積分特性により、イン
バータ4′の入力端パルス79は第8図79に示すように立
上り部がなまった波形となる。これをインバータ4′で
波形整形すると出力パルス80が得られ入力パルス1の立
上りエッジの遅延(時間t1)が実現される。
同様にして、インバータ4の入力端パルス81は電圧比較
増幅器72の入力パルス80の立上りエッジをなまらせた波
形となるので、これをインバータ4で波形整形すれば、
入力パルス1の立下りエッジの遅延(時間t2)が実現
され、出力パルス5は第8図5の波形となる。
第7図の構成例にても、線路抵抗可変にP−MOSTの
みを用いることができるので、単一の制御電圧6で遅延
コントロールが可能である。なお、線路抵抗可変素子と
してP−MOST75,76に変えてN−MOSTを用い、
ダイオード77,78を第7図図示と逆方向に入れるか、あ
るいは第3図(b)に示すN−MOSTとP−MOSTの
並列接続を用いる等も可能である。
以上説明した第1図,第4図,第7図の実施例は、いず
れも出力線路抵抗可変論理ゲートを2ケ用いた例である
が、2以上の偶数個の出力線路抵抗可変論理ゲートを用
い、その半数で入力パルスの立上りエッジを、残りの半
数で入力パルスの立上りエッジを遅延コントロールする
ように構成すれば、線路抵抗可変素子としてP−MOS
TあるいはN−MOSTのいずれか一方を用いて、すな
わち、単一の遅延時間制御電圧により、パルスを保存し
たパルス遅延制御が可能になる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、MOSトランジス
タを用いて該MOSトランジスタの挿入された偶数個の出
力線路のうちの半数の出力線路上で入力パルスの一方の
パルスエッジの伝送時の出力線路抵抗値を、残りの半数
の出力線路で上記入力パルスの他方のパルスエッジの伝
送時の出力線路抵抗値を変化するようにしたので、入力
パルスのパルス幅を精度よく保ったままでパルス遅延が
できるので、単一の制御電圧によるパルス遅延時間制御
が可能で、また、電圧比較器を必須構成要素とせず、簡
単な回路構成で実現可能であり、さらに、全回路をC−
MOSプロセスで実現することも可能であって、C−MOS構
造のLSIへの集積にとくに有利で、上記従来技術の欠点
を除いて優れた機能のパルス遅延回路を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるパルス遅延回路の一実施例を示す
回路図、第2図は第1図の各部動作波形図、第3図は出
力線路抵抗可変論理ゲートの第1図とは異なる実施例の
回路図、第4図は本発明によるパルス遅延回路の他の実
施例のブロック図、第5図は第4図の各部動作波形図、
第6図は第4図のノンインバーティングゲートの回路
図、第7図は本発明によるパルス遅延回路の更に他の実
施例のブロック図、第8図は第7図の各部動作波形図で
ある。 1……入力パルス 2,3,18,19……出力線路抵抗可変論理ゲート 4,4′……インバータ 5……出力パルス 21,31,41……PチャンネルMOSトランジスタ 22,32,42……NチャンネルMOSトランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも3個の論理ゲートを直列に接続
    して成り、 その初段の論理ゲートに、第1の論理レベルと第2の論
    理レベルで構成される入力パルスの、前記第1の論理レ
    ベルの印加が開始されると、初段の論理ゲートと次段の
    論理ゲートとの間で、後者から前者への一方向性の電流
    が負方向電流として流れ、続いて次段の論理ゲートと次
    々段の論理ゲートとの間で、前者から後者への一方向性
    の電流が正方向電流として流れ、以下、以後の各段間に
    おいて、同様に電流方向を反転させながら電流が流れる
    ことにより、最終段の論理ゲート出力において、前記第
    1の論理レベルの印加開始タイミングの遅延を得、 前記初段の論理ゲートへ、前記入力パルスの第2の論理
    レベルの印加が開始されると、初段の論理ゲートと次段
    の論理ゲートとの間で、前者から後者への一方向性の電
    流が正方向電流として流れ、続いて次段の論理ゲートと
    次々段の論理ゲートとの間で、後者から前者への一方向
    性の電流が負方向電流として流れ、以下、以後の各段間
    において、同様に電流方向を反転させながら電流が流れ
    ことにより、最終段の論理ゲート出力において、前記第
    2の論理レベルの印加開始タイミングの遅延を得、 その結果として最終段の論理ゲート出力から、遅延出力
    パルスを取り出すようにしたパルス遅延回路において、 前記負方向電流の流れる、全部で偶数個ある段間の経路
    に、NチャンネルMOSトランジスタを直列に挿入接続
    するか、又は前記正方向電流の流れる、全部で偶数個あ
    る段間の経路にPチャンネルMOSトランジスタを直列
    に挿入接続し、 直列に挿入接続された前記すべてのMOSトランジスタ
    のゲート端子を共通の電圧に接続し、該共通電圧の値を
    制御することにより、 前記MOSトランジスタを直列に挿入接続された全部で
    偶数個ある段間経路のうち、その半数の経路で、前記入
    力パルスの第1の論理レベルの印加開始タイミング遅延
    制御のための抵抗値制御を行い、残りの半数の経路で、
    前記入力パルスの第2の論理レベルの印加開始タイミン
    グ遅延制御のための抵抗値制御を行って、前記遅延出力
    パルスの遅延量を制御することを特徴とするパルス遅延
    回路。
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