JPH0683052B2 - 3-state circuit - Google Patents

3-state circuit

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JPH0683052B2
JPH0683052B2 JP61080782A JP8078286A JPH0683052B2 JP H0683052 B2 JPH0683052 B2 JP H0683052B2 JP 61080782 A JP61080782 A JP 61080782A JP 8078286 A JP8078286 A JP 8078286A JP H0683052 B2 JPH0683052 B2 JP H0683052B2
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Japan
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transistor
gate
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terminal
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洋司 竹腰
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
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    • H03K19/09429Multistate logic one of the states being the high impedance or floating state

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、相補型MOSトランジスタ(以下CMOSトランジ
スタとする)を用いた3ステート回路に関する。
The present invention relates to a three-state circuit using complementary MOS transistors (hereinafter referred to as CMOS transistors).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図及び第4図に従来の3ステート回路の回路構成を
示す。
FIGS. 3 and 4 show the circuit configuration of a conventional 3-state circuit.

DATA信号が2入力NAND回路のゲートに接続されその2入
力NAND回路の出力が出力CMOS反転回路(以下出力インバ
ータとする)のP型MOSトランジスタのゲートに、ま
た、2入力NOR回路の出力が同出力インバータのN型MOS
トランジスタのゲートに接続されている。
The DATA signal is connected to the gate of the 2-input NAND circuit, and the output of the 2-input NAND circuit is the same as the gate of the P-type MOS transistor of the output CMOS inversion circuit (hereinafter referred to as the output inverter), and the output of the 2-input NOR circuit is N-type MOS of output inverter
It is connected to the gate of the transistor.

また、2入力NAND回路のもう一方のゲートは、出力制御
信号として2入力NAND回路のゲートには、アウトプット
イネーブル信号(以下OE信号とする)が接続され、2入
力NOR回路のゲートには、その反転信号▲▼が接続
されている。
The other gate of the 2-input NAND circuit has an output enable signal (hereinafter referred to as OE signal) connected to the gate of the 2-input NAND circuit as an output control signal, and the gate of the 2-input NOR circuit has The inverted signal ▲ ▼ is connected.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来、3ステート回路は、出力インバータ及びそのP型
MOSトランジスタのゲートコントロールとして、2入力N
ANDN型MOSトランジスタのゲートコントロールとして、
2入力NORを使用している。すなわち、ICに3ステート
端子があればMOSトランジスタ素子は、必ず10個使用す
ることになる。毎年、CPU等LSIの高集積化が加速度的に
なされており、それにつれて端子数が増し、3ステート
端子も増えてきているため、チップサイズに対する影響
も無視出来ない。特に、出力トランジスタは、負荷が大
きいためチャンネル幅が大きくなり、それを駆動する2
入力NAND、2入力NORのチャンネル幅も必然的に大きく
しなければならず、チップ上の専有面積も他の内部回路
に比べ大きくなってしまい3ステート端子を多く有する
ICは不利である。
Conventionally, a 3-state circuit has an output inverter and its P-type
2 inputs N for MOS transistor gate control
As gate control of ANDN type MOS transistor,
You are using a 2-input NOR. In other words, if the IC has a 3-state terminal, then 10 MOS transistor elements must be used. Every year, LSIs such as CPUs are being highly integrated, and the number of terminals is increasing and the number of 3-state terminals is also increasing, so the effect on the chip size cannot be ignored. In particular, the output transistor has a large load and thus has a large channel width.
The channel width of the input NAND and the input 2 NOR must be increased inevitably, and the area occupied by the chip becomes larger than other internal circuits, and there are many 3-state terminals.
IC is a disadvantage.

また、ゲートアレイにおいて、最近I/O端子が増えてお
り、3−State回路の専有面積が多くなってきているた
め、1チップにきめられた素子数で多くの機能を有しな
ければならないため不利である。
In addition, since the number of I / O terminals in the gate array has increased recently and the area occupied by the 3-State circuit has increased, many functions must be provided with the number of elements set in one chip. It is a disadvantage.

本発明の目的は、MOSトランジスタ素子数を減ずること
によりその専有面積を小さくした3ステート回路を提供
するものである。
An object of the present invention is to provide a three-state circuit in which the occupied area is reduced by reducing the number of MOS transistor elements.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば、出力インバータのP型MOSトランジス
タのゲートコントロール回路である2入力NANDのN型MO
Sトランジスタを1個取り除き(DATA信号用MOSトランジ
スタ)残ったN型MOSトランジスタのソース側を▲
▼信号に接続する。また、2入力NORのP型MOSトラ
ンジスタを1個取り除き、(DATA信号用トランジスタ)
残ったP型MOSトランジスタのソース側を▲▼
信号に接続することにより、入力信号であるOE,▲
▼(OEの反転信号)及びDATA,▲▼(DATAの反
転信号)を有する3ステート回路を得る。
According to the present invention, a 2-input NAND N-type MO that is a gate control circuit of a P-type MOS transistor of an output inverter.
Remove one S transistor (MOS transistor for DATA signal)
▼ Connect to the signal. Also, remove one 2-type NOR P-type MOS transistor (DATA signal transistor).
▲ ▼ the source side of the remaining P-type MOS transistor
By connecting to the signal, the input signal OE, ▲
A three-state circuit having ▼ (inversion signal of OE), DATA, and ▲ ▼ (inversion signal of DATA) is obtained.

〔実施例〕〔Example〕

次は、本発明について、図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1実施例の3ステート回路の構成
図である。図において、OE,▲▼(OEの反転信
号)、DATA,▲▼(DATAの反転信号)は入力端
子、Yは出力端子、Q1P,Q1N,Q2P,Q2N,Q3P,Q3N,Q4P,Q4N
はMOSトランジスタ、Vccは電源供給端子、GNDは接地を
それぞれ示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a three-state circuit according to the first embodiment of the present invention. In the figure, OE, ▲ ▼ (inverted signal of OE), DATA, ▲ ▼ (inverted signal of DATA) are input terminals, Y is an output terminal, Q1P, Q1N, Q2P, Q2N, Q3P, Q3N, Q4P, Q4N
Indicates a MOS transistor, Vcc indicates a power supply terminal, and GND indicates ground.

OE信号がHighレベルのときQ1PはOFFしQ1NはON状態とな
り、OE信号がHighレベルであることから▲▼信号は
Lowレベルとなり、Q2PはONし、Q2NはOFF状態となる。こ
の状態においてDATA信号をLowレベルにすると、Q3PはON
し、Q3NはOFFする。また▲▼信号がHighレベル
となためQ1N,Q3PがONであることにより、Q4Pのゲート電
位がHighレベルとなりQ4PはOFFする。Q2PがONであるこ
とから、Q4Nのゲート電位がHighレベルになり、Q4はON
し出力YはLowレベルとなる。
When the OE signal is high level, Q1P is turned off and Q1N is turned on. Since the OE signal is high level, the ▲ ▼ signal is
It goes low, Q2P turns on and Q2N turns off. When the DATA signal is set to low level in this state, Q3P turns on.
Then, Q3N turns off. In addition, since the ▲ ▼ signal is at high level and Q1N and Q3P are on, the gate potential of Q4P becomes high level and Q4P turns off. Since Q2P is ON, the gate potential of Q4N becomes High level and Q4 is ON.
Then, the output Y becomes Low level.

DATA信号をHighレベルにすると、Q3PがOFFし、Q3NはON
となる。▲▼信号がLowレベルとなるため、Q1N
はONし、Q3PはOFFすることにより、Q4Pのゲート電位はL
owレベルになり、Q4NがONする。またQ2P及びQ3NがONで
あるため、Q4Nのゲート電位はLowになりQ4NはOFFし、出
力YはHighレベルとなる。すなわち、DATA信号に対し、
出力Yは正転出力となりDATA信号と▲▼信号の
接続を入れ換えると反転出力となる。
When the DATA signal is set to high level, Q3P turns off and Q3N turns on.
Becomes Q1N because the signal becomes LOW level.
Is turned on and Q3P is turned off, the gate potential of Q4P is L
It becomes ow level and Q4N turns on. Further, since Q2P and Q3N are ON, the gate potential of Q4N becomes Low, Q4N turns OFF, and the output Y becomes High level. That is, for the DATA signal,
Output Y becomes a normal output, and when the connection of DATA signal and ▲ ▼ signal is exchanged, it becomes an inverted output.

次に、OE信号をLowレベルにすると、Q1PはONし、Q1NはO
FFとなり、Q3PのON,OFFにかかわらずQ4Pのゲート電位は
Highレベルとなり、Q4PはOFFする。また、▲▼信号
がHighレベルとなることからQ2PはOFFし、Q2NはONとな
りQ3NのON,OFFにかかわらずQ4Nのゲート電位はLowレベ
ルとなりQ4NはOFFする。よって、出力Yはハイ・インピ
ーダンス状態となる。
Next, when the OE signal goes low, Q1P turns on and Q1N turns off.
It becomes FF and the gate potential of Q4P is irrespective of ON / OFF of Q3P.
High level, Q4P turns off. Also, because the ▲ ▼ signal goes high, Q2P turns off, Q2N turns on, and the gate potential of Q4N goes low regardless of whether Q3N is on or off, and Q4N turns off. Therefore, the output Y is in a high impedance state.

第2図は実施例の第2実施例の3ステート回路である。
第1実施例との違いは、Q3P及びQ3Nの接続の違いであり
第1実施例では、Q3Pのソース側がVccにQ3Nのソース側
がGNDに接続されているが第2実施例では、Q3PとQ3Nの
ソース側がDATA入力に接続されている。
FIG. 2 shows a three-state circuit of the second embodiment.
The difference from the first embodiment is the connection of Q3P and Q3N. In the first embodiment, the source side of Q3P is connected to Vcc and the source side of Q3N is connected to GND, but in the second embodiment, Q3P and Q3N are connected. The source side of is connected to the DATA input.

ここでOE信号がHighレベルでQ1N及びQ2PがON、Q1P及びQ
2NがOFFで出力YがDATA、▲▼信号に依存する
場合、DATA信号がLowレベルのときQ3PがON、Q3NがOFFと
なる。これにより、DATA信号であるHighレベルがQ1N及
びQ3Pを通してQ4Pのゲートに、あたQ2Pを通してQ4Nのゲ
ートに供給され、出力YはLowレベルとなる。この場合
においてQ3Pがないと、Q4PのゲートQ1NのみでHighレベ
ルを供給することになるが、Q1NはN型MOSトランジスタ
でありゲート電位がソース電位よりVT以上高くならない
とONしないため、Q4Pのゲート電位はVCC−VTとなりQ4P
が完全にOFFとならずリーク電流が発生する場合があ
る。そこで、Q4Pのゲート電位を完全振幅させVCCするた
めにQ3Pが必要である。これは、Q3Nについても同様であ
り、DATA信号がLowレベルの時Q4Nにリーク電流が発生し
ないようにするために、Q3Nを設けている。ここで、VT
はMOSトランジスタのスレッショルド電圧を表わす。
Here, OE signal is High level, Q1N and Q2P are ON, Q1P and Q
When 2N is OFF and output Y depends on DATA and ▲ ▼ signals, Q3P is ON and Q3N is OFF when DATA signal is at low level. As a result, the high level which is the DATA signal is supplied to the gate of Q4P through Q1N and Q3P and to the gate of Q4N through Q2P, and the output Y becomes low level. In this case, if there is no Q3P, the high level is supplied only by the gate Q1N of Q4P, but Q1N is an N-type MOS transistor and does not turn on unless the gate potential is higher than the source potential by V T or more. The gate potential becomes V CC −V T and Q4P
May not be completely turned off and a leak current may occur. Therefore, Q3P is required to fully swing the gate potential of Q4P to V CC . The same applies to Q3N, and Q3N is provided to prevent a leak current from occurring in Q4N when the DATA signal is at the low level. Where V T
Represents the threshold voltage of the MOS transistor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明による3ステート回路で
は、従来の3ステート回路に比べてMOSトランジスタ素
子は2個少なくなるため、3ステート端子の多い品種に
対してチップサイズの減少あるいは、同一チップサイズ
における他機能へのMOSトランジスタ使用率の増加等の
効果を得る。
As described above, the 3-state circuit according to the present invention has two fewer MOS transistor elements than the conventional 3-state circuit, so that the chip size is reduced or the same chip size is used for a product having many 3-state terminals. In this case, the effect of increasing the usage rate of the MOS transistor to other functions in the above is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の第1実施例である3ステート回路の
回路構成図、第2図は、本発明の第2実施例である3ス
テート回路の回路構成図である。また、第3図、第4図
は、従来の3ステート回路の回路構成図及びそのブロッ
ク図である。 入力端子……OE,▲▼(OEの反転信号),DATA,▲
▼(DATAの反転信号)、出力端子……Y、MOSト
ランジスタ……Q1P,Q1N,Q2P,Q2N,Q3P,Q3N,Q4P,Q4N、電
源供給端子……Vcc、接地……GND。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a 3-state circuit which is a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a 3-state circuit which is a second embodiment of the present invention. Further, FIG. 3 and FIG. 4 are a circuit configuration diagram and a block diagram of a conventional three-state circuit. Input terminal …… OE, ▲ ▼ (OE inverted signal), DATA, ▲
▼ (DATA inverted signal), output terminal: Y, MOS transistor: Q1P, Q1N, Q2P, Q2N, Q3P, Q3N, Q4P, Q4N, power supply terminal: Vcc, ground: GND.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1及び第2の電源端子と、データ入力端
子、反転データ入力端子、出力制御信号入力端子、反転
出力制御信号入力端子及び出力端子と、ゲートが共通に
前記データ入力端子に接続された第1導電型の第1のト
ランジスタ及び第2導電型の第2のトランジスタと、前
記第1の電源端子と前記出力端子との間にソース・ドレ
イン路が接続された前記第1導電型の第3のトランジス
タと、前記第2の電源端子と前記出力端子との間にソー
ス・ドレイン路が接続された前記第2導電型の第4のト
ランジスタと、前記第1の電源端子と前記第3のトラン
ジスタのゲートとの間にソース・ドレイン路が接続され
ゲートが前記出力制御信号入力端子に接続された前記第
1導電型の第5のトランジスタと、前記反転データ入力
端子と前記第3のトランジスタのゲートとの間にソース
・ドレイン路が接続されゲートが前記出力制御信号入力
端子に接続された前記第2導電型の第6のトランジスタ
と、前記反転データ入力端子と前記第4のトランジスタ
のゲートとの間にソース・ドレイン路が接続されゲート
が前記反転出力制御信号入力端子に接続された前記第1
導電型の第7のトランジスタと、前記第2の電源端子と
前記第4のトランジスタのゲートとの間にソース・ドレ
イン路が接続されゲートが前記反転出力制御信号入力端
子に接続された前記第2導電型の第8のトランジスタと
を有する3ステート回路であって、前記第1のトランジ
スタのソース・ドレイン路を前記第1の電源端子と前記
第3のトランジスタのゲートとの間に接続した時には前
記第2のトランジスタのソース・ドレイン路を前記第2
の電源端子と前記第4のトランジスタのゲートとの間に
接続し、前記第1のトランジスタのソース・ドレイン路
を前記反転データ入力端子と前記第3のトランジスタの
ゲートとの間に接続した時には前記第2のトランジスタ
のソース・ドレイン路を前記反転データ入力端子と前記
第4のトランジスタのゲートとの間に接続したことを特
徴とする3ステート回路。
1. A first power supply terminal, a second power supply terminal, a data input terminal, an inverted data input terminal, an output control signal input terminal, an inverted output control signal input terminal and an output terminal, and a gate common to the data input terminal. A first transistor of a first conductivity type and a second transistor of a second conductivity type connected to each other, and the first conductivity type having a source / drain path connected between the first power supply terminal and the output terminal. Type third transistor, the second conductivity type fourth transistor having a source / drain path connected between the second power supply terminal and the output terminal, the first power supply terminal, and A fifth transistor of the first conductivity type having a source / drain path connected to the gate of the third transistor and a gate connected to the output control signal input terminal, the inverted data input terminal and the third transistor. of A second transistor of the second conductivity type having a source / drain path connected to the gate of the transistor and having a gate connected to the output control signal input terminal; and the inverted data input terminal and the fourth transistor. A source / drain path is connected between the gate and the gate, and the gate is connected to the inverted output control signal input terminal.
A second transistor having a conductive type seventh transistor, a source / drain path connected between the second power supply terminal and the gate of the fourth transistor, and a gate connected to the inverted output control signal input terminal; A three-state circuit having a conductive type eighth transistor, the source-drain path of the first transistor being connected between the first power supply terminal and the gate of the third transistor; The source / drain path of the second transistor is connected to the second
Is connected between the power supply terminal of the first transistor and the gate of the fourth transistor, and the source / drain path of the first transistor is connected between the inverted data input terminal and the gate of the third transistor. A three-state circuit characterized in that the source / drain path of the second transistor is connected between the inverted data input terminal and the gate of the fourth transistor.
JP61080782A 1986-04-07 1986-04-07 3-state circuit Expired - Lifetime JPH0683052B2 (en)

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