JPH11112327A - Logic circuit including CMOS logic circuit - Google Patents

Logic circuit including CMOS logic circuit

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JPH11112327A
JPH11112327A JP9271223A JP27122397A JPH11112327A JP H11112327 A JPH11112327 A JP H11112327A JP 9271223 A JP9271223 A JP 9271223A JP 27122397 A JP27122397 A JP 27122397A JP H11112327 A JPH11112327 A JP H11112327A
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JP
Japan
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level
voltage level
input line
mos transistor
logic circuit
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JP9271223A
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Japanese (ja)
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Kazuharu Kuchimachi
和治 口町
Tatsumi Yamauchi
辰美 山内
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CMOS論理回路を含む多入力選択回路等の高
速化と、CMOS論理回路の貫通電流の抑制を図る。 【解決手段】Hレベルの外部入力線108が選択された
時に、CMOSインバータ101の入力線104aの電
位の立ち上がりを電圧レベル検出手段102で検出して
pチャネルMOSトランジスタ103をオンさせ、入力
線104aをHレベルに引き上げる。CMOSインバー
タ101の出力線106aに接続される負荷の影響を受
けることなく、回路動作を高速化するとともに、CMO
Sインバータ101に貫通電流が流れる時間を短縮す
る。
(57) Abstract: To increase the speed of a multi-input selection circuit including a CMOS logic circuit and to suppress the through current of the CMOS logic circuit. When an H-level external input line is selected, a rise in the potential of an input line of a CMOS inverter is detected by a voltage level detection means to turn on a p-channel MOS transistor, and an input line is turned on. To the H level. The circuit operation is speeded up without being affected by the load connected to the output line 106a of the CMOS inverter 101, and the CMOS
The time required for the through current to flow through S inverter 101 is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CMOS論理回路
を含む論理回路に係り、特に、そのような論理回路の高
速化及びCMOS論理回路の貫通電流の抑制に関する。
The present invention relates to a logic circuit including a CMOS logic circuit, and more particularly to speeding up such a logic circuit and suppressing a through current of the CMOS logic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS論理回路を含む論理回路の従来
例として、図9に示すような多入力選択回路が知られて
いる。この多入力選択回路は、多数の外部入力線806
のそれぞれに挿入されたスイッチ素子としてのMOSト
ランジスタ800を制御信号805により選択的にオン
させることによって、一つの外部入力線806の信号
を、CMOS論理回路であるCMOSインバータ801
の入力線803に入力し、その信号をCMOSインバー
タ801により波形整形して出力する。CMOSインバ
ータ801の入力線803には、電圧レベル補正のため
のpチャネルMOSトランジスタ802が接続され、そ
のゲートはCMOSインバータ801の出力線804に
接続される。
2. Description of the Related Art As a conventional example of a logic circuit including a CMOS logic circuit, a multi-input selection circuit as shown in FIG. 9 is known. This multi-input selection circuit includes a large number of external input lines 806
Are selectively turned on by a control signal 805 as a MOS transistor 800 inserted in each of them, so that a signal of one external input line 806 can be changed to a CMOS inverter 801 which is a CMOS logic circuit.
, And the signal is shaped by a CMOS inverter 801 and output. A p-channel MOS transistor 802 for correcting a voltage level is connected to an input line 803 of the CMOS inverter 801, and a gate thereof is connected to an output line 804 of the CMOS inverter 801.

【0003】選択されたある外部入力線806がHレベ
ルであったとすると、CMOSインバータ801の入力
線803の電位が上がる結果、CMOSインバータ80
1の出力線804の電位は下がる。しかし、当該外部入
力線806に挿入されたMOSトランジスタ800の電
圧降下によって、入力線803の電位はHレベルより低
い中間レベルとなるため、CMOSインバータ801の
内部にいわゆる貫通電流が流れる。
If a selected external input line 806 is at the H level, the potential of the input line 803 of the CMOS inverter 801 rises, resulting in the CMOS inverter 80
The potential of one output line 804 decreases. However, since the potential of the input line 803 becomes an intermediate level lower than the H level due to the voltage drop of the MOS transistor 800 inserted into the external input line 806, a so-called through current flows inside the CMOS inverter 801.

【0004】CMOSインバータ801を含め、一般に
CMOS論理回路においては、電源と接地との間にpチ
ャネルMOSトランジスタとnチャネルMOSトランジ
スタが直列に接続されている。入力電位がHレベル又は
Lレベルの時には、直列接続されたMOSトランジスタ
の一方がオンし他方はオフするため、その直列接続を通
じて電源から接地へ貫通電流は流れない。しかし、入力
電位がHレベルとLレベルの中間的なレベルの時には、
両方のMOSトランジスタが同時にオン状態となり貫通
電流が流れる。ある程度の重い負荷の接続が予想され
る、あるいは接続される負荷の種類を予め特定できない
目的に用いられるファンアウトの大きなCMOS論理回
路の場合、貫通電流はかなり大きな値となるため、それ
を抑制しないと過熱や故障の原因となる。
Generally, in a CMOS logic circuit including a CMOS inverter 801, a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor are connected in series between a power supply and a ground. When the input potential is at the H level or the L level, one of the MOS transistors connected in series is turned on and the other is turned off, so that no through current flows from the power supply to the ground through the series connection. However, when the input potential is at an intermediate level between the H level and the L level,
Both MOS transistors are simultaneously turned on, and a through current flows. In the case of a CMOS logic circuit having a large fan-out which is expected to be connected to a heavy load to some extent, or has a large fan-out used for the purpose of not specifying the type of the connected load in advance, the through current has a considerably large value. This can cause overheating and failure.

【0005】さて、CMOSインバータ801が動作
し、その出力線804がある電圧レベルまで下がると、
入力線803と電源との間に接続されたpチャネルMO
Sトランジスタ802がオンし、入力線803は中間レ
ベルからHレベルへ引き上げられる。かくして、CMO
Sインバータ801の貫通電流が抑止される。
Now, when the CMOS inverter 801 operates and its output line 804 falls to a certain voltage level,
P-channel MO connected between input line 803 and power supply
The S transistor 802 turns on, and the input line 803 is pulled up from the intermediate level to the H level. Thus, CMO
Through current of S inverter 801 is suppressed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】CMOSインバータ8
01の入力線803の対地容量Cの影響により、信号波
形が鈍る。外部入力線806の本数が多いほど同対地容
量Cは増大し、それだけ信号波形の鈍りが強くなり、選
択された外部入力線806の信号変化もしくは外部入力
線806の選択時点から、CMOSインバータ801の
出力線804の信号変化までのディレイ時間が増加す
る。出力線804に接続される負荷の影響によっても、
その信号波形が鈍る。その鈍りの程度は負荷によって変
動し、一意に定まらない。その結果、出力線804で制
御されるpチャネルMOSトランジスタ802がオンす
る時刻が遅れ、貫通電流が流れる時間は増加し、しかも
一意に定まらないという問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION CMOS inverter 8
The signal waveform becomes dull due to the influence of the ground capacitance C of the input line 803 of No. 01. As the number of external input lines 806 increases, the ground capacitance C increases, and the waveform of the signal becomes dull correspondingly. The delay time until a signal change on the output line 804 increases. Depending on the effect of the load connected to the output line 804,
The signal waveform becomes dull. The degree of the dulling varies depending on the load and is not uniquely determined. As a result, there is a problem that the time at which the p-channel MOS transistor 802 controlled by the output line 804 is turned on is delayed, the time for the through current to flow increases, and it is not uniquely determined.

【0007】また、見方を変えると、pチャネルMOS
トランジスタ802は、CMOSインバータ801の入
力波形の立ち上がりを加速してディレイ時間を減らす働
きもする。したがって、外部入力線806の選択時点も
しくは選択された外部入力線806の信号変化から、p
チャネルMOSトランジスタ802がオンされるまでの
時間を短縮すれば、それだけディレイ時間が短縮されて
回路が高速化する。
From another point of view, p-channel MOS
The transistor 802 also has the function of accelerating the rise of the input waveform of the CMOS inverter 801 and reducing the delay time. Therefore, from the time when the external input line 806 is selected or the signal change of the selected external input line 806, p
The shorter the time until the channel MOS transistor 802 is turned on, the shorter the delay time and the higher the speed of the circuit.

【0008】その目的のためにCMOSインバータ80
1の論理閾値を下げることが考えられる。こうすると、
負荷が軽い場合にはCMOSインバータ801の出力の
立ち下がりは早まるため、pチャネルMOSトランジス
タ802のオン時刻も早まる。しかし、負荷が重い場合
にはCMOSインバータ801の出力の立ち下がりは遅
くなるため、結果として意図した高速化を達成できな
い。
For that purpose, a CMOS inverter 80 is used.
It is conceivable to lower the logical threshold of 1. In this case,
When the load is light, the output of the CMOS inverter 801 falls earlier, so that the on-time of the p-channel MOS transistor 802 also becomes earlier. However, when the load is heavy, the fall of the output of the CMOS inverter 801 is delayed, so that the intended high speed cannot be achieved as a result.

【0009】本発明の目的は、CMOS論理回路を含む
論理回路において、より確実な貫通電流の抑制及び回路
動作の高速化を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to realize a more reliable suppression of a through current and a faster circuit operation in a logic circuit including a CMOS logic circuit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、入出力に関し第1の論理レベルと第2の
論理レベルを有するCMOS論理回路を含む論理回路に
おいて、該CMOS論理回路の入力線に接続され、該入
力線の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、該
電圧レベル検出手段及び該入力線に接続され、該電圧レ
ベル検出手段による電圧レベル検出結果に応じて、該入
力線の電位を該第1の論理レベルと該第2の論理レベル
の中間レベルから該第2の論理レベルへ補正する電圧レ
ベル補正手段とを具備せしめる。さらには、該電圧レベ
ル補正手段及び該CMOS論理回路の該入力線又は出力
線に接続され、該入力線の電位が該第2の論理レベルか
ら該第1の論理レベルへ変化する期間に該電圧レベル補
正手段による電圧レベル補正を抑止する電圧レベル補正
抑止手段とを具備せしめる。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a logic circuit including a CMOS logic circuit having a first logic level and a second logic level with respect to input and output. A voltage level detecting means connected to the input line and detecting a voltage level of the input line; and a voltage level detecting means connected to the voltage level detecting means and the input line and detecting the input level according to a voltage level detection result by the voltage level detecting means. Voltage level correction means for correcting the potential of the line from an intermediate level between the first logic level and the second logic level to the second logic level is provided. Further, it is connected to the voltage level correcting means and the input line or the output line of the CMOS logic circuit, and the voltage is applied during a period when the potential of the input line changes from the second logic level to the first logic level. Voltage level correction inhibiting means for inhibiting voltage level correction by the level correcting means.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0012】図1に本発明の第1の実施例である多入力
選択回路を、図2にその動作波形を示す。
FIG. 1 shows a multi-input selection circuit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows operation waveforms thereof.

【0013】図1において、101はCMOS論理回路
の一種であるCMOSインバータである。このCMOS
インバータ101は入出力の論理レベルとして第1と第
2の論理レベルを持つが、ここではL(low)レベルが第
1の論理レベル、H(high)レベルが第2の論理レベル
である。CMOSインバータ101の入力線104aに
は、多数の外部入力線108が、スイッチ素子としての
MOSトランジスタ100を介して接続される。各外部
入力線108に挿入されたMOSトランジスタ100
は、それぞれの制御信号107によってオン、オフされ
る。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a CMOS inverter which is a kind of a CMOS logic circuit. This CMOS
The inverter 101 has first and second logic levels as input and output logic levels. Here, the L (low) level is the first logic level, and the H (high) level is the second logic level. Many external input lines 108 are connected to the input lines 104a of the CMOS inverter 101 via MOS transistors 100 as switching elements. MOS transistor 100 inserted in each external input line 108
Are turned on and off by respective control signals 107.

【0014】CMOSインバータ101の貫通電流の抑
制及び回路動作の高速化のために、電圧レベル検出手段
102と、電圧レベル補正手段としてのpチャネルMO
Sトランジスタ103が設けられる。電圧レベル検出手
段102は、入力線104aの電位がある電圧レベルを
超えるまでは出力線105aをHレベルにするが、その
電圧レベルを超えると出力線105aをLレベルにする
ものである。この電圧レベル検出手段102の具体例
は、後に図3又は図4により説明する。電圧レベル補正
手段としてのpチャネルMOSトランジスタ103は、
CMOSインバータ101の入力線104aと電源との
間に接続され、そのゲートは電圧レベル検出手段102
の出力線105aと接続される。
In order to suppress the through current of the CMOS inverter 101 and speed up the circuit operation, a voltage level detecting means 102 and a p-channel MO as a voltage level correcting means are provided.
An S transistor 103 is provided. The voltage level detecting means 102 sets the output line 105a to the H level until the potential of the input line 104a exceeds a certain voltage level, but sets the output line 105a to the L level when the potential exceeds the voltage level. A specific example of the voltage level detecting means 102 will be described later with reference to FIG. The p-channel MOS transistor 103 as a voltage level correction means
It is connected between the input line 104a of the CMOS inverter 101 and the power supply, and its gate is connected to the voltage level detecting means 102.
Output line 105a.

【0015】ある外部入力線108のMOSトランジス
タ100が選択されてオンし、その外部入力先108が
Hレベルである場合の回路動作を図2を参照しながら説
明する。この選択時点t0から、CMOSインバータ1
01の入力線104aの電位はLレベルから上昇を始め
るが、比較的大きな対地容量Cが存在することと選択さ
れたMOSトランジスタ100の電圧降下があることか
ら、波形104bのような緩慢な立ち上がりとなる。入
力線104aの電位が電圧レベル検出手段102の検出
電圧レベルに達した時点t1から、その出力線105a
の電位は波形105bのように下がり始める。時点t2
で電圧レベル補正手段としてのpチャネルMOSトラン
ジスタ103がオンし、このpチャネルMOSトランジ
スタ103を通じて対地容量Cへ充電電流が流れ入力線
104aはHレベル側へ引き上げられるため、入力線1
04aは波形104bのように早い時点でHレベルまで
上昇する。そして時点t3でCMOSインバータ101
が動作し、その出力線106aの電位は波形106bの
ようにLレベルへ向かって下降する。
The circuit operation when the MOS transistor 100 of an external input line 108 is selected and turned on and the external input destination 108 is at H level will be described with reference to FIG. From this selection time t0, the CMOS inverter 1
01 starts rising from the L level, but because of the presence of the relatively large ground capacitance C and the voltage drop of the selected MOS transistor 100, the potential of the input line 104a rises slowly like the waveform 104b. Become. From time t1 when the potential of the input line 104a reaches the detection voltage level of the voltage level detection means 102, the output line 105a
Starts to fall as shown by the waveform 105b. Time point t2
As a result, the p-channel MOS transistor 103 as a voltage level correcting means is turned on, and a charging current flows to the ground capacitance C through the p-channel MOS transistor 103, and the input line 104a is pulled up to the H level side.
04a rises to the H level as early as the waveform 104b. Then, at time t3, the CMOS inverter 101
Operates, and the potential of the output line 106a falls toward the L level as shown by the waveform 106b.

【0016】このようにCMOSインバータ101の入
力線104aの立ち上がりを検出することによって、C
MOSインバータ101の動作開始より早い時点t2で
pチャネルMOSトランジスタ103をオンさせて電圧
レベル補正を行う。したがって、CMOSインバータ1
01の出力信号の立ち下がりを検出して電圧レベル補正
を開始する従来例に比べ、外部入力線108の選択(又
は、その信号の立ち上がり開始)からCMOSインバー
タ101の出力信号の立ち下がり開始までのディレイ時
間が大幅に短縮される。また、CMOSインバータ10
1の入力電位が中間レベルになる時間が短くなるため、
CMOSインバータ101に貫通電流が流れる時間も大
幅に短縮される。電圧レベル補正手段としてのpチャネ
ルMOSトランジスタ103の動作には、CMOSイン
バータ101の出力線106aに接続される負荷は全く
影響しないため、ディレイ時間及び貫通電流が流れる時
間も一意に定まる。また、CMOSインバータ101は
専らその負荷を駆動するのに最適となるように論理閾値
等を決定できるため、CMOSインバータ101それ自
体の高速化も容易である。かくして、本実施例によれ
ば、従来よりも高速の多入力選択回路を実現できる。
By detecting the rising of the input line 104a of the CMOS inverter 101 as described above, C
At time t2, which is earlier than the start of the operation of the MOS inverter 101, the p-channel MOS transistor 103 is turned on to perform voltage level correction. Therefore, the CMOS inverter 1
01 from the selection of the external input line 108 (or the start of the rise of the signal) to the start of the fall of the output signal of the CMOS inverter 101, as compared to the conventional example in which the fall of the output signal of the CMOS inverter 101 is detected by detecting the fall of the output signal of the CMOS inverter 101. The delay time is greatly reduced. In addition, the CMOS inverter 10
Since the time when the input potential of 1 is at the intermediate level becomes short,
The time required for the through current to flow through the CMOS inverter 101 is also greatly reduced. Since the load connected to the output line 106a of the CMOS inverter 101 has no effect on the operation of the p-channel MOS transistor 103 as the voltage level correcting means, the delay time and the time during which the through current flows are uniquely determined. In addition, since the logical threshold value and the like of the CMOS inverter 101 can be determined so as to be optimized exclusively for driving the load, the speed of the CMOS inverter 101 itself can be easily increased. Thus, according to this embodiment, it is possible to realize a multi-input selection circuit that is faster than the conventional one.

【0017】電圧レベル検出手段102の一例を図3示
す。ここに示す例は、pチャネルMOSトランジスタ2
00とnチャネルMOSトランジスタ201とからなる
CMOSインバータである。図2の時点t1を早くする
ために、このCMOSインバータの論理閾値を低く設定
するのが好ましいが、これは各MOSトランジスタ20
0,201のチャネルのサイズを適切に調整することに
より可能である。
FIG. 3 shows an example of the voltage level detecting means 102. The example shown here is a p-channel MOS transistor 2
This is a CMOS inverter composed of a P. 00 and an n-channel MOS transistor 201. In order to make the time point t1 in FIG. 2 earlier, it is preferable to set the logical threshold value of this CMOS inverter low.
This is possible by appropriately adjusting the size of the 0,201 channel.

【0018】なお、このCMOSインバータも過渡的に
貫通電流が流れるが、その負荷はpチャネルMOSトラ
ンジスタ103のみであることが分かっているから、貫
通電流を十分小さな値に抑えるように各MOSトランジ
スタ200,201を設計することは容易である。
Although this CMOS inverter transiently flows through current, it is known that the load is only the p-channel MOS transistor 103. Therefore, each MOS transistor 200 is controlled so that the through current is suppressed to a sufficiently small value. , 201 are easy to design.

【0019】電圧レベル検出手段102の別の例を図4
に示す。ここに示す例は、電圧レベル補正用pチャネル
MOSトランジスタ103とともに、pチャネルMOS
トランジスタ300及びnチャネルMOSトランジスタ
301とから構成されたカレントミラー回路である。C
MOSインバータ101の入力線104aの電位がnチ
ャネルMOSトランジスタ301の閾値を超えると、M
OSトランジスタ300,301を通じて電源から接地
へ電流が流れ、同時にpチャネルMOSトランジスタ3
00とpチャネルMOSトランジスタ103のチャネル
サイズ比で決まる値の電流が、pチャネルMOSトラン
ジスタ103を通じて電源から入力線104aへ流れ
る。この電流によって入力線104aの対地容量Cを充
電し、その電位をHレベルへ引き上げる。MOSトラン
ジスタ103,300は、例えば、両方のMOSトラン
ジスタのドレインを共通にし、そのドレイン境にして、
その一方の側にpチャネルMOSトランジスタ103の
ゲートとソースを配置し、他方の側にpチャネルMOS
トランジスタ300のゲートとソースを配置した構造と
することができる。なお、入力線104aの電圧レベル
補正期間に、MOSトランジスタ300,301を通じ
電源から接地へ流れる貫通電流を必要最小限の値に抑え
ることは容易である。
FIG. 4 shows another example of the voltage level detecting means 102.
Shown in In the example shown here, a p-channel MOS transistor 103 is
This is a current mirror circuit including a transistor 300 and an n-channel MOS transistor 301. C
When the potential of the input line 104a of the MOS inverter 101 exceeds the threshold value of the n-channel MOS transistor 301, M
A current flows from the power supply to the ground through the OS transistors 300 and 301, and at the same time, the p-channel MOS transistor 3
A current having a value determined by 00 and the channel size ratio of the p-channel MOS transistor 103 flows from the power supply to the input line 104a through the p-channel MOS transistor 103. This current charges the ground capacitance C of the input line 104a, and raises its potential to the H level. For the MOS transistors 103 and 300, for example, the drains of both MOS transistors are made common,
The gate and source of p-channel MOS transistor 103 are arranged on one side, and the p-channel MOS transistor 103 is arranged on the other side.
A structure in which the gate and the source of the transistor 300 are provided can be employed. During the voltage level correction period of the input line 104a, it is easy to suppress the through current flowing from the power supply to the ground through the MOS transistors 300 and 301 to a minimum necessary value.

【0020】ところで、図1により説明した第1の実施
例において、CMOSインバータ101の入力線104
aがHレベルまで立ち上がった後に、選択されている外
部入力線がLレベルに変化したとする。この過渡期間に
おいて、電圧レベル検出手段102の出力線105aが
Hレベルに反転するまでは、電圧レベル補正用pチャネ
ルMOSトランジスタ103はオン状態であるため、入
力線104aの電位下降を妨げるように、つまり回路速
度を低下させる方向に作用する。この作用は弱い方が望
ましい。しかし、この作用を弱めようとすると、第1の
実施例の構成においては、入力線104aの立ち上がり
時にpチャネルMOSトランジスタ103を通じて流れ
る電流の値を抑えなければならず、電圧レベル補正作用
が弱くなる。したがって、第1の実施例においては、立
ち下がり時の悪影響との兼ね合いを考慮して、立ち上が
り時の電圧レベル補正作用の強さを制限せざるを得な
い。
Incidentally, in the first embodiment described with reference to FIG.
It is assumed that the selected external input line changes to L level after a has risen to H level. During this transition period, until the output line 105a of the voltage level detecting means 102 is inverted to the H level, the p-channel MOS transistor 103 for voltage level correction is in the ON state, so that the potential drop of the input line 104a is prevented. That is, it acts in the direction of decreasing the circuit speed. This effect is preferably weak. However, in order to reduce this effect, in the configuration of the first embodiment, the value of the current flowing through the p-channel MOS transistor 103 at the time of rising of the input line 104a must be suppressed, and the voltage level correction effect is weakened. . Therefore, in the first embodiment, the strength of the voltage level correction at the time of rising must be limited in consideration of the adverse effect at the time of falling.

【0021】そのような制約を排除し、より確実な貫通
電流抑止と回路動作の一層の高速化を達成するため、次
に述べる第2の実施例及び第3の実施例は、CMOSイ
ンバータ101の入力線104aがHレベルからLレベ
ルへ変化する期間に、pチャネルMOSトランジスタ1
03による電圧レベル補正作用を抑止するように構成さ
れる。
In order to eliminate such restrictions and achieve more reliable suppression of the through current and further higher speed of the circuit operation, the following second and third embodiments will be described below. While the input line 104a changes from the H level to the L level, the p-channel MOS transistor 1
03 is configured to suppress the voltage level correction operation.

【0022】図5は本発明の第2の実施例である多入力
選択回路を、図6はその動作波形を示す。図5に示す多
入力選択回路は、図1に示した多入力選択回路に、pチ
ャネルMOSトランジスタ103による電圧レベル補正
を抑止するための電圧レベル補正抑止手段501を追加
した構成である。本実施例では、この電圧レベル補正抑
止手段501は、電圧レベル補正手段としてのpチャネ
ルMOSトランジスタ103に直列に挿入したpチャネ
ルMOSトランジスタ505と、そのゲートとCMOS
インバータ101の出力線106aとの間に接続された
遅延素子504からなる。この遅延素子504は、その
出力線509aに、CMOSインバータ出力線106a
の信号の反転信号を一定時間遅延した信号を出力するも
のである。これ以外の回路構成は、図1に示した多入力
選択回路と同じである。
FIG. 5 shows a multi-input selection circuit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows operation waveforms thereof. The multi-input selection circuit shown in FIG. 5 has a configuration obtained by adding a voltage level correction suppression unit 501 for suppressing the voltage level correction by the p-channel MOS transistor 103 to the multi-input selection circuit shown in FIG. In this embodiment, the voltage level correction suppressing means 501 includes a p-channel MOS transistor 505 inserted in series with the p-channel MOS transistor 103 serving as a voltage level correcting means, and a gate and a CMOS.
A delay element 504 is connected between the output line 106a of the inverter 101 and the output line 106a. This delay element 504 has a CMOS inverter output line 106a connected to its output line 509a.
And outputs a signal obtained by delaying the inverted signal of the above signal for a predetermined time. Other circuit configurations are the same as those of the multi-input selection circuit shown in FIG.

【0023】次に、CMOSインバータ101の入力線
104aがLレベルの状態で、あるHレベルの外部入力
線108が選択され、CMOSインバータ101の出力
線106aがLレベルに変化した後に、同じ外部入力線
108がLレベルに変化するか、あるいはLレベルの別
の外部入力線108が選択された場合の動作を、図6の
動作波形を参照しながら説明する。
Next, when the input line 104a of the CMOS inverter 101 is at the L level, an external input line 108 of a certain H level is selected, and after the output line 106a of the CMOS inverter 101 changes to the L level, the same external input The operation when the line 108 changes to the L level or another external input line 108 at the L level is selected will be described with reference to the operation waveforms in FIG.

【0024】Hレベルの外部入力線108が選択された
時点t0から、入力線104aの電位は波形104bの
ように立ち上がり始め、時点t1から電圧レベル検出手
段102の出力線105aの電位は波形105bのよう
に下がり始める。この段階では、遅延素子504の出力
線509aの電位つまりpチャネルMOSトランジスタ
505のゲート電位は波形509bのようにLレベルで
あるため、pチャネルMOSトランジスタ505はオン
状態である。したがって、時点t2でpチャネルMOS
トランジスタ103がオンすると入力線104aの電位
は波形104bに示すようにHレベルへ引き上げられ、
時点t3でCMOSインバータ101が動作し、その出
力線106aの電位は波形106bのように下がり始め
る。このような入力線104aの立ち上がり段階の動作
は実質的に図1の多入力選択回路と同様である。しか
し、CMOSインバータ出力線106aの立ち下がりか
ら一定時間を経過した時点t4に、遅延素子504の出
力線509aの電位が波形509bのように上昇するた
め、pチャネルMOSトランジスタ505がオフし(こ
の時点では入力線104aはHレベルである)、pチャ
ネルMOSトランジスタ103による電圧レベル補正は
抑止される。
At time t0 when the H-level external input line 108 is selected, the potential of the input line 104a starts rising as shown by a waveform 104b, and from time t1 the potential of the output line 105a of the voltage level detecting means 102 changes to the waveform 105b. Start to fall. At this stage, since the potential of the output line 509a of the delay element 504, that is, the gate potential of the p-channel MOS transistor 505 is at the L level as shown by the waveform 509b, the p-channel MOS transistor 505 is on. Therefore, at time t2, the p-channel MOS
When the transistor 103 is turned on, the potential of the input line 104a is raised to the H level as shown by a waveform 104b.
At time t3, the CMOS inverter 101 operates, and the potential of the output line 106a starts to decrease as shown by the waveform 106b. The operation at the rising stage of the input line 104a is substantially the same as that of the multi-input selection circuit of FIG. However, at a time point t4 when a certain time has elapsed from the fall of the CMOS inverter output line 106a, the potential of the output line 509a of the delay element 504 rises as shown by a waveform 509b, so that the p-channel MOS transistor 505 is turned off (at this time). In this case, the input line 104a is at the H level), and the voltage level correction by the p-channel MOS transistor 103 is suppressed.

【0025】その後、時点t5で、選択されている外部
入力線108がLレベルに変化するかLレベルの他の外
部入力線108が選択されると、CMOSインバータ入
力線104aの電位は波形104bのように立ち下が
る。電圧レベル検出手段102の出力線105aは波形
105bのようにLレベルであるが、pチャネルMOS
トランジスタ505はオフしているため、pチャネルM
OSトランジスタ103による電圧レベル補正作用は抑
止されるため、それが抑止されない場合より迅速に入力
線104aは立ち下がり、時点t6でCMOSインバー
タ101が動作し、その出力線106aが波形106b
のように立ち上がる。そして、時点t7で電圧レベル検
出手段102の出力線105aが波形105bのように
立ち上がりpチャネルMOSトランジスタ103がオフ
し、それに遅れて時点t8で遅延素子504の出力線5
09aが波形509bのように立ち下がり、pチャネル
MOSトランジスタ505はオンし(この時点では入力
線104aはLレベルである)、pチャネルMOSトラ
ンジスタ103による電圧レベル補正の抑止が解除され
る。
Thereafter, at time t5, when the selected external input line 108 changes to the L level or another external input line 108 at the L level is selected, the potential of the CMOS inverter input line 104a changes to the waveform 104b. Fall. The output line 105a of the voltage level detecting means 102 is at the L level as shown by the waveform 105b.
Since the transistor 505 is off, the p-channel M
Since the voltage level correction effect by the OS transistor 103 is suppressed, the input line 104a falls more quickly than in the case where it is not suppressed, the CMOS inverter 101 operates at time t6, and the output line 106a changes to the waveform 106b.
Stand up like. Then, at time t7, the output line 105a of the voltage level detecting means 102 rises as shown by a waveform 105b, and the p-channel MOS transistor 103 is turned off.
09 falls like a waveform 509b, the p-channel MOS transistor 505 turns on (the input line 104a is at the L level at this time), and the suppression of the voltage level correction by the p-channel MOS transistor 103 is released.

【0026】図7は本発明の第3の実施例である多入力
選択回路を示す。この多入力選択回路は、図1に示した
多入力回路に電圧レベル補正抑止手段600を追加した
構成である。この電圧レベル補正抑止手段600は、電
圧レベル補正手段としてのpチャネルMOSトランジス
タ103と直列にpチャネルMOSトランジスタ601
を接続し、CMOSインバータ101の入力線104a
の信号を反転せずに一定時間遅延した信号を遅延素子6
02を通じてpチャネルMOSトランジスタ601のゲ
ートに与える構成である。入力線104aがLレベルか
らHレベルへ立ち上がる時には、pチャネルMOSトラ
ンジスタ601はゲート電位がLレベルとなりオンする
ため、pチャネルMOSトランジスタ103による電圧
レベル補正が働く。しかし、入力線104aがHレベル
になった後は、遅延素子602によりHレベルがpチャ
ネルMOSトランジスタ601のゲートに与えられるた
め、pチャネルMOSトランジスタ601はオフしpチ
ャネルMOSトランジスタ103による電圧レベル補正
を抑止する。入力線104aがHレベルからLレベルに
立ち下がる時には、その過渡期を経過するまではpチャ
ネルMOSトランジスタ601はオフしたままであるた
め、pチャネルMOSトランジスタ103による電圧レ
ベル補正は抑止される。入力線104aがLレベルにな
った後にpチャネルMOSトランジスタ601はオン
し、pチャネルMOSトランジスタ103による電圧レ
ベル補正が働くようになる。
FIG. 7 shows a multi-input selection circuit according to a third embodiment of the present invention. This multi-input selection circuit has a configuration in which a voltage level correction suppression means 600 is added to the multi-input circuit shown in FIG. The voltage level correction suppressing means 600 includes a p-channel MOS transistor 601 connected in series with the p-channel MOS transistor 103 serving as a voltage level correcting means.
To the input line 104a of the CMOS inverter 101.
A signal delayed for a predetermined time without inverting the signal
02 is applied to the gate of the p-channel MOS transistor 601 through the gate. When the input line 104a rises from the L level to the H level, the gate potential of the p-channel MOS transistor 601 becomes L level and the p-channel MOS transistor 601 is turned on. However, after the input line 104a goes high, the high level is applied to the gate of the p-channel MOS transistor 601 by the delay element 602, so that the p-channel MOS transistor 601 is turned off and the voltage level correction by the p-channel MOS transistor 103 is performed. Deter. When the input line 104a falls from the H level to the L level, the p-channel MOS transistor 601 remains off until the transition period has elapsed, so that the voltage level correction by the p-channel MOS transistor 103 is suppressed. After the input line 104a goes low, the p-channel MOS transistor 601 turns on, and the voltage level correction by the p-channel MOS transistor 103 operates.

【0027】なお、この実施例は、pチャネルMOSト
ランジスタ601のゲートを、入力線104aの信号を
遅延した信号により制御するため、前記第2実施例と違
い、pチャネルMOSトランジスタ601をオン又はオ
フするタイミングは、CMOSインバータ101の負荷
による出力波形の鈍りに影響されず、一意に定まる。
In this embodiment, since the gate of the p-channel MOS transistor 601 is controlled by a signal obtained by delaying the signal on the input line 104a, the p-channel MOS transistor 601 is turned on or off, unlike the second embodiment. This timing is uniquely determined without being affected by the blunting of the output waveform due to the load of the CMOS inverter 101.

【0028】前記第2及び第3の実施例によれば、入力
線104aの立ち下がりがpチャネルMOSトランジス
タ103により妨げられないため、その際の回路動作速
度を図1の回路より高速化でき、その過渡時に貫通電流
が流れる時間も短縮できる。一方、入力線104aの立
ち上がりについては、立ち下がりを考慮することなく、
十分な電圧レベル補正作用を得られるようにpチャネル
MOSトランジスタ103を設計できるため、その際の
回路動作を図1の回路より高速化することができ、ま
た、その過渡期に貫通電流が流れる時間もさらに短縮す
ることができる。
According to the second and third embodiments, since the falling of the input line 104a is not hindered by the p-channel MOS transistor 103, the circuit operation speed at that time can be made higher than that of the circuit of FIG. The time during which a through current flows during the transition can also be reduced. On the other hand, regarding the rising of the input line 104a, without considering the falling,
Since the p-channel MOS transistor 103 can be designed to obtain a sufficient voltage level correction effect, the circuit operation at that time can be made faster than the circuit of FIG. Can also be further reduced.

【0029】以上、3つの実施例を説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、CMOS論理回路を
用いた各種の論理回路に同様に適用できるものである。
例えば、図8に示すように、図1に示した多入力選択回
路のCMOSインバータ101をCMOS・NANDゲ
ート700に置き換え、一部の(又は全ての)外部入力
線108に挿入されるスイッチ素子100を2つの(又
は3つ以上の)制御信号701で制御されるスイッチ素
子702に変更したような、より複雑な論理機能を持つ
論理回路も本発明に包含される。図5又は図7に示した
多入力選択回路を同様に変形した論理回路も本発明に包
含される。また、電圧レベル検出手段、電圧レベル補正
手段及び電圧レベル補正抑止手段も、前述のものに限定
されるものではない。
Although the three embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, but can be similarly applied to various logic circuits using CMOS logic circuits.
For example, as shown in FIG. 8, the CMOS inverter 101 of the multi-input selection circuit shown in FIG. 1 is replaced with a CMOS NAND gate 700, and a switch element 100 inserted into some (or all) external input lines 108. The present invention includes a logic circuit having a more complicated logic function, such as a configuration in which is changed to a switch element 702 controlled by two (or three or more) control signals 701. A logic circuit in which the multiple input selection circuit shown in FIG. 5 or 7 is similarly modified is also included in the present invention. Further, the voltage level detecting means, the voltage level correcting means and the voltage level correction inhibiting means are not limited to those described above.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、CMOS論理回路を含む論回路において、C
MOS論理回路の入力線の電圧レベルを直接的に検出
し、その検出結果に応じて、CMOS論理回路の入力線
の第1論理レベルから第2論理レベルへの変化時に入力
線電位を中間レベルから第2論理レベルに補正すること
により、CMOS論理回路の出力線に接続される負荷の
影響を受けることなく、CMOS論理回路の貫通電流を
効果的に抑制し、かつ論理回路の動作を高速化すること
ができる。CMOS論理回路の入力線の対地容量が増加
する多入力選択回路のような論理回路では、特にその効
果は大きい。また、CMOS論理回路の入力線が第2論
理レベルから第1論理レベルへ変化する期間に電圧レベ
ル補正作用を抑止することにより、回路動作のより一層
の高速化及びより効果的な貫通電流抑制を実現できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a logic circuit including a CMOS logic circuit, C
The voltage level of the input line of the MOS logic circuit is directly detected, and the potential of the input line is changed from the intermediate level when the input line of the CMOS logic circuit changes from the first logic level to the second logic level according to the detection result. By correcting to the second logic level, the through current of the CMOS logic circuit is effectively suppressed and the operation of the logic circuit is speeded up without being affected by the load connected to the output line of the CMOS logic circuit. be able to. The effect is particularly great in a logic circuit such as a multi-input selection circuit in which the ground capacitance of the input line of the CMOS logic circuit increases. Further, by suppressing the voltage level correction action during the period when the input line of the CMOS logic circuit changes from the second logic level to the first logic level, the circuit operation is further speeded up and the through current is more effectively suppressed. realizable.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す概略回路図であ
る。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the first embodiment.

【図3】電圧レベル検出手段の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a voltage level detecting unit.

【図4】電圧レベル検出手段の別の一例を示す回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of the voltage level detecting means.

【図5】本発明の第2の実施例を示す概略回路図であ
る。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】第2の実施例の動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram of the second embodiment.

【図7】本発明の第3の実施例を示す概略回路図であ
る。
FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の変形例を示す概略回路図である。FIG. 8 is a schematic circuit diagram showing a modification of the present invention.

【図9】従来例を示す概略回路図である。FIG. 9 is a schematic circuit diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 MOSトランジスタ(スイッチ素子) 101 CMOSインバータ 102 電圧レベル検出手段 103 pチャネルMOSトランジスタ(電圧レベル
補正手段) 104a CMOSインバータの入力線 106a CMOSインバータの出力線 108 外部入力線 200 pチャネルMOSトランジスタ 201 nチャネルMOSトランジスタ 300 pチャネルMOSトランジスタ 301 nチャネルMOSトランジスタ 504 遅延素子 505 pチャネルMOSトランジスタ 600 電圧レベル補正抑止手段 601 pチャネルMOSトランジスタ 602 遅延素子 700 CMOS・NANDゲート 702 スイッチ素子
REFERENCE SIGNS LIST 100 MOS transistor (switch element) 101 CMOS inverter 102 voltage level detecting means 103 p-channel MOS transistor (voltage level correcting means) 104 a input line of CMOS inverter 106 a output line of CMOS inverter 108 external input line 200 p-channel MOS transistor 201 n-channel MOS transistor 300 p-channel MOS transistor 301 n-channel MOS transistor 504 delay element 505 p-channel MOS transistor 600 voltage level correction suppression means 601 p-channel MOS transistor 602 delay element 700 CMOS NAND gate 702 switch element

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入出力に関し第1の論理レベルと第2の
論理レベルを有するCMOS論理回路と、該CMOS論
理回路の入力線に接続され、該入力線の電圧レベルを検
出する電圧レベル検出手段と、該電圧レベル検出手段及
び該入力線に接続され、該電圧レベル検出手段による電
圧レベル検出結果に応じて、該入力線の電位を該第1の
論理レベルと該第2の論理レベルの中間レベルから該第
2の論理レベルへ補正する電圧レベル補正手段とを具備
するCMOS論理回路を含む論理回路。
1. A CMOS logic circuit having a first logic level and a second logic level with respect to input and output, and voltage level detection means connected to an input line of the CMOS logic circuit and detecting a voltage level of the input line And the potential of the input line is connected to the voltage level detection means and the input line, and the potential of the input line is set to an intermediate level between the first logic level and the second logic level in accordance with a voltage level detection result by the voltage level detection means. A voltage level correcting means for correcting the level from the second logical level to the second logical level.
【請求項2】 入出力に関し第1の論理レベルと第2の
論理レベルを有するCMOS論理回路と、該CMOS論
理回路の入力線に接続され、該入力線の電圧レベルを検
出する電圧レベル検出手段と、該電圧レベル検出手段及
び該入力線に接続され、該電圧レベル検出手段による電
圧レベル検出結果に応じて、該入力線の電位を該第1の
論理レベルと該第2の論理レベルの中間レベルから該第
2の論理レベルへ補正する電圧レベル補正手段と、該電
圧レベル補正手段及び該CMOS論理回路の該入力線又
は出力線に接続され、該入力線の電位が該第2の論理レ
ベルから該第1の論理レベルへ変化する期間に該電圧レ
ベル補正手段による電圧レベル補正を抑止する電圧レベ
ル補正抑止手段とを具備するCMOS論理回路を含む論
理回路。
2. A CMOS logic circuit having a first logic level and a second logic level with respect to input and output, and voltage level detection means connected to an input line of the CMOS logic circuit and detecting a voltage level of the input line. And the potential of the input line is connected to the voltage level detection means and the input line, and the potential of the input line is set to an intermediate level between the first logic level and the second logic level in accordance with a voltage level detection result by the voltage level detection means. Voltage level correcting means for correcting the level from the second logical level to the second logical level; and a voltage level correcting means connected to the input line or the output line of the CMOS logic circuit, wherein the potential of the input line is the second logical level. A logic circuit including a CMOS logic circuit, comprising: a voltage level correction inhibiting unit that inhibits the voltage level correction by the voltage level correcting unit during a period in which the voltage level changes to the first logical level.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009060345A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Seiko Instruments Inc Voltage detection circuit and oscillator using the same
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