JPH11261395A - 出力バッファ - Google Patents

出力バッファ

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JPH11261395A
JPH11261395A JP6376298A JP6376298A JPH11261395A JP H11261395 A JPH11261395 A JP H11261395A JP 6376298 A JP6376298 A JP 6376298A JP 6376298 A JP6376298 A JP 6376298A JP H11261395 A JPH11261395 A JP H11261395A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】出力電流を制御端子の入力電圧によって連続的
に変えることが出来る出力バッファを得る。 【解決手段】出力バッファのトランジスタを直列に接続
して、一方のゲートには出力すべき信号を入力してもう
一方のゲートに出力電流を制御するためのアナログ信号
を入力する。このアナログ信号の電圧レベルを変えるこ
とによって出力電流を連続的に変えることが出来る。 【効果】出力電流の値を制御入力端子に加える電圧レベ
ルによって連続的に変えることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCMOSの半導体集
積回路に関し、出力電流を変えることが出来る出力バッ
ファに関している。
【0002】
【従来の技術】従来CMOSの半導体集積回路の出力バ
ッファは出力電流の値は固定であるのが一般的である。
特殊な用途の為に出力バッファの出力電流を変える事が
出来るように例えば特許公開番号S61288517の
様な回路が知られている。
【0003】図4に従来の回路例を示す。図4におい
て、1は電源端子、2はグランド(以下GNDと略
す)、11はデータの入力端子、14は出力端子、15
は出力電流を変えるための制御入力端子、61はCMO
Sで構成されたインバータ回路、48から50はエンハ
ンスメントPチャンネル型MOSトランジスタ(以下P
ch−Trと略す)、28から30はエンハンスメント
Nチャンネル型MOSトランジスタ(以下Nch−Tr
と略す)である。
【0004】インバータ61の入力は入力端子15と接
続され、Pch−Trの48と49は直列に接続され4
9のソースは電源に接続し、48のドレインは出力端子
14に接続されている。Nch−Trの28と29も直
列に接続され、28のソースはGNDに接続され、29
のドレインは出力端子14につながっている。Pch−
Trの50はソースが電源にドレインが出力端子14に
接続されおり、Nch−Tr30のドレインは出力端子
14に接続され、ソースはGNDに接続されている。
【0005】Pch−Tr48、50のゲートとNch
−Tr29、30のゲートは入力端子11と接続され、
Phc−Tr49のゲートはインバータ61の出力と接
続し、Nch−Tr28のゲートは入力端子15と直接
接続している。
【0006】今、入力端子15にローレベルを印加する
とPch−Tr49とNch−Tr28はオフになる。
その為、入力端子11にハイレベル、ローレベルを印加
しても実際にスイッチングするトランジスタPch−T
rの50とNch−Trの30だけであり、出力電流は
小さい。一方、入力端子15にハイレベルを印加すると
Pch−Tr49とNch−Tr28はオンになり、入
力端子11の入力信号によってPch−Tr48と49
の直列トランジスタとNch−Tr28と29の直列ト
ランジスタも出力電流として加わることになり、出力電
流は増加する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図4の例では出力電流
を制御するためのトランジスタと入力端子は1個だけで
あったが複数個設けることによって出力電流をより細か
く制御することも出来る。しかしながらトランジスタを
オン/オフさせて出力電流を制御しているので出力電流
を細かく制御しようとすれば使用するトランジスタ数が
非常に多くなる欠点がある。また、どんなにトランジス
タの数を増やしても出力電流を連続的に変えることは不
可能である。
【0008】本発明が解決しようとする課題は、使用す
るトランジスタ数が少なく、出力電流を連続的に変える
ことが出来るようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、出力バッフ
ァのトランジスタを直列に接続して、一方のゲートには
出力すべき信号を入力してもう一方のゲートに出力電流
を制御するためのアナログ信号を入力する。このアナロ
グ信号の電圧レベルを変えることによって出力電流を連
続的に変えることが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図1に示す。図
1において1は電源、2はGND、11は入力端子、1
2と13は出力電流を制御するための制御入力端子、1
4は出力端子である。21から23はNch−Trで、
41から43はPch−Trである。Nch−Tr21
と22は直列に接続され、GNDと出力端子14の間に
挿入されている。Pch−Tr41と42は直列に接続
され、電源と出力端子14の間に挿入されている。ま
た、Nch−Tr23とPch−Tr43のドレインは
出力端子14に共通接続され、23のソースはGNDに
43のソースは電源に接続されている。入力端子11は
トランジスタ22、23、42、43のゲートに接続さ
れ、入力端子12はトランジスタ41のゲートに入力端
子13はトランジスタ21のゲートに接続されている。
【0011】今、入力端子12に電源と同じ電位を与
え、入力端子13にはGNDと同じ電位を与えると、P
ch−Tr41とNch−Tr21は完全にオフにな
る。その為入力端子11に信号が入力されても出力に寄
与するすなわち出力電流として有効になるのはランジス
タ23と43のみになる。この状態が出力電流が最も小
さい場合である。
【0012】次に入力端子12にGNDと同じ電位を与
え、入力端子13には電源と同じ電位を与えると、Pc
h−Tr41とNch−Tr21は完全にオンになる。
【0013】この時に入力端子11にローレベルを与え
ると出力は“H”になりこの時のハイレベル出力電流I
OHはトランジスタ43の出力電流と直列に接続された
トランジスタ41と42の出力電流の和となり、出力電
流は最大になる。
【0014】また、入力端子11にハイレベルを与える
と出力は“L”になりこの時のローレベル出力電流IO
Lはトランジスタ23の出力電流と直列に接続されたト
ランジスタ21と22の出力電流の和となり、やはり出
力電流は最大になる。
【0015】次に、制御入力端子12、13に中間電位
を与えたときの事を考える。電源電圧を3Vとし、入力
端子12に1.5Vを与えるとPch−Tr41はオン
にはなるが完全なONではなく、その等価的な抵抗値は
入力端子12にGNDと同じ電位を与えた時より大きく
なる。その為ハイレベル出力電流は前述の最大電流より
も小さくなる。
【0016】同様に入力端子13にも1.5Vを与える
とNch−Tr21は完全なオンにはならないのでロー
レベル出力電流も前述の最大電流よりも小さくなる。
【0017】この様に、本発明では出力電流制御の入力
端子に任意の電圧を与えることによって、出力電流を無
段階に変えることが出来る。
【0018】図2に本発明の別の実施例を示す。図2に
おいて1は電源、2はGND、11は入力端子、12と
13は出力電流を制御するための制御入力端子、14は
出力端子である。24,25はNch−Trで、44、
45はPch−Trである。Nch−Tr24と25は
直列に接続され、GNDと出力端子14の間に挿入され
ている。Pch−Tr44と45は直列に接続され、電
源と出力端子14の間に挿入されている。入力端子11
はトランジスタ24、44のゲートに接続され、入力端
子12はトランジスタ45のゲートに、入力端子13は
トランジスタ25のゲートに接続されている。
【0019】図2の例では出力電流を制御するトランジ
スタが出力端子側に入れている点と、最低出力電流を決
めているトランジスタ(図1の23と43)がない点が
異なっている。図2の回路ではハイレベル出力電流を制
御している入力端子12に電源電圧と同じ電圧を与える
とPch−Tr45は完全にオフになるのでハイレベル
出力電流も完全に0になってしまう。入力端子12にG
NDと同じ電位を与えるとPch−Tr45は完全なオ
ンになりハイレベル出力電流は最大になる。
【0020】同様に入力端子13にGNDと同じ電位を
与えるとNc−Trは完全にオフになりローレベル出力
電流は完全な0になってしまう。入力端子13に電源電
圧と同じ電位を与えるとNch−Tr25は完全なオン
となりローレベル出力電流は最大になる。
【0021】図2の例では図1の回路例と比べて出力電
流を0から最大出力まで変えられるという利点がある。
また、出力電流を制御しているトランジスタが出力端子
側についているので主力電流が0の状態での出力端子の
寄生容量が小さいというメリットもある。
【0022】図3に本発明の別の実施例を示す。図3に
おいて、1は電源、2はGND、11は入力端子、12
と13は出力電流を制御するための制御入力端子、14
は出力端子である。26と27はNch−Trで、46
と47はPch−Trである。Nch−Tr26はソー
スがGNDにドレインがPch−Tr46のドレインお
よび、Nch−Tr27のソースとPch−Tr47の
ソースと共通接続され、Pch−Tr46のソースは電
源に接続している。Pch−Tr47のドレインとNc
h−Tr27のドレインが共通接続されて出力端子14
につながっている。入力端子11はトランジスタ26と
46のゲートに接続され、入力端子12はPch−Tr
47のゲートに入力端子13はNch−Tr27のゲー
トに接続されている。
【0023】図3の回路ではNch−Tr27とPch
−Tr47で構成されたトランスミッションゲートで出
力電流の値を制御するようにしている点が図1や図2の
回路と大きく異なっている点である。トランスミッショ
ンゲートを使用しているので、Pch−Tr46とNc
h−Tr26で構成されるインバーター出力のをこのト
ランスミッションゲートの抵抗値を制御することによっ
て出力電流を制御している。トランスミッションゲート
はPch−Tr47とNch−Tr27で構成されてい
るのでこれら2つのトランジスタの合成抵抗がトランス
ミッションゲートの等価的な抵抗になる。その為、小さ
なトランジスタサイズでも等価的な抵抗は小さくするこ
とができる。また、図2の例では出力電流制御入力端子
12に電源と同じ電位を与えるとハイレベル出力電流
(IOH)は完全に0になり出力はLレベルに固定され
てしまうが、図3の場合には入力端子12に電源と同じ
電位を与えてももう一方のNch−Tr27が完全なオ
フ状態でなければハイレベル出力電流はわずかであって
も流れる事になり、出力はH/Lに変化することが出来
るという利点がある。
【0024】以上の説明では出力バッファは通常の出力
バッファとして説明したが、3ステート出力バッファに
おいても出力トランジスタの前段のプリドライバーを変
えることによって同じように適用することが出来る。
【0025】また、一般的にCMOSのデジタル回路に
おいてはアナログ信号を取り扱うことは難しく、本発明
の出力バッファの出力電流制御端子に与える電位をどこ
から供給するかが問題となる。もちろん、半導体集積回
路上でアナログ電圧を発生するような回路を内蔵して、
この回路で生成した電圧を制御入力端子に与えることも
出来る。
【0026】また、もっと簡単な方法として、ICの外
部端子から静電気対策の入力バッファなどを経由して出
力電流制御端子に電圧を供給する方法がある。一般的に
バスの出力端子などでは、同じ出力バッファが複数使用
されることが多く、これら複数の出力バッファを同じ出
力電流に制御したい事がある。この場合には、出力電流
制御端子を共通に接続することによって同時に制御出来
るのでICの外部端子をいたずらに増やさなくても良
く、効率的に本発明を使用することが出来る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を使用すれ
ば出力電流の値を制御入力端子に加える電圧レベルによ
って連続的に変えることが出来るという効果がある。こ
れによって、従来であれば半導体集積回路の出力端子に
接続される負荷容量が変わると遅延時間も変わってしま
ったが、本発明を使用すれば、出力電流を調整して遅延
時間を同じする事も出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の出力バッファの回路図を示す図。
【図2】本発明の実施例2の回路図を示す図。
【図3】本発明の別の実施例の回路図を示す図。
【図4】従来の回路例を示す図。
【符号の説明】
1は電源 2はGND 11は出力バッファの入力端子 12、13は出力電流制御の為の入力端子 14は出力バッファの出力端子 21〜30はNチャンネル型MOSトランジスタ 41〜50はPチャンネル型MOSトランジスタ 61はインバータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CMOSの半導体集積回路において、第1
    のPチャンネル型MOSトランジスタのソースを電源に
    接続し、この第1のPチャンネル型MOSトランジスタ
    のドレインを第2のPチャンネル型MOSトランジスタ
    のソースに接続し、この第2のPチャンネル型MOSト
    ランジスタのドレインを出力端子に接続し、第3のNチ
    ャンネル型MOSトランジスタのソースをグランドに接
    続し、この第3のNチャンネル型MOSトランジスタの
    ドレインと、第4のNチャンネル型MOSトランジスタ
    のソースを接続し、この第4のNチャンネル型MOSト
    ランジスタのドレインを出力端子に接続し、前記第1ま
    たは第2どちらか一方のPチャンネル型MOSトランジ
    スタのゲートに任意の電圧レベルを与え、他方のPチャ
    ンネル型MOSトランジスタのゲートには出力すべき信
    号を与え、前記第3または第4どちらか一方のNチャン
    ネル型MOSトランジスタのゲートにも別の任意の電圧
    レベルを与え、他方のNチャンネル型MOSトランジス
    タのゲートには出力すべき信号を与え、出力電流を制御
    する事を特徴とする出力バッファ。
  2. 【請求項2】CMOSの半導体集積回路において、第1
    のPチャンネル型MOSトランジスタのソースを電源に
    接続し、第2のNチャンネル型MOSトランジスタのソ
    ースをグランドに接続し、前記第1のPチャンネル型M
    OSトランジスタのドレインと前記第2のNチャンネル
    型MOSトランジスタのドレインと第3のPチャンネル
    型MOSトランジスタのソースと第4のNチャンネル型
    MOSトランジスタのソースを共通接続し、前記第3の
    Pチャンネル型MOSトランジスタのドレインと前記第
    4のNチャンネル型MOSトランジスタのドレインを接
    続して出力端子とし、前記第3のPチャンネル型MOS
    トランジスタのゲートに任意の電圧レベルを与え、前記
    第4のNチャンネル型MOSトランジスタのゲートにも
    別の任意の電圧レベルを与え、出力電流を制御する事を
    特徴とする出力バッファ。
  3. 【請求項3】通常の出力バッファと特許請求項1と2に
    記載の出力バッファを並列に接続したことを特徴とする
    出力バッファ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014528664A (ja) * 2011-09-30 2014-10-27 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated 差動pvt/タイミングスキュー許容型自己補正回路

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014528664A (ja) * 2011-09-30 2014-10-27 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated 差動pvt/タイミングスキュー許容型自己補正回路

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