JPS61219217A - 半導体論理回路 - Google Patents
半導体論理回路Info
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- JPS61219217A JPS61219217A JP60059617A JP5961785A JPS61219217A JP S61219217 A JPS61219217 A JP S61219217A JP 60059617 A JP60059617 A JP 60059617A JP 5961785 A JP5961785 A JP 5961785A JP S61219217 A JPS61219217 A JP S61219217A
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- Japan
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- circuit
- input
- transistor
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
- H03K19/0013—Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/01—Modifications for accelerating switching
- H03K19/017—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
- H03K19/01707—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
- H03K19/01721—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by means of a pull-up or down element
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、低電力、高速で動作する半導体論理回路に関
するものである。
するものである。
(従来技術〕
従来のCMO8NOR回路としては、例え゛ば第5図に
示すごとき回路がある(例えば電子通信学会論文誌19
83年12月Vo1.66−CNo、12 P、919
FIPOS/CMO316KbitスタティックRAM
馬場竜雄著に記載)。
示すごとき回路がある(例えば電子通信学会論文誌19
83年12月Vo1.66−CNo、12 P、919
FIPOS/CMO316KbitスタティックRAM
馬場竜雄著に記載)。
第5図において、Pi〜P、はPMO8(pチャネルM
oSトランジスタ)、N1〜N4はn M OS(nチ
ャネルMOSトランジスタ)、■、〜I4は入力端子、
dは出力端子である。
oSトランジスタ)、N1〜N4はn M OS(nチ
ャネルMOSトランジスタ)、■、〜I4は入力端子、
dは出力端子である。
第5図に示すごとき0MO5NOR回路においては、入
力信号が変化する過渡時にのみ電流が流れ、定常状態で
は電流が流れない。
力信号が変化する過渡時にのみ電流が流れ、定常状態で
は電流が流れない。
従って、定常状態では電力を必要としない特徴を有して
いる。
いる。
又、第6図も従来のNOR回路の一例図(例えば公開特
許公報昭和56年第41579号に記載)である。
許公報昭和56年第41579号に記載)である。
第6図において、負荷となるトランジスタP。
は、入力信号と同期してクロック端子18に与えられる
クロック制御信号によって制御され、クロック制御信号
が与えられているときにのみ、すなわち動作時にのみ、
回路に電流が流れる。
クロック制御信号によって制御され、クロック制御信号
が与えられているときにのみ、すなわち動作時にのみ、
回路に電流が流れる。
したがって、この回路も低電力化が図れるという効果が
ある。なお、第6図において、17は出力端子であり、
その他、第5図と同符号は同一物を示す。
ある。なお、第6図において、17は出力端子であり、
その他、第5図と同符号は同一物を示す。
しかしながら、第5図のごとき回路においては。
負荷となる9MO8が縦列接続しているため、選択時の
レコーダ出力の立上り時間が長くなり、高速動作が出来
ないという問題があった。
レコーダ出力の立上り時間が長くなり、高速動作が出来
ないという問題があった。
又、第6図のごとき回路においては、入力端子I、〜工
、が全で低レベルであり、かつ負荷トランジスタP、が
オン(クロック制御信号が低レベル)になって出力端子
17が高レベル状態になった後、クロック制御信号が高
レベルになって負荷トランジスタP、がオフになると、
出力端子17は浮動状態になり、直流的に不安定になる
。すなわち、クロック制御信号の入力時にのみ論理が行
なわれ、他の場合は出力が不安定になってしまう6又、
論理が最終段まで伝送される間、クロック制御信号を与
えておく必要があり、その間は回路に電流が流れるので
、低電力化が十分達成されない、等の問題があった。
、が全で低レベルであり、かつ負荷トランジスタP、が
オン(クロック制御信号が低レベル)になって出力端子
17が高レベル状態になった後、クロック制御信号が高
レベルになって負荷トランジスタP、がオフになると、
出力端子17は浮動状態になり、直流的に不安定になる
。すなわち、クロック制御信号の入力時にのみ論理が行
なわれ、他の場合は出力が不安定になってしまう6又、
論理が最終段まで伝送される間、クロック制御信号を与
えておく必要があり、その間は回路に電流が流れるので
、低電力化が十分達成されない、等の問題があった。
本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決し、低電
力、かつ高速で動作し、しかも直流的に安定な出力の得
られる半導体論理回路を提供することを目的とするもの
である。
力、かつ高速で動作し、しかも直流的に安定な出力の得
られる半導体論理回路を提供することを目的とするもの
である。
上記の目的を達成するため本発明においては、複数の入
力信号をそれぞれ受ける複数の入力用トランジスタとし
て、n M OSとPMO8とのうちの何れか一方の形
のトランジスタを用い、負荷として他方の形のトランジ
スタを用いた論理回路において、その論理出力を入力と
し、それを反転して出力するインバータ回路を備え、か
つ上記インバータ回路の出力を上記負荷のトランジスタ
のゲートにフィードバックするように構成している。
力信号をそれぞれ受ける複数の入力用トランジスタとし
て、n M OSとPMO8とのうちの何れか一方の形
のトランジスタを用い、負荷として他方の形のトランジ
スタを用いた論理回路において、その論理出力を入力と
し、それを反転して出力するインバータ回路を備え、か
つ上記インバータ回路の出力を上記負荷のトランジスタ
のゲートにフィードバックするように構成している。
又、本発明において、負荷のトランジスタと並列に負荷
と同じ形のトランジスタを接続し、該トランジスタを高
速トリガパルスによって一時的に低インピーダンスとす
るように構成することにより、さらに高速で高レベルの
出力を得ることの出来る半導体論理回路を実現すること
が出来る。
と同じ形のトランジスタを接続し、該トランジスタを高
速トリガパルスによって一時的に低インピーダンスとす
るように構成することにより、さらに高速で高レベルの
出力を得ることの出来る半導体論理回路を実現すること
が出来る。
又、本発明において、上記の構成に加えて論理出力を増
幅する回路を備えることによって駆動能力を高め、さら
に高速で動作する半導体論理回路を実現することが出来
る。
幅する回路を備えることによって駆動能力を高め、さら
に高速で動作する半導体論理回路を実現することが出来
る。
第1図は1本発明の基本回路の一実施例図であり、NO
R回路を示す。
R回路を示す。
第1図において、1〜3はそれぞれ入力用のn M O
S トランジスタであり、相互に並列接続されている。
S トランジスタであり、相互に並列接続されている。
なお、この入力用のnMO8hランジスタは、入力信号
の数だけ接続されている。
の数だけ接続されている。
又、11〜I、は信号入力端子である。
又、6はnMOsトランジスタ、7は9MOsトランジ
スタであり、これらの6及び7によってNOR回路の出
力を入力とするCMOSインバータ5が形成されている
。
スタであり、これらの6及び7によってNOR回路の出
力を入力とするCMOSインバータ5が形成されている
。
また、8はCMOSインバータ5の出力によって駆動さ
れるpMOSトランジスタである。
れるpMOSトランジスタである。
又、14及び15は電源端子であり、例えば14が電源
電圧Vcc、 15がグランドに接続されるか或はその
逆に接続される。
電圧Vcc、 15がグランドに接続されるか或はその
逆に接続される。
第1図の回路においては、入力端チェ、〜工、に与えら
れる入力信号のうちのいずれか1つでも高レベルである
場合には、出力端子4の信号は当然低レベルになる。
れる入力信号のうちのいずれか1つでも高レベルである
場合には、出力端子4の信号は当然低レベルになる。
又、入力信号の全てが低レベルの場合には、出力端子4
の出力は入力用のnMOsトランジスタ1〜3の全ての
トランスコンダクタンスgm (n)と、負荷となる2
MOsトランジスタ8のトランスコンダクタンスg−(
p)の比又はリーク電流の比に従って次第に上昇し、そ
の値がCMOSインバータ5の閾値を越えると2MOs
トランジスタ8が導通状態となり、その後は一気に高レ
ベルとなる。
の出力は入力用のnMOsトランジスタ1〜3の全ての
トランスコンダクタンスgm (n)と、負荷となる2
MOsトランジスタ8のトランスコンダクタンスg−(
p)の比又はリーク電流の比に従って次第に上昇し、そ
の値がCMOSインバータ5の閾値を越えると2MOs
トランジスタ8が導通状態となり、その後は一気に高レ
ベルとなる。
上記のように第1図の回路においては、出力端子4が一
旦、高レベルになると、CMOSインバータ5を介した
フィードバック回路によってその状態が保持されるので
、直流的に極めて安定な回路となる。
旦、高レベルになると、CMOSインバータ5を介した
フィードバック回路によってその状態が保持されるので
、直流的に極めて安定な回路となる。
又、全回路に電流が流れる時間は、過渡時のみであるか
ら、0M08回路一般に共通な低電力性が維持されてい
ることは明白である。
ら、0M08回路一般に共通な低電力性が維持されてい
ることは明白である。
又、第1図の回路と後述する第2図、第4図のごとき高
速トリガパルス等とを組み合わせることによって、より
高速で動作し、かつ低電力で、しかも直流的に安定な出
力の得られる半導体論理回路を実現することが出来る。
速トリガパルス等とを組み合わせることによって、より
高速で動作し、かつ低電力で、しかも直流的に安定な出
力の得られる半導体論理回路を実現することが出来る。
次に、第2図は、本発明の第2の実施例図であり、前記
第1図と同符号は同一物を示す。
第1図と同符号は同一物を示す。
第2図の実施例は、第1図の実施例における負荷となる
PMOSトランジスタ8と並列に、それと同じ形のトラ
ンジスタ即ち9MO8)−ランジスタ9を接続し、トリ
ガ入力端子16から高速トリガパルスを与えることによ
って一時的に低インピーダンス状態となるように構成し
たものである。
PMOSトランジスタ8と並列に、それと同じ形のトラ
ンジスタ即ち9MO8)−ランジスタ9を接続し、トリ
ガ入力端子16から高速トリガパルスを与えることによ
って一時的に低インピーダンス状態となるように構成し
たものである。
なおトリガ入力端子16には、図示しない高速トリガパ
ルス発生回路から高速トリガパルスが与えられ、それに
よってPMOSトランジスタ9が駆動される。
ルス発生回路から高速トリガパルスが与えられ、それに
よってPMOSトランジスタ9が駆動される。
第2図において、入力端チェ、〜工、の全てが低レベル
であり、しかもトリガ入力端子16にトリガパルスが印
加された場合には、g+w(p)>g+n(n)となる
から出力端子4の出力は一気に高レベルとなる。
であり、しかもトリガ入力端子16にトリガパルスが印
加された場合には、g+w(p)>g+n(n)となる
から出力端子4の出力は一気に高レベルとなる。
その後、トリガ入力端子16に与えられるトリガパルス
が切れても、CMOSインバータ5によるフィードバッ
クによって出力端子4の出力は高レベル状態に安定に保
たれ続ける。
が切れても、CMOSインバータ5によるフィードバッ
クによって出力端子4の出力は高レベル状態に安定に保
たれ続ける。
第3図は、上記第2図の回路の動作タイミング図である
。
。
第3図において、入力が変化すると同時にトリガパルス
が入る。
が入る。
入力が全て低レベルになれば出力は高レベルになり、又
、入力が1つでも高レベルであれば出力は低レベルとな
る。
、入力が1つでも高レベルであれば出力は低レベルとな
る。
上記のように第2図の回路においては、立上り時には出
力端子4がPMOSトランジスタ9のみを介して高電位
(端子14)とショート状態となり。
力端子4がPMOSトランジスタ9のみを介して高電位
(端子14)とショート状態となり。
又、立下り時には出力端子4がnMOSトランジスタ1
段のみで低電位(端子15)とショート状態になるから
、極めて高速な立上り時間tLH及び立下り時間tHL
を実現することが出来る。
段のみで低電位(端子15)とショート状態になるから
、極めて高速な立上り時間tLH及び立下り時間tHL
を実現することが出来る。
なお、tLH及びtHLの概略は、下記の式で示される
。
。
tLo=C/gn+ (pMO39)
tut=c/ gm (nMOs)
なお上記の式において、CはCMOSトランジスタのソ
ース・ドレイン間の容量や配線等による容量の総和であ
り、又、gvs (pMO39)はPMOSトランジス
タ9のトランスコンダクタンスである。
ース・ドレイン間の容量や配線等による容量の総和であ
り、又、gvs (pMO39)はPMOSトランジス
タ9のトランスコンダクタンスである。
又、第2図の回路においても、全回路電流が流れる時間
は過渡時だけであるから、0M08回路一般に共通な低
電力性が維持されていることは明白である。
は過渡時だけであるから、0M08回路一般に共通な低
電力性が維持されていることは明白である。
又、第2図の回路において、トリガパルスで駆動するp
MO3負荷の代わりにn M OS負荷や抵抗その他の
電荷供給回路を用いても動作することは勿論である。
MO3負荷の代わりにn M OS負荷や抵抗その他の
電荷供給回路を用いても動作することは勿論である。
次に第4図は、本発明の第3の実施例図であり、前記第
2図と同符号は同一物を示す。
2図と同符号は同一物を示す。
第4図の回路は、第2図の構成に加えて論理出力を増幅
する回路を備え、駆動能力を高めて、より高速で動作す
るようにした回路である。
する回路を備え、駆動能力を高めて、より高速で動作す
るようにした回路である。
第4図において、pMOSトランジスタlOは、CMO
Sインバータ5の出力によって駆動される。
Sインバータ5の出力によって駆動される。
又、PMOSトランジスタ11は、トリガ入力端子16
に与えられる高速トリガパルス発生回路からのトリガパ
ルスによって駆動される。
に与えられる高速トリガパルス発生回路からのトリガパ
ルスによって駆動される。
又、 12及び13はnpn形バイポーラトランジスタ
である。
である。
第4図の回路において、入力端子11〜工、の全てが低
レベルであり、しかもpMOSトランジスタ11にトリ
ガパルスが印加されている場合には、pMOSトランジ
スタ11が導通し、npn形バイポーラトランジスタ1
2のベース電極に電源端子14の高電位が加わるため、
出力端子4の出力は直ちに高レベルとなる。
レベルであり、しかもpMOSトランジスタ11にトリ
ガパルスが印加されている場合には、pMOSトランジ
スタ11が導通し、npn形バイポーラトランジスタ1
2のベース電極に電源端子14の高電位が加わるため、
出力端子4の出力は直ちに高レベルとなる。
その後、トリガパルスが切れても、CMOSインバータ
5によるフィードバック回路によって出力端子4は高レ
ベル状態に保たれ続ける。
5によるフィードバック回路によって出力端子4は高レ
ベル状態に保たれ続ける。
入力端子工、〜工、のうち1つでも高レベルであれば、
入力用のnMOSトランジスタ1〜3の何れかが導通し
て出力端子4は低レベルとなる。
入力用のnMOSトランジスタ1〜3の何れかが導通し
て出力端子4は低レベルとなる。
この低レベルの値は、電源端子15の低電位よりnpn
形バイポーラトランジスタ13のエミッタ・ベース間電
圧だけ高い値となるゆ 上記のように第4図の回路においては、出力端子4の出
力が高レベル状態、低レベル状態共にバイポーラトラン
ジスタ12又は13を介して変化するので、極めて高速
で動作させることが出来る。
形バイポーラトランジスタ13のエミッタ・ベース間電
圧だけ高い値となるゆ 上記のように第4図の回路においては、出力端子4の出
力が高レベル状態、低レベル状態共にバイポーラトラン
ジスタ12又は13を介して変化するので、極めて高速
で動作させることが出来る。
又1回路電流は、入力信号が変化する過渡時しか流れな
いので、低電力性が維持されていることは明らかである
。
いので、低電力性が維持されていることは明らかである
。
なお、上記第1〜第3の実施例においては、NOR回路
について説明したが、前記実施例のnMOSトランジス
タをPMOSトランジスタとし、又、PMOSトランジ
スタをn M OS トランジスタとし、npn形バイ
ポーラトランジスタをpnpn列形ポーラトランジスタ
に変えることによって、容易にNAND回路となること
は明らがである。
について説明したが、前記実施例のnMOSトランジス
タをPMOSトランジスタとし、又、PMOSトランジ
スタをn M OS トランジスタとし、npn形バイ
ポーラトランジスタをpnpn列形ポーラトランジスタ
に変えることによって、容易にNAND回路となること
は明らがである。
以上説明したごとく本発明においては、出力信号をイン
バータ回路を介して負荷のトランジスタにフィードバッ
クするように構成しているので、直流的に極めて安定な
出力を得ることが出来る。
バータ回路を介して負荷のトランジスタにフィードバッ
クするように構成しているので、直流的に極めて安定な
出力を得ることが出来る。
又、出力端子と高レベル電位及び低レベル電位の間が共
に並列トランジスタで結ばれているので、立上り及び立
下りが極めて高速になるという利点がある。
に並列トランジスタで結ばれているので、立上り及び立
下りが極めて高速になるという利点がある。
又、CMO8回路特有の低電力性を備えているので、大
規模な論理LSI、メモリLSI、メモリにおけるデコ
ーダ回路などに適用した場合にこれらのLSIの電力を
増加させることなく高速化することが可能となる。
規模な論理LSI、メモリLSI、メモリにおけるデコ
ーダ回路などに適用した場合にこれらのLSIの電力を
増加させることなく高速化することが可能となる。
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の一実施例図、第3
図は第2図の回路の動作波形図、第4図は本発明の他の
実施例図、第5図及び第6図は従来の論理回路の一例図
である。 く符号の説明〉 1〜3・・・nMOSトランジスタ 4・・・出力端子 5・・・CMOSインバータ 6・・・nMOSトランジスタ 7〜11・・・pMOSトランジスタ 12、13・・・npn形バイポーラトランジスタ14
、15・・・電源端子 16・・・トリガ入力端子 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中 村 純之助 1’1 図 第3図 才5 図 手続補正書翰釦 昭和60年 4月18日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和60年特許願第59617号
2、発明の名称 半導体論理回路 5、補正の対象 図 面 6、補正の内容 図面第5図を添付のとおりに補正
する。
図は第2図の回路の動作波形図、第4図は本発明の他の
実施例図、第5図及び第6図は従来の論理回路の一例図
である。 く符号の説明〉 1〜3・・・nMOSトランジスタ 4・・・出力端子 5・・・CMOSインバータ 6・・・nMOSトランジスタ 7〜11・・・pMOSトランジスタ 12、13・・・npn形バイポーラトランジスタ14
、15・・・電源端子 16・・・トリガ入力端子 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中 村 純之助 1’1 図 第3図 才5 図 手続補正書翰釦 昭和60年 4月18日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和60年特許願第59617号
2、発明の名称 半導体論理回路 5、補正の対象 図 面 6、補正の内容 図面第5図を添付のとおりに補正
する。
Claims (1)
- 複数の入力信号をそれぞれ受ける複数の入力用トランジ
スタとしてnMOSとpMOSとのうちのいずれか一方
の形のトランジスタを用い、負荷として他方の形のトラ
ンジスタを用いた論理回路において、その論理出力を入
力とし、それを反転して出力するインバータ回路を備え
、かつ上記インバータ回路の出力を上記負荷のトランジ
スタのゲートにフィードバックすることを特徴とする半
導体論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60059617A JPS61219217A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60059617A JPS61219217A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体論理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219217A true JPS61219217A (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=13118384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60059617A Pending JPS61219217A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219217A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6432528A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Nec Corp | Logic circuit |
| JPH04145725A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | デコーダ回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562810A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-13 | Kurita Mach Mfg Co Ltd | Filter plate sending device for filter press |
-
1985
- 1985-03-26 JP JP60059617A patent/JPS61219217A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562810A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-13 | Kurita Mach Mfg Co Ltd | Filter plate sending device for filter press |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6432528A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Nec Corp | Logic circuit |
| JPH04145725A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | デコーダ回路 |
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