JPS63214020A - スイツチング用cmos回路 - Google Patents
スイツチング用cmos回路Info
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- JPS63214020A JPS63214020A JP62047948A JP4794887A JPS63214020A JP S63214020 A JPS63214020 A JP S63214020A JP 62047948 A JP62047948 A JP 62047948A JP 4794887 A JP4794887 A JP 4794887A JP S63214020 A JPS63214020 A JP S63214020A
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- switching
- gate
- mos transistor
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はスイッチング用CMOS回路とくに負荷に対す
るスイッチング出力回路に適する0M08回路、より正
確には互いに異なる固定された電位をもつ1対の基準電
位点間に互いに逆導電形のチャネルを存する1対のMO
Sトランジスタを直列接続し、開閉指令が両基準電位の
いずれの状態を取るかに応じて両MOSトランジスタを
交互に開閉動作させ、両MOSトランジスタの相互接続
点からスイッチング出力を取り出すようにしたスイッチ
ング用CMO5回路に関する。
るスイッチング出力回路に適する0M08回路、より正
確には互いに異なる固定された電位をもつ1対の基準電
位点間に互いに逆導電形のチャネルを存する1対のMO
Sトランジスタを直列接続し、開閉指令が両基準電位の
いずれの状態を取るかに応じて両MOSトランジスタを
交互に開閉動作させ、両MOSトランジスタの相互接続
点からスイッチング出力を取り出すようにしたスイッチ
ング用CMO5回路に関する。
近時CMO5回路は種々の集積回路に広く用いられるに
至り、それを構成するMOSトランジスタはますます微
細化され、かつそれによってスイッチング速度の向上が
達成されている。しかし、CMO3集積回路の出力部に
組み込まれるMOSトランジスタはしばしば電流容量の
大きな負荷をスイッチングないしは開閉する要があり、
そのチャネルを通過電流に相応した大きさにしてやらね
ばならないので、集積回路内の他部分におけるようには
微細化を図ることができない0MOSトランジスタのチ
ャネルの寸法が大きいとそれを覆うゲートの面積が広く
なり、ゲートのもつ静電容量が増すので、MOSトラン
ジスタのスイッチング速度を早めることが困難になる。
至り、それを構成するMOSトランジスタはますます微
細化され、かつそれによってスイッチング速度の向上が
達成されている。しかし、CMO3集積回路の出力部に
組み込まれるMOSトランジスタはしばしば電流容量の
大きな負荷をスイッチングないしは開閉する要があり、
そのチャネルを通過電流に相応した大きさにしてやらね
ばならないので、集積回路内の他部分におけるようには
微細化を図ることができない0MOSトランジスタのチ
ャネルの寸法が大きいとそれを覆うゲートの面積が広く
なり、ゲートのもつ静電容量が増すので、MOSトラン
ジスタのスイッチング速度を早めることが困難になる。
もちろん出力回路を別のチップにしてバイポーラトラン
ジスタを用いればスイッチング速度を容易に上げること
ができるが、その分だけ実装面積が増えかつコストも高
くなる。また、別のチップに分離しなくても集積回路を
BiMO3形にすれば出力回路にバイポーラトランジス
タを用いることもできるが、この種の集積回路はCMO
S回路に比べると製作工程がどうしても増えるのでコス
ト的には不利になるのを免れない、このようにチップの
大きさやコストを考えると、他部分がCMOS回路であ
る集積回路の出力部はやはりCMOS回路とするのが最
も有利である。
ジスタを用いればスイッチング速度を容易に上げること
ができるが、その分だけ実装面積が増えかつコストも高
くなる。また、別のチップに分離しなくても集積回路を
BiMO3形にすれば出力回路にバイポーラトランジス
タを用いることもできるが、この種の集積回路はCMO
S回路に比べると製作工程がどうしても増えるのでコス
ト的には不利になるのを免れない、このようにチップの
大きさやコストを考えると、他部分がCMOS回路であ
る集積回路の出力部はやはりCMOS回路とするのが最
も有利である。
第5図はかかる出力回路に従来から用いられているスイ
ッチング用CMOS回路を示すものである0図の右側の
2個のMOSトランジスタ1p+Inがスイッチング出
力Soの発生用で、1対の基準電位点Vd、Vsの間に
直列接続されており、その内の一方のMOSトランジス
タ1pがpチャネル形で他方のMOSトランジスタ1+
がnチャネル形である。
ッチング用CMOS回路を示すものである0図の右側の
2個のMOSトランジスタ1p+Inがスイッチング出
力Soの発生用で、1対の基準電位点Vd、Vsの間に
直列接続されており、その内の一方のMOSトランジス
タ1pがpチャネル形で他方のMOSトランジスタ1+
がnチャネル形である。
これらの互いに逆導電形のチャネルをもつMOSトラン
ジスタIP、 Inはそれらのゲートに共通のゲート操
作電位Vgを受け、両MOSトランジスタの相互接続点
からスイッチング出力Soが取り出される。別のMO3
I−ランジスタ2p、2nからなるトランジスタ対はゲ
ート操作電位Vgの発生用で、トランジスタ対1p、
Inと全く同様なチャネル導電形と相互接続様式をもち
、その共通接続されたゲートに開閉指令Siを受け、両
MOSトランジスタ2p、 2nの相互接続点からゲー
ト操作電位Vgを発する。開閉指令Stは2個の状態す
なわち基準電位Vdか基準電位v3かを取り、これに対
応してスイッチング出力Soも基準電位Vdまたは基準
電位Vaを出力する。
ジスタIP、 Inはそれらのゲートに共通のゲート操
作電位Vgを受け、両MOSトランジスタの相互接続点
からスイッチング出力Soが取り出される。別のMO3
I−ランジスタ2p、2nからなるトランジスタ対はゲ
ート操作電位Vgの発生用で、トランジスタ対1p、
Inと全く同様なチャネル導電形と相互接続様式をもち
、その共通接続されたゲートに開閉指令Siを受け、両
MOSトランジスタ2p、 2nの相互接続点からゲー
ト操作電位Vgを発する。開閉指令Stは2個の状態す
なわち基準電位Vdか基準電位v3かを取り、これに対
応してスイッチング出力Soも基準電位Vdまたは基準
電位Vaを出力する。
容易にわかるように開閉指令Siが基準電位Vdの状態
であるとき、pチャネルMOSトランジスタ2pは開、
nチャネルMO3I−ランジスタ2nは閉でゲート操作
電位Vgは基準電位Vsの状態となり、このときpチャ
ネルMO3I−ランジスタ1pは閉、nチャネルMOS
トランジスタlnは開となってスイッチング出力Soと
して基準電位Vdが出力される。逆に開閉指令Stが基
準電位v3の状態をとったとき、各MOSトランジスタ
の開閉状態は前と逆になり、スイッチング出力Soとし
て基準電位Vsが出力される。
であるとき、pチャネルMOSトランジスタ2pは開、
nチャネルMO3I−ランジスタ2nは閉でゲート操作
電位Vgは基準電位Vsの状態となり、このときpチャ
ネルMO3I−ランジスタ1pは閉、nチャネルMOS
トランジスタlnは開となってスイッチング出力Soと
して基準電位Vdが出力される。逆に開閉指令Stが基
準電位v3の状態をとったとき、各MOSトランジスタ
の開閉状態は前と逆になり、スイッチング出力Soとし
て基準電位Vsが出力される。
しかし、前述のように第5図の従来回路はそのスイッチ
ング速度が遅い欠点がある。第6図はこの回路の動作を
示す波形図である。同図falは開閉指令Siの波形で
あり、図示のように時刻toで開閉指令Siが低い基準
電位Vsから高い基準電位Vdに立ち上がったとする。
ング速度が遅い欠点がある。第6図はこの回路の動作を
示す波形図である。同図falは開閉指令Siの波形で
あり、図示のように時刻toで開閉指令Siが低い基準
電位Vsから高い基準電位Vdに立ち上がったとする。
これに応じてMo5トランジスタ2pは閉から開に、M
o3トランジスタ2nは開から閉になり、ゲート操作電
位Vgは同図中)に示すように高い基準電位Vdから直
ちに立ち下がろうとするが、MOSトランジスタ2nの
オン抵抗を通じて2個のMo3トランジスタ1p+ I
nのゲートキャパシタンスを放電しなければならないの
で、図示のように該オン抵抗とゲートキャパシタンスと
の積で決まる時定数でしか立ち下がることができない、
MOSトランジスタ1pは基準電位Vdからその動作し
きい値だけ下方の動作電位VgPで開状態から閉状態に
移るから、ゲート操作電位Vgがこの動作電位VgGl
まで下がったときにスイッチング出力Soが同図(C)
に示すように始めて低い基準電位Vsから高い基準電位
Vdに立ち上がる。従って、このスイッチング出力So
の立ち上がりは時刻toから時間Δtだけ遅れることに
なる。開閉指令Siが時刻t1で立ち下がったときも同
様で、ゲート操作電位VgはMOSトランジスタ2pの
オン抵抗とMOSトランジスタlp、 inのゲートキ
ャパシタンスの和との積で決まる時定数で立ち上がり、
それがMOSトランジスタ1nの動作電位Vgl)まで
立ち上がったときにMo3トランジスタ1nが閉状態か
ら開状態に移り、従ってスイッチング出力Soは時刻t
1から前とほぼ同じ時間Δtでけ連れて基準電位Vdか
ら基準電位v3に立ち下がることになる。
o3トランジスタ2nは開から閉になり、ゲート操作電
位Vgは同図中)に示すように高い基準電位Vdから直
ちに立ち下がろうとするが、MOSトランジスタ2nの
オン抵抗を通じて2個のMo3トランジスタ1p+ I
nのゲートキャパシタンスを放電しなければならないの
で、図示のように該オン抵抗とゲートキャパシタンスと
の積で決まる時定数でしか立ち下がることができない、
MOSトランジスタ1pは基準電位Vdからその動作し
きい値だけ下方の動作電位VgPで開状態から閉状態に
移るから、ゲート操作電位Vgがこの動作電位VgGl
まで下がったときにスイッチング出力Soが同図(C)
に示すように始めて低い基準電位Vsから高い基準電位
Vdに立ち上がる。従って、このスイッチング出力So
の立ち上がりは時刻toから時間Δtだけ遅れることに
なる。開閉指令Siが時刻t1で立ち下がったときも同
様で、ゲート操作電位VgはMOSトランジスタ2pの
オン抵抗とMOSトランジスタlp、 inのゲートキ
ャパシタンスの和との積で決まる時定数で立ち上がり、
それがMOSトランジスタ1nの動作電位Vgl)まで
立ち上がったときにMo3トランジスタ1nが閉状態か
ら開状態に移り、従ってスイッチング出力Soは時刻t
1から前とほぼ同じ時間Δtでけ連れて基準電位Vdか
ら基準電位v3に立ち下がることになる。
第6図から容易にわかるように、開閉指令Si。
切り換わる周波数が高くて時刻t1から時刻t2までの
時間が遅れ時間Δtよりも小であると、第5図のスイッ
チング用CMOS回路は開閉指令Siに対して応答でき
なくなる。なお、第6図telの波形はスイッチング出
力Saを受ける負荷が純抵抗である場合であるが、負荷
にはほとんどの場合キャパシタンスやりアクタンスがあ
るから、実際のスイッチング出力の波形に同図中)と順
位な遅れがさらに生じる場合が多い。
時間が遅れ時間Δtよりも小であると、第5図のスイッ
チング用CMOS回路は開閉指令Siに対して応答でき
なくなる。なお、第6図telの波形はスイッチング出
力Saを受ける負荷が純抵抗である場合であるが、負荷
にはほとんどの場合キャパシタンスやりアクタンスがあ
るから、実際のスイッチング出力の波形に同図中)と順
位な遅れがさらに生じる場合が多い。
本発明は上述のような問題点を克服してスイッチング用
CMOS回路の動作遅れを減らしてそのスイッチング速
度を向上することを目的とするものである。
CMOS回路の動作遅れを減らしてそのスイッチング速
度を向上することを目的とするものである。
本発明は、冒頭記載のスイッチング用CMOS回路が接
続された両基準電位間の範囲内において各MOSトラン
ジスタがその開閉状態を切り換えるそのゲートの動作電
位を挟んで第1および第2のゲート制御電位を咳両電位
間の電位差が両基準電位間の電位差よりも小になるよう
に選定し、各MOSトランジスタのゲート電位を該第1
および第2のゲート制御電位にそれぞれ設定する第1お
よび第2の電位設定回路を設け、開閉指令が取る電位状
態に応じて該両電位設定回路により各MO。
続された両基準電位間の範囲内において各MOSトラン
ジスタがその開閉状態を切り換えるそのゲートの動作電
位を挟んで第1および第2のゲート制御電位を咳両電位
間の電位差が両基準電位間の電位差よりも小になるよう
に選定し、各MOSトランジスタのゲート電位を該第1
および第2のゲート制御電位にそれぞれ設定する第1お
よび第2の電位設定回路を設け、開閉指令が取る電位状
態に応じて該両電位設定回路により各MO。
Sトランジスタのゲート電位を第1および第2のゲート
制御電位のいずれかに交互にかつ両MOSトランジスタ
が交互に開閉動作をするように切り換えることによって
、前述の目的を達成する。
制御電位のいずれかに交互にかつ両MOSトランジスタ
が交互に開閉動作をするように切り換えることによって
、前述の目的を達成する。
第1図と第2図を参照しながら本発明のもつ上記構成の
作用を説明する。これらの図中前の第5図および第6図
と同じ部分は同じ符号で示されている。ただし、第1図
には前のMOSトランジスタ対2p、2nは含まれてお
らず、開閉指令Stとして前とは論理的には補な波形を
もつ信号が図の左側から与えられるものとする。
作用を説明する。これらの図中前の第5図および第6図
と同じ部分は同じ符号で示されている。ただし、第1図
には前のMOSトランジスタ対2p、2nは含まれてお
らず、開閉指令Stとして前とは論理的には補な波形を
もつ信号が図の左側から与えられるものとする。
第1図には第1および第2の電位設定回路IOおよび2
0がブロックの形で示されており、それらは最も簡単に
はブロック内に例示されたようにそれぞれ単一のダイオ
ードであづてよい、第1図では、これらの電位設定回路
10.20は1対のMOSトランジスタip、 inに
対して共通に設けられているが、実施例の項に示すよう
に両電位設定回路をMOSトランジスタ1pとMo3ト
ランジスタ1nに対してそれぞれ設けるようにしてもよ
い、第2図はこれらの電位設定回路10.20が設定す
る第1および第2のゲート制御電位Vgl、Vg2を示
すものである。
0がブロックの形で示されており、それらは最も簡単に
はブロック内に例示されたようにそれぞれ単一のダイオ
ードであづてよい、第1図では、これらの電位設定回路
10.20は1対のMOSトランジスタip、 inに
対して共通に設けられているが、実施例の項に示すよう
に両電位設定回路をMOSトランジスタ1pとMo3ト
ランジスタ1nに対してそれぞれ設けるようにしてもよ
い、第2図はこれらの電位設定回路10.20が設定す
る第1および第2のゲート制御電位Vgl、Vg2を示
すものである。
第2図(alの上側と下側にはスイッチング用CMO8
回路に与えられる2個の基準電位νd、Vsがそれぞれ
示されており、図の中央ブロックには2個のMOSトラ
ンジスタlp、 inの動作電位Vgp、 Vgnが示
されている。この内の動作電位Vg11は高い基準電位
VdからMOSトランジスタ1ρのもつ動作しきい値だ
け教い所にあり、動作電位Vgnは低い基準電位v3か
らMOSトランジスタ1nの動作しきい値だけ高い所に
ある。第1および第2のゲート制御電位VglおよびV
g2はもちろん両基準電位Vd、 Vs間の範囲内にあ
り、再動作電位Vgp、 Vgnは挟むようにそれぞれ
その上下に設定される。すなわち、開閉指令Sjが高い
基準電位Vdの状態にあるとき、第1の電位設定回路1
0はそのダイオードがもつ沿層電圧Eだけ基準電位Vd
より低い第1のゲート制wit位Vglにゲート電位V
gを設定する。また、開閉指令S1が低い基準電位Vs
の状態になったときには、第2の電位設定回路20がゲ
ート電位Vgをそのダイオードの沿層電圧Eだけ基準電
位v3より高い第2のゲート制it位Vg2に設定する
。従って、本発明における第1のゲート制御電位Vgl
と第2のゲート制御電位Vg2との間の電位差ΔVgは
両基準電位Vd、Vs間の電位差Δ■よりもうんと少な
くなり、ゲート電位Vgはこの小さな電位差ΔVgLか
変化しない。
回路に与えられる2個の基準電位νd、Vsがそれぞれ
示されており、図の中央ブロックには2個のMOSトラ
ンジスタlp、 inの動作電位Vgp、 Vgnが示
されている。この内の動作電位Vg11は高い基準電位
VdからMOSトランジスタ1ρのもつ動作しきい値だ
け教い所にあり、動作電位Vgnは低い基準電位v3か
らMOSトランジスタ1nの動作しきい値だけ高い所に
ある。第1および第2のゲート制御電位VglおよびV
g2はもちろん両基準電位Vd、 Vs間の範囲内にあ
り、再動作電位Vgp、 Vgnは挟むようにそれぞれ
その上下に設定される。すなわち、開閉指令Sjが高い
基準電位Vdの状態にあるとき、第1の電位設定回路1
0はそのダイオードがもつ沿層電圧Eだけ基準電位Vd
より低い第1のゲート制wit位Vglにゲート電位V
gを設定する。また、開閉指令S1が低い基準電位Vs
の状態になったときには、第2の電位設定回路20がゲ
ート電位Vgをそのダイオードの沿層電圧Eだけ基準電
位v3より高い第2のゲート制it位Vg2に設定する
。従って、本発明における第1のゲート制御電位Vgl
と第2のゲート制御電位Vg2との間の電位差ΔVgは
両基準電位Vd、Vs間の電位差Δ■よりもうんと少な
くなり、ゲート電位Vgはこの小さな電位差ΔVgLか
変化しない。
第2図(b)はこのゲート電位Vgの波形を示すもので
ある。開閉指令Stは第1図の左側に波形を示すように
両基準電位Vd、Vsの間で変化するが、第1の電位設
定回路10および第2の電位設定回路20により設定さ
れるゲート電位Vgは、第1のゲート制6m電位vgt
と第2のゲート制?!++電位Vg2間の狭い電位差間
でしか変化しない、開閉指令Stが基準電位Vdから基
準電位Vsに立ち下がったとき、両MOSトランジスタ
lρ+inのゲートキャパシタンスは第2の電位設定回
路20を介して放電され、開閉指令Siが基準電位Vs
から基準電位Vdに立ち上がったとき、両MOSトラン
ジスタlp、 Inのゲートキャパシタンスは第1の電
位設定回路lOを介して充電されるから、第2図(b)
に示されたゲート電位vgの波形を決める充放電の時定
数は従来回路におけるのと実質的な差はない、しかし本
発明においては、ゲート電位Vgが例えば第1のゲート
制御電位VglからMO3I−ランジスタ1pが開から
閉に動作する動作電位VgPにまで立ち下がらねばなら
ない電位差が従来より少ないので、それに基づくスイッ
チング動作の遅れ時間Δtが従来よりうんと短くなる。
ある。開閉指令Stは第1図の左側に波形を示すように
両基準電位Vd、Vsの間で変化するが、第1の電位設
定回路10および第2の電位設定回路20により設定さ
れるゲート電位Vgは、第1のゲート制6m電位vgt
と第2のゲート制?!++電位Vg2間の狭い電位差間
でしか変化しない、開閉指令Stが基準電位Vdから基
準電位Vsに立ち下がったとき、両MOSトランジスタ
lρ+inのゲートキャパシタンスは第2の電位設定回
路20を介して放電され、開閉指令Siが基準電位Vs
から基準電位Vdに立ち上がったとき、両MOSトラン
ジスタlp、 Inのゲートキャパシタンスは第1の電
位設定回路lOを介して充電されるから、第2図(b)
に示されたゲート電位vgの波形を決める充放電の時定
数は従来回路におけるのと実質的な差はない、しかし本
発明においては、ゲート電位Vgが例えば第1のゲート
制御電位VglからMO3I−ランジスタ1pが開から
閉に動作する動作電位VgPにまで立ち下がらねばなら
ない電位差が従来より少ないので、それに基づくスイッ
チング動作の遅れ時間Δtが従来よりうんと短くなる。
MOSトランジスタInの開から閉への動作時も同じで
あって、ゲート電位Vgが第2のゲート制it位Vg2
からMOSトランジスタ1nの動作電位Vgにまで立ち
上がるべき電位差が少ないので、同様にスイッチング動
作の遅れ時間Δtが従来より短くなる。
あって、ゲート電位Vgが第2のゲート制it位Vg2
からMOSトランジスタ1nの動作電位Vgにまで立ち
上がるべき電位差が少ないので、同様にスイッチング動
作の遅れ時間Δtが従来より短くなる。
以上のように、本発明においてはスイッチング用CMO
S回路のMOSトランジスタを開閉操作するゲート電位
の変化幅を従来回路におけるより狭めることによって、
スイッチング動作速度を高めて前述の課題を達成する。
S回路のMOSトランジスタを開閉操作するゲート電位
の変化幅を従来回路におけるより狭めることによって、
スイッチング動作速度を高めて前述の課題を達成する。
なお、以上の説明では第1および第2の電位設定回路が
スイッチング用CMOS回路のMOSトランジスタ対に
ついて共通に設けられるものとしたが、各MOSトラン
ジスタに対して個別に設けられる場合もある。この場合
には、各MOSトランジスタの動作電位を挟むようにそ
の上下に第1のゲート制?2II電位と第2のゲート制
御電位とがそれぞれ設けられるので、各MOSトランジ
スタのゲート電位の変化幅が従来より少なく、従って各
MO3I−ランジスタの開閉動作の遅れが従来よりも短
くなることには何ら変わりがない。
スイッチング用CMOS回路のMOSトランジスタ対に
ついて共通に設けられるものとしたが、各MOSトラン
ジスタに対して個別に設けられる場合もある。この場合
には、各MOSトランジスタの動作電位を挟むようにそ
の上下に第1のゲート制?2II電位と第2のゲート制
御電位とがそれぞれ設けられるので、各MOSトランジ
スタのゲート電位の変化幅が従来より少なく、従って各
MO3I−ランジスタの開閉動作の遅れが従来よりも短
くなることには何ら変わりがない。
以下、第3図および第4図を参照しながら本発明の詳細
な説明する。第1図の実施例回路には前の第5図におけ
るように本発明回路に先立つ前段のMOSトランジスタ
対2p、2nが示されており、これらのMOSトランジ
スタ対はその共通ゲートに元の開閉指令SiQを受け、
その補信号である開閉指令Si1を本発明回路に与える
。また、この第3図の実施例における第1の電位設定回
路および第2の電位設定回路は第1図の場合と異なり、
スイッチング用CMOS回路の各MOSトランジスタl
p、Inに対してそれぞれ別個に設けられており、以下
第1の電位設定回路により設定される第1のゲート制御
電位はMOSトランジスタIp、 Inを開動作させ、
第2の電位設定回路により設定される第2のゲート制m
N位はMOSトランジスタ1p、10を閉動作させる
ものとする。
な説明する。第1図の実施例回路には前の第5図におけ
るように本発明回路に先立つ前段のMOSトランジスタ
対2p、2nが示されており、これらのMOSトランジ
スタ対はその共通ゲートに元の開閉指令SiQを受け、
その補信号である開閉指令Si1を本発明回路に与える
。また、この第3図の実施例における第1の電位設定回
路および第2の電位設定回路は第1図の場合と異なり、
スイッチング用CMOS回路の各MOSトランジスタl
p、Inに対してそれぞれ別個に設けられており、以下
第1の電位設定回路により設定される第1のゲート制御
電位はMOSトランジスタIp、 Inを開動作させ、
第2の電位設定回路により設定される第2のゲート制m
N位はMOSトランジスタ1p、10を閉動作させる
ものとする。
pチャネルMOSトランジスタIPに対する第1の電位
設定回路は単一のダイオード10により構成されており
、開閉指令Silを受けてMOSトランジスタ1pのゲ
ートに伝える。このダイオード10は開閉指令が基準電
位Vdにあるときにのみ機能し、Mo3トランジスタの
ゲートVglpを基!1!電位Vdよりその沿層電圧分
だけ低い第1のゲート制御電位に設定し、この第1のゲ
ート制御電位はMOSトランジスタ1pの動作電位vg
9よりも高く、これによってMo3I−ランジスタ1p
は開動作する。同じMo3トランジスタtpに対する第
2の電位設定回路は基準電位点Vdと開閉指令点Si1
との間に接続された電圧分割回路であって、ダイオード
21と抵抗22の直列回路とダイオード23と抵抗24
の直列回路をこれら両電位点間に直列接続してなり、両
直列回路の相互接続点の電位がゲート電位VglPとし
てMOSトランジスタ1pに与えられる。この第2の電
位設定回路は開閉指令Si1が基準電位Vsにあるとき
にのみ機能し、ゲート電位Vglを2個の抵抗22.2
4がもつ砥抗値の比により決まる第2のゲート制御電位
に設定するが、この第2のゲート制御電位はMo3トラ
ンジスタの動作電位Vgl)よりも低(選定されており
、従ってゲート電位Vglpが第2のゲート制御11位
に設定されたときMOSトランジスタ1pは閉動作する
0以上のようにして設定されるMOSトランジスタlp
のゲート電位νg19の波形は第4図中)に示されてお
り、図示のように該ゲート電位VglpはMOSトラン
ジスタ1pの動作電位vgpの上下に狭い電位差を介し
て選定された第1のゲート制御電位と第2のゲート制御
電位との間の範囲内においてのみ変化する。なお、同図
Talおよび(C)には元の開閉指令SiOおよび開閉
指令Silの波形がそれぞれ示されている。
設定回路は単一のダイオード10により構成されており
、開閉指令Silを受けてMOSトランジスタ1pのゲ
ートに伝える。このダイオード10は開閉指令が基準電
位Vdにあるときにのみ機能し、Mo3トランジスタの
ゲートVglpを基!1!電位Vdよりその沿層電圧分
だけ低い第1のゲート制御電位に設定し、この第1のゲ
ート制御電位はMOSトランジスタ1pの動作電位vg
9よりも高く、これによってMo3I−ランジスタ1p
は開動作する。同じMo3トランジスタtpに対する第
2の電位設定回路は基準電位点Vdと開閉指令点Si1
との間に接続された電圧分割回路であって、ダイオード
21と抵抗22の直列回路とダイオード23と抵抗24
の直列回路をこれら両電位点間に直列接続してなり、両
直列回路の相互接続点の電位がゲート電位VglPとし
てMOSトランジスタ1pに与えられる。この第2の電
位設定回路は開閉指令Si1が基準電位Vsにあるとき
にのみ機能し、ゲート電位Vglを2個の抵抗22.2
4がもつ砥抗値の比により決まる第2のゲート制御電位
に設定するが、この第2のゲート制御電位はMo3トラ
ンジスタの動作電位Vgl)よりも低(選定されており
、従ってゲート電位Vglpが第2のゲート制御11位
に設定されたときMOSトランジスタ1pは閉動作する
0以上のようにして設定されるMOSトランジスタlp
のゲート電位νg19の波形は第4図中)に示されてお
り、図示のように該ゲート電位VglpはMOSトラン
ジスタ1pの動作電位vgpの上下に狭い電位差を介し
て選定された第1のゲート制御電位と第2のゲート制御
電位との間の範囲内においてのみ変化する。なお、同図
Talおよび(C)には元の開閉指令SiOおよび開閉
指令Silの波形がそれぞれ示されている。
もう一方のnチャネルMOSトランジスタ1nに対する
第1の電位設定回路は開閉指令Silが基準電位Vdの
状態のとき機能する電圧分割回路であって、ダイオード
11と抵抗12の直列回路とダイオード13と抵抗14
の直列回路とを開閉指令点Silと基準電位点Vsとの
間に直列接続してなり、両直列回路の相互接続点電位と
してのMo5I−ランジスタInに対するゲート電位V
glnは該MOSトランジスタの動作電位Vgnより高
く選定され、この第1のゲート制御電位によりMo3ト
ランジスタは閉動作する。第2の電位設定回路は単一の
ダイオード20からなり、Mo3トランジスタ1nのゲ
ートと開閉指令点Silとの間に接続され、開閉指令S
ilが基準電位v3にあるときに機能してゲート電位V
glnを基準電位Vsよりダイオード20の沿層電圧分
高いがMOSトランジスタの動作電位Vgnよりは低い
第2のゲート制御電位に設定し、これによってMOSト
ランジスタは開動作する。このMo3トランジスタln
に対するゲート電位Vglnの波形は第4図(dlに示
されており、図示のように該ゲート電位VglnはMo
3)ランジス・りlnの動作電位Vgnの僅かに上に設
定された第1のゲート制御電位と僅か下に設定された第
2のゲート制御電位との間の狭い電位差の範囲内でのみ
変化する。
第1の電位設定回路は開閉指令Silが基準電位Vdの
状態のとき機能する電圧分割回路であって、ダイオード
11と抵抗12の直列回路とダイオード13と抵抗14
の直列回路とを開閉指令点Silと基準電位点Vsとの
間に直列接続してなり、両直列回路の相互接続点電位と
してのMo5I−ランジスタInに対するゲート電位V
glnは該MOSトランジスタの動作電位Vgnより高
く選定され、この第1のゲート制御電位によりMo3ト
ランジスタは閉動作する。第2の電位設定回路は単一の
ダイオード20からなり、Mo3トランジスタ1nのゲ
ートと開閉指令点Silとの間に接続され、開閉指令S
ilが基準電位v3にあるときに機能してゲート電位V
glnを基準電位Vsよりダイオード20の沿層電圧分
高いがMOSトランジスタの動作電位Vgnよりは低い
第2のゲート制御電位に設定し、これによってMOSト
ランジスタは開動作する。このMo3トランジスタln
に対するゲート電位Vglnの波形は第4図(dlに示
されており、図示のように該ゲート電位VglnはMo
3)ランジス・りlnの動作電位Vgnの僅かに上に設
定された第1のゲート制御電位と僅か下に設定された第
2のゲート制御電位との間の狭い電位差の範囲内でのみ
変化する。
第4図(II+は以上のように構成された実施例回路か
らのスイッチング出力Soの波形を示すものである。容
易にわかるように該スイッチング出力SOはMo3トラ
ンジスタ1pの閉動作時に立ち上がり、この立ち上がり
時点は同図中)のMo3I−ランジスタ1pのゲート電
位Vglρの立ち下がりがその動作電位Vgflと交わ
る点で決まり、元の開閉指令SIOの立ち上がり時刻か
らの遅れΔtは従来回路と比べて大幅に短縮される。開
襟にスイッチング出力S。
らのスイッチング出力Soの波形を示すものである。容
易にわかるように該スイッチング出力SOはMo3トラ
ンジスタ1pの閉動作時に立ち上がり、この立ち上がり
時点は同図中)のMo3I−ランジスタ1pのゲート電
位Vglρの立ち下がりがその動作電位Vgflと交わ
る点で決まり、元の開閉指令SIOの立ち上がり時刻か
らの遅れΔtは従来回路と比べて大幅に短縮される。開
襟にスイッチング出力S。
の立ち下がり時点はMo3トランジスタlnの閉動作時
、従って同図+dlのゲート電位Vglnの立ち上がり
がMo3トランジスタlnの動作電位Vgnと交わる時
刻で決まり、その元の開閉指令SIOの立ち下がり時刻
からの遅れΔtはこの時も従来回路によるよりはずっと
短くなる。
、従って同図+dlのゲート電位Vglnの立ち上がり
がMo3トランジスタlnの動作電位Vgnと交わる時
刻で決まり、その元の開閉指令SIOの立ち下がり時刻
からの遅れΔtはこの時も従来回路によるよりはずっと
短くなる。
なお、以上の記載では電圧分割回路内のダイオードの果
す機能の説明を省いたので、Mo3トランジスタ1pに
対する電圧分割回路のダイオードについてその機能を説
明する。開閉指令Silが高い基準電位Vdの状態にあ
るとき、Mo5トランジスタlρのゲートは第1の電位
設定回路のダイオード10を介して基準電位Vdよりそ
の沿層電圧分だけ低いゲートVglpに充電されるが、
第2の電位設定回路中のダイオード21はその同じ沿i
t圧値により該ゲートが図の上方から基準電位Vdの値
にまで充電されるのを防止する。このとき、第2の電位
設定回路中の別のダイオード23は抵抗24を介して基
準電位Vdを受けるが、その逆耐圧値により同様にゲー
トが基準電位Vdにまで充電されるのを防止しているC
MOSトランジスタ1nに対する電圧分割回路中のダイ
オード11.13のもつ機能も同様であるから説明を省
く。
す機能の説明を省いたので、Mo3トランジスタ1pに
対する電圧分割回路のダイオードについてその機能を説
明する。開閉指令Silが高い基準電位Vdの状態にあ
るとき、Mo5トランジスタlρのゲートは第1の電位
設定回路のダイオード10を介して基準電位Vdよりそ
の沿層電圧分だけ低いゲートVglpに充電されるが、
第2の電位設定回路中のダイオード21はその同じ沿i
t圧値により該ゲートが図の上方から基準電位Vdの値
にまで充電されるのを防止する。このとき、第2の電位
設定回路中の別のダイオード23は抵抗24を介して基
準電位Vdを受けるが、その逆耐圧値により同様にゲー
トが基準電位Vdにまで充電されるのを防止しているC
MOSトランジスタ1nに対する電圧分割回路中のダイ
オード11.13のもつ機能も同様であるから説明を省
く。
以上説明した実施例のほか本発明は種々の態様で実施を
することができる。第1および第2の電位設定回路のも
つ機能は公知の回路を組み合わせることにより種々の回
路構成で実現できる。これらにより設定される第1のゲ
ート制御電位や第2のゲート制御電位のMOSトランジ
スタの動作電位に対する高低の関係も適宜選択をすべき
事項である。
することができる。第1および第2の電位設定回路のも
つ機能は公知の回路を組み合わせることにより種々の回
路構成で実現できる。これらにより設定される第1のゲ
ート制御電位や第2のゲート制御電位のMOSトランジ
スタの動作電位に対する高低の関係も適宜選択をすべき
事項である。
E発明の効果〕
以上の説明かられかるように、本発明によればスイッチ
ング用CMOS回路の各MOSトランジスタに対するゲ
ート電位の変化範囲の上下限としての第1のゲート制御
電位と第2のゲート制御電位とをそれぞれ第1の電位設
定回路と第2の電位設定回路により設定し、該第1の電
位設定回路と第2の電位設定回路との間の電位差を従来
回路におけるゲート電位の変化範囲よりも小さく選定す
ることができるので、MOSトランジスタの電流容量が
大に従ってそのゲートキャパシタンス値が大きくなって
も、スイッチング出力の開閉指令からの遅れ時間を従来
よりも短縮してスイッチング用CMOS回路のスイッチ
ング動作速度を大幅に向上することができる。かかる特
長をもつ本発明回路はCMO5集積回路の終段における
負荷駆動回路ないしは出力回路に利用してとくに効果が
大で、CMOS集積回路の負荷駆動容量を向上させ、あ
るいはBiMO3方式を用いるより集積回路のコストを
低減させる上で著効を有する。
ング用CMOS回路の各MOSトランジスタに対するゲ
ート電位の変化範囲の上下限としての第1のゲート制御
電位と第2のゲート制御電位とをそれぞれ第1の電位設
定回路と第2の電位設定回路により設定し、該第1の電
位設定回路と第2の電位設定回路との間の電位差を従来
回路におけるゲート電位の変化範囲よりも小さく選定す
ることができるので、MOSトランジスタの電流容量が
大に従ってそのゲートキャパシタンス値が大きくなって
も、スイッチング出力の開閉指令からの遅れ時間を従来
よりも短縮してスイッチング用CMOS回路のスイッチ
ング動作速度を大幅に向上することができる。かかる特
長をもつ本発明回路はCMO5集積回路の終段における
負荷駆動回路ないしは出力回路に利用してとくに効果が
大で、CMOS集積回路の負荷駆動容量を向上させ、あ
るいはBiMO3方式を用いるより集積回路のコストを
低減させる上で著効を有する。
第1図から第4TI!Jまでが本発明に関するもので、
第1図は本発明によるスイッチング用CMOS回路の原
理回路図、第2図は第1のゲート制御電位および第2の
ゲート制御電位の設定の要領を示す線図および本発明に
おけるMOSトランジスタに対するゲート電位の波形図
、第3図は本発明の実施例回路図、第4図はその主な信
号の波形図である。第5図と第6図は従来技術に関する
もので、第5図は従来のスイッチング用CMOS回路の
回路図、第6図はその主な信号の波形図である8図にお
いて、 IP、Inニスイツチング用CMO3回路のpチャネル
MOSトランジスタおよびnチャネルMOSトランジス
タ、2G’+2nニスイツチング用CMO3回路に対す
る前段回路のpチャネルMOSトランジスタおよびnチ
中ネルMOSトランジスタ、10:第1の電位設定回路
ないしはその構成例としてのダイオード、u、13:第
1の電位設定回路のダイオード、12,14:第1の電
位設定回路の抵抗、20:第2の電位設定回路ないしは
その構成例としてのダイオード、21.23:第2の電
位設定回路のダイオード、22.24:第2の電位設定
回路の抵抗、E:ダイオードの沿層電圧、Si、Sil
:開閉指令、Sin:元の開閉指令、So;スイッチ
ング出力、tO:開閉指令の立ち上がり時刻、tl:開
閉指令の立ち下がり時刻、Δtニスイツチング用CMO
3回路の動作遅れ時間、Δv:1対の基準電位間の電位
差、vd:高い方の基準電位、Vg:MOSトランジス
タのゲート電位、Vgl :第1のゲート制御電位、V
g2 :第2のゲート制御電位、Δvg:第1のゲート
制御電位と第2のゲート制御電位間の電位差、Vglp
:pチャネルMOSトランジスタのゲート電位、Vgl
n:nチャネルMOSトランジスタのゲート電位、vg
p: pチャネルMOSトランジスタの動作電位、Vg
n:nチャネルMOSトランジスタの動作電位、vs:
低111図 第2図
第1図は本発明によるスイッチング用CMOS回路の原
理回路図、第2図は第1のゲート制御電位および第2の
ゲート制御電位の設定の要領を示す線図および本発明に
おけるMOSトランジスタに対するゲート電位の波形図
、第3図は本発明の実施例回路図、第4図はその主な信
号の波形図である。第5図と第6図は従来技術に関する
もので、第5図は従来のスイッチング用CMOS回路の
回路図、第6図はその主な信号の波形図である8図にお
いて、 IP、Inニスイツチング用CMO3回路のpチャネル
MOSトランジスタおよびnチャネルMOSトランジス
タ、2G’+2nニスイツチング用CMO3回路に対す
る前段回路のpチャネルMOSトランジスタおよびnチ
中ネルMOSトランジスタ、10:第1の電位設定回路
ないしはその構成例としてのダイオード、u、13:第
1の電位設定回路のダイオード、12,14:第1の電
位設定回路の抵抗、20:第2の電位設定回路ないしは
その構成例としてのダイオード、21.23:第2の電
位設定回路のダイオード、22.24:第2の電位設定
回路の抵抗、E:ダイオードの沿層電圧、Si、Sil
:開閉指令、Sin:元の開閉指令、So;スイッチ
ング出力、tO:開閉指令の立ち上がり時刻、tl:開
閉指令の立ち下がり時刻、Δtニスイツチング用CMO
3回路の動作遅れ時間、Δv:1対の基準電位間の電位
差、vd:高い方の基準電位、Vg:MOSトランジス
タのゲート電位、Vgl :第1のゲート制御電位、V
g2 :第2のゲート制御電位、Δvg:第1のゲート
制御電位と第2のゲート制御電位間の電位差、Vglp
:pチャネルMOSトランジスタのゲート電位、Vgl
n:nチャネルMOSトランジスタのゲート電位、vg
p: pチャネルMOSトランジスタの動作電位、Vg
n:nチャネルMOSトランジスタの動作電位、vs:
低111図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)互いに異なる固定された電位をもつ1対の基準電位
点間に互いに逆導電形のチャネルを有する1対のMOS
トランジスタを直列接続し、開閉指令が両基準電位のい
ずれの状態を取るかに応じて両MOSトランジスタを交
互に開閉動作させ、両MOSトランジスタの相互接続点
からスイッチング出力を取り出す回路であって、前記両
基準電位間の範囲内において各MOSトランジスタがそ
の開閉状態を切り換えるそのゲートの動作電位を挟んで
第1および第2のゲート制御電位を該両電位間の電位差
が両基準電位間の電位差よりも小になるように選定し、
各MOSトランジスタのゲート電位を該第1および第2
のゲート制御電位にそれぞれ設定する第1および第2の
電位設定回路を設け、開閉指令が取る電位状態に応じて
該両電位設定回路により各MOSトランジスタのゲート
電位を第1および第2のゲート制御電位のいずれかに交
互にかつ両MOSトランジスタが交互に開閉動作をする
ように切り換えるようにしたスイッチング用CMOS回
路。 2)特許請求の範囲第1項記載の回路において、第1お
よび第2の電位設定回路が各MOSトランジスタに対し
てそれぞれ設けられることを特徴とするスイッチング用
CMOS回路。 3)特許請求の範囲第1項記載の回路において、第1お
よび第2の電位設定回路が両MOSトランジスタに対し
て共通に設けられることを特徴とするスイッチング用C
MOS回路。 4)特許請求の範囲第1項記載の回路において、電位設
定回路が開閉指令電位点とMOSトランジスタのゲート
との間に接続されるダイオードであり、開閉指令電位と
該ダイオードのもつ沿層電圧の差がゲート制御電位とし
て設定されるようにしたことを特徴とするスイッチング
用CMOS回路。 5)特許請求の範囲第1項記載の回路において、電位設
定回路がダイオードと抵抗との直列回路の対を基準電位
点と開閉指令電位点との間に直列接続してなり、該対を
なす両直列回路の相互接続点の電位によりMOSトラン
ジスタに対するゲート制御電位を設定する電圧分割回路
であることを特徴とするスイッチング用CMOS回路。 6)特許請求の範囲第1項記載の回路において、第1お
よび第2のゲート制御電位がそれぞれ両基準電位のいず
れとも異なるように設定されることを特徴とするスイッ
チング用CMOS回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62047948A JPS63214020A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | スイツチング用cmos回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62047948A JPS63214020A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | スイツチング用cmos回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214020A true JPS63214020A (ja) | 1988-09-06 |
Family
ID=12789587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62047948A Pending JPS63214020A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | スイツチング用cmos回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63214020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100709503B1 (ko) * | 2000-11-28 | 2007-04-20 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치용 스페이서 산포방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5583340A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Nec Corp | Buffer circuit |
| JPS6369316A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos型fetを用いた駆動回路 |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP62047948A patent/JPS63214020A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5583340A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Nec Corp | Buffer circuit |
| JPS6369316A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos型fetを用いた駆動回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100709503B1 (ko) * | 2000-11-28 | 2007-04-20 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치용 스페이서 산포방법 |
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