JPS6382019A - 相補形mos高インピ−ダンス回路 - Google Patents

相補形mos高インピ−ダンス回路

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JPS6382019A
JPS6382019A JP61226761A JP22676186A JPS6382019A JP S6382019 A JPS6382019 A JP S6382019A JP 61226761 A JP61226761 A JP 61226761A JP 22676186 A JP22676186 A JP 22676186A JP S6382019 A JPS6382019 A JP S6382019A
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JP
Japan
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circuit
output
gate
high impedance
switch element
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Pending
Application number
JP61226761A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Asano
秀夫 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6382019A publication Critical patent/JPS6382019A/ja
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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
    • H03K19/09425Multistate logic
    • H03K19/09429Multistate logic one of the states being the high impedance or floating state

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は相補形MOS(CMOS))ランジスタを用
いた高インピーダンス回路に関し、特にその出力部の改
良に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来のCMOS高インピーダンス回路を示す回
路図で1はPチャネルMOS)ランジスタ(P−MOS
T) 、2はP−MOSTIとドレインが共通に接続さ
れるように直列に接続されたnチャネルMOS)ランジ
スタ(n−MOST)、3はP−MOSTIのソースに
電圧■ccを供給する電源端子、4はN−MOST2の
ソースを接地するGND端子、A及びBはそれぞれ入力
端子及び高インピーダンスの制御端子で、入力及び制御
電圧をそれぞれA及びBで示す。5は入力Aを反転する
インバータ、6は入力Aと制御電圧BとのORすなわち
A+BをP−MOSTI(7)ゲートへ供給するOR回
路、7は入力Aの否定と制御電圧Bと(7)NORすな
わちλ+BをN−MOST2(7)ゲートへ供給するN
OR回路、XはP−MOSTl及びN−MOST2の共
通接続ドレインから出力Xを取り出す出力端子である。
この回路では制御電圧Bが低レベル(“L”)にあると
きは両MOSTI、2のゲート電圧は入力Aに等しくな
り、出力Xには入力Aの反転信号Aが現れる。一方、制
御電圧Bが高レベル(“H”)のときは、入力Aの如何
に関わらず、P−MOSTIのゲートはH”に、N−M
OST2のデートは“L”になり、両MOST1.2は
ともにOFF状態となり、出力端子Xは高インピーダン
ス状態となる。すなわち、この回路は出力に3状態を有
するトライステート回路である。
第4図は上述のCMOS高インピーダンス回路(以下高
Z回路と略称する)を2個それらの出力を共通のバスに
接続した応用例を示すブロック図で、10は第1の高2
回路で電源端子3には電圧VCc、が供給され、出力X
を出す。20は第2の高2回路で、電源端子13には電
圧v cctが供給され接地端子14は接地され、出力
Yを出す。30は共通バスである。この第4図の構成に
おいて、出力Xを共通バス30へ送り出すときは第2の
高2回路20を制御して出力端子Yを高インピーダンス
とし、また、出力Yを共通バス30へ送り出すときは第
1の高2回路10を制御して出力端子Xを高インピーダ
ンスとすることによって、互いに干渉がなく、バス30
を共用する。
第5図は第4図の回路の出力部の詳細図で、第1の高Z
回路10側の出力部はP−MOSTiとN−MOST2
とで構成され、いずれも、バルクはソースに接続され、
そのソース・ドレインの接続は第3図において説明した
通りである。8及び9はそれぞれP−MOSTI及びN
−MOST2のゲート端子である。又、第2の高2回路
20の出力部はP−MOSTI 1とN−MOST12
とで構成され、18及び19はそれぞれのゲート端子で
、その構成は第1の高2回路lOの対応部分と全く同じ
である。そして、出力端子Xと電源端子3及び接地端子
4との間にはそれぞれ寄生ダイオード21及び22が形
成され、出力一端子Yと電源端子13及び接地端子14
との間にはそれぞれ寄生ダイオード23及び24が形成
されている。
第5図において、出力Xを共通のパスラインへ送出する
ときには、ゲート端子18を“H″に、ゲート端子19
を“L“にして、出力端子Yを高インピーダンスとする
。他方、出力Yを送出するときには、ゲート端子8を“
H゛に、ゲート端子9を“L″にして出力端子Yを高イ
ンピーダンスとする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の高2回路の構成では、第5図において、第1及び
第2の高2回路10.20のいずれか一方の電源が切れ
た場合、電源電圧の加えられている方の高2回路の出力
が“H”で、電源が切れた方の高Z回路の出力が開放状
態である時に、寄生ダイオード及びP−MOSTを通し
て両電源端子3.13間に電源が流れる0例えば、電圧
veczが切れると、出力X−“H”、出力Y=開放の
時、電源端子3→P−MO5TIのソース−ドレイン−
出力端子X−Y−寄生ダイオード23−電源端子13の
経路で電流が流れる。また、P−MO5Tllのゲート
端子18は開放のため電圧不安定になり、電源端子3→
P−MOSTIのソース→ドレイン→出力端子X=Y−
P−MOSTI 1のドレイン−ソース−電源端子13
の経路でも電流が流れる。
従ってこれにより回路系に悪影響を与え、場合によって
は破壊に継がるという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、いずれか一方の電源が切れる場合においても
、出力バスを共用することのできるトライステートのC
MOS高Z回路を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るCMOS高Z回路は出力回路を構成する
P−MOSTのバルクと電源端子との間にスイッチ素子
としてのP−MOSTを挿入し、上記出力回路を構成す
るP−MOSTのゲートと上記ゲートに信号を送る出力
前段回路との間にN−MOSTを挿入し、上記スイッチ
素子としてのP−MOSTと上記出力回路の高インピー
ダンス状態を制御する端子との間にN−MO5Tを挿入
し、上記出力回路を構成するP−MOSTのゲートと上
記出力回路のドレインとの間に抵抗部を備え、上記スイ
ッチ素子としてのP−MOSTのゲートと上記出力回路
のドレインとの間に抵抗部を備えたものである。
〔作用〕
この発明では2個のCMOS高Z回路のそれぞれの出力
を共通の出力バスへ供給するものにおいて、いずれか一
方のCMOS高Z回路の電源が切れ、出力が開放状態に
なり、残りの一方のCMO5高2回路の出力が“H”の
場合でも、開放状態にあるCMOS高Z回路について、
挿入されたN−MOSTがオフ状態になることにより、
備えられた抵抗を介して上記開放状態にあるCMOS高
Z回路の出力回路を構成するP−MOSTのゲート、ス
イッチ素子としてのP−MOSTのゲート及び上記出力
回路のドレインは“H”に保たれ、上記出力回路を構成
するP−MOSTと上記スイッチ素子そしてのP−MO
S Tはオフ状態になる。
ゆえに、上記出力回路を構成するP−MOST、上記ス
イッチ素子としてのP−MOST及び寄生ダイオードを
介して流れる電流路は遮断される。
〔実施例〕
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図で、以下従来
例と同一符号は同等部分を示し、その説明を省略する。
第1図は2つの回路系の接地電圧が同一で、いずれか一
方の電源が切れる場合に用いるものである1本質的論理
構成は第3図の従来例と同一であるが、これに比して異
なる点はP−MOST31、N−MOST32、N−M
OST33及び抵抗34、抵抗35が追加され、PMO
5TIのバルクにP−MOST31のドレインとバルク
とが接続され、P−MOST31のソースは電源端子3
に、ゲートはN  Mo5r31を介して高インピーダ
ンス制御耳端子Bに接続されている。
また第2図は第1図の実施例の寄生ダイオードを考慮し
た回路図である。
次に動作について説明する。第1図あるいは第2図にお
いて、N−MOST32及びN−MOST33がオフ状
態の時には、抵抗34及び抵抗35により、出力端子X
とP−MOSTIのゲート及びp−Mo5r31のゲー
トは同電圧になり、P−MOSTI及びP−MOST3
1はオフ状態に保たれる。この時、出力端子Xから電源
端子3への電流通路はなく、いずれか一方の回路系の電
源が切れる2つのCMOS高Z回路の出力を共通のバス
に接続しても、従来例のような回路系に対する悪影響は
生じない。
通常の“H”または“L゛出力出力端子Xへ出す通常動
作時を考える。入力電圧Aが“H”、制′a電圧BfJ
<”L”テある時、P−MOST31はオン状態にあり
、OR回路6の出力電圧Vcc(−H”)はN−MOS
T32で寄生ダイオード23の電圧降下分■、たけ減少
しくVcc  Vr )、抵抗34、N−MOST2を
介してGND端子4に接地され、出力端子Xには“L”
が出力される。
すなわち、第3図の従来例と同じ動作を示す、こコテ、
P  M OS T 1 (7) スL/ 7 ’/ 
!l 7L/ド電圧vtstpは、寄生ダイオード23
の■、よりも大きく設定する必要がある0次に、入力端
子Aが“L”、制御電圧Bが“L”である時、P−MO
ST31はオン状態にあり、OR回路6の出力電圧は0
V(−“L″)であるから、P−MOSTIがオン状態
になり、出力端子Xには“H゛が出力される。
すなわち、第3図の従来例と同じ動作を示す、ここで、
P−MOSTIのドレイン→抵抗34の経路で“H”が
保持されるが、N−MOST32のオン抵抗に比べて抵
抗34は十分に大きく設定されているので、P−MOS
TIのゲートに加えられる電圧はL′を保持できる。
なお、第1図の実施例を構成する場合において、P−M
OSTのバルクの電位を制御するために、CMOSプロ
セス(絶縁物でP−MOSTとN−MO5Tとを分離遮
断するプロセス、SOSプロセス等を除く)で構成する
場合は、第6図に示すようにp形基板50を用い、その
中にn形ウェル領域51を設け、その、中にすべてのP
−MOS 71.31を設ける構成にする必要がある。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係るCMOS高Z回路では、
出力回路を構成するP−MOSTのバルクと電源端子と
の間にスイッチとしてのP−MOSTを設け、上記出力
回路を構成するP−MOSTのゲートと上記ゲートに信
号を送る出力前段回路との間にN−MOSTを設け、上
記スイッチとしてのP−MOSTと上記出力回路の高イ
ンピーダンス制御端子との間にN−MOSTを設け、上
記出力回路を構成するP−MOSTのゲートと上記出力
回路のドレインとの間に抵抗を設け、上記スイッチとし
てのP−MOSTと上記出力回路のドレインとの間に抵
抗を設け、2つの高Z回路系の出力を共通のバスに接続
する場合、開放状態側の回路系の上記N−MOSTをオ
フ状態にし、抵抗を利用することにより、上記出力回路
を構成するP−MOSTと上記スイッチとしてのP−M
OSTをオフ状態にするようにしたので、両回路系いず
れか一方の系の電源が切れたとしても、有害電流路を遮
断し、安全に使用が可能で、CMOS高2回路(トライ
ステート回路)の応用範囲を拡大できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に示す回路図、第2図はこ
の実施例の出力部の寄生ダイオードを考慮した回路図、
第3図は従来のCMOS高2回路を示す回路図、第4図
は従来回路の応用例を示すブロック図、第5図は第4図
の回路の出力部の詳細回路図、第6図は第1図の実施例
の基板上での構成を示す図である。 図において、lはPチャネルMO5)ランジスタ、2は
NチャネルMOS)ランジスタ、3は第1の電源端子、
4は第2の電源端子(接地端子)、31はスイッチ素子
としてのPチャネルMOS)ランジスタ、32.33は
NチャネルMOS)ランジスタ、34.35は抵抗であ
る。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の電源と第2の電源との間にPチャネルMO
    Sトランジスタ(P−MOST)と第1のNチャネルM
    OSトランジスタ(N−MOST)とを上記P−MOS
    Tを第1の電源側として直列に接続してなる出力回路を
    有し、該MOSTの各々のゲート入力には“H”又は“
    L”信号が入力され、該出力が高レベル状態、低レベル
    状態及び高インピーダンス状態の3つの状態のいずれか
    を上記出力回路から出力する相補形MOS高インピーダ
    ンス回路において、 上記P−MOSTのバルクと上記第1の電源との間に設
    けられたスイッチ素子と、 上記P−MOSTのゲートと上記P−MOSTのゲート
    に信号を送る出力前段回路との間に設けられた第2のN
    −MOSTと 上記スイッチ素子と上記出力回路の高インピーダンス状
    態を制御する端子との間に設けられた第3のN−MOS
    Tと、 上記P−MOSTのゲートと上記出力回路のドレインと
    の間に設けられた第1の抵抗と、 上記スイッチ素子と上記出力回路のドレインとの間に設
    けられた第2の抵抗と、 上記出力が上記高インピーダンス状態のときに上記スイ
    ッチ素子をオフ状態とし、上記出力が上記高レベル状態
    または低レベル状態のときは上記スイッチ素子をオン状
    態にするスイッチ素子制御手段とを備えたことを特徴と
    する相補形MOS高インピーダンス回路。
  2. (2)p形半導体基板内にn形ウェル領域を形成し、 このn形ウェル領域内に上記P−MOSTと上記スイッ
    チ素子としての第2のP−MOSTとを形成し、 上記第2のP−MOSTのドレインを上記第1及び第2
    のP−MOSTに共通のバルクを構成する上記n形ウェ
    ル領域に、ソースを上記第1のP−MOSTのソースと
    ともに第1の電源に上記第1のP−MOSTのゲートを
    抵抗を介して上記出力回路のドレインに、上記第2のP
    −MOSTのゲートを抵抗を介して上記出力回路のドレ
    インに接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の相補形MOS高インピーダンス回路。
JP61226761A 1986-09-25 1986-09-25 相補形mos高インピ−ダンス回路 Pending JPS6382019A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04284719A (ja) * 1990-10-16 1992-10-09 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Comsオフチップ・ドライバ
JPH04290008A (ja) * 1990-10-11 1992-10-14 Internatl Business Mach Corp <Ibm> オフ・チップ・ドライバ回路
US5191244A (en) * 1991-09-16 1993-03-02 Advanced Micro Devices, Inc. N-channel pull-up transistor with reduced body effect
US5552723A (en) * 1991-07-26 1996-09-03 Kabushiki Kaisha Toshiba CMOS output circuit compensating for back-gate bias effects

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