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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Eingangsschaltung und eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung,
inkludierend dieselbe Eingangsschaltung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert,
und spezieller auf eine Eingangsschaltung, die Schaltungen zum Erfassen
des Potentials eines Eingangssignals inkludiert, um zu verhindern,
dass die Eingangsschaltung wegen Schwankungen einer Versorgungsspannung,
aus der eine Referenzspannung generiert wird, fehlerhaft betrieben
wird.
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In der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
sind deren Betriebscharakteristika dem Einfluss von Schwankungen
der Versorgungs- oder Referenzspannung und Temperatur zu einem gewissen Ausmaß unterworfen,
mit dem Ergebnis, dass es Fälle
gibt, wo die integrierte Schaltungsvorrichtung fehlerhaft betrieben
werden kann. Andererseits hat sich jedoch die Wichtigkeit der Genauigkeit
und Stabilität der
Versorgungs- oder Referenzspannung mit dem Fortschritt einer komplizierten
und Hochgeschwindigkeitsoperation der integrierten Schaltungsvorrichtung mehr
und mehr erhöht.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Eingangspotential-Erfassungsschaltung
zeigt, die in eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung einbezogen
ist. Der Schaltungsaufbau und die Operation dieser Eingangspotential-Erfassungsschaltung, die
in 1 gezeigt wird, wird
hierin nachstehend mit Bezug auf 4A, 4C und 4D beschrieben.
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In 1 wird
eine Versorgungsspannung VDD an das Gate
eines P-Kanal-MOS-Transistors 101 als ein Referenzpotential
angelegt. Ferner wird ein Eingangssignal Vin (wobei
[Vin] auch dessen Potentialwert ausdrückt) an
ein beliebiges von dem Source oder Drain des gleichen P-Kanal-MOS-Transistors 101 angelegt,
und es wird ein Signal von dem anderen der beiden davon ausgegeben.
Ferner ist ein beliebiges von dem Source oder Drain davon (von dem das
Signal ausgegeben wird) über
ein Widerstandselement 102 geerdet. Das Signal, das über den
P-Kanal-MOS-Transistor 101 ausgegeben wird, wird durch
zwei Inverter 103 und 104 als ein Ausgangssignal
Vout ausgegeben (wobei [Vout]
auch den Potentialwert davon ausdrückt).
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In der Eingangsschaltung des Stands
der Technik, wie in 1 gezeigt,
wird, wenn das Potential des Eingangssignals Vin höher als
ein Wert von (VDD + |Vtp|)
ist, was eine Addition der Referenzspannung VDD und
eines Absolutwerts |Vtp| der Schwellwertspannung
des P-Kanal-MOS-Transistors 101 ist (während der Perioden von t5 bis t7 und von
t15 bis t17, wie
in 4A gezeigt), der
P-Kanal-MOS-Transistor 101 eingeschaltet und dadurch wird
der Eingangspegel zu dem Inverter 103 ein Pegel von "H" (während der
Perioden von t6 bis t8 und
von t16 bis t18,
wie in 4D gezeigt).
Als ein Ergebnis ändert
sich das Ausgangssignal Vout zu dem Pegel "H". Im Gegensatz dazu wird, wenn das Potential
des Eingangssignals Vin kleiner als die
Addition (VDD + |Vtp|)
ist, der P-Kanal-MOS-Transistor 101 ausgeschaltet und dadurch wird
der Eingangspegel des Inverters 103 ein Pegel "L". Als ein Ergebnis ändert sich das Ausgangssignal Vout zu dem Pegel "L".
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Als das Eingangssignal Vin wird
häufig
ein externes Signal verwendet, das als ein Adresssignal oder ein
Steuersignal verwendet wird, und das Eingangssignal Vin wird
derart eingestellt, um im gewöhnlichen
Betrieb innerhalb eines Bereichs zwischen dem Massepotential Vss und der Referenzspannung VDD zu
liegen.
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Ferner wird, wie bereits erläutert, das
Potential des Eingangssignals Vin mit der
Spannung (VDD + |Vtp|)
durch den P-Kanal-MOS-Transistor 101 verglichen,
und das Potential des Ausgangssignals Vout wird
als der Pegel "H" oder "L" zu sein bestimmt, wenn das Eingangssignal
Vin jeweils größer oder kleiner als die Spannung
(VDD + |Vtp|) ist.
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Durch Nutzung der oben erwähnten Potentialänderung
des Eingangssignals Vin ist es möglich, die
integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung (z. B. Speichervorrichtung)
von dem gewöhnlichen
Betriebsstatus zu einem anderen Status (z. B. einen Betriebsteststatus)
oder umgekehrt zu ändern.
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In der wie oben beschriebenen Eingangspotential-Erfassungsschaltung
des oben erwähnten Stands
der Technik gibt es jedoch ein folgendes Problem:
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Während
des gewöhnlichen
Betriebs der Halbleiterspeichervorrichtung liegt das Potential des externen
Eingangssignals, d. h. des Eingangssignals Vin der
Eingangsschaltung, die in 1 gezeigt
wird, innerhalb eines Bereichs zwischen dem Massepotential Vss und dem Versorgungspotential VDD, wie bereits erläutert. In diesem Fall wird,
wenn das Potential des Eingangssignals Vin ungefähr das gleiche
wie das des Versorgungspotentials VDD ist,
und wenn ferner das Versorgungspotential VDD wegen
Schwankungen (z. B. Rauschen) abgesenkt wird und dadurch der Unterschied
in einem Potential zwischen dem Eingangssignal Vin und
dem Versorgungspotential VDD den Absolutwert
|Vtp| des Schwellwerts des P-Kanal-MOS-Transistors 101 (d.
h. Vin – VDD ≥ |Vtp|) (Perioden von t1 bis
t3 und t11 bis t13) überschreitet,
der P-Kanal-MOS-Transistor 101 fehlerhaft eingeschaltet,
sodass das "H"-Pegel-Potentialsignal fehlerhaft als
das Ausgangssignal Vout ausgegeben wird
(während
der Perioden von t2 bis t4 und
von t12 bis t14,
wie in 4C gezeigt).
Mit anderen Worten wird die Halbleiterspeichervorrichtung von dem
gewöhnlichen Betriebsstatus
zu einem anderen Status (z. B. dem Betriebsteststatus) fehlerhaft
geändert.
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Um dieses Problem zu überwinden,
kann es möglich
sein, ein Verfahren zum Erhöhen
des Absolutwerts |Vtp| der Schwellspannung
des P-Kanal-MOS-Transistors 101 zu betrachten. Wenn das Referenzpotential
VDD jedoch auf einen gewöhnlichen Potentialpegel oder
einen Pegel, der höher
als der gewöhnliche
Potentialpegel ist, eingestellt wird, muss in diesem Verfahren das
Potential des Eingangssignals Vin zum Ändern des
gewöhnlichen
Status der Speichervorrichtung zu einem anderen Status (z. B. dem
Teststatus) auf einen sehr hohen Potentialwert eingestellt werden,
was somit zu einem anderen Problem führt, dass sich die Charakteristika
des Transistors wegen der Spannungsbelastung verschlechtern.
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Außerdem kann ein Verfahren zum
Verringern eines Widerstands des Widerstandselements 102,
das mit dem P-Kanal-MOS-Transistor 101 verbunden ist, betrachtet
werden, um die oben erwähnte fehlerhafte
Operation zu verhindern. Da sich jedoch der Transistorstrom in dem
anderen Status (z. B. dem Teststatus) erhöht, entsteht in diesem Fall
das andere Problem, dass sich der Stromverbrauch erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Entsprechend ist es das Ziel der
vorliegenden Erfindung, eine Eingangsschaltung und eine integrierte
Halbleiterschaltungsvorrichtung, die dieselbe Eingangsschaltung
inkludiert, vorzusehen, die derart aufgebaut sind, um nicht fehlerhaft
be trieben zu werden, selbst wenn das Versorgungs- oder Referenzpotential
VDD wegen z. B. Rauschen schwankt.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird eine Eingangsschaltung vorgesehen, umfassend:
einen Signaleingangsanschluss
zum Anlegen eines externen Eingangssignals;
eine erste Eingangspotential-Erfassungsschaltung zum
Vergleichen eines Potentials des Eingangssignals mit einem vorbestimmten
Referenzpotential, um eine Potentialdifferenz zwischen den beiden
zu erfassen;
eine zweite Eingangspotential-Erfassungsschaltung, die
als Reaktion auf ein Steuersignal aktiviert wird, zum Vergleichen
des Potentials des Eingangssignals mit dem vorbestimmten Referenzpotential,
um die Potentialdifferenz zwischen den beiden zu erfassen;
eine
Verzögerungsschaltung
zum Verzögern
einer Ausgabe der ersten Eingangspotential-Erfassungsschaltung um
eine vorbestimmte Verzögerungszeit;
eine
Verriegelungsschaltung (Latch-Schaltung) zum Eingeben eines Ausgangssignals
der Verzögerungsschaltung
als Daten und eines Ausgangssignals der zweiten Eingangspotential-Erfassungsschaltung
als einen Takt, um ein Ausgangssignal gemäß den Potentialen dieser beiden
eingegebenen Signale zu erzeugen; und
einen Signalausgangsanschluss
zum Ausgeben des Ausgangssignals der Verriegelungsschaltung.
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Die Eingangsschaltung ist mit ersten
und zweiten Eingangspotential-Erfassungsschaltungen versehen; eine
Ausgabe der ersten Eingangspotential-Erfassungsschaltung wird zu
einer Verriegelungsschaltung über
eine Verzögerungsschaltung
eingegeben; die zweite Eingangspotential-Erfassungsschaltung wird
durch ein Steuersignal gesteuert; und eine Ausgabe der zweiten Potentialeingangserfassungsschaltung
wird zu der gleichen Verriegelungsschaltung eingegeben. Selbst deshalb
wenn das Versorgungs- (Referenz-) Potential VDD z.
B. wegen Rauschen schwankt, und dadurch die Eingangsschaltung als
ein Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Eingangssignal und dem
Referenzsignal fehlerhaft arbeitet, so weit wie sich das Steuersignal,
das zu der zweiten Eingangspotential-Erfassungsschaltung eingegeben
wird, nicht von einem speziellen Potential geändert hat, kann daher das Ausgangspotential
der Eingangsschaltung auf dem Status vor der fehlerhaften Operation
gehalten werden. Ferner kann das Ausgangspotential der Eingangsschaltung
durch Änderung
des Eingangssignals unter der Bedingung, dass sich das Steuersignal
von dem speziellen Potential geändert
hat, geändert
werden.
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Ferner wird gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine Eingangsschaltung vorgesehen, umfassend:
einen
Signaleingangsanschluss zum Anlegen eines externen Eingangssignals;
eine
erste Eingangspotential-Erfassungsschaltung zum Vergleichen eines
Potentials des Eingangssignals mit einem vorbestimmten Referenzpotential,
um eine Potentialdifferenz zwischen den beiden zu erfassen;
eine
zweite Eingangspotential-Erfassungsschaltung, die als Reaktion auf
ein Steuersignal aktiviert wird, zum Vergleichen des Potentials
des Eingangssignals mit dem vorbestimmten Re ferenzpotential, um
die Potentialdifferenz zwischen den beiden zu erfassen;
eine
Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung
zum Verzögern
einer Ausgabe der ersten Eingangspotential-Erfassungsschaltung um
eine vorbestimmte Verzögerungszeit,
um ein erstes Signal zu erhalten, wobei eine Ausgabe der zweiten
Eingangspotential-Erfassungsschaltung
als ein zweites Signal erhalten wird, und Generieren eines Ausgangssignals
davon zusammenwirkend mit dem ersten Signal und dem zweiten Signal;
und
einen Signalausgangsanschluss zum Ausgeben des Ausgangssignals
der Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung.
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Die Ausgaben der ersten und zweiten
Eingangspotential-Erfassungsschaltungen werden zu einer Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung eingegeben,
die derart aufgebaut ist, um sowohl die Funktionen der Verzögerungsschaltung
als auch der Verriegelungsschaltung in Kombination aufzuweisen; nur
die Ausgabe der ersten Eingangspotential-Erfassungsschaltung wird
um eine vorbestimmte Zeit verzögert;
und die zweite Eingangspotential-Erfassungsschaltung wird durch
das Steuersignal gesteuert. Selbst wenn das Versorgungs- oder Referenzpotential
VDD z. B. wegen Rauschen schwankt und dadurch
die Eingangsschaltung als ein Ergebnis des Vergleichs zwischen dem
Eingangssignal und dem Referenzsignal fehlerhaft arbeitet, so weit
wie sich das Steuersignal, das zu der zweiten Eingangspotential-Erfassungsschaltung
eingegeben wird, nicht von einem speziellen Potential geändert hat,
kann deshalb auf dem gleichen Weg das Ausgangspotential der Eingangsschaltung
auf dem Status vor der fehlerhaften Operation gehalten werden. Ferner
kann das Ausgangspotential der Eingangsschaltung durch Änderung
des Eingangssignals unter der Bedingung, dass sich das Steuersignal
von dem speziellen Potential geändert
hat, geändert
werden.
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Wenn das Steuersignal auf der Basis
des Chip-Freigabesignals (chip-enable signal) generiert wird, kann
ferner der Aufbau der Eingangsschaltung erleichtert werden. Wenn
das Steuersignal von außen
unabhängig
eingegeben wird, ist es ferner möglich,
die Eingangsschaltungsoperation sicherer zu stabilisieren.
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Gemäß einem dritten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine Eingangsschaltung vorgesehen, umfassend:
einen
Signaleingangsanschluss zum Anlegen eines externen Eingangssignals;
eine
erste Eingangspotential-Erfassungsschaltung zum Vergleichen eines
Potentials des Eingangssignals mit einem vorbestimmten Referenzpotential,
um eine Potentialdifferenz zwischen den beiden zu erfassen;
eine
Vielzahl von zweiten Eingangspotential-Erfassungsschaltungen, wobei
jede jeweils als Reaktion auf ein anderes Steuersignal aktiviert
wird, zum Vergleichen des Potentials des Eingangssignals mit dem vorbestimmten
Referenzsignal, um jeweils die Potentialdifferenz zwischen den beiden
zu erfassen;
eine logische Schaltung zum Generieren einer effektiven
Ausgabe, wenn mindestens eine der Ausgaben einer Vielzahl der zweiten
Eingangspotential-Erfassungsschaltungen wirksam ist;
eine Verzögerungsschaltung
zum Verzögern
einer Ausgabe der ersten Eingangspotential-Erfassungsschaltung um
eine vorbestimmte Verzögerungszeit;
eine
Verriegelungsschaltung zum Eingeben eines Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung
als Daten und eines wirksamen Ausgangssignals der logischen Schaltung
als einen Takt, um ein Ausgangssignal gemäß Potentialen von diesen beiden
eingegebenen Signalen zu erzeugen; und
einen Signalausgangsanschluss
zum Ausgeben des Ausgangssignals der Verriegelungsschaltung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel der Eingangspotential-Erfassungsschaltungen
des Stands der Technik zeigt;
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm, das eine erste Ausführungsform der Eingangsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die in einen Teil einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
gebildet ist;
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm, das eine zweite Ausführungsform der Eingangsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die in einem Teil einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
gebildet ist;
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4A bis 4E sind Wellenformdiagramme, die
die Potentialänderungen
der verschiedenen Signale VDD und Vout zeigen, die durch eine Änderung
in einem Potential des Eingangssignals Vin und
des Steuersignal C verursacht werden; und
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5 ist
ein Schaltungsdiagramm, das eine dritte Ausführungsform der Eingangsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die in einem Teil einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
gebildet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Ausführungsformen der Eingangsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden hierin nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Die Eingangsschaltung wird in einem Teil eines Substrats
einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung gebildet.
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm, das die erste Ausführungsform davon zeigt. In 2 besteht die Eingangsschaltung
aus einer Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1,
einer Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 und
einer Verriegelungsschaltung 4.
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Die Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 inkludiert
einen P-Kanal-MOS-Transistor 11, ein Widerstandselement 12 und
einen Inverter 13. Der P-Kanal-MOS-Transistor 11,
dessen Gate-Anschluss mit einer Versorgungsspannung VDD als
eine Referenzspannung versorgt wird, und das Widerstandselement 12 sind
zwischen einem Signaleingangsanschluss verbunden und der Inverter 13 ist zwischen
einem Signaleingangsanschluss und einem Ausgangsknoten a1 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung
verbunden. Das Eingangssignal Vin wird an
den Signaleingangsanschluss angelegt, und wird an ein Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 11 als
ein Referenzpotential angelegt. Ferner ist das Widerstandselement 12 zwischen
einem Eingangsknoten des Inverter 13 und einem Massepotential
verbunden.
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Der Ausgangsknoten a1 der Haupteingangspotential-Erfassungs-
schaltung 1 ist mit einem Eingangsknoten der Verzögerungsschaltung 3 verbunden,
die aus vier in Reihe verbundenen Invertern 31, 32, 33 und 34 besteht.
Ein Ausgangsknoten der Verzögerungsschaltung 3 ist
mit einer Verriegelungsschaltung 4 verbunden, die aus zwei
schleifenartig verbundenen NOR-Schaltungen 41 und 42 besteht. Die
beiden NOR-Schaltungen 41 und 42 zum Aufbauen
der Verriegelungsschaltung 4 haben jeweils zwei Eingänge und
sind auf einem derartigen Weg verbun den, dass ein Ausgang von einer
NOR-Schaltung mit einem Eingang der anderen NOR-Schaltung gegenseitig
verbunden ist. Genauer ist ein Ausgangsknoten c2 der NOR-Schaltung 42 mit
einem Eingang der NOR-Schaltung 41 verbunden, und ein Ausgangsknoten
der NOR-Schaltung 41 ist mit einem Eingang der NOR-Schaltung 42 verbunden. Ferner
ist ein Ausgangsknoten der Verzögerungsschaltung 3 mit
dem anderen Eingang (Dateneingangsanschluss) der NOR-Schaltung 41 verbunden, und
ein Ausgangsknoten b1 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 ist
mit dem anderen Eingang (Takteingangsanschluss) der NOR-Schaltung 42 verbunden.
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Die Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 inkludiert
einen P-Kanal-MOS-Transistor 21, einen N-Kanal-MOS-Transistor 22,
ein Widerstandselement 23 und einen Inverter 24.
Der P-Kanal-MOS-Transistor 21,
der N-Kanal-MOS-Transistor 22 und der Inverter 24 sind
zwischen dem Signaleingangsanschluss und einem Ausgangsknoten b1
der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 verbunden.
Das Eingangssignal Vin wird an den Signaleingangsanschluss
angelegt; die Versorgungsspannung VDD wird
an ein Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 21 als ein Referenzpotential
angelegt; und ein Steuersignal C wird zu einem Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 22 eingegeben.
Ferner ist das Widerstandselement 23 zwischen einem Eingangsknoten
des Inverters 24 und dem Massepotential verbunden.
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Als das Steuersignal C, das an das
Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 22 angelegt wird, wird
gewöhnlich
ein Chip-Freigabesignal verwendet. Ohne nur darauf begrenzt zu sein,
kann ein beliebiges Signale verwendet werden, so weit wie das Steuersignal C
den Ausgangssignalpegel der Eingangsschaltung in Zusammenarbeit
mit dem Eingangssignal Vin auf einem derartigen
Weg ändern
kann, dass der gewöhnliche
Operationsstatus der integrierten Schaltungsvorrichtung zu einem
anderen Modus wechseln kann (z. B. einem Testoperationsstatus davon)
oder umgekehrt. Z.B. kann das Steuersignal von einer Außenseite
der integrierten Schaltung zugeführt
werden, in der die Eingangsschaltung gebildet wird.
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Ferner ist der Ausgangsknoten b1
der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 mit
einem Eingang der NOR-Schaltung 42 verbunden, wie bereits
erläutert.
Ferner ist die Ausgabe Vout der Eingangsschaltung 2,
die in 2 gezeigt wird,
die gleiche wie der Ausgangsknoten der NOR-Schaltung 41 zum
Bilden der Verriegelungsschaltung 4.
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Hierin nachstehend wird mit Bezug
auf 4A bis 4C und 4E die Operation der Eingangsschaltung 2,
die in 2 gezeigt wird,
beschrieben.
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Im Zeitpunkt t10 ändert sich
in 4B, wenn das Steuersignal
C an das Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 22 angelegt wird,
auf den Pegel "L", da der N-Kanal-MOS-Transistor 22 ausgeschaltet
ist, das Potential an dem Ausgangsknoten b1 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 ist auf
den Pegel "H", ungeachtet des
Potentials des Eingangssignals Vin, sodass
der interne Knoten c2 der Verriegelungsschaltung 4 auf
dem Pegel "L" ist. Entsprechend
kann das Potential des Ausgangssignals der Eingangsschaltung, die
in 2 gezeigt wird, auf
der Basis der Operation der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 bestimmt
werden.
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Wenn genauer das Potential des Eingangssignals
Vin höher
als das Potential (VDD + |Vtp|)
(wobei Vtp die Schwellspannung der beiden
P-Kanal-Transistoren 11 und 21 bezeichnet) (während der
Periode von t15 zu t17,
gezeigt in 4A) ist,
ist das Potential an dem Ausgangsknoten a1 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 auf
den Pegel "L", da der P-Kanal-MOS-Transistor 11 eingeschaltet
ist und sich dadurch der Eingang des Inverters 13 zu dem Pegel "H" ändert,
sodass das Potential des Ausgangssignals Vout der
Eingangsschaltung, die in 2 gezeigt
wird, auf den Pegel "H" ist (während der
Periode von t16' bis t18' in 4E).
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Wenn andererseits das Potential des
Eingangssignals Vin kleiner als das Potential
(VDD + |Vtp|) wird,
ist das Potential an dem Ausgangsknoten a1 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 auf
dem Pegel "H", da der P-Kanal-MOS-Transistor 11 ausgeschaltet
ist und sich dadurch der Eingang des Inverters 13 zu dem
Pegel "L" ändert, sodass das Potential
des Ausgangssignals Vout der in 2 gezeigten Eingangsschaltung
auf dem Pegel "L" ist.
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Wenn das Versorgungs- oder Referenzpotential
VDD wegen z. B. Rauschen abgesenkt wird,
z. B. unter der Bedingung, dass das Eingangspotential Vin auf
ungefähr
dem gleichen Pegel wie das Versorgungs- oder Referenzpotential VDD ist, wird ferner der P-Kanal-MOS-Transistor 11 fehlerhaft
eingeschaltet, da die Potentialdifferenz zwischen dem Eingangssignal
Vin und dem Versorgungspotential VDD höher
als der Absolutwert |Vtp| der Schwellspannung
des P-Kanal-MOS-Transistors 11 wird (Vin VDD ≥ |Vtp|) (während
der Periode zwischen t11 und t13,
wie in 4C gezeigt),
mit dem Ergebnis, dass sich der Pegel "H" des
Ausgangssignals (während
der Periode von t12' bis t14', gezeigt in 4E) als das Ausgangssignal Vout der in 2 gezeigten
Eingangsschaltung entwickelt.
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Wenn das Steuersignal "C" auf dem Pegel "H" ist
(vor dem in 4C gezeigten
Zeitpunkt t10), wird ferner der N-Kanal-MOS-Transistor 22 eingeschaltet.
Unter diesen Bedingungen sind, wenn das Potential des Eingangssignals
Vin kleiner als (VDD + |Vtp|) wird, die beiden Eingänge zu den
beiden Invertern 13 und 24 beide auf dem Pegel "L", da die beiden MOS-Transistoren 11 und 12 beide
ausgeschaltet sind, sodass die beiden Ausgangsknoten a1 und b1 der
Haupt- und Nebeneingangs potential-Erfassungsschaltungen 1 und 2 beide
auf dem Pegel "H" sind. Als ein Ergebnis
ist der interne Knoten c2 der Verriegelungsschaltung 4 auf
den Pegel "L", sodass das Potential
des Ausgangssignals Vout der in 2 gezeigten Eingangsschaltung
zu dem Pegel "L" wechselt.
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Wenn ferner das Potential des Eingangssignals
Vin von einem Pegel kleiner als (VDD + |Vtp|) zu einem
hohen Pegel im Zeitpunkt t5 in 4A wechselt, sind die beiden
Eingänge
der beiden Inverter 13 und 24 beide auf dem Pegel "H", da die beiden MOS-Transistoren 11 und 12 beide
eingeschaltet sind, sodass die beiden Ausgangsknoten a1 und b1 der
Haupt- und Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltungen 1 und 2 beide
auf dem Pegel "L" sind.
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Da es der Verriegelungsschaltung 4 über die Verzögerungsschaltung 3 zugeführt wird,
wird hier das Ausgangssignal (das Potential in dem Knoten a1) der
Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 zu der Verriegelungsschaltung 4 eingegeben, nachdem
das Ausgangssignal (das Potential in dem Knoten b1) der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 der
Verriegelungsschaltung 4 zugeführt wurde.
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Folglich ist in dem Zeitpunkt, wenn
das "L"-Pegel-Ausgangssignal
der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2 zu der
Verriegelungsschaltung 4 eingegeben wird, da das Ausgangssignal Vout der in 2 gezeigten
Eingangsschaltung noch auf dem Pegel "L" gehalten
wird (das gleiche wie das Ausgangssignal, das erhalten wird, wenn
das Potential des Eingangssignals Vin kleiner
als (VDD + |Vtp|
ist), der interne Knoten c2 der Verriegelungsschaltung 4 auf
dem Pegel "H". Als ein Ergebnis
wird das Ausgangssignal Vout der in 2 gezeigten Eingangsschaltung
auf dem Pegel "L" ungeachtet des Pegels des
Ausgangssignals der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 gehalten.
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Ferner werden in dem Schaltungsaufbau
der ersten in 2 gezeigten
Ausführungsform
unter der Bedingung, dass das Steuersignal C auf dem Pegel "H" ist, und ferner das Potential des Eingangssignals Vin auf dem Potential kleiner als das (VDD + |Vtp|) fixiert ist,
im Fall, dass das Versorgungspotential VDD z.
B. wegen den Rauschschwankungen abgesenkt ist, und dadurch die Potentialdifferenz
zwischen dem Eingangssignal Vin und dem
Versorgungspotential VDD die Schwellspannung
|Vtp| der P-Kanal-MOS-Transistoren 11 und 12 (Vin – VDD ≥ |Vtp|) überschreitet,
die P-Kanal-MOS-Transistoren 11 und 12 beide fehlerhaft
eingeschaltet. In diesem Fall kann jedoch das Potential des Ausgangssignals
Vout der Eingangsschaltung auf dem Pegel "L" gehalten werden.
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Wie oben beschrieben, ist es in der
ersten Ausführungsform
möglich,
die fehlerhafte Operation der Eingangsschaltung zu verhindern, selbst
wenn ein beliebiges von dem Eingangssignal Vin und
dem Versorgungs- oder Referenzpotential VDD schwankt.
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Mit anderen Worten, ist es in dem
Fall, wo wenn die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung (z.
B. eine Speichervorrichtung) in den gewöhnlichen Operationsstatus gesetzt
wird, wenn das Potential des Ausgangssignals Vout davon
auf dem Pegel "L" ist, aber in einen
anderen Status gesetzt wird (z. B. einen Operationsteststatus),
wenn auf dem Pegel "H", selbst wenn das
Versorgungs- oder Referenzpotential VDD z.
B. wegen Rauschen schwankt, möglich zu
verhindern, dass die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung
fehlerhaft von dem gewöhnlichen Operationsstatus
zu einem anderen Status (z. B. dem Operationsteststatus) verschoben
wird.
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm, das die zweite Ausführungsform der Eingangsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die in einem Substrat der integrierten Halblei terschaltungsvorrichtung
ausgebildet wird. Die in 3 gezeigte
Eingangsschaltung besteht aus einer Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5,
einer Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 6 und
einer Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung 7.
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Die Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 inkludiert
einen P-Kanal-MOS-Transistor 51, ein Widerstandselement 52 und
einen N-Kanal-MOS-Transistor 53. Der P-Kanal-MOS-Transistor 51 ist
zwischen einem Signaleingangsanschluss und einem Ausgangsknoten
a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 verbunden.
Das Eingangssignal Vin wird an einen Signaleingangsanschluss
angelegt; eine Versorgungsspannung VDD wird
an ein Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 51 als ein Referenzpotential
angelegt. Ferner ist das Widerstandselement 52 zwischen
einem Ausgangsknoten a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 und
einem Massepotential verbunden. Ferner ist der N-Kanal-MOS-Transistor 53 zwischen
dem Ausgangsknoten a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 und
dem Massepotential verbunden, um das Potential an dem Ausgangsknoten a2
zu entladen. Ein Signal, das später
beschrieben wird, wird einem Gate dieses N-Kanal-MOS-Transistors 53 zugeführt.
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Die Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 6 inkludiert
einen P-Kanal-MOS-Transistor 61, einen N-Kanal-MOS-Transistor 62,
ein Widerstandselement 63 und einen Inverter 64.
Das Eingangssignal Vin wird an den Signaleingangsanschluss
angelegt; die Versorgungsspannung VDD wird an
ein Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 61 als
ein Referenzpotential angelegt; und ein Steuersignal C wird an ein
Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 62 angelegt. Ferner ist
das Widerstandselement 63 zwischen einem Eingangsknoten
des Inverters 64 und dem Massepotential verbunden. Der
Ausgangsknoten b2 der Nebeneingangspotential- Erfassungsschaltung 6 ist mit
einem der beiden Eingänge
einer NOR-Schaltung 76 verbunden, wie später beschrieben
wird.
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Die Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung 7 inkludiert
drei NAND-Schaltungen 71, 73 und 75, drei
NOR-Schaltungen 72, 74 und 76 und zwei
Inverter 77 und 78 in Kombination. Diese drei NAND-Schaltungen 71, 73 und 75 und
NOR-Schaltungen 72, 74 und 76 sind alle
von einem Typ mit zwei Eingängen.
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Der Ausgangsknoten a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 ist
mit einem Eingang der NAND-Schaltung 71 verbunden; der
Ausgang der NAND-Schaltung 71 ist mit einem Eingang der
NOR-Schaltung 72 verbunden; der Ausgang der NOR-Schaltung 72 ist
mit einem Eingang der NAND-Schaltung 72 verbunden; der
Ausgang der NAND-Schaltung 73 ist mit einem Eingang der NOR-Schaltung 74 verbunden;
der Ausgang der NOR-Schaltung 74 ist
mit einem Eingang der NAND-Schaltung 75 verbunden; und
der Ausgang der NAND-Schaltung 75 ist mit einem Eingang
des Inverters 77 verbunden. Diese drei NAND-Schaltungen 71, 73 und 75,
zwei NOR-Schaltungen 72 und 74 und der Inverter 77 bilden
eine Verzögerungsschaltungssektion.
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Der Ausgangsknoten b2 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 6 ist
mit einem Eingang der NOR-Schaltung 76 verbunden; ein Ausgang
des Inverters 77 ist mit dem anderen Eingang der NOR-Schaltung 76 verbunden;
und ein Ausgang der NOR-Schaltung 76 ist
mit einem Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 73 und den anderen
Eingängen der
beiden NOR-Schaltungen 72 bzw. 74 verbunden. Ferner
ist der Ausgang der NOR-Schaltung 76 mit den anderen Eingängen der
drei NAND-Schaltungen 71, 73 und 75 jeweils über einen
Inverter 78 verbunden. Entsprechend sind alle die NAND-Schaltung 75, der
Inverter 77, die NOR-Schaltung 76 und
der Inverter 78 zirkulär
auf eine Schleifenweise derart verbunden, um eine Verriegelungsschaltungssektion
zu bilden. Ferner ist die Ausgabe Vout der
in 3 ge zeigten Eingangsschaltung
eine Ausgabe des Inverters 77 zum Bilden der Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung 7.
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Die in 3 gezeigte
zweite Ausführungsform
im Aufbau ist im wesentlichen die gleiche wie die der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform. In
dieser zweiten Ausführungsform
ist jedoch die Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 zusätzlich mit
dem N-Kanal-MOS-Transistor 53 versehen, um das Potential
an dem Ausgangsknoten a2 zu entladen; die beiden Ausgaben der Haupt-
und Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltungen 5 und 6 werden
jeweils beide der Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung 7 zugeführt; und
die Ausgabe der Verzögerungs-Verriegelungs-Schaltung 7 ist
das Ausgangssignal Vout der in 3 gezeigten Eingangsschaltung 2.
Außerdem
sind das Potential des Ausgangssignals Vout das
auf der Basis der Potentiale des Eingangssignals Vin entschieden
wird, und die Steuersignale C ziemlich die gleichen wie in dem Fall der
in 2 gezeigten ersten
Ausführungsform.
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Hierin nachstehend wird die Operation
der in 3 gezeigten Eingangsschaltung
beschrieben.
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Wenn das Steuersignal C, das zu dem
Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 62 eingegeben
wird, auf dem Pegel "L" ist (nach dem in 4B gezeigten Zeitpunkt t10), ist das Potential an dem Ausgangsknoten
b2 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 6 auf
dem Pegel "H" ungeachtet des Potentials
des Eingangssignals Vin, da der N-Kanal-MOS-Transistor 62 ausgeschaltet
ist, sodass das Potential an dem Knoten c2 auf dem Pegel "L" ist und das Potential an dem Knoten
d2 auf dem Pegel "H" ist. Entsprechend
kann über
das Potential des Ausgangssignals Vout der
in 3 gezeigten Eingangsschaltung
auf der Basis des Potentials an dem Ausgangsknoten a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 entschieden
werden.
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Wenn genauer das Potential des Eingangssignals
Vin kleiner als das Potential (VDD + |Vtp|) ist,
ist das Potential an dem Ausgangsknoten a2 auf dem Pegel "L", sodass das Potential des Ausgangssignals Vout der Eingangsschaltung auf dem Pegel "L" ist. Wenn ferner das Potential des
Eingangssignals Vin höher als das Potential (VDD + |Vtp|) ist (während der Periode
von t15 bis t17,
gezeigt in 4A), ist
das Potential an dem Ausgangsknoten a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 auf
dem Pegel "H", sodass das Potential
des Ausgangssignals Vout der in 3 gezeigten Eingangsschaltung
auf dem Pegel "H" ist (während der
Periode von t16' bis t18', gezeigt in 4E).
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Wenn ferner das Versorgungspotential
VDD auf einem derartigen Weg abgesenkt ist,
um die Beziehung zwischen (Vin – VDD ≥ |Vtp|) zu erfüllen (während der Periode von t11 bis t13, wie in 4C gezeigt), entwickelt
sich das "H"-Pegel-Signal an
dem Ausgang Vout (während der Periode von t12' bis
t14', wie
in 4E gezeigt), da der
P-Kanal-MOS-Transistor 51 fehlerhaft arbeitet.
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Wenn jedoch das Potential des Steuersignals
C auf dem Pegel "H" ist, wird hier der
N-Kanal-MOS-Transistor 62 eingeschaltet. Falls in diesem Fall
das Eingangssignal Vin kleiner als (VDD + |Vtp|) ist, ist
das Potential an dem Knoten c2 auf dem Pegel "L" und
das Potential an dem Knoten d2 ist auf dem Pegel "H", da das Potential an dem Ausgangsknoten
b2 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 6 auf
dem Pegel "H" ist. Da das Potential
an dem Ausgangsknoten a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 auf
dem Pegel "L" ist, ist hier das Potential
des Ausgangssignals Vout auf dem Pegel "L".
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Wenn ferner das Potential des Eingangssignals
Vin von einem Potential kleiner als (VDD + |Vtp|) (in diesem
Zeitpunkt ist das Ausgangssignal Vout auf dem
Pegel "L") zu einem Pegel
eines hohen Potentials wechselt, ist der Ausgangsknoten b2 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 6 auf
dem Pegel "L", und der Ausgangsknoten
a2 der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5 ist
auf dem Pegel "H". Obwohl das Potential
des Ausgangssignals Vout zu dem Pegel "H" gewechselt hat, wird deshalb das Potential
des Ausgangssignals Vout dennoch auf dem
Pegel "L" in dem Zeitpunkt
gehalten, wenn das Potential an dem Knoten b2 zu dem Pegel "L" wechselt, da dieser Pegeländerungszeitpunkt
später als
der Zeitpunkt ist, wenn das Potential an dem Knoten b2 zu dem Pegel "L" wechselt.
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Da das Potential an den Knoten c2
zu dem Pegel "H" wechselt und dadurch
der N-Kanal-MOS-Transistor 53 eingeschaltet wird, wird
deshalb das Potential an den Knoten a2 durch den Transistor 53 von
dem Pegel "H" zu dem Pegel "L" entladen. Da der Knoten c2 zu dem Pegel "H" wechselt, wechselt ferner das Potential
an den Knoten d2 zu dem Pegel "L". Als ein Ergebnis
wird das Ausgangssignal Vout der in 3 gezeigten Eingangsschaltung auf
dem "L"-Potentialpegel gehalten,
ungeachtet des Erfassungsstatus der Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 5.
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Mit anderen Worten, selbst wenn das
Versorgungspotential VDD wegen Schwankungen
durch Rauschen abgesenkt wird und dadurch die Potentialdifferenz
zwischen dem Eingangssignal Vin und dem Versorgungspotential
VDD höher
als die Schwellspannung |Vtp| wird (Vin – VDD ≥ |Vtp|), d. h. selbst wenn die P-Kanal-MOS-Transistoren 51 und 61 beide
fehlerhaft eingeschaltet werden, ist es möglich, das Potential des Ausgangssignals
Vout auf dem Pegel "L" zu halten
wie es ist.
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Wie oben beschrieben, wenn das Steuersignal
C auf dem Pegel "L" ist, wird sich in
dem Fall, dass das Eingangssignal Vin oder
das Versorgungs- oder Referenzpotential VDD schwankt,
das fehlerhafte Operationssignal als das Ausgangssignal Vout entwickeln. Wenn jedoch das Steuersignal
C auf dem Pegel "H" ist, wird sich im
Fall, dass das Eingangssignal Vin oder das
Versorgungs- oder Referenzpotential VDD schwankt,
das fehlerhafte Operationssignal an dem Signalausgangsanschluss
als das Ausgangssignal Vout nicht entwickeln,
sodass es möglich
ist zu verhindern, dass die Schaltungen einer nachfolgenden Stufe,
die auf das Ausgangssignal Vout reagieren, fehlerhaft
betrieben werden.
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5 ist
ein Schaltungsdiagramm, das eine dritte Ausführungsform der Eingangsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. In dieser dritten Ausführungsform sind zwei Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltungen,
die jede die gleiche wie in dem Fall der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform
ist, vorgesehen. In 5 wurden
die gleichen Bezugszeichen für
die ähnlichen
Schaltungselemente beibehalten, die die gleichen Funktionen wie in
dem Fall der ersten Ausführungsform
haben, ohne dass die ähnliche
Beschreibung wiederholt wird.
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In 5 ist
die Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2-1 ziemlich
die gleiche wie die in 2 gezeigte
Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2, und ferner
ist die Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2-2 aus
den ähnlichen Schaltungselementen 25 bis 28 entsprechend
den Schaltungselementen 21 bis 24 der Nebeneingangspotential-Erfassungsschaltung 2-1 zusammengesetzt.
Obwohl der Schaltungsaufbau in beiden ziemlich der gleiche ist,
unterscheidet sich das Steuersignal C', das an das Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 26 angelegt
wird, von dem Steuersignal C, das an das Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 22 angelegt
wird.
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Die Ausgabe der Nebenschaltung 2-1 und die
Ausgabe der Nebenschaltung 2-2 werden beide einer NOR-Schaltung 81 zugeführt. Die
Ausgabe dieser NOR-Schaltung 81 wird durch einen Inverter 82 invertiert,
und ferner wird die invertierte Ausgabe an einem Knoten C1 zu einem
Eingang der NOR-Schaltung 42 der Verriegelungsschaltung 4 gegeben.
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In der ersten Ausführungsform,
die in 2 gezeigt wird,
wird, wenn das Steuersignal auf dem Pegel "H" ist,
selbst wenn das Eingangssignal Vin höher als
(VDD + |Vtp|) wird,
das Potential an dem Ausgangsanschluss Vout auf
dem Pegel "L" gehalten. In dieser
dritten Ausführungsform,
die in 5 gezeigt wird,
kann, so weit wie ein beliebiges der beiden Steuersignale C und
C' auf dem Pegel "L" ist, da der Knoten C1 zu dem Pegel "H" ungeachtet des Potentials des Eingangssignals
Vin durch die NOR-Schaltung 81 und
den Inverter 82 wechselt, der Potentialwert des Ausgangsanschlusses
Vout auf der Basis des Ausgangssignals der
Haupteingangspotential-Erfassungsschaltung 1 entschieden
werden. Mit anderen Worten, wenn das Potential des Eingangssignals
Vin höher
als (VDD + |Vtp|)
wird, wechselt das Ausgangssignal Vout von
dem Pegel "L" zu dem Pegel "H".
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Folglich ist es möglich, den Modus (Ausgangspegel)
der Eingangsschaltung gemäß dem Potential
des Eingangssignals Vin durch Steuern des Steuersignals
C' ungeachtet des
Steuersignals C umzuschalten.
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Es ist wünschenswert, dass die oben
beschriebenen Eingangsschaltungen auf einem Substrat mit Schaltungen
gebildet werden, denen Signale zugeführt werden, die von dort ausgegeben
werden, um integrierte Halbleiterschaltungen zu bilden.