JPH0216062B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0216062B2
JPH0216062B2 JP56052664A JP5266481A JPH0216062B2 JP H0216062 B2 JPH0216062 B2 JP H0216062B2 JP 56052664 A JP56052664 A JP 56052664A JP 5266481 A JP5266481 A JP 5266481A JP H0216062 B2 JPH0216062 B2 JP H0216062B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
input terminal
terminal
misfet
output terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56052664A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57166713A (en
Inventor
Manabu Ando
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56052664A priority Critical patent/JPS57166713A/ja
Priority to EP82301887A priority patent/EP0062546B1/en
Priority to DE8282301887T priority patent/DE3271634D1/de
Publication of JPS57166713A publication Critical patent/JPS57166713A/ja
Priority to US06/912,197 priority patent/US4717846A/en
Publication of JPH0216062B2 publication Critical patent/JPH0216062B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00315Modifications for increasing the reliability for protection in field-effect transistor circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
(以下MISFETと略記する。)を用いた出力回路
に関し、特に出力端子を高インピーダンス状態に
できるプツシユプル型出力回路に関するものであ
る。
従来この種の代表的な回路としては第1図に示
すものがある。
以下説明は簡単のため、MISFETとしてNチ
ヤンネル型を用いたとして行なう。
第1図に於て1は第1の入力端子、2は第1の
入力端子に加えられる信号と互いに相補関係にあ
る信号が加えられる第2の入力端子、3は出力端
子5を高インピーダンス状態にする信号が加えら
れる第3の入力端子、4は電源に接続される電源
端子、5は出力端子、Q1,Q2は出力
MISFETQ3,Q4は出力端子5を高インピーダン
ス状態にするためのMISFETである。
第1図の回路の動作を説明する。
第3の入力端子3が低レベルの時MISFET
Q3,Q4はオフしており第1及び第2の入力端子
には互いに相補関係にある信号が加わる。いま第
1の入力端子1が高レベル、第2の入力端子2が
低レベルにあるとするとMISFET Q1がオン、Q2
がオフしており出力端子5には高レベルが出力さ
れる。逆に端子1が低レベル端子2が高レベルに
なつているとQ1がオフ、Q2がオンしていて出力
端子5には低レベルが出力される。次に、第3の
入力端子3が高レベルになつているとMISFET
Q3,Q4がオンしており、Q1,Q2のゲートは接地
レベルになつているためQ1,Q2はともにオフし
ていて出力端子5は高インピーダンス状態にな
る。
ところでIC,LSIを多数用いた装置ではプリン
ト基板上の配線を減らし、実装密度を上げるため
に、しばしばIC,LSIの入力と出力をプリント基
板上で共通接続して用いる。
特にICメモリでは、用いられる数量が多いこ
と、及び読み出しと書き込みは同時に行なわれな
いことから、ほとんどの場合入力と出力を共通接
続して用いられる。この場合、読み出し動作時、
つまり出力トランジスタがオンしている時は、入
出力線にはICメモリから読み出しデータが出力
されており、外部からは信号は印加されない。一
方、書き込み動作時は、出力トランジスタはオフ
して、出力端子は高インピーダンスとなり、外部
から印加する書き込みデータに影響を与えないよ
うにしてある。書き込みデータは1,0の論理信
号で1レベルは3〜5V、0レベルは0〜0.5V程
度であるが、データが変化する時はオーバーシユ
ート、アンダーシユートが発生し、一時的にこの
レベルを1〜2V越えてしまう。つまり、データ
が0から1に変化すると、一時的に入出力線は6
〜7Vになることがあり、また1から0に変化す
ると−1〜−2Vになることがある。このうち、
問題となるのはアンダーシユートである。通常出
力トランジスタのVTは0.6〜1V程度なので、この
ようなアンダーシユートが起きると本来オフして
いるはずの出力トランジスタがオンしてしまう。
この現象について、以下に詳しく説明する。
前述したように、第1図の回路で入力端子3を
高レベルにすると出力トランジスタQ1,Q2のレ
ベルが低レベルとなり、Q1,Q2がオフして出力
端子5は高インピ−ダンス状態になつている。
ここで出力端子5が高インピーダンス状態にな
つている時に、出力端子5に負の電圧を加えた場
合を考える。加える負電圧が低くなつて接地レベ
ルとの電位差がQ1,Q2のスレツシヨルド電圧を
越えるとQ1,Q2はともにオンして電流が流れる。
ここで注意すべきことは、このような状況では
MISFET Q1のドレインとソース間には電源レベ
ル以上の電位差があり、またゲートソース間はド
レインソース間よりも電位差が小さいため
MISFET Q1は飽和領域で動作しているというこ
とである。一般に飽和領域で動作している
MISFETではドレイン・ソース間の電位差が大
きくなるとチヤンネルのピンチオフしている領域
でチヤンネル電流によるインパクトイオン化が起
こり、基板電流が著く増大することが知られてい
る。即ち上記のように出力端子5に負電圧を加え
てMISFET Q1,Q2をオンさせた状態ではQ1
インパクトイオン化が起こり、基板電流が著く増
大する。この結果、基板電位が上昇しMISFET
の動作に悪影響を与える。
なおトランジスタQ1がオンしている時は出力
端子5は高レベルであり、この時はこの出力端子
に接続される共通接続線(バス)には他の回路の
出力が与えられないようにコントロールされてい
るから、出力端子のレベルが低下することはな
い。たとえ負電荷が出力端子に印加されても、出
力端子の電位が負になることはトランジスタQ1
により防止される。従来はMISFETのチヤンネ
ル長が比較的長かつたためインパクトイオン化は
ほとんど起きず、従つて、特別な対策は不要であ
つた。しかしながら昨今MISFETを用いた集積
回路は高密度、高集積化が進んでおりこれに用い
るMISFETのチヤンネル長はますます短くなり
つつある。このために前記インパクトイオン化現
象は更に顕著になつておりその影響は重大なもの
になつてきている。
本発明の目的は出力端子が高インピーダンス状
態にある時に出力端子に異常電圧を加えても出力
MISFETでのインパクトイオン化が起こらない
出力回路を提供することである。
本発明による出力回路はゲートが第1の入力端
子に、ソースが出力端子に接続された第1の
MISFETと、ドレインが出力端子に、ゲートが
上記第1の入力端子に加えられる信号と互いに相
補関係にある信号が加えられる第2の入力端子に
接続され、ソースが接地された第2のMISFET
と、ドレインが上記第1の入力端子にゲートが出
力端子を高インピーダンス状態にするための信号
が加えられる第3の入力端子に接続され、ソース
が接地された第3のMISFETと、ドレインが上
記第2の入力端子に、ゲートが上記第3の入力端
子に接続され、ソースが接地された第4の
MISFETとドレインが電源に、ゲートが出力端
子が高インピーダンス状態にある時低レベルにな
る信号が加えられる第4の入力端子に、ソースが
上記第1のトランジスタのドレインに接続された
第5のMISFETによつて構成できる。
本発明によれば、出力端子が高インピーダンス
状態にある時出力端子に異常電圧、例えばNチヤ
ンネル構成に対して負電圧を加えても、出力
MISFETでのインパクトイオン化が起こらない
出力回路が得られる。
次に第2図と第3図を参照して本発明の第1の
実施例について説明する。
第2図で1は第1の入力端子、2は第1の入力
端子に加えられる信号と互いに相補関係にある信
号が加えられる第2の入力端子、3は出力端子5
を高インピーダンス状態にする信号が加えられる
第3の入力端子、4は電源に接続される電源端
子、5は出力端子、6は第3の入力端子に加えら
れる信号と互いに相補関係にある信号が加えられ
る第4の入力端子、Q1,Q2は出力MISFET、
Q3,Q4は出力端子5を高インピーダンス状態に
するためのMISFET、Q5は出力が高インピーダ
ンス状態になつている時出力MISFET Q1のドレ
イン−ソース間電圧を低くするためのMISFET
である。但しQ1〜Q4はエンハンスメント型
MISFET、Q5はデプレツシヨン型MISFETとす
る。
第2図の回路の動作を説明する。まず第3の入
力端子3が低レベルに、第4の入力端子6が高レ
ベルになつているとする。この時第1の入力端子
1が高レベル、第2の入力端子2が低レベルにな
つていると出力MISFET Q1はオンし、Q2はオフ
しており出力端子5には高レベルが出力される。
第4の入力端子6は高レベルになつているので
Q5の内部抵抗は小さいため出力の高レベルには
ほとんど影響を与えない。第1の入力端子1が低
レベル、第2の入力端子2が高レベルになつてい
ると出力MISFET Q1はオフ、Q2はオンしており
出力端子5には低レベルが出力される。次に第3
の入力端子3が高レベルに、第4の入力端子6が
低レベルになつている時を考える。この場合
MISFET Q3,Q4がオンしているため出力
MISFET Q1,Q2のゲートは接地レベルになつて
おり、従つて、Q1,Q2はオフして出力端子5は
高インピーダンス状態になつている。ところで第
4の入力端子6は低レベルになつているが
MISFET Q5はデプレツシヨン型のため、Q5のソ
ースはQ5のスレツシヨルド電圧の絶対値に近い
値になつている。このような状態で出力端子5に
負の電圧を加えた時の第3図の回路の動作を示し
たグラフが第3図である。第3図では横軸に出力
端子5に加える電圧をとり、縦軸にMISFET Q5
のソース電圧と、電源電流が取つてある。曲線A
は出力端子5に加える電圧と、MISFET Q5のソ
ース電圧の関係を示しており、曲線Bは出力端子
5に加える電圧とMISFET Q1を流れる電流の関
係を示しており、破線で示した直線Cは出力端子
電圧と出力MISFET Q1のソース電圧との関係
(この2つは全く同一なので軸に対して45゜の角度
になる。)を示している。従つて第3図のDで示
した曲線Aと破線Cの間隔は出力MISFET Q1
ドレイン−ソース間電位差に対応し、またEで示
した、電源レベルVCCと曲線Aとの間隔は、
MISFETQ5のドレインソース間電位差に対応し
ている。さて、出力端子5の電圧を零ボルトから
負の方向に電圧を増していくと、加える負電圧の
絶対値が出力MISFET Q1のスレツシヨルド電圧
VTEを越えると電源電流が流れはじめ、MISFET
Q5のソース電圧は下がりはじめる。そして加え
る負電圧が深くなるにつれて電源電流は増大し
Q5のソース電圧は下がつていく。ここで重要な
ことは出力MISFET Q1のソースドレイン間電位
差を示す、曲線Aと破線Cの間隔Dは、出力端子
電圧を負にしても、出力端子電圧が零ボルトの時
の電位差より大きくならず、またMISFET Q5
ドレイン−ソース間電位差を示すVCCと曲線Aの
間隔は出力端子5に加える電圧が第3図中の−
VEの値に達するまで電源電圧VCCよりも小さい値
であるということである。前述した様にインパク
トイオン化は飽和領域で動作しているMISFET
のドレイン−ソース間電圧が高い時に起こる。従
つて第2図に示したような回路を用いて、1個の
MISFETのドレイン−ソース間電圧を下げるこ
とにより、出力回路のMISFETでインパクトイ
オン化が起るのを防止することができる。
次に、本発明の第2の実施例について第4図を
用いて説明する。
第4図において1は第1の入力端子、2は第1
の入力端子に加えられる信号と互いに相補関係に
ある信号が加えられる第2の入力端子、3は出力
端子5を高インピーダンス状態にする信号が加え
られる第3の入力端子、4は電源される電源端
子、5は出力端子、Q1,Q2は出力MISFET、
Q3,Q4は出力端子5を高インピーダンス状態に
するためのMISFET、Q5は出力が高インピーダ
ンス状態になつている時出力MISFET Q1のドレ
イン−ソース間電圧を低くするためのMISFET
である。第1の実施例と同じ様にQ1〜Q4はエン
ハンスメント型MISFET、Q5はデプレツシヨン
型MISFETである。第4図の回路の動作を以下
に説明する。まず第3の入力端子が低レベルにな
つている時を考えると、この時MISFET Q3,Q4
はともにオフしているから、出力MISFET Q1
Q2及びQ5のゲートには入力信号が加わつている。
いま入力端子1が高レベル、入力端子2が低レベ
ルになつていると、MISFET Q1及びQ5がオン
し、Q2はオフしていて、出力端子5は高レベル
になつている。この場合Q5のゲートは高レベル
であり、Q5の内部抵抗が低いため前記第1の実
施例の時と同様に出力高レベルはQ1のドレイン
が直接電源に接続された場合とほとんど遅れない
値になつている。逆に入力端子1が低レベル、入
力端子2が高レベルになつているとQ1がオフQ2
がオンしているので、出力端子5は低レベルにな
つている。次に入力端子3が高レベルになつてい
る時を考える。この時はMISFET Q3,Q4がとも
にオンしているので、Q1,Q2,Q5のゲートはす
べて低レベルになつている。即ち、前記第1の実
施例で第3の入力端子が高レベル第4の入力端子
が低レベルになつている時と全く同じ状態になつ
ているわけである。従つて、出力端子5に負の電
圧を加えた時の動作は前記第1の実施例と全く同
様であり、出力MISFETでのインパクトイオン
化が防止される。
以上説明したように本発明は出力端子が高イン
ピーダンス状態にある時に出力端子に負電圧が加
わつた時でも出力回路の出力MISFETでインパ
クトイオン化が起こらない出力回路を提供するも
のである。
以上の実施例に於ては、MISFET Q5としてデ
プレツシヨン型を用いた場合について説明してき
たが、本発明は上述の実施例に限らずMISFET
Q5としてエンハンスメント型を用いることを妨
げるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の出力回路図、第2図は本発明の
第1の実施例による出力回路図、第3図は第2図
の出力回路の動作を示す図、第4図は本発明の第
2の実施例による出力回路図である。 第1図でQ1,Q2,Q3,Q4はNチヤンネルエン
ハンスメント型MISFET、1,2は互いに相補
関係にある入力信号が加えられる入力端子、3は
出力端子を高インピーダンス状態にする信号が加
えられる入力端子、4は電源端子、5は出力端子
である。第2図でQ1,Q2,Q3,Q4はNチヤンネ
ルエンハンスメント型MISFET、Q5はNチヤン
ネルデプレツシヨン型MISFET、1,2は互い
に相補関係にある入力信号が加えられる入力端
子、3は出力端子を高インピーダンス状態にする
信号が加えられる入力端子、4は電源端子、5は
出力端子、6は3に加えられる信号と互いに相補
関係にある信号が加えられる入力端子である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 出力端子を高インピーダンス状態にすること
    ができる同一導電型の絶縁ゲート型電界効果トラ
    ンジスタのみを用いたプツシユプル型出力回路に
    おいて、ゲートが第1の入力端子に、ソースが出
    力端子に接続された第1のトランジスタと、ドレ
    インが出力端子にゲートが上記第1の入力端子に
    加えられる信号と互いに相補関係にある信号が加
    えられる第2の入力端子に接続され、ソースが接
    地された第2のトランジスタと、ドレインが上記
    第1の入力端子に、ゲートが出力端子を高インピ
    ーダンス状態にするための信号が加えられる第3
    の入力端子に接続され、ソースが接地された第3
    のトランジスタとドレインが上記第2の入力端子
    に、ゲートが上記第3の入力端子に接続され、ソ
    ースが接地された第4のトランジスタと、ドレイ
    ンが電源にゲートが出力端子が高インピーダンス
    状態にある時低レベルになる信号が加えられる第
    4の入力端子に、ソースが上記第1のトランジス
    タのドレインに接続されたデプレツシヨン型の第
    5のトランジスタとを備えたことを特徴とする出
    力回路。
JP56052664A 1981-04-08 1981-04-08 Output circuit Granted JPS57166713A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56052664A JPS57166713A (en) 1981-04-08 1981-04-08 Output circuit
EP82301887A EP0062546B1 (en) 1981-04-08 1982-04-08 Output circuit
DE8282301887T DE3271634D1 (en) 1981-04-08 1982-04-08 Output circuit
US06/912,197 US4717846A (en) 1981-04-08 1986-09-25 Tri-state output circuit provided with means for protecting against abnormal voltage applied to output terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56052664A JPS57166713A (en) 1981-04-08 1981-04-08 Output circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57166713A JPS57166713A (en) 1982-10-14
JPH0216062B2 true JPH0216062B2 (ja) 1990-04-16

Family

ID=12921129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56052664A Granted JPS57166713A (en) 1981-04-08 1981-04-08 Output circuit

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4717846A (ja)
EP (1) EP0062546B1 (ja)
JP (1) JPS57166713A (ja)
DE (1) DE3271634D1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488067A (en) * 1983-09-19 1984-12-11 International Business Machines Corporation Tristate driver circuit with low standby power consumption
DE3904901A1 (de) * 1989-02-17 1990-08-23 Texas Instruments Deutschland Integrierte gegentakt-ausgangsstufe
US4963766A (en) * 1989-06-28 1990-10-16 Digital Equipment Corporation Low-voltage CMOS output buffer
IT1250908B (it) * 1990-06-22 1995-04-21 St Microelectronics Srl Struttura di porta d'uscita a tre stati particolarmente per circuiti integrati cmos
JPH06505375A (ja) * 1991-02-12 1994-06-16 アナログ・ディバイセス・インコーポレーテッド Mos回路に対する利得線形性補正回路
US5256914A (en) * 1991-10-03 1993-10-26 National Semiconductor Corporation Short circuit protection circuit and method for output buffers
US5399925A (en) * 1993-08-02 1995-03-21 Xilinx, Inc. High-speed tristate inverter
US6580291B1 (en) 2000-12-18 2003-06-17 Cypress Semiconductor Corp. High voltage output buffer using low voltage transistors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49105438A (ja) * 1973-02-07 1974-10-05
JPS54153562A (en) * 1978-05-25 1979-12-03 Nippon Precision Circuits Semiconductor device
JPS5633896A (en) * 1979-08-29 1981-04-04 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Method of forming wire

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50144372A (ja) * 1974-05-09 1975-11-20
JPS5160440A (en) * 1974-11-22 1976-05-26 Hitachi Ltd Kotaiatsuyo mis fet suitsuchingukairo
JPS5196275A (ja) * 1975-02-20 1976-08-24
JPS52151758A (en) * 1976-06-10 1977-12-16 Kuraray Co Continuous method of producing fibrous highh protein food
JPS5318377A (en) * 1976-08-03 1978-02-20 Toshiba Corp Logical operation circuit
US4096584A (en) * 1977-01-31 1978-06-20 Intel Corporation Low power/high speed static ram
US4096398A (en) * 1977-02-23 1978-06-20 National Semiconductor Corporation MOS output buffer circuit with feedback
US4178620A (en) * 1977-10-11 1979-12-11 Signetics Corporation Three state bus driver with protection circuitry
JPS5490941A (en) * 1977-12-26 1979-07-19 Hitachi Ltd Driving circuit of tristate type
US4344002A (en) * 1978-02-22 1982-08-10 Supertex, Inc. Detection circuit and structure therefor
JPS5516539A (en) * 1978-07-20 1980-02-05 Nec Corp Level shifter circuit
JPS5515656A (en) * 1978-07-20 1980-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic liquid atomizer
JPS5567235A (en) * 1978-11-14 1980-05-21 Nec Corp Output circuit
JPS5576378A (en) * 1978-12-01 1980-06-09 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd Adhesive label
US4324991A (en) * 1979-12-12 1982-04-13 Casio Computer Co., Ltd. Voltage selector circuit
US4380709A (en) * 1980-05-15 1983-04-19 Motorola, Inc. Switched-supply three-state circuit
US4363978A (en) * 1980-07-31 1982-12-14 Rockwell International Corporation Reduced power tristate driver circuit
US4449065A (en) * 1981-10-02 1984-05-15 Fairchild Camera & Instrument Corp. Tri-level input buffer
US4463273A (en) * 1981-10-26 1984-07-31 Rca Corporation Electronic circuits and structures employing enhancement and depletion type IGFETs
US4488067A (en) * 1983-09-19 1984-12-11 International Business Machines Corporation Tristate driver circuit with low standby power consumption

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49105438A (ja) * 1973-02-07 1974-10-05
JPS54153562A (en) * 1978-05-25 1979-12-03 Nippon Precision Circuits Semiconductor device
JPS5633896A (en) * 1979-08-29 1981-04-04 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Method of forming wire

Also Published As

Publication number Publication date
DE3271634D1 (en) 1986-07-17
EP0062546A3 (en) 1983-06-08
US4717846A (en) 1988-01-05
EP0062546A2 (en) 1982-10-13
EP0062546B1 (en) 1986-06-11
JPS57166713A (en) 1982-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6642769B1 (en) High speed voltage level shifter with a low input voltage
US5726589A (en) Off-chip driver circuit with reduced hot-electron degradation
JPS63234622A (ja) デ−タ出力回路
KR19990067849A (ko) 허용 전압 출력 버퍼
JPS63112893A (ja) 半導体集積回路
US5513140A (en) Data output buffer
US5239211A (en) Output buffer circuit
JPH02133955A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0224282Y2 (ja)
JPH0216062B2 (ja)
JP3400294B2 (ja) プル・アップ回路及び半導体装置
KR920003440B1 (ko) 중간전위생성회로
US3946251A (en) Pulse level correcting circuit
US7248092B2 (en) Clamp circuit device
US5905618A (en) Voltage protected level shifting of chip driver
JP2758735B2 (ja) 論理回路
TWI769003B (zh) 具有自適應機制的電壓轉換電路
JPH0563540A (ja) 入力回路
JP3133175B2 (ja) 半導体集積回路
JP2553259B2 (ja) 半導体素子のアンダーシュート抵抗回路
JPH01112815A (ja) 半導体集積回路
JPH0344692B2 (ja)
KR100280436B1 (ko) 입력레벨에대한허용한계를갖는출력버퍼
JPH04242319A (ja) Cmos集積回路
JP2659794B2 (ja) データ出力回路