JPH0410710A - シユミット・トリガ回路 - Google Patents

シユミット・トリガ回路

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JPH0410710A
JPH0410710A JP11240190A JP11240190A JPH0410710A JP H0410710 A JPH0410710 A JP H0410710A JP 11240190 A JP11240190 A JP 11240190A JP 11240190 A JP11240190 A JP 11240190A JP H0410710 A JPH0410710 A JP H0410710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
gate
transistor
output
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP11240190A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ishii
宏 石井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0410710A publication Critical patent/JPH0410710A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は相補型MO3集積回路に関し、特にシュミット
・トリガ回路に関する。
[従来の技術] 従来のシュミット・トリガ回路は、第3図に示すように
PチャネルMO3)ランジスタP31とNチャネルMO
S)ランジスタN31からなる入力インバータ回路と、
PチャネルMO9)ランジスタP34とNチャネルMO
S)ランジスタN34とからなる出力インバータ回路と
を備え、互いに直列接続されてトランジスタP31に対
して並列に接続されたPチャネルMO9)ランジスタP
32、P33と、互いに直列接続されてトランジスタN
31に対して並列に接続されたNチャネルMOS)ラン
ジスタN32.N33とを備えた構成となっている(特
開昭63−29854号)。
この回路において、入力電圧VINが′0”′→“1″
へ変化するときは、出力電圧V OUTは初めは“0”
であるから、トランジスタP33はオン、N33はオフ
になっている。従ってトランジスタP31とN31で形
成されているインバータはトランジスタP31にトラン
ジスタP33が並列接続されるため、Pチャネル側のド
ライブ能力がNチャネル側のドライブ能力がPチャネル
側のドライブ能力に比へ強くなる。一方、入力電圧VI
Nが“′1゛′→“0′′へ変化するときは、出力電圧
V OUTは初めは“1”であるためトランジスタN3
3はオン、P33はオフになっている。従って、トラン
ジスタP31とN31で形成されているインバータはト
ランジスタN31トランジスタN33が並列接続される
ため、Nチャネル側のドライブ能力がPチャネル側のド
ライブ能力に比へ強くなる。従って、VINが“1″→
“0′°の場合のV OUTが反転する電圧VILは、
VINが“0゛2→“1”の場合の■OUTが反転する
電圧VIHより下回ることになり、ヒステリシス特性を
持つことここなる。
[発明が解決しようとする課題] この従来のシュミット・トリガ回路は入力インバータ回
路のドライブ能力を変化させるトランジスタP33とN
33がトランジスタP31とN31で形成されているイ
ンバータの出力とトランジスタP32のドレインの間、
トランジスタN33のドレインの間にそれぞれ接続され
ているため、トランジスタP33がオンの時は単にトラ
ンジスタP31とP32の並列回路ができるのではなく
、トランジスタP32とオン状態のトランジスタP33
の直列要素とトランジスタP31の並列回路となる。ま
た、トランジスタN33がオンの時は、単にl・ランジ
スタN31とN32の並列回路ができるのではなく、ト
ランジスタN32とオン状態のトランジスタN33の直
列要素とトランジスタN31の並列回路となる。このた
め、反転電圧■し、VIHと ヒステリシス電圧(、V
 1lI−V IL)を設定するときに、トランジスタ
P31.P32゜N31.N32の他に本来スイッチン
グの役目をしているに過ぎないトランジスタP33とN
33も考慮にいれなければならず、計算が複雑になると
いう問題があった。更に、トランジスタP33゜N33
はスイッチング時の電流経路にあたるため、スイッチン
グスピードが遅くなり、また波形も歪やすいという欠点
があった。
[課題を解決するための手段] 本発明のシュミット・トリガ回路は、入力端子がゲート
に入力される入力インバータ回路と、入力インバータ回
路の出力と高位側基準電位との間に接続されたスイッチ
ング用のPチャネルトランジスタと、入力インバータ回
路の出力と低位側基準電位との間に接続されたスイッチ
ング用のNチャネルトランジスタと、入力電圧と高位側
基準電位および低位側基準電位との間に接続されて入力
インバータ回路出力が高位の時には入力電圧をスイッチ
ング用Pチャネルトランジスタのゲートに導き入力イン
バータ回路出力が低位の時には入力電圧をスイッチング
用Nチャネルトランジスタのゲートに導くゲートコント
ロール回路と、入力インバータ回路出力がゲートに入力
される出力インバータ回路とを備えたことを特徴とする
また、本発明のシュミット・トリガ回路は、上記の発明
において、ゲートコントロール回路は入力電圧と高位側
基準電位との間に設けられた第1の回路と入力電圧と低
位側基準電位との間に設けられた第2の回路とからなり
、第1の回路は基準電位側に配したPチャネルトランジ
スタと入力電圧側に配したNチャネルトランジスタとを
直列に接続し、これらトランジスタのゲートに入力イン
バータ出力を入力しこれらトランジスタの接続点をスイ
ッチング用Pチャネルトランジスタのゲートに接続して
なり、第2の回路は基準電位側に配したNチャネルトラ
ンジスタと入力電圧側に配したPチャネルトランジスタ
とを直列に接続し、これらトランジスタのゲートに入力
インバータ出力を入力しこれらトランジスタの接続点を
スイッチング用Nチャネルトランジスタのゲートに接続
してなることを特徴とする。
また、本発明のシュミット・トリガ回路は、上記の発明
において、ゲートコントロール回路は入力電圧と高位側
基準電位との間に設けられた第1の回路と入力電圧と低
位側基準電位との間に設けられた第2の回路とからなり
、第1の回路は基準電位側に配したPチャネルトランジ
スタと入力電圧側に配したトランスファゲートとを直列
に接続し、これらPチャネルトランジスタとトランスフ
ァゲートのNチャネルトランジスタのゲートに入力イン
ハータ出力を入力しトランスファゲートのPチャネルト
ランジスタのゲートに出力インバータ回路出力を入力し
、前記のPチャネルトランジスタとトランスファゲート
との接続点をスイッチング用Pチャネルトランジスタの
ゲートに接続してなり、第2の回路は基準電位側に配し
たNチャネルトランジスタと入力電圧側に配したトラン
スファゲートとを直列に接続し、これらNチャネルトラ
ンジスタとトランスファゲートのPチャネルトランジス
タのゲートに入力インバータ出力を入力しトランスファ
ゲートのNチャネルトランジスタのゲートに出力インバ
ータ回路出力を入力し、前記のNチャネルトランジスタ
とトランスファゲートとの接続点をスイッチング用Nチ
ャネルトランジスタのゲートに接続してなることを特徴
とする。
すなわち、本発明の要旨は、入力インバータ回路のPチ
ャネル側とNチャネル側のドライブ能力を変化させるス
イッチング用トランジスタをゲートコントロール回路で
制御している。
[実施例] 次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の回路図である。本実施例の
シュミット・トリガ回路は、入力電圧■Nがゲートに入
力されるPチャネルMO5)ランジスタP1とNチャネ
ルMO3)ランジスタN1とからなる入力インバータ回
路と、入力インバータ回路の出力と電源電圧〜’DD(
高位側基準電位)との間に接続されたスイッチング用の
PチャネルMO3)ランジスタP3と、入力インバータ
回路の出力と接地電圧GND (低位側基準電位)との
間に接続されたスイッチング用のNチャネルMOSトラ
ンジスタN3と、入力インバータ回路出力がゲートに入
力されるPチャネルMO5)ランジスタP2とNチャネ
ルMOS)ランジスタN2とからなる出力インバータ回
路と、電源電位VDD側に配したPチャネルMOSトラ
ンジスタP4と入力電圧VIN側に配したNチャネルM
OS)ランジスタN5とを直列に接続し、これらトラン
ジスタのゲートに入力インバータ出力を入力しこれらト
ランジスタの接続点をスイッチング用Pチャネルトラン
ジスタP3のゲートに接続してなる第1のゲートコント
ロール回路1と、接地電位GND側に配したNチャネル
MOS)ランジスタN4と入力電圧VIN側に配したP
チャネルMO5)ランジスタP5とを直列に接続し、こ
れらトランジスタのゲートに入力インバータ出力を入力
しこれらトランジスタの接続点をスイッチング用Nチャ
ネルトランジスタN3のゲートに接続してなる第2のゲ
ートコントロール回路2と、を備えている。
ここで、一般に、CMOSインバータの反転電圧を■と
すれば、次式が成立する。ただし、N。
P彩画MO3)ランジスタのゲート酸化膜厚は相等しく
、VTn= l VTPI =VT、  Qn=QPと
仮定する。
VDDは電源電圧、V Tn、  V TRはN、  
P形MO5+−ランジスタのしきい値電圧、Mn、MP
はチャネル中の電子、正孔の平均表面移動度、Wn、W
PはN。
P形MO5)ランジスタのゲート幅、9.n、込PはN
、  P形MO5)ランジスタのゲート長である。
(1)、  (2)式より、ゲート幅の比Wn/WPに
よって反転電圧Vが変化し、W n/ W F’を大き
くとるとVは下がり逆に小さくすると■は上がる。
第1図の実施例において、入力端子VINが0″→u 
1 ++と変化するとき、初め出力電圧V OUTは1
10 ++  入力インバータ回路の出力点3は1″で
あるからトランジスタN5.N4がオン状態、トランジ
スタP5.P4がオフ状態であり、トランジスタP3の
ゲートには入力電圧VINが導かれ、入力インバータ回
路のPチャネル側のトランジスタはPlとP3になり、
Pチャネル側のトランジスタの等価的なゲート幅はWP
IにWP3を加えたものになる。これに対して、トラン
ジスタP5がオフ、N4がオンのため、トランジスタN
3のゲートには接地電位GNDが導かれ、トランジスタ
N3の効果は消え、入力インバータ回路のNチャネル側
のトランジスタはN1だけとなり、等価的ゲート幅はW
NIであるから、ゲート幅の比Wn/WPは(3)式の
ように小さくなり、反転電圧は上がる。
WNI/ (WP1+WP3)  ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(3)一方、入力電圧VINがII
 11!→110 ++と変化するときは、初め出力電
圧V OUTは“1” 入力インバータ回路の出力点3
は“O”であるから、トランジスタN4.N5がオフ状
態、トランジスタP4゜P5かオン状態であり、トラン
ジスタN3のゲートに入力端子VINが導かれ、入力イ
ンバータ回路のNチャネル側のトランジスタはN1とN
3になり、Nチャネル側のトランジスタの等価的なゲー
ト幅はWNlにWN3を加えたものになる。これに対し
、トランジスタN5がオフ、P4がオンのため、トラン
ジスタP3のゲートに(え電源電位VDDが導かれ、ト
ランジスタP3の効果は消え入力インバータ回路のPチ
ャネル側のトランジスタはPlだけとなり、等価的なゲ
ート幅はWPIであるから、ゲート幅の比Wn/WPは
(4)式のように大きくなり、反転電圧は下がる。
(WNl+WN3) /WPI・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(4)従って、 (i)、  (2)
式よりV IL< V IHとなり、ヒステリシス特性
を有することとなり、この時トランジスタP3.N3は
単なるスイッチとして機能する。また、電流経路は並列
接続されたしたPl、P3あるいは、トランジスタNl
、N3となり、従来に較べてトランジスタ数が減少して
いる。
第2図は本発明の他の一実施例の回路図である。
本実施例のシュミット・トリガ回路は、上記実施例で示
したゲートコントロール回路を変更したものであり、上
記実施例と同一部分には同一符号を付して重複説明は省
略する。
第1のゲートコントロール回路1は、電源電位VDD側
に配したPチャネルMO5)ランジスタP4と入力電圧
VIN側に配したトランスファゲートとを直列に接続し
、これらPチャネルトランジスタP4とトランスファゲ
ートのNチャネルトランジスタN15のゲートに入力イ
ンバータ出力3を入力しトランスファゲートのPチャネ
ルトランジスタP15のゲートに出力インバータ回路出
力VOUTを入力し、PチャネルトランジスタP4とト
ランスファゲートとの接続点をスイッチング用Pチャネ
ルトランジスタP3のゲートに接続して構成されている
第2のゲートコントロール回路2は、接地電位GND側
に配したNチャネルMO3)ランジスタN4と入力電圧
VIN側に配したトランスファゲートとを直列に接続し
、これらNチャネルトランジスタN4とトランスファゲ
ートのPチャネルトラ歪が少ないという効果がある。
ンジスタP25のゲートに入力インバータ出力3を入力
しトランスファゲートのNチャネルトランジスタN25
のゲートに出力インバータ回路出力V 0tJTを入力
し、NチャネルトランジスタN4とトランスファゲート
との接続点をスイッチング用NチャネルトランジスタN
3のゲートに接続して構成されている。
本実施例ではスイッチングトランジスタP3゜N3の動
作速度か向上し、上記実施例と同様に、第4図に示すよ
うなヒステリシス特性を奏する。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、反転電圧を入力インバー
タ回路のゲート幅とスイッチ用トランジスタのゲート幅
とて自由に決められ、反転電圧を決める計算式((1)
、(2)、(3)、(4))も容易であるという効果を
有する。
更に、ゲートコントロール回路によるスイッチ用トラン
ジスタの制御で作動するため、従来回路に比へスイッチ
ングスピードも速く、出力波形も
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は本発
明の他の一実施例を示す回路図、第3図は従来例を示す
回路図、第4図は本発明に係る特性図である。 1.2・・・・・・・・ゲートコントロール回路、3・
・・・・・・・入力インバータ回路の出力点、Pl、N
1・・・・・入力インバータ回路の構成トランジスタ、 P2.N2・・・・・出力インバータ回路の構成トラン
ジスタ、 P3.N3・・・・・スイッチ用トランジスタ。 特許出願人  日本電気株式会社 代理人 弁理士  桑 井 清 − 17一 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力電圧がゲートに入力される入力インバータ回
    路と、入力インバータ回路の出力と高位側基準電位との
    間に接続されたスイッチング用のPチャネルトランジス
    タと、入力インバータ回路の出力と低位側基準電位との
    間に接続されたスイッチング用のNチャネルトランジス
    タと、入力電圧と高位側基準電位および低位側基準電位
    との間に接続されて入力インバータ回路出力が高位の時
    には入力電圧をスイッチング用Pチャネルトランジスタ
    のゲートに導き入力インバータ回路出力が低位の時には
    入力電圧をスイッチング用Nチャネルトランジスタのゲ
    ートに導くゲートコントロール回路と、入力インバータ
    回路出力がゲートに入力される出力インバータ回路とを
    備えたことを特徴とするシュミット・トリガ回路。
  2. (2)ゲートコントロール回路は入力電圧と高位側基準
    電位との間に設けられた第1の回路と入力電圧と低位側
    基準電位との間に設けられた第2の回路とからなり、第
    1の回路は基準電位側に配したPチャネルトランジスタ
    と入力電圧側に配したNチャネルトランジスタとを直列
    に接続し、これらトランジスタのゲートに入力インバー
    タ出力を入力しこれらトランジスタの接続点をスイッチ
    ング用Pチャネルトランジスタのゲートに接続してなり
    、第2の回路は基準電位側に配したNチャネルトランジ
    スタと入力電圧側に配したPチャネルトランジスタとを
    直列に接続し、これらトランジスタのゲートに入力イン
    バータ出力を入力しこれらトランジスタの接続点をスイ
    ッチング用Nチャネルトランジスタのゲートに接続して
    なることを特徴とする請求項1に記載のシュミット・ト
    リガ回路。
  3. (3)ゲートコントロール回路は入力電圧と高位側基準
    電位との間に設けられた第1の回路と入力電圧と低位側
    基準電位との間に設けられた第2の回路とからなり、第
    1の回路は基準電位側に配したPチャネルトランジスタ
    と入力電圧側に配したトランスファゲートとを直列に接
    続し、これらPチャネルトランジスタとトランスファゲ
    ートのNチャネルトランジスタのゲートに入力インバー
    タ出力を入力しトランスファゲートのPチャネルトラン
    ジスタのゲートに出力インバータ回路出力を入力し、前
    記のPチャネルトランジスタとトランスファゲートとの
    接続点をスイッチング用Pチャネルトランジスタのゲー
    トに接続してなり、第2の回路は基準電位側に配したN
    チャネルトランジスタと入力電圧側に配したトランスフ
    アゲートとを直列に接続し、これらNチャネルトランジ
    スタとトランスファゲートのPチャネルトランジスタの
    ゲートに入力インバータ出力を入力しトランスファゲー
    トのNチャネルトランジスタのゲートに出力インバータ
    回路出力を入力し、前記のNチャネルトランジスタとト
    ランスファゲートとの接続点をスイッチング用Nチャネ
    ルトランジスタのゲートに接続してなることを特徴とす
    る請求項1に記載のシュミット・トリガ回路。
JP11240190A 1990-04-27 1990-04-27 シユミット・トリガ回路 Pending JPH0410710A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013066052A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Lapis Semiconductor Co Ltd シュミットインバータ回路及び半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013066052A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Lapis Semiconductor Co Ltd シュミットインバータ回路及び半導体装置

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