JPH05206834A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPH05206834A
JPH05206834A JP4013429A JP1342992A JPH05206834A JP H05206834 A JPH05206834 A JP H05206834A JP 4013429 A JP4013429 A JP 4013429A JP 1342992 A JP1342992 A JP 1342992A JP H05206834 A JPH05206834 A JP H05206834A
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channel transistor
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Tsukasa Uneuchi
司 宇根内
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体集積回路の出力段を構成する出力回路
において、出力信号のレベル遷移に要する時間を短縮す
ると共に、半導体装置の誤動作及び動作速度の低下を抑
制する。 【構成】 インバータ1の出力端とNチャネルトランジ
スタ5のゲートとの間に、トランジスタ2,3,4によ
り構成された第1のトランスファゲートが介装されてお
り、インバータ1の出力端とPチャネルトランジスタ9
のゲートとの間に、トランジスタ6,7,8により構成
された第2のトランスファゲートが介装されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の出力
段を構成する出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の出力回路を示す回路図であ
る。この出力回路は、入力信号を反転するインバータ
1、高電位側電源と接地との間に直列接続されたPチャ
ネルトランジスタ20及びNチャネルトランジスタ21
により構成されている。そして、インバータ1の出力は
トランジスタ20,21の各ゲートに与えられるように
なっている。また、トランジスタ20,21の各ドレイ
ンの相互接続点は、出力端子10に接続されている。
【0003】次に、このように構成された従来の出力回
路の動作について説明する。
【0004】インバータ1は、その入力端にハイレベル
(以下、Hレベルという)の信号が与えられると、ロウ
レベル(以下、Lレベルという)の信号を出力する。こ
のインバータ1から出力されたLレベルの信号によりト
ランジスタ20,21のゲート入力容量に蓄積されてい
た電荷が放電され、トランジスタ20,21のゲート電
位は略接地電位となる。
【0005】これにより、Pチャネルトランジスタ20
は、ソース電位(即ち、電源電位)に比してゲート電位
が十分に低くなるため、オン状態になる。また、Nチャ
ネルトランジスタ21は、ソース電位(即ち、接地電
位)とゲート電位とが同電位になるため、オフ状態にな
る。従って、インバータ1に与えられる入力信号がHレ
ベルのときには、出力端子10の電位もHレベルとな
る。出力負荷が容量性の負荷であるとすると、出力負荷
に電荷が蓄積され、出力端子10は電源電位となる。
【0006】一方、入力信号がLレベルになると、イン
バータ1の出力はHレベルになり、Pチャネルトランジ
スタ20はオフ状態、Nチャネルトランジスタ21はオ
ン状態になる。従って、容量性出力負荷に蓄積された電
荷が放電され、出力端子10は接地電位(即ち、Lレベ
ル)になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の出力回路においては、入力信号のレベル変化に
伴って出力端子10の電位が電源電位から接地電位まで
変化するため、変化の幅が大きく、出力信号のレベルの
遷移に時間がかかるという問題点がある。また、一般的
に容量性出力負荷は、その蓄積エネルギーは比較的大き
いため、出力端子10のレベルの変化に伴う充放電電流
値が大きい。この容量性出力負荷の充放電電流がPチャ
ネルトランジスタ20又はNチャネルトランジスタ21
を介して電源又は接地に流れるため、電源又は接地のイ
ンピーダンスによっては電源電位又は接地電位が変動し
てしまう。従って、従来の出力回路には、入力信号のレ
ベルの変化に伴って電源電位又は接地電位が変動し、半
導体集積回路の誤動作及び動作速度の低下を招来すると
いう問題点もある。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、出力レベルの遷移時間が短いと共に、容量
性出力負荷の充放電電流値を小さくできて、半導体集積
回路の誤動作及び動作速度の低下を回避することができ
る出力回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る出力回路
は、入力信号を反転するインバータと、その入力端に前
記インバータの出力が与えられる第1及び第2のトラン
スファゲートと、そのゲートに前記第1のトランスファ
ゲートの出力が与えられそのドレインに高電位側電源電
圧が与えられそのソースが出力端子に接続されたNチャ
ネルトランジスタと、そのゲートに前記第2のトランス
ファゲートの出力が与えられそのドレインに低電位側電
源電圧が与えられそのソースが前記出力端子に接続され
たPチャネルトランジスタとを有し、前記第1のトラン
スファゲートはNチャネルトランジスタにより構成さ
れ、前記第2のトランスファゲートはPチャネルトラン
ジスタにより構成されていることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明においては、そのソースが出力端子に接
続されたNチャネルトランジスタ及びPチャネルトラン
ジスタの各ゲートとインバータとの間に夫々第1及び第
2のトランスファゲートが介装されている。この第1及
び第2のトランスファゲートは夫々Nチャネルトランジ
スタ及びPチャネルトランジスタにより構成されてい
る。このため、前記第1及び第2のトランスファゲート
は、いずれもオン状態のときにその入力端と出力端との
間に電位差を生じる。つまり、前記インバータの出力が
Hレベルのときに前記第1のトランスファゲートを介し
て前記Nチャネルトランジスタのゲートに与えられる電
位は、前記インバータの出力電位よりも低くなる。ま
た、前記インバータの出力がLレベルのときに前記第2
のトランスファゲートを介して前記Pチャネルトランジ
スタのゲートに与えられる電位は、前記インバータの出
力電位よりも高くなる。従って、出力端子の電位は、入
力信号のレベル変化に伴って、高電位側電源電圧よりも
低い電位と、低電位側電源電圧よりも高い電位との間を
遷移することとなる。これにより、出力レベルの遷移時
間が短くなると共に、容量性出力負荷の充放電電流値が
小さくなって、半導体装置の誤動作及び動作速度の低下
を回避することができる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0012】図1は、本発明の第1の実施例に係る出力
回路を示す回路図である。
【0013】Nチャネルトランジスタ2,3,4は直列
接続されており、第1のトランスファゲートを構成して
いる。これらのトランジスタ2,3,4の各ゲートには
電源電位が与えられるようになっている。また、Pチャ
ネルトランジスタ6,7,8も直列接続されており、第
2のトランスファゲートを構成している。これらのトラ
ンジスタ6,7,8の各ゲートには接地電位が与えられ
るようになっている。
【0014】インバータ1の出力は、第1及び第2のト
ランスファゲートの各入力端に与えられる。また、第1
及び第2のトランスファゲートの各出力端は、夫々Nチ
ャネルトランジスタ5及びPチャネルトランジスタ9の
各ゲートに接続されている。このトランジスタ5は、そ
のドレインが電源に、ソースが出力端子10に接続され
ている。また、トランジスタ9は、そのドレインが接地
に、ソースが出力端子10に接続されている。
【0015】図2は、本実施例回路の動作を示す波形図
である。なお、aはインバータ1への入力信号、bはイ
ンバータ1の出力信号、cはトランジスタ5のゲートに
与えられる信号、dはトランジスタ9のゲートに与えら
れる信号、eは出力端子10から出力される信号であ
る。
【0016】インバータ1への入力信号aがLレベルで
あるとすると、インバータ1の出力信号bは電源電圧V
DD(即ち、Hレベル)になる。Nチャネルトランジスタ
2,3,4により構成された第1のトランスファゲート
は、このHレベルの信号をNチャネルトランジスタ5の
ゲートに伝達するが、このとき、トランジスタ2,3,
4はいずれもそのドレイン・ソース間に電位差を生ずる
ため、Nチャネルトランジスタ5のゲートに与えられる
信号cは、電源電圧VDDよりも電位が低い信号となる。
Nチャネルトランジスタ5は、ドレインの電位が電源電
位に固定されており、ソースフォロワーとして動作する
ため、出力端子10から出力される信号eは、Hレベル
であるものの、電源電圧VDDから大きく降下した電位と
なる。
【0017】なお、このときには、Pチャネルトランジ
スタ6,7,8で構成された第2のトランスファゲート
を介してPチャネルトランジスタのゲートに与えられる
信号dの電位は電源電圧VDDであるため、Pチャネルト
ランジスタ9はオフ状態になっている。
【0018】次に、入力信号aがHレベルになると、イ
ンバータ1の出力信号bはLレベルになる。これによ
り、Nチャネルトランジスタ2,3,4で構成された第
1のトランスファゲートを介してNチャネルトランジス
タ5のゲートに与えられる信号cは接地レベルとなる。
従って、Nチャネルトランジスタ5はオフ状態になる。
【0019】一方、Pチャネルトランジスタ9のゲート
に与えられる信号dは、第2のトランスファゲートを構
成するPチャネルトランジスタ6,7,8がいずれもソ
ース・ドレイン間で電位差を生じるため、接地レベルよ
りも高い電位になる。このため、出力端子10から出力
される信号eは、Lレベルであるものの、接地電位から
大きく上昇した電位になる。
【0020】本実施例においては、上述の如く、出力端
子10の電位の変化が小さいため、出力レベルの遷移に
要する時間が短い。また、容量性出力負荷の充放電電流
値が従来に比して小さくなり、電源電圧及び接地の電位
変動を抑制することができて、半導体集積回路の誤動作
及び動作速度の低下等の不都合の発生を回避することが
できる。
【0021】図3は本発明の第2の実施例に係る出力回
路を示す回路図である。
【0022】本実施が第1の実施例と異なる点はインバ
ータ1とトランジスタ5,9との間に夫々3個のトラン
スファゲートが並列接続されていることにあり、その他
の構成は基本的には第1の実施例と同様であるので、図
3において図1と同一物には同一符号を付してその詳し
い説明は省略する。
【0023】本実施例においては、インバータ1とNチ
ャネルトランジスタ5のゲートとの間に、Nチャネルト
ランジスタ2,3,4により構成されたトランスファゲ
ートと、Nチャンネルトランジスタ12,13により構
成されたトランスファゲートと、Nチャネルトランジス
タ11により構成されたトランスファゲートとが並列接
続されている。
【0024】また、インバータ1とPチャネルトランジ
スタ9のゲートとの間に、Pチャネルトランジスタ6,
7,8により構成されたトランスファゲートと、Pチャ
ネルトランジスタ14,15により構成されたトランス
ファゲートと、Pチャネルトランジスタ16により構成
されたトランスファゲートとが並列接続されている。
【0025】そして、トランジスタ2,3,4により構
成されたトランスファゲートの駆動用信号をインバータ
17で反転したものがトランジスタ6,7,8により構
成されたトランスファゲートに駆動用信号として与えら
れるようになっており、この2つのトランスファゲート
は一対となって動作する。また、トランジスタ12,1
3により構成されたトランスファゲートの駆動用信号を
インバータ18で反転したものがトランジスタ14,1
5により構成されたトランスファゲートに駆動用信号と
して与えられるようになっており、この2つのトランス
ファゲートは一対となって動作する。更に、トランジス
タ11により構成されたトランスファゲートの駆動用信
号をインバータ19で反転したものがトランジスタ16
により構成されたトランスファゲートの駆動用信号とし
て与えられるようになっており、この2つのトランスフ
ァゲートは一対となって動作する。
【0026】本実施例においては、段数(トランジスタ
の数)が異なる3対のトランスファゲートが設けられて
おり、各対のトランスファゲートを制御することによ
り、Hレベル及びLレベルにおける出力端子10の電位
を変化させることができる。従って、本実施例において
は、第1の実施例と同様の効果を得ることができるのに
加えて、出力負荷及び受信側デバイスの入力しきい値等
に応じて、Hレベル及びLレベルのときの出力信号の電
位を最適値に設定することができるという効果を得るこ
とができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンバータと出力端子に接続されたNチャネルトランジス
タ及びPチャネルトランジスタとの間に夫々Nチャネル
トランジスタにより構成された第1のトランスファゲー
ト及びPチャネルトランジスタにより構成された第2の
トランスファゲートが介装されているから、出力信号の
遷移幅が小さく、従来に比してレベル遷移時間が短縮さ
れると共に、容量性負荷の充放電電流に起因する電源電
圧及び接地電圧の変動を回避できて、半導体装置の誤動
作及び動作速度の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る出力回路を示す回
路図である。
【図2】同じくその動作を示す波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係る出力回路を示す回
路図である。
【図4】従来の出力回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1,17〜19;インバータ 2〜5,11〜13,21;Nチャネルトランジスタ 6〜9,14〜16,20;Pチャネルトランジスタ 10;出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/0175 8941−5J H03K 19/00 101 F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を反転するインバータと、その
    入力端に前記インバータの出力が与えられる第1及び第
    2のトランスファゲートと、そのゲートに前記第1のト
    ランスファゲートの出力が与えられそのドレインに高電
    位側電源電圧が与えられそのソースが出力端子に接続さ
    れたNチャネルトランジスタと、そのゲートに前記第2
    のトランスファゲートの出力が与えられそのドレインに
    低電位側電源電圧が与えられそのソースが前記出力端子
    に接続されたPチャネルトランジスタとを有し、前記第
    1のトランスファゲートはNチャネルトランジスタによ
    り構成され、前記第2のトランスファゲートはPチャネ
    ルトランジスタにより構成されていることを特徴とする
    出力回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007180797A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd レベルシフト回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007180797A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd レベルシフト回路

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