JPH0832421A - 遅延論理回路素子 - Google Patents

遅延論理回路素子

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JPH0832421A
JPH0832421A JP16014294A JP16014294A JPH0832421A JP H0832421 A JPH0832421 A JP H0832421A JP 16014294 A JP16014294 A JP 16014294A JP 16014294 A JP16014294 A JP 16014294A JP H0832421 A JPH0832421 A JP H0832421A
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JP
Japan
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logic circuit
circuit
power supply
parallel
signal
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JP16014294A
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English (en)
Inventor
Hisayoshi Oba
久芳 大庭
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遅延論理回路素子に関するものであり、論理
回路の出力信号を遅延させ、遅延時間を変更することを
可能にする改良である。 【構成】 入力信号を論理演算した信号を出力し、出力
配線に静電容量を有する論理回路1と、この論理回路1
の正または負の電源端子と電源との間に順方向に接続さ
れるダイオード等からなるPN接合2と、切り換え信号
を入力され、電源とPN接合2の順方向電圧降下分低下
した電源とのいずれかに切り換えて論理回路1に電圧を
供給し、抵抗として機能する回路を有する電源切換手段
3とからなる遅延論理回路素子である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遅延論理回路素子の改
良に関する。特に、論理回路の出力信号を遅延させ、遅
延時間を変更することを可能にする改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4参照 図4は従来技術に係る遅延論理回路素子の回路図であ
る。図4において、1はインバータからなる論理回路で
あり、31はインバータである。4は論理回路1の正の
電源端子と電源VDDとの間に挿入された2個のPMOS
トランジスタT1とT2 とからなる第1の抵抗回路であ
り、5は論理回路1の負の電源端子と電源VSSとの間に
挿入された2個のNMOSトランジスタT3 とT4 とか
らなる第2の抵抗回路である。
【0003】PMOSトランジスタT2 はゲートが電源
VSSに接続されているので常時オンしている。NMOS
トランジスタT4 はゲートが電源VDDに接続されている
ので常時オンしている。
【0004】PMOSトランジスタT1 のゲートにはイ
ンバータ31への入力であるスイッチ信号Sが印加され
ていて、NMOSトランジスタT3 のゲートにはインバ
ータ31の出力信号Xが印加されている。スイッチ信号
Sが0レベルのときは、PMOSトランジスタT1 には
0レベルが入力され、NMOSトランジスタT3 には1
レベルが入力されるので共にオンとなり、第1の抵抗回
路4の抵抗値は2個のPMOSトランジスタT1 とT2
との並列抵抗値となり、第2の抵抗回路5の抵抗値は2
個のNMOSトランジスタT3 とT4 との並列抵抗値と
なる。スイッチ信号Sが1レベルのときは、PMOSト
ランジスタT1 とNMOSトランジスタT3 とは共にオ
フとなり、第1の抵抗回路4の抵抗値はPMOSトラン
ジスタT2 の抵抗値となり、第2の抵抗回路5の抵抗値
はNMOSトランジスタT4 の抵抗値となる。MOSト
ランジスタT1 とT2 及びT3 とT4 とが同一サイズで
あれば、スイッチ信号Sを0レベルから1レベルにする
ことにより、第1の抵抗回路4も第2の抵抗回路5も共
に抵抗値が2倍になる。なお、NMOSトランジスタの
抵抗値はPMOSトランジスタの抵抗値の約半分である
ので、第1の抵抗回路の抵抗値と第2の抵抗回路の抵抗
値とをそろえるためには、第2の抵抗回路の素子数を第
1の抵抗素子数の2倍にする必要がある。
【0005】インバータからなる論理回路1の入力信号
Aが1レベルから0レベルに、または、0レベルから1
レベルに変化すると、論理回路1の出力回路の配線に起
因する静電容量には第1の抵抗回路4を経由して充電さ
れるか、または、第2の抵抗回路5を経由して充電され
る。このため、出力信号Xは入力信号Aに対して遅延し
た信号となる。そして、遅延時間はスイッチ信号Sによ
り切り換えることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、遅延時間が
数ps程度であれば図4の回路でよいが、数10ps〜
数100psの遅延時間にするには次に示すような回路
として、抵抗値を大きくしていた。
【0007】図5参照 図5は図4における第1の抵抗回路4に対する代替回路
である。第2の抵抗回路5に対する代替回路は図5のP
MOSトランジスタとNMOSトランジスタに変更した
回路となる(図示せず)。図5において、PMOSトラ
ンジスタT11乃至T1nは並列接続されスイッチ信号Sに
よりオンオフされる。PMOSトランジスタT21乃至T
2mはドレインとソースとが直列接続され、ゲートは共通
にVSS電源に接続されているので(NMOSトランジス
タT4 の代替回路では、ドレインとソースとが直列接続
されたNMOSトランジスタT41乃至T4mのゲートは共
通にVDD電源に接続されている。)、常時オンしてい
る。スイッチ信号Sが0レベルのとき、第1の抵抗回路
4と第2の抵抗回路5とは共にn個のMOSトランジス
タが並列接続された抵抗値となり、遅延時間を小さな値
にとどめている。スイッチ信号Sが1レベルのとき、第
1の抵抗回路4と第2の抵抗回路5とは共にm個のMO
Sトランジスタが直列接続された抵抗値となり、遅延時
間は抵抗値に比例して大きくすることができる。しか
し、長時間の遅延を実現するには、図示するように多数
の素子を必要とした。
【0008】さらに、第1の抵抗回路4と第2の抵抗回
路5との抵抗値を大きくして遅延時間を長くすると、出
力信号の立ち上がり立ち下がりが不平等となりがちであ
り、遅延により出力のパルス幅が変動し、場合によって
は、出力が立ち上がらないあるいは立ち下がらないと云
う状態になりかねない。
【0009】本発明の目的は、これらの問題を解消する
ことにあり、少数の素子で長時間の遅延を実現すること
ができ、遅延させても出力のパルス幅が変動しない遅延
論理回路素子を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、入力信号
を論理演算した信号を出力し、出力配線に静電容量を有
する論理回路(1)と、この論理回路(1)の正または
負の電源端子と電源との間に順方向に接続されるダイオ
ード等からなるPN接合(2)と、切り換え信号を入力
され、前記の電源と前記のPN接合(2)の順方向電圧
降下分低下した電源とのいずれかに切り換えて前記の論
理回路(1)に電圧を供給し、抵抗として機能する回路
を有する電源切換手段(3)とからなる遅延論理回路素
子によって達成される。
【0011】そして、前記の電源切換手段(3)は、切
り換え信号が入力されるインバータ(31)と、第1の
PMOS(32)の電流制御端子と第1のNMOS(3
3)の電流制御端子とが並列に接続された第1の並列回
路(34)と、第2のPMOS(35)の電流制御端子
と第2のNMOS(36)の電流制御端子とが並列に接
続された第2の並列回路(37)とからなり、前記の第
1の並列回路(34)に前記の第2の並列回路(37)
と前記のPN接合(2)との直列回路が並列に接続さ
れ、前記の第1のPMOSのゲートと前記の第2のNM
OS(36)のゲートとに前記のインバータ(31)の
入力信号が入力され、前記の第1のNMOS(33)の
ゲートと前記の第2のPMOS(35)のゲートとに前
記のインバータ(31)の出力信号が入力されている
と、スイッチ作用をなす前記の第2の並列回路(37)
が抵抗としても機能するので有用である。
【0012】
【作用】本発明に係る遅延論理回路素子は電源切換手段
3を有し、論理回路1に印加される電源電圧は、切換信
号により電源、または、PN接合2の順方向電圧降下分
低下した電源のいずれかに切り換えられるように構成さ
れている。電源切換手段3により論理回路1に印加され
る電源電圧がPN接合2の順方向電圧降下分だけ低減さ
れているときは、論理回路1の出力の最大値もPN接合
2の順方向電圧降下分だけ低減されることになる。そこ
で、論理回路1の入力が0レベルから1レベルまたは1
レベルから0レベルへと変化させたとき、論理回路1の
出力は論理回路1の出力配線の静電容量と電源切換手段
3中の抵抗とにより遅延し、出力は出力の最大値が低減
された分勾配が低下し、論理回路1の次段の閾値に到達
する時間が長くなる。すなわち、遅延時間が増大し、少
数の素子で長時間の遅延を実現することができる。ま
た、従来例のように抵抗値を増大させる方法では出力の
立ち上がり時には多数個のPMOSトランジスタが作用
し、出力の立ち下がり時には多数個のNMOSトランジ
スタが作用し、PMOSトランジスタの特性とNMOS
トランジスタの特性との差によりパルス幅が変動するこ
とになるが、本案では電源電圧を低減しており、低減し
た電圧が立ち上がりにも立ち下がりにも同様に作用する
ので、パルス幅は変動し難い。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の1実施例に
係る遅延論理回路素子についてさらに詳細に説明する。
【0014】図1参照 図1は本発明の1実施例に係る遅延論理回路素子の回路
図である。図1において、1はインバータからなる論理
回路であり、2はダイオード等からなるPN接合であ
り、3は電源切換手段である。Aは論理回路1の入力信
号であり、Xは論理回路1の出力信号である。
【0015】電源切換手段3はインバータ31と第1の
PMOS32と第1のNMOS33と第2のPMOS3
5と第2のNMOS36とにより構成されている。Sは
インバータ31に入力されるスイッチ信号である。第1
のPMOS32と第1のNMOS33とはそれぞれの電
流制御端子が並列に接続され、第1の並列回路34を構
成し、第2のPMOS35と第2のNMOS36とはそ
れぞれの電流制御端子が並列に接続され、第2の並列回
路37を構成している。第2の並列回路37とPN接合
2との直列接続された回路は、第1の並列回路34と並
列に接続されている。そして、この並列接続された回路
を介して、論理回路1は電源VDDから電源を供給されて
いる。また、第1のPMOS32のゲートと第2のNM
OS36のゲートとにインバータ31の入力信号が入力
され、第1のNMOS33のゲートと第2のPMOS3
5のゲートとにインバータ31の出力信号が入力されて
いる。
【0016】図2参照 図2はこの遅延論理回路素子の動作を示す信号波形図で
ある。図2において、点線は入力信号波形であり、実線
は出力信号波形である。そして、破線の左側はスイッチ
信号Sが0レベルの状態を示す。スイッチ信号Sが0レ
ベルのときは、第1のPMOS32のゲートは0レベル
となり、第1のNMOS33のゲートは1レベルとなる
ので、第1の並列回路34はオンし、第2のPMOS3
5のゲートは1レベルとなり、第2のNMOS36は0
レベルとなるので、第2の並列回路37はオフしてい
る。このため、論理回路1には電源電圧VDDが印加され
ており、出力信号Xは電圧VDDに見合った出力振幅とな
っている。
【0017】破線の右側はスイッチ信号Sが1レベルの
状態を示す。スイッチ信号Sが1レベルのときは、0レ
ベルのときと反転し、第1の並列回路34はオフし、第
2の並列回路37はオンしている。このため、論理回路
1には電源電圧VDDよりPN接合2の堰層電圧が電圧降
下した電圧が印加されており、最大出力信号Xは電圧
(VDD−堰層電圧)に見合った出力振幅となっている。
なお、一点鎖線はスイッチ信号Sが0レベルのときの出
力振幅を示している。
【0018】入力信号Aが1レベルから0レベルに変化
したときの出力信号Xの波形は、実線と一点鎖線とを比
較して判るように、スイッチ信号Sが1レベルのときは
0レベルのときよりも変化が緩慢で遅延時間が長い。こ
れは出力信号Xの最大電圧がPN接合の堰層電圧分だけ
低下していることに起因している。入力信号Aが0レベ
ルから1レベルに変化したときの出力信号Xの波形も、
スイッチ信号Sが1レベルのときは0レベルのときより
も変化が緩慢である。そして、いずれの場合も出力信号
Xの電圧が次段に接続される論理回路の閾値を超えると
信号が伝えられたことになる。なお、出力信号Xの立ち
上がり時には第1の並列回路34または第2の並列回路
37の抵抗とインバータからなる論理回路1のPMOS
トランジスタの抵抗との直列抵抗が関係し、立ち下がり
時には論理回路1のNMOSトランジスタの抵抗が関係
し、出力の変化の勾配が多少異なるが問題になるほどで
はない。
【0019】図1再参照 電源切換手段3の回路は図1のとおりである必要はな
い。PN接合2と第2の並列回路37とは逆で、PN接
合2が論理回路側にあってもよい。さらに、第1の並列
回路34に、第2の並列回路37とPN接合2との直列
回路が並列された回路が論理回路1の負の電源端子と負
側電源であるVSSとの間に挿入されていてもよい。
【0020】また、PN接合はベースエミッタを短絡し
たNPNバイポーラトランジスタでもよいし、MOSト
ランジスタのPN接合でもよい。
【0021】図3参照 図3は本発明の1実施例に係る遅延論理回路素子の使用
例を示す回路図である。図3において、6は本発明に係
る回路であり、7は次段の論理回路であり、次段の論理
回路7の電源端子はVDDとVSSとに接続されている。こ
のため、次段の論理回路7の出力レベルをVDDとVSSと
に対応するレベルとすることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る遅延
論理回路素子によれば、論理回路に印加される電圧を低
減させることにより、論理回路の出力振幅を低減させ、
出力信号の立ち上がり立ち下がりの勾配を緩くさせて遅
延させている。このため、従来のように抵抗値を増大さ
せるための素子を多数設ける必要がなく、また、問題と
なるようなパルス幅の変動もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る遅延論理回路素子の回
路図である。
【図2】本発明の1実施例に係る遅延論理回路素子の動
作波形図である。
【図3】本発明の1実施例に係る遅延論理回路素子の使
用例の回路図である。
【図4】従来技術に係る遅延論理回路素子の回路図であ
る。
【図5】従来技術に係る第1の抵抗回路を代替する回路
図である。
【符号の説明】
1 論理回路 2 PN接合 3 電源切換手段 4 第1の抵抗回路 5 第2の抵抗回路 6 本発明に係る回路 7 次段の論理回路 31 インバータ 32 第1のPMOS 33 第1のNMOS 34 第1の並列回路 35 第2のPMOS 36 第2のNMOS 37 第2の並列回路 A 入力信号 X 出力信号 S スイッチ信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を論理演算した信号を出力し、
    出力配線に静電容量を有する論理回路と、 該論理回路の正または負の電源端子と電源との間に順方
    向に接続されるダイオード等からなるPN接合と、 切り換え信号を入力され、前記電源と前記PN接合の順
    方向電圧降下分低下した電源とのいずれかに切り換えて
    前記論理回路に電圧を供給し、抵抗として機能する回路
    を有する電源切換手段とからなることを特徴とする遅延
    論理回路素子。
  2. 【請求項2】 前記電源切換手段は、切り換え信号が入
    力されるインバータと、 第1のPMOSの電流制御端子と第1のNMOSの電流
    制御端子とが並列に接続された第1の並列回路と、 第2のPMOSの電流制御端子と第2のNMOSの電流
    制御端子とが並列に接続された第2の並列回路とからな
    り、 前記第1の並列回路に前記第2の並列回路と前記PN接
    合との直列回路が並列に接続され、 前記第1のPMOSのゲートと前記第2のNMOSのゲ
    ートとに前記インバータの入力信号が入力され、前記第
    1のNMOSのゲートと前記第2のPMOSのゲートと
    に前記インバータの出力信号が入力されることを特徴と
    する請求項1記載の遅延論理回路素子。
JP16014294A 1994-07-12 1994-07-12 遅延論理回路素子 Withdrawn JPH0832421A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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