JPH098638A - Cmos入出力バッファ回路 - Google Patents

Cmos入出力バッファ回路

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JPH098638A
JPH098638A JP7154384A JP15438495A JPH098638A JP H098638 A JPH098638 A JP H098638A JP 7154384 A JP7154384 A JP 7154384A JP 15438495 A JP15438495 A JP 15438495A JP H098638 A JPH098638 A JP H098638A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mos transistor
input
type mos
buffer circuit
output buffer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7154384A
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English (en)
Inventor
Hiroshige Matsumoto
博成 松本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧の異なる半導体集積回路同士の直接
接続を可能とする、CMOS入出力バッファ回路を得
る。 【構成】 P型MOSトランジスタ3のドレインとN型
MOSトランジスタ2のドレインとを接続し、さらにこ
れにCMOSの入力回路4a、4bを接続して入出力端子
8としCMOS入出力バッファ回路を構成する。この構
成において、PMOSトランジスタ1のソースにダイオ
ード3のアノードを接続しカソードを電源VDD1に接
続し、NMOSトランジスタ2のソースをGNDに接続
する。この入力端子8へ接続される相手側の電源電圧が
自身の電源電圧より高い場合でも、P型MOSトランジ
スタ1のソースを介して電源への電流の流入がダイオー
ド3により阻止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路間に接
続され、異なる電源電圧で動作するCMOS入出力バッ
ファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的なCMOS入出力バッファ
回路を図4に示す。図4のCMOS入出力バッファ回路
の入出力の論理は以下となる。EN端子が論埋“0”の
場合には、P型MOSトランジスタ1とN型MOSトラ
ンジスタ2とが共にOFFとなり、CMOS入出力バッ
ファ回路は入力状態となる。このとき、入出力端子8に
印加される他の半導体集積回路からの信号がI端子に現
れる。
【0003】EN端子が論理“1”の場合には、CMO
S入出力バッファ回路は出力状態となり、D端子の信号
が入出力端子8に出力される。このとき、出力のHig
hレベル、つまり論理「1」の電位は電源電圧のVDD
1となる。また、Lowレベル、つまり論理「0」の電
位はGNDレベルとなる。以上の動作を下記表1の真理
値表に示す。尚、EN端子が論理「0」の場合のY端子
およびI端子の論理値「x」は、CMOS入出力バッフ
ァ回路の電源電圧VDD1と、他の半導体集積回路から
Y端子へ印加される電圧VYとの関係により定まる値で
ある。
【0004】 (表1) EN D Y I 0 0 x x 0 1 x x 1 0 0 0 1 1 1 1
【0005】図5は、図4の出力トランジスタ部15の
部分の構造を説明する図である。P型の半導体基板の表
面にNウエル12、Pウエル13が形成され、その中に
P型MOSトランジスタ1、N型MOSトランジスタ2
が形成されている。Nウエルコンタクト16、Pウエル
コンタクト17は、それぞれNウエル、Pウエルに電位
を与えるためのものである。
【0006】本発明と技術分野の類似する従来例とし
て、イネーブル端子と出力回路部の入力信号により入力
回路部を制御して定常電流を低減する特開平5−373
43号、異電源で駆動される複数の集積回路のデータ転
送を電圧変換回路を用いることにより双方向で行う特開
昭63−209219号がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のCMOS入出力バッファ回路では、図3に示すよう
な電源電圧の異なる半導体集積回路と接続する場合、接
続する相手側の電源電圧が自分より高いと相手側の入出
力回路から図4、図5に示す過大な電流iが相手側から
流れ込む。このため直接接続できない欠点がある。この
現象を図5で説明すると以下となる。入出力端子2に電
源VDD1より高い電位を印加した場合、入出力端子2
からP型MOSトランジスタのドレイン10を通り、N
ウエル12からNウエルコンタクト16を経て電源電圧
VDD1の端子側へ電流iが流れる。
【0008】つまり、電源電圧VDD1とY端子への印
加電圧VYとの関係が、VDD1≧VYの場合には、電流
iは流れず真理値表の「x」は、x=VYである。ま
た、VDD1<VYの場合には、電流iが流れ真理値表
の「x」は、電源電圧VDD1、Y端子ヘの印加電圧V
Y、他の半導体集積回路の出力インピーダンス、P型M
OSトランジスタのドレイン10のインピーダンス等の
各値により定まる。一般的に、P型MOSトランジスタ
のドレイン10のインピーダンス値は低く、VDD1<
VYの場合における電流iの値は過大値となる。
【0009】電流iが相手側からCMOS入出力バッフ
ァ回路へ流れ込むため、これを防止する補償回路が必要
となる。上記理由によりCMOS入出力バッファ回路同
士の直接接続ができず、装置の回路構成を複雑化し、低
価格化、小型化を妨げる要因となる問題を伴う。
【0010】本発明は、電源電圧の異なる半導体集積回
路同士の直接接続を可能とする、CMOS入出力バッフ
ァ回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のCMOS入出力バッファ回路は、ダイオー
ドとP型MOSトランジスタとN型MOSトランジスタ
とを有し、ダイオードのカソードが電源とアノードがP
型MOSトランジスタのソースと接続され、P型MOS
トランジスタのドレインがN型MOSトランジスタのド
レインと接続され、N型MOSトランジスタのソースが
GNDと接続され、P型MOSトランジスタおよびN型
MOSトランジスタのそれぞれのゲートが論理信号の入
力端子とされ、かつ接続されたドレインが入出力端子と
されたことを特徴としている。
【0012】また、上記のP型MOSトランジスタを形
成するNウエル内にN型拡散層と、このN型拡散層に接
するP型拡散層とを有し、P型MOSトランジスタのソ
ースとN型拡散層とが電気的に接続され、かつP型拡散
層が電源に接続された構造とするとよい。
【0013】
【作用】したがって、本発明のCMOS入出力バッファ
回路によれば、ダイオードのカソードが電源と、アノー
ドがP型MOSトランジスタのソースと接続され、P型
MOSトランジスタのドレインがN型MOSトランジス
タのドレインと接続され、N型MOSトランジスタのソ
ースがGNDと接続される。この接続構成において、P
型MOSトランジスタおよびN型MOSトランジスタの
それぞれのゲートが論理信号の入力端子とされ、かつ接
続されたドレインが入出力端子とされる。よって、入力
端子へ接続される相手側の電源電圧が自身の電源電圧よ
り高くても、ダイオードにより電流の流入が阻止され
る。
【0014】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明によるCMO
S入出力バッファ回路の実施例を詳細に説明する。図1
および図2を参照すると本発明のCMOS入出力バッフ
ァ回路の実施例が示されている。図1はCMOS入出力
バッファ回路の回路構成例であり、図2は図1の出力ト
ランジスタ部15の部分構造例を示す図である。
【0015】図1のCMOS入出力バッファ回路は、出
力トランジスタ部15、入出力バッファ回路部とにより
構成される。
【0016】出力トランジスタ部15は、GNDと電源
電圧VDD1間にダイオード3、P型MOSトランジス
タ1およびN型MOSトランジスタ2が直列に接続され
て構成される。
【0017】入出力回路部は、P型MOSトランジスタ
1のゲートへ出力端子が接続されたNANDゲート5、
N型MOSトランジスタ2のゲートへ出力端子が接続さ
れたNORゲート6および3個のインバータ4a、4b、
4cとで構成される。
【0018】上記により構成される本実施例のCMOS
入出力バッファ回路のEN端子が論理“0”の場合に
は、P型MOSトランジスタ1とN型MOSトランジス
タ2とは、共にOFFとなる。よって、この状態のCM
OS入出力バッファ回路は入力状態となり、入出力端子
8に印加される他の半導体集積回路からの信号がI端子
に現れる。
【0019】また、EN端子が論理“1”の場合には、
このCMOS入出力バッファ回路は出力状態となり、D
端子の信号が入出力端子8に出力される。このとき、出
力のHighレベルは電源電圧のVDD1からダイオー
ド3の順方向電圧を引いた電圧であり、Lowレベルは
GNDレベルとなる。
【0020】以上の論理的な動作は、図4に示す従来の
CMOS入出力バッファ回路と同じであり、真理値表も
表1に示す従来のCMOS入出力バッファ回路の真理値
表と基本的な動作は同じになる。但し、不定値「x」の
内容が相違する。
【0021】図1のCMOS入出力バッファ回路は、例
えば図2の構造で構成される。図2において、P型の半
導体基板の表面にNウエル12、Pウエル13が形成さ
れ、その中にP型MOSトランジスタ1、N型MOSト
ランジスタ2が形成されている。Pウエルコンタクト1
7は、Pウエル13に電位を与えるためのものである。
Nウエルコンタクト16は、Nウエル12に電位を与え
ると同時に、p++拡散層18と共にダイオード3を形成
している。その他、P型およびN型MOSトランジスタ
のゲート9、9、ドレイン10、10、ソース11、1
1等が形成される。
【0022】上記により構成されるCMOS入出力バッ
ファ回路の特徴点は、出力トランジスタ部15のP型M
OSトランジスタ1と電源の間にダイオード3を有して
いることである。これによって、図3に示すような電源
電圧の異なる半準体集積回路7、7同士を接続した場
合、接続した相手側の電源電圧VDD2が自身の電源電
圧VDD1より高くても、ダイオード3が逆バイアスと
なる。このため相手側の入出力回路からの電流の流入が
阻止される。よって、VDD1<VYの場合にも過大な
電流iは流れない。
【0023】上記の実施例のCMOS入出力バッファ回
路によれば、異なる電源電圧で動作する半導体集積回路
の直接接続を可能とし、回路の簡素化、装置の低価格化
および小型化を容易にする。
【0024】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではなく
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可
能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のCMOS
入出力バッファ回路は、ダイオードのカソードが電源
と、アノードがP型MOSトランジスタのソースと接続
され、P型MOSトランジスタのドレインがN型MOS
トランジスタのドレインと接続され、N型MOSトラン
ジスタのソースがGNDと接続される。この接続構成に
おいて、P型MOSトランジスタおよびN型MOSトラ
ンジスタのそれぞれのゲートが論理信号の入力端子とさ
れ、かつ接続されたドレインが入出力端子とされる。こ
の入力端子へ接続される相手側の電源電圧が自身の電源
電圧より高い場合でも、P型MOSトランジスタのソー
スを介して電源への電流の流入がダイオードにより阻止
される。故に、異なる電源電圧で動作する半導体集積回
路との直接接続を可能とし、装置の低価格化、小型化を
容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCMOS入出力バッファ回路の一実施
例を示す回路図である。
【図2】図1のCMOS入出力バッファ回路の構造を説
明するための図である。
【図3】CMOS入出力バッファ回路の応用の形態を説
明するためのブロック図である。
【図4】従来のCMOS入出力バッファ回路の構成例を
示す回路図である。
【図5】図4のCMOS入出力バッファ回路の構造を説
明するための図である。
【符号の説明】
1 P型MOSトランジスタ 2 N型MOSトランジスタ 3 ダイオード 4 インバータ 5 NANDゲート 6 NORゲート 7 半導体集積回路 8 入出力端子 9 MOSトランジスタのゲート 10 MOSトランジスタのドレイン 11 MOSトランジスタのソース 12 Nウエル 13 Pウエル 15 出力トランジスタ部 16 Nウエルコンタクト 17 Pウエルコンタクト 18 p++拡散層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイオードとP型MOSトランジスタと
    N型MOSトランジスタとを有し、 前記ダイオードのカソードが電源と、アノードがP型M
    OSトランジスタのソースと接続され、 該P型MOSトランジスタのドレインが前記N型MOS
    トランジスタのドレインと接続され、 該N型MOSトランジスタのソースがGNDと接続さ
    れ、 前記P型MOSトランジスタおよびN型MOSトランジ
    スタのそれぞれのゲートが論理信号の入力端子とされ、
    かつ前記接続されたドレインが入出力端子とされたこと
    を特徴とするCMOS入出力バッファ回路。
  2. 【請求項2】 前記P型MOSトランジスタを形成する
    Nウエル内にN型拡散層と、該N型拡散層に接するP型
    拡散層とを有し、前記P型MOSトランジスタのソース
    と前記N型拡散層とが電気的に接続され、かつ前記P型
    拡散層が電源に接続された構造を特徴とする請求項1記
    載のCMOS入出力バッファ回路。
JP7154384A 1995-06-21 1995-06-21 Cmos入出力バッファ回路 Pending JPH098638A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19971202