JPS58164322A - 半導体入力回路装置 - Google Patents

半導体入力回路装置

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JPS58164322A
JPS58164322A JP57045708A JP4570882A JPS58164322A JP S58164322 A JPS58164322 A JP S58164322A JP 57045708 A JP57045708 A JP 57045708A JP 4570882 A JP4570882 A JP 4570882A JP S58164322 A JPS58164322 A JP S58164322A
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JP
Japan
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transistor
terminal
output
channel
control signal
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Pending
Application number
JP57045708A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Takada
実 高田
「あ」橋 義治
Yoshiharu Funabashi
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57045708A priority Critical patent/JPS58164322A/ja
Publication of JPS58164322A publication Critical patent/JPS58164322A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/0948Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET using CMOS or complementary insulated gate field-effect transistors

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

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、CMOSデジタル集積回路を用いた半導体入
力回路装置に関する。     、、9〔発明の技術的
背景〕 従来のCMO8デジタル集積回路の入力回路を図面を用
いて説明する。この回路はT =I’ L回路などから
与えられる外&1irfi号を、’c”MUS が動作
する信号レベルの内部信号着こf遺する回路である。
第1図に従来の入力回路を)J<す。この回路は、外部
信号と回路のコントロール信号のNAND回路とこの出
力を反転するインバータ劇路と、コントロール信号を反
転するインバータ(2)路から構成されている。すなわ
ち、外部信号の入力端千人が、Pチャンネルエンハンス
メント形トランジスタTllとNチャンネルエンハンス
メント形トランジスタT12のゲートに接続されている
。トランジスタTllのソースはVDD電源熾子に接続
されている。
またトランジスタTllのドレインはNチャンネルエン
ハンスメント形トランジスタT13のソースはトランジ
スタTI2のドレインに接続され、トランジスタT纏の
ソースは接地されている。また、トランジスタT錦のド
レインには、Pチャンネルエンノ)ンスーメント彰トラ
ンジスタT14のドレインが接続され、このトランジス
タT14のソースはVDD□ 電源端子に接続されてい
る。これらのトランジスタT錫と?、のゲートは、イン
バータ回路を介して、コントロール信号の入力端子Cに
接続されている。以上の回路が外部信号と、コントロー
ル信号o NAND ml路である。前記インバータ回
路はPチャンネルエンハンスメント形トランジスタTI
TとNチャンネルエンハンスメント形トランジスタT−
により構成されている。すなわち、トランジスタTIT
OソースがVDD電源端子に接続されドレインがトラン
ジスタT誹のドレインに接続され、トランジスタT1s
のソースが接地されている。
また、これらのトランジスタ” IT o 丁−のゲー
トはコントロール信号の入力端子Cに接続8れている。
また、インバータ回路の出力としてトランジスタ’rt
yとT−のmsi点が前記NAND ml路を構成する
トランジスタT鯵とT&4のゲートに接続されている。
前記NAND回路の出力は、トランジスタT13のドレ
インから取り出され、Pチャンネルエンハンスメントト
ランジスタT15とNチャンネルエンハンスメントトラ
ンジスタT16から前述したトランジスタT17とT1
8  と同様に構成されるインバータ回路を介して出力
端子Bに接続されている。
この回路に8いて、外部11号が入力するトランジスタ
のうち、接地側のトランジスタTl!はチャンネル幅を
極めて広<t’e成して、コンダクタンスを大きくして
いる。
次にこの回路の動作をis!明する。端子Aから入力さ
れる外部信号は、例えばTTLレベルの信号で、OV 
C論IM%01)カラ2 V Cl11m1i’l#)
ノ振幅を持っている。コントロール信号が’O’l? 
) 5ンジスタTLSがONでT14かOFFの状態を
仮定すれば、端子人の入力信号が1ONのと会、トラン
ジスタ’I’llはONで、T12はOFF である。
従って、次段のインバータを経た端子Bの出力1tov
で論理%□gになる。一方、端子Aの入力信号が111
のときは、トランジスタT’uはOFF でT12はO
Nとなるべ舎だが、これらの両値が約1vであるため、
トランジスタTuを完全にOFF jζすることはでき
ない。従つてs”DD電源から接地端子に内力1って貫
通電fIlが流れる。しかし、トランジスタT1のチャ
ンネル幅はW=400sであり、’I’llや°T11
 m ” 14が20sから40 fi ノ+ ヤ7 
ネル幅テあるのに比べてはるかに大キくシであるため、
このトランジスタのコンダクタンスは他のトランジスタ
より極めて大きいので出方を接地レベル近くまで引き上
げるととがで舎る。このため、インバータを経た端子B
の出方は、はぼvm電源の5vで論理111となる。
次にコントロール信号が111で、トランジスタT謁が
OFF 、テ鋪がONの状態を仮定すれば、端子Bの出
力は端子ムから′入力する外部信号に無関係t(’0#
にすることができる。
以上のように゛入力回路を動作させる際はコントロール
信号を1ozとし、外部信号を0M08レベルの内部信
号に変換し、入力回路を動作させない場合はコントロー
ル信号を%xz6して出方を%61に固定し、無駄な電
力消費を防ぐ。
〔背景技術の問題点〕
回路の出力点と接地点との間にT12及びT13という
2つのNチャンネルトランジスタか直列に懐絖されてい
る。これに対し、出力点からVDD電源−には、1つの
Pチャンネルトランジスタ’I’llがあるのσ声であ
る。入力端子A 4(CMO8の閾値に達しない中間値
レベルの1号か入力された場合、本来OFFされるべき
トランジスタTllが十分にOFFしないCでs■DD
電源から接地点に向かって貫通電流か流れる。この時、
インバータへの出力電圧をOvに近くするためには、出
力点から接地側のコンダクタンスを電源側に比べてはる
かに大きく例えばlO倍程度にしなdればならない。ト
ランジスタT五3はそのゲートにCM08レベルの電圧
が印加されるので、そのチャンネル幅W=40μ と適
しない外部信号が入力するトランジスタT12はそのチ
ャンネル幅をW=400μと極めて大きくしなければな
らない。この時、電源側のトランジスタTuのチャンネ
ル幅をW=20−とすることによりコンダクタンスの比
を十分なものにすることかで会る。しかし、チャンネル
幅W=400μのトランジスタT1sは他のトランジス
タに比べて20倍もの大*g’t”あり、入力回路を大
キくシてしまう原因となりている。とくに最近の0MO
8ICはTTL ICと拠金して使用されることが多く
なりCMO8ICでも入力端子はTTL入カ入路回路要
とするようになりで會でおり、一路の高集積化を妨げる
畳■として問題となって会でいる。
〔発明の■的〕
本発明は、従来の入力−路に比べてより少ない面積で構
成て會る入力−路を提供する仁とを目的とする。
〔発@08!II) 本斃@O入力■路は、第topチャンネル形トランジス
タのソースを電源端子に接続し、この第1OPチヤンネ
ル書トランジスタのドレインを、嬉2t)Pチャンネル
拳トランジスタのソースに接続し、この第2のPチャン
ネル彫トランジスタのドレインをNチャンネル形トラン
ジスタのドレインに一統し、このNチャンネル形トラン
ジスタのソースを接地し、入力信号端子と前記第2のP
チャンネル形トランジスタとNチャンネル形トランジス
タのゲートを接続し、コントロール信号端子と前記II
IのPチャネルトランジスタのゲートをII続し、前記
Nチャンネルトランジスタのチャンネル幅を前記第1の
Pチャンネルトランジスタのチャンネル幅の所定の倍率
の大きさに形成し、前記Nチャンネルトランジスタのド
レインと前記コントロール信号端子をN0RQ路の人力
端子に接続し、このNOR回路の出力端子から内部信号
を出力する入力回路である。
〔発@0実施例〕 本発明の−am例を1m2図を用いて説明する。
外部信号の入力端子Aが、Pチャンネルエンハンスメン
ト形トランジスタT!1及びNチャンネルエンハンスメ
ント形トランジスタTnのゲートに接続されている。ト
ランジスタ’I’llのソースは、トランジスタTnの
ドレインに接続されている。トランジスタ’Toのソー
スは、接地されている。トランジスタT!1のドレイン
は、Pチャンネルエンハンスメント廖トランジスタT2
3のソースに接続されている。トランジスタT13のド
レインは、VK[l電源端子に11!統ξれている。こ
のトランジスタT!8のゲートは、コントロール信号端
子に1141されている。このコントロール信号端子と
、前述した一路の出力であるトランジスタT’uのドレ
イン端子りが次段o NO凰關踏の入力となっている。
すなわちトランジスタTnのドレインがPチャンネルエ
ンハンスメント層トランジスタTsmトNチャンネルエ
ンハンスメント形トランジスタT!4のゲートとWaS
れている。このトランジスタテ240ソースは秦地専れ
ている。また、トランジスタT!40ドレインは、前記
トランジスタ〒!6のドレインに接続されている。また
、このトランジスタT14と並列に、Nチャンネルエン
ハンスメント形トランジスタTsmtll*続8れてい
る。tた、前記トランジスタT11のソースはPチャン
ネルエンハンスメント形トランジス!T!7のドレイン
に接続されている。このトランジスタTI7のソースは
、VDD電m電子端子続されている。このトランジスタ
T27と前記トランジスタ’l’ 2.5 、tnゲー
トは、前記コントロール信号−子とadされている。以
上のトランジスタによってNOE&回路が構成されてい
る。この回路の出力端子Bは、トランジスタT26のソ
ースに接続されている。
この回路を構成するトランジスタのうち、入力信号端子
に接続された接地側のトラ、ンジスタT22は、そのチ
ャンネル幅がW=200Jに形成されている。これに対
し、このトランジスタに直列に接続されている他の、ト
ランジスタ゛’hleT2Nは、チャネル幅がW=40
μに形成されている。
次にこの回路の動作を説明する。端子人から入力される
外部信号はTTL レベルの信号で0■(論Mi’OI
 )から2.V(論理111)の振幅を持つ。
一方、端子Bから出力するC MO8レベルの信号はo
VC論11’or)から5V、(論1[’1z)o論1
1fi幅を持つ。また、端子Cから入力するコントロー
ル信号もCMO8レベル041号である。まず、コント
ロール信号が%□lでトランジスタT’!s ff1O
Nの場合を考える。この時、端子人から入力される外部
信号が%QJであれば、トランジスタTれはONとなり
、トランジスタT’tzはOFFとなる。この結果、D
点はV卯電源レベルの5vになり、次段のトランジスタ
T’s4はON%’I’zsはOFFとなる。
従って、端子Bは接地レベルとなり論理%□lを出力す
る。コントロール信号が101で外部信号が111の場
合は、トランジスタTjlのゲートに閾値に適した信号
が入力されるため、このトランジスタT!1は完全には
OFF L、ない。一方、トランジスタT!2もONし
ており、このl’ttは、チャンネル幅がム<、コンダ
クタンスが大きいため、D点は接地レベルとなり、次段
のトランジスタT、・はONl トランジスタTs4は
OFFとなる。また、コントロール信号によって制御さ
れているトランジスタ’rxiはOFF、  )ランジ
スタTNTはONとなりている。cOIIIJ&、端子
Bは7回電源レベルとなり論環%”1gを出力する。次
にコントロール信号が″IIの場合は、トランジスタT
13とT17はOFF l、、 トランジスタT2Il
lはONする。このため、D点は不確定なレベルとなる
が、端子Bの出力は、端子Aから入力する外部信号にか
かわらず% 01となる。
以上のようlこ本実施例の回路は、コントロール信号を
111とすれば、無条件に出力を’Ullこ固定するこ
とができ、回路を使用しない際に無駄な直方を消費する
ことがない。またコントロール信号を101とすること
によって、TTLレベルの信号を0MO8レベルに質換
することかできる。
tた従来の回路では外部信号がゲートに入力するトラン
ジスタのうち接地側のものは、極めてチャンネル幅を大
きくする必要があっ°た。とくに、出力点と接地点との
間に前記トランジスタ以外にコントロール信号で制御さ
れるもう一つのトランジスタが存在することか、電源側
に比べて接地側のコンダクタンスを必要なだけ大きくす
“るのに不利になっている。
これに対し、本実施例では、外部信号がゲートに入力す
る接地側のトランジスタは、出力点と接地点との間に単
独で存在rるため、従来よりもチャンネル幅を狭くする
ことができ、この場合、従来の400,1mが2001
11と半分になっているら他0トランジスタが20s〜
40μのチャンネル長で形成されていることを考えれば
、面積的にCれらのトランジスタ5〜1011分の節約
となり、極めて効果的である。
尚、本実施例のチャンネル幅は一例であり、これに罷“
るものでないことはもちろんである。
また本実施例ではD点の出力とコントロール信号をNO
&■路を通して出力しているが、このNORM路のかわ
りに、コントロール信号によって制御されるトランス電
、シ1ンゲートを用いて出力制御してもよい。これは出
力がパスライン等に接続されている際に゛特に有効゛で
ある。tたトランスミ、シ■ンゲートのかわりにクロ、
クドインパータを用いてもよい。このようにコントロー
ル信号か%□lのと会にゲートを開会、111のときに
はゲートを閉じて出力を%6gに固定するというもので
あればよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来に比べてはるかに少ない面積で同
尋の愼能を舊する回路を実現゛rることができる。この
ため、素子の果槓度をより同上させることができる。ま
た、チップのサイズを従来、l)ものよりも小さくする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の入力回路を示す回路図である。 182図は本発明の一実施例の入力回路を示す回路図で
ある。 T’zt・・・第2のPチャンネ2し形トランジスタ1
2・・・Nチャンネル形トランジスタT23・・・Ml
のPチャンネル形トランジスタA・・・・・・入力信号
端子 B・・・・・・出力端子 C・曲・コントロールmen子 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名) 輩1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +1)slのP(又はN)チャンネル形トランジスタの
    ドレイン(又はソース)を第一の電源端子に[IL、、
    この第1のP(又はN)チャンネル形トランジスタのソ
    ース(又はドレイン)を[2のP(又はN)チャンネル
    形トランジスタのドレイン(又はソース)に接続し、こ
    の第20P(又はN)チャンネル形トランジスタのソー
    ス(又はドレイン)をN(又はP)チャンネル形トラン
    ジスタのドレイン(又はソース)にIIl続し、このN
    (又はP)チャンネル形トランジスタのソース(又はド
    レイン)を第2の電源端子にIl!絖し、入力信号端子
    と前記第2のP(又はN)チャンネル形トランジスタと
    前記N(又はP)チャンネル形トランジスタのゲートを
    ’am、t、、コントロール信号端子と前記lll1の
    P(又はN)チャンネル形トラン、ジスタのゲートを接
    続し、前記N(又はP)チャンネル拳トランジスタOチ
    ャンネル幅を前記第10P(又はN)チャンネル形トラ
    ンジスタのチャンネル幅の所定の倍率の大きさに形成し
    、前記N(又はP)チャンネル形トランジスタのドレイ
    ン(又はソース)から取り出される出力信号を前記コン
    トロール信号により前記第1のP(又はN)チャンネル
    形トランジスタが導通状態になったときだけ内部信号出
    力端子に出力rるような前記コントロール信号で制御専
    れる手段を設けたことを特徴とする半導体入力回路装置
    。 (2出力口号とコントロール信号を入力とするNoRI
    I回路を款け、この出力を内部信号出力端子に接続した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記−の半導体入
    力回路装置。 (4出力信号をコントロール信号により制御されるトラ
    ンスミ、シlンゲートの入力とし、この出力を内部信号
    出力端子にmat、、たことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体入力(ロ)路装置・
JP57045708A 1982-03-24 1982-03-24 半導体入力回路装置 Pending JPS58164322A (ja)

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