JPS62195922A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS62195922A
JPS62195922A JP61037393A JP3739386A JPS62195922A JP S62195922 A JPS62195922 A JP S62195922A JP 61037393 A JP61037393 A JP 61037393A JP 3739386 A JP3739386 A JP 3739386A JP S62195922 A JPS62195922 A JP S62195922A
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JP
Japan
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output
mosfet
gate
channel
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP61037393A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Kawashima
正敏 川島
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62195922A publication Critical patent/JPS62195922A/ja
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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
    • H03K19/09425Multistate logic
    • H03K19/09429Multistate logic one of the states being the high impedance or floating state

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、たと
えば、6MO8(相補型MO3)を用いたトライステー
ト出力回路を有する論理集積回路等に利用して有効な技
術に関するものである。
〔従来の技術〕
CMO3を用いたトライステートの出力回路については
、たとえば1982年、日立製作所発行の「日立CMO
Sゲートアレイデータフ゛ツク」にHD62 J/に/
Lシリーズとして記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第2図には、本発明者等が先に開発した上記トライステ
ート出力回路の回路図が示されている。
出力回路は、入力データDinと出力イネーブル信号O
Eを受けるNAND (ナンド)ゲート回路と、入力デ
ータDinと出力イネーブル信号OEの反転信号を受け
るNOR(ノア)ゲート回路および出力インバータ回路
により構成される。同図において、NANDゲート回路
はPチャンネルMOSFETQ11、Q12およびNチ
ャンネルMOSFETQ16、Q17により構成され、
NORゲート回路はPチャンネルMOSFETQI 3
、Q14およびNチャンネルMOSFETQ1B、Q1
9により構成される。また、出力インバータ回路はPチ
ャンネルMO5FETQ15およびNチャンネルMOS
FETQ20により構成される。このような、CMO5
を用いたトライステート出力回路には次に示す問題点が
あることが本発明者等によって明らかになった。すなわ
ち、複数の出力回路の出力を接続する場合に、単純にワ
イアードORが可能なトライステートの出力回路が効果
的とされるにもかかわらず、一つの出力回路を構成する
回路素子数が、出力イネーブル信号OEの反転用のイン
バータ回路を除いて10個必要であり、高集積化を妨げ
る要因になっている。
この発明の目的は、比較的少ない回路素子数で構成され
るCMO3I−ライステート出力回路を含む半導体集積
回路装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、
出力用CMOSインバータ回路と、そのソースが電源電
圧VCCにまたそのドレインが出力用CMOSインバー
タ回路のPチャンネル間O3FETのゲートにそれぞれ
共通接続され、その一方のゲートに入力データDinま
た他の一方のゲートに出力イネーブル信号OEを受ける
二つのPチャンネルMOS F ETと、そのソースが
回路の接地電位にまたそのドレインが出力用CMOSイ
ンバータ回路のNチャンネルMOS F ETのゲート
にそれぞれ共通接続され、その一方のゲートに入力デー
タDinまた他の一方のゲートに出力イネーブル信号O
Eの反転信号を受ける二つのNチャンネルMOS F 
ETと、これらの二つのPチャンネルMOS F ET
およびNチャンネルMO5FETの共通接続されたドレ
インの間にあって、出力イネーブル信号OEが有効な時
に導通状態となるスイッチMOSFETとによりトライ
ステート出力回路を構成するものである。
〔作  用〕
上記した手段によれば、CMO3によるトライステート
出力回路を、出力イネーブル信号OEの反転用インバー
タ回路を除いて、8個のトランジスタで構成することが
でき、集積度を向上した論理集積回路等の半導体集積回
路装置が実現できるものである。
〔実施例〕
第1図には、この発明が通用されたCMO3によるトラ
イステート出力回路の一実施例の回路図が示されている
。同図の各回路素子は、公知のCMO5jl積回路の製
造技術によって、1個の単結晶シリコンのような半導体
基板上において形成される。
特に制限されないが、集積回路は、単結晶N型シリコン
からなる半導体基板に形成される。PチャンネルMOS
 F ETは、かかる半導体基板表面に形成されたソー
ス領域、ドレイン領域およびソース領域とドレイン領域
との間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介
して形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極
から構成される。NチャンネルMOS F ETは、上
記半導体基板表面に形成されたP型ウェル領域に形成さ
れる。これによって、半導体基板は、その上に形成され
た複数のPチャンネルMOSFETの共通の基板ゲート
を構成する。P型ウェル領域は、その上に形成されたN
チャンネルMOSFETの基板ゲートを構成する。
出力端子Doutと電源電圧VCCとの間にハイレベル
の出力信号を形成するPチャンネル出力MOSFETQ
4が設けられ、出力端子Doutと回路の接地電位との
間にローレベルの出力信号を形成するNチャンネルMO
S F ETQ Bが設けられる。
電源電圧VCCとPチャンネルMOSFETQ4のゲー
トとの間には、そのゲートに入力データDinを受吠る
PチャンネルMOS F ETQ 1と、そのゲートに
出力イネーブル信号OEを受けるPチャンネルMOSF
ETQ3が並列接続される。また、回路の接地電位とN
チャンネルMOSFETQBのゲートの間には、そのゲ
ートに入力データDin受けるNチャンネルMOSFE
TQ6と、そのゲートに出力イネーブル信号の反転信号
σ玉を受けるNチャンネルMOSFETQ7が並列接続
される。これらの共通接続されたPチャンネルMOSF
ETQIおよびQ3のドレインとNチャンネルMOSF
ETQ6およびQ7のドレインとの間には、そのゲート
に出力イネーブル信号OEを受けるNチャンネルMOS
FETQ5とそのゲートに出力イネーブル信号のインバ
ータ回路N1による反転信号面を受けるPチャンネルM
O5FETQ2が並列接続される。
出力イネーブル信号OEがハイレベルの時、Pチャンネ
ルMOSFETQI、Q3およびNチャンネルMOSF
ETQ5、Q6は、出力インバータ回路のPチャンネル
MO5FETQ4に対し、入力データDinと出力イネ
ーブル信号OEとのNANDゲート回路を形成する。ま
た、出力イネーブル信号OEがローレベルの時、Pチャ
ンネルMOSFETQI、Q2およびNチャンネルMO
SFETQ6、Q7は、出力インバータ回路のNチャン
ネルMOSFETQ8に対し、入力データDinと出力
イネーブル信号の反転信号σ1とのN0Rゲ一ト回路を
形成する。
第1図の回路は、次の動作により、トライステート出力
回路としての機能を有する。すなわち、出力イネーブル
信号OEがローレベルでその反転信号σ下がハイレベル
であれば、PチャンネルMO5FETQ2およびNチャ
ンネルMOS F ETQ5がともにオフ状態となり、
またPチャンネルMOS F ETQ 3がオン状態と
なるため、出力用PチャンネルMOSFETQ4のゲー
トにはPチャンネルMOSFETQ3を介して電源電圧
VCCのようなハイレベルが供給される。これにより、
出力用PチャンネルM OS F E T Q 4はオ
フ状態となる。また、出力イネーブル信号の反転信号で
1により、NチャンネルMO5FETQ7がオン状態と
なるため、出力用NチャンネルMOSFETQ8のゲー
トにはNチャンネルMOS F ETQ7を介して回路
の接地電位のようなローレベルが供給される。これによ
り、出力用NチャンネルMOSFETQ8もオフ状態と
なる。したがって、この出力回路の出力端子Doutは
、その入力データDinに関係なく、ハイインピーダン
ス状態とされる。
一方、出力イネーブル信号OEがハイレベルでその反転
信号面がローレベルになると、スイッチ用MOSFET
Q2およびQ5がオン状態になるとともに、Pチャンネ
ルMOS F ETQ 3およびNチャンネルMO5F
ETQ7がともにオフ状態となる。この時、入力データ
Dinが論理“0”のローレベルであると、入力データ
Dinをともにゲートに受けるPチャンネルM OS 
F F、 T Q 1はオン状態、NチャンネルMOS
FETQ6はオフ状態となる。これにより、出力用MO
S F ETQ4およびQ8のゲートはハイレベルとな
り、PチャンネルMOS F ETQ 4はオフ状態、
Nチ中ンネルMOSFETQ8はオン状態となる。した
がって、この出力回路の出力端子DoutにはMOSF
ETQ8を介して、ローレベルが出力される。
また、出力イネーブル信号OEがハイレベルの時、入力
データDinが論理“1”のハイレベルであると、入力
データDinをともにゲートに受けるPチヤンネルMO
S F ETQ 1はオフ状態、NチャンネルMOSF
ETQ6はオン状態となる。これにより、出力用MOS
FETQ4およびQ8のゲートはローレベルとなり、P
チャンネルMO5FETQ4はオン状態、Nチャンネル
M OS F E T Q8はオフ状態となる。したが
って、この出力回路の出力端子DoutにはMOSFE
TQ4を介して、ハイレベルが出力される。
以上の本実施例に示されるように、この発明を論理集積
回路等の半導体集積回路装置のトライステー1−出力回
路に通用した場合、次のような効果が得られる。すなわ
ち、 (1)出力すべき信号を受けるCMOSインバータ回路
と、このインバータ回路のPチャンネルMO5FETお
よびNチャンネルMOS F ETの間にあって、出力
制御信号に従って両MOSFETを接続しあるいは分断
するスイッチMOSFETと、CMOSインパーク回路
のそれぞれ同じ導電型のMOS F ETのドレインに
そのゲートが接続されるCMOSコンプリメンタリプッ
シュプル出力回路と、出力回路のそれぞれ同じ導電型の
MOSFETのゲートとソース間にあって、出力制御信
号に従ってそれぞれ同じ導電型のMOS F ETのゲ
ートとソース間を短絡するスイッチMOS F ETと
によりトライステート出力回路を構成することで、0M
O3によるトライステート出力回路の回路素子数を少な
くすることができるという効果が得られる。
(2)上記(1)項により、トライステート出力回路を
含むCMO5論理集積回路等の半導体集積回路装置の集
積度を向上させることができるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、第1図にお
いて、CMO3回路は、上記実施例の導電型を全て逆に
するもの、すなわち、P型基板にNチャンネルMOS 
F ETを形成し、N型ウェル領域にPチャンネルMO
SFETを形成するものであってもよい。この場合には
、これに応じて電源電圧の極性を入れ換えればよい。ま
た、PチャンネルMOSFETQ2およびNチャンネル
MOSFETQ5から成るスイッチ用MOS F ET
は、いずれか一方のMOSFETだけでもよいし、出力
イネーブル信号OEの反転用インバータ回路N1は設け
ず、出力回路の外部で共通の反転信号を形成するもので
あってもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である論理集積回路に通用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、たとえば、トライステート出力回路を有する各
種の制御装置や記憶装置等にも通用できる。本発明は、
少なくとも0MO3により構成されるトライステート出
力回路を有する半導体集積回路装置には適用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。すなわち、出力すべき信号を受けるCMOSインバ
ータ回路と、このインバータ回路のPチャンネルMOS
FETおよびNチャンネルMOS F ETの間にあっ
て、出力制御信号に従って両MO5FETを接続しある
いは分断するスイッチMOSFETと、CMOSインバ
ータ回路のそれぞれ同じ導電型のMOS F ETのド
レインにそのゲートが接続されるCMOSコンプリメン
タリプッシュプル出力回路と、出力回路のそれぞれ同じ
導電型のMOS F ETのゲートとソース間にあって
、出力制御信号に従ってそれぞれ同じ導電型のMOSF
ETのゲートとソース間を短絡するスイッチMOS F
 ETとによりトライステート出力回路を構成すること
で、CM OSによるトライステート出力回路の回路素
子数を少なくすることができ、これを含むCM OS論
理集積回路等の半導体集積回路装置の集積度を向上させ
ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が通用された0MO3)うイステー
ト出力回路の一実施例を示す回路図、第2図は、従来の
CMO3I−ライステート出力回路を示す回路図である
。 Ql−Q4、Qll〜Q15・・・PチャンネルMOS
FET、Q5〜Q8、Q16〜Q20・・・Nチャンネ
ルMO5FETSNl〜N2・・・インバータ回路 Din・・・入力データ端子、Dout ・・・出力デ
ータ端子、OE・・・出力イネーブル信号端子第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、出力すべき信号を受けるCMOSインバータ構成の
    第1導電型の第1のMOSFETおよび第2導電型の第
    2のMOSFETと、出力制御信号を受けて、上記第1
    および第2のMOSFETのドレインを短絡させるスイ
    ッチMOSFETと、上記第1および第2のMOSFE
    Tのドレインとそれぞれのゲートが結合される第1導電
    型の出力MOSFETおよび第2導電型の出力MOSF
    ETから構成されるコンプリメンタリプッシュプル出力
    回路と、上記第1導電型の出力MOSFETのゲートと
    ソースとの間に設けられ、出力制御信号に従って上記第
    1導電型の出力MOSFETのゲートとソース間を短絡
    させる第1導電型のスイッチMOSFETと、上記第2
    導電型の出力MOSFETのゲートとソースとの間に設
    けられ、出力制御信号に従って上記第2導電型の出力M
    OSFETのゲートとソース間を短絡させる第2導電型
    のスイッチMOSFETとにより構成されるトライステ
    ート出力回路を含むことを特徴とする半導体集積回路装
    置。 2、上記第1導電型のMOSFETはPチャンネルMO
    SFET、また上記第2導電型のMOSFETはNチャ
    ンネルMOSFETであり、上記スイッチ用MOSFE
    Tはそのソースとドレインがそれぞれ共通接続され、そ
    のゲートに上記出力制御信号を受けるNチャンネルMO
    SFETと、そのゲートに上記出力制御信号の反転信号
    を受けるPチャンネルMOSFETであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。
JP61037393A 1986-02-24 1986-02-24 半導体集積回路装置 Pending JPS62195922A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04249917A (ja) * 1991-01-08 1992-09-04 Nec Ic Microcomput Syst Ltd スリーステート出力バッファ
US6759701B2 (en) * 2000-09-18 2004-07-06 Sony Corporation Transistor circuit
JP2014107771A (ja) * 2012-11-29 2014-06-09 Toshiba Corp トライステート制御回路

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