JPS62230219A

JPS62230219A - 小振幅信号出力回路

Info

Publication number: JPS62230219A
Application number: JP61073456A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nose; 能勢　茂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-08
Also published as: JPH053936B2

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】〔発明の目的〕〈産業上の利用分野）本発明は、半導体装置の小振幅信号出力回路に係り、特
にデジタル・テレビジョン等のアナログ信号を扱うシス
テムに使用されるＣＭＯ８集積回路の小振幅信号出力回
路に関する。

（従来の技術）従来のＣＭＯ８集積回路の小振幅信号出力回路を第２図
（ａ）に示す。電源電圧Ｖ、と接地電圧Ｖ　　（Ｖ８＝
ＯＶ）、！：（７）間に、ＰヂャンネルＭＯ８Ｉ−ラン
シフタＴＲ６、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５およびＮチャンネル
ＭＯＳトランジスタＴＲ７がパ　　　　　直列に接続さ
れている。ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ６およ
びＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ７のそれぞれの
ゲートは、入力端子ＩＮの入力信号Ｖユに接続されてい
る。また電源電圧■。と接地電圧■８との間に、抵抗Ｒ
６および抵抗Ｒ７が直列に接続されている。そして抵抗
Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点が、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との
接続点に接続され、さらにそこから出力端子０１ＪＴに
出力信号Ｖ。Ｕ□を出力している。

次に動作を説明する。いまＰチャンネルＭＯＳトランジ
スタＴＲ６およびＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ
７のそれぞれのオン（ＯＮ）抵抗が、抵抗Ｒ４，Ｒ５，
Ｒ６，Ｒ７のいずれよりも充分小さいとする。入力信号
ｖＩＮが１−ルベルであるとき、第２図（ａ）に示され
る回路は、第２図（ｂ）に示されるような等価回路とな
る。従って出力信号Ｖ。Ｕ工は、となる。

また入力信号■ＩＮがＬレベルであるとき第２図（ａ）
の回路は、第２図（Ｃ）に示されるＪ：うな等価回路と
なる。従って出力信号■。ｏｏは、となる。ここで、Ｒ４＝Ｒ５、Ｒ６＝Ｒ７（３）とすると、（１）、（２）式よりとなる。

この第２図に示される回路が、その目的である小振幅動
作を行なう条件としては、（１）、（２）式から抵抗Ｒ
６，Ｒ７が抵抗Ｒ４，Ｒ５より小さいか、あるいは同レ
ベルであることが必要である。

また、この回路が高速動作を行なうためには、抵抗Ｒ４
，Ｒ５が小さく、容量負荷を駆動する力が大さくなるこ
とが必要である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら従来の出力回路においては、定常状態でも
出力信号■。ＵｏがＬレベルのとき抵抗Ｒ６による電流
パスが発生し、また出力信号■。Ｕ工が同レベルのとき
抵抗Ｒ７にＪ：る電流パスが発生する。このため小振幅
でかつ高速の動作を行なう信号を得ようとすると、必然
的に電流パスが大きなものとなり、従って消費電力が大
きくなる。これは低消費電力が要求されるＣＭＯ８集積
回路にとって大きな問題である。

本発明の目的は、消費電力が小さくかつ高速動作を行な
う小振幅出力回路を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明による小振幅出力回路は、入力信号に基づいて、
電圧発生回路から発せられる信号を伝えるスイッチとし
ての第１のＭＯＳトランジスタと、この第１のＭＯＳト
ランジスタからの信号に基づいて、第１のレベルの出力
信号を出力する第２のＭＯＳトランジスタと、位相反転
された入力信号に基づいて、第２のレベルの出力信号を
出力する第３のＭＯＳトランジスタとから構成される装
置ことを特徴とする。

（作　用）本発明による小振幅出力回路は、出力信号が入力信号レ
ベルに追随する際に、電圧発生回路から発せられる信号
が入力信号より小さくなるために、出力信号の出力レベ
ルが小さくなり、従って消費電力が小さくなるようにし
たものである。

（実施例）本発明による小振幅出力回路の回路図を第１図に示す。

第１の電源端子の電源電圧Ｖ、と第２の電源端子の接地
電圧Ｖ８との間に、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２およびＮチャン
ネルＭＯＳトランジスタＴＲ１が直列に接続されている
。このＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のドレイ
ンは自らのゲートおよび抵抗Ｒ２に接続され、ソースは
接地電圧ＶＳに接続されている。これらの抵抗Ｒ１゜Ｒ
２およびＮチャンネルＭＯ３トランジスタＴＲ１から電
圧発生回路が構成されており、そして抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ
２との接続点からこの電圧発生回路の発生電圧ＶＡが出
力されている。

ＮチャンネルＭＯ３Ｉ−ランシフタＴＲ２のゲートは、
入力信号Ｖ１Ｎに接続され、ドレインは電圧発生回路か
らの発生電圧ｖＡに接続されている。

ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３のゲートは、Ｎ
チャンネルＭＯ８１〜ランジスタＴＲ２のソースに接続
され、ドレインは電源電圧■、に接続されている。また
ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ４のゲートは位相
反転器Ｉ■を介して、入力信号ＶＩＮに接続され、ドレ
インはＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３のソース
に接続され、ソースは接地電圧Ｖ８に接続されている。

そしてＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３のソース
とＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ４のドレインと
の接続点から出力端子００丁に出力信号ｖＯ１ｌＴが出
力されている。

また、ＮチャンネルＭＯ８トランジスタＴＲ５のゲート
はＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ４のゲートに接
続され、ドレインはＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴ
Ｒ３のグーＩ・に接続され、ソースは接地電圧ｖｓに接
続されている。さらに電流設定用の抵抗Ｒ３がＮヂＶン
ネルＭＯＳトランジスタＴＲ３のソースと接地電圧■８
との間に接続されている。

次に動作を説明１−る。入力信号Ｖ　Ｉ　ＮがＬレベル
から１ルベルになると、ＮチャンネルＭＯＳトランジス
タＴＲ２がＯＮ状態となり、電圧発生回路からの発生電
圧ＶＡｔｆｉＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３の
ゲートに供給される。このとぎ電圧ｖＡは、電圧発生回
路のＮヂＶンネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のしきい値
電圧■、１規定され、しきい値電圧■、１が高いと、電
圧ｖＡも高くなるが、しかし電源電圧ＶＤのフルスウィ
ングである入力信号Ｖ１Ｎに比べて充分に小さいために
、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３のゲートに印
加されるゲート電圧ＶＢと等しくなる。ずなわち、ＶＡ
−ＶＢ　　　　　　　（５）となる。

このゲート電圧Ｖ、により、ＮチャンネルＭＯ８トラン
ジスタＴＲ３がＯＮ状態となり、出力信号Ｖ。０工は、
当初のＯｖから上昇し始める。

そして、出力電圧■。Ｕｏが ■ｏＵ□−Ｖ、−Ｖ、　　　　　　（６）となったとき
、平衡状態となる。ただし、■■は抵抗Ｒ３に電流を流
せるようになるＮチャンネルＭＯ８トランジスタＴＲ３
のゲート電圧値を意味する。

このように出力信号■　　は入力信号■１ＮのしＵＴレベルからＨレベルへの変化に追随して動作するが、Ｎ
チャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３にはＶｏｕ、／Ｒ
３Ｌ／か貫流電流が生じないために低消費電流となる。

また入力信号■ＩＮがＨレベルからＬレベルになると、
ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ２がＯＦＦ状態と
なる。そして入力信号ｖ１Ｎが位相反転器ＩＮによって
反転されてゲートに入力されるＮチャンネルＭＯ８トラ
ンジスタＴＲ４，ＴＲ５がそれぞれＯＮ状態となる。Ｎ
チャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ４がＯＮ状態となる
ことにより、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＲ３の
ゲート電圧Ｖ、はＶＢ＝ＯＶ　　　　　　（７）となり、ＮチャンネルＭＯ３Ｉ−ランシフタＴＲ３はＯ
「「状態となる。従って、ＮチャンネルＭＯＳトランジ
スタＴＲ４のＯＮ状態により、出力信″′１ＶＯＵＴ′
１・ＶｏＵｌ−ＯＶ　　　　　（８）となる。

このように本実施例によれば、出力信号■。ＵＴの出力
レベルを小さくしつつ、消費電流を小ざくすることがで
きる。例えば従来の回路においては、振幅１ｖで立上り
時間ｔ　および立下り時間ｔｒが約１０８．。。どなる
ためには、約１０ｍＡの消費電力が必要どされたが、本
実施例においては約１ｍＡ以下という非常に小さい消費
電流が達成できる。このため高速度の小振幅動作を行な
うことができる。

また本実施例にＪ：れば、雷源発牛回路にＮヂレンネル
ＭＯ８トランジスタＴＲ１が使用され、このＮ″′ｆＶ
′ｆＶンネルＭＯ８ンシフタＴＲ１のしきい値電圧■■
１によって発生電圧ＶＡ１ひいてはＮチャンネルＭＯＳ
トランジスタＴＲ３のグー１〜電圧ＶＢが規定されるた
め、出力信号Ｖ。Ｕｌに対するＮチャンネルＭＯＳトラ
ンジスタＴＲ３のしきい値電圧Ｖ■２の影響を小さくり
ることができる。

本発明は上記実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。例えばＭＯＳ　ｌ〜ランシスターｒＲ５のかわりに
抵抗を設【プてもよい。また上記実施例はＮチャンネル
ＭＯＳトランジスタににり構成したがＰチャンネルＭＯ
Ｓトランジスタによっても同様に構成することができる
。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、消費電力が小さく、高速
の小振幅動作を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による小振幅出力回路を示す
回路図、第２図は従来の小振幅出力回路およびそれを説
明するための回路図である。ＩＮ・・・入力端子、ＯＵＴ・・・出力端子、”ＩＮ・
・・入力信号、ｖＯＩＩＴ　”’出力信号、ＴＲ１、Ｔ
Ｒ２、・。ＴＲ７・・・トランジスタ、Ｒ１，Ｒ２，・・・、Ｒ７
・・・抵抗、ＩＶ・・・位相反転器。

Claims

【特許請求の範囲】１、第１の電源電圧と第２の電源電圧間の所定の電位を
発生する電圧発生回路と、ゲートが入力端子に接続され、ドレインがこの電圧発生
回路に接続された第１のＭＯＳトランジスタと、ゲートが前記第１のＭＯＳトランジスタのソースに接続
され、ドレインが前記第１の電源電圧を供給する第１の
電源端子に接続され、ソースが出力端子に接続された第
２のＭＯＳトランジスタと、ゲートが位相反転器を介し
て前記入力端子に接続され、ドレインが前記第２のＭＯ
Ｓトランジスタのソースに接続され、ソースが前記第２
の電源電圧を供給する第２の電源端子に接続された第３
のＭＯＳトランジスタとを備え、前記出力端子の信号レベルを前記入力端子の信号レベル
に追随させることを特徴とする小振幅信号出力回路。２、特許請求の範囲第１項記載の小振幅信号出力回路に
おいて、ゲートが前記第３のＭＯＳトランジスタのゲートに接続
され、ドレインが前記第２のＭＯＳトランジスタのゲー
トに接続され、ソースが前記第２の電源端子に接続され
た第４のＭＯＳトランジスタを更に備えたことを特徴と
する小振幅信号出力回路。３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の小振幅信号
出力回路において、前記電圧発生回路が、前記第１の電源端子と前記第２の
電源端子との間に直列に接続された第１の抵抗器、第２
の抵抗器および第５のＭＯＳトランジスタから構成され
、前記第５のＭＯＳトランジスタのドレインが自らのゲー
トおよび前記第２の抵抗器に接続され、ソースが前記第
２の電源端子に接続され、発生電圧が前記第１の抵抗器
と前記第２の抵抗器との接続点から出力されることを特
徴とする小振幅信号出力回路。