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JP2647587B2 - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

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Publication number
JP2647587B2
JP2647587B2 JP3345490A JP34549091A JP2647587B2 JP 2647587 B2 JP2647587 B2 JP 2647587B2 JP 3345490 A JP3345490 A JP 3345490A JP 34549091 A JP34549091 A JP 34549091A JP 2647587 B2 JP2647587 B2 JP 2647587B2
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JP
Japan
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transistor
output
circuit
inverter
pmos transistor
Prior art date
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茂一 松熊
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体回路に関し、
特に、論理ゲート回路(NOT、AND、OR、NAN
D、NOR等)のスイッチング速度の低下等を招くこと
なく、多数ビットを同時にスイッチングする際等に生じ
る電源電圧の変動を抑制できるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor circuit,
In particular, logic gate circuits (NOT, AND, OR, NAN)
(D, NOR, etc.) without reducing the switching speed, etc., thereby suppressing fluctuations in the power supply voltage caused when multiple bits are switched at the same time.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路を構成する例えばNAN
D回路やNOR回路のような論理ゲート回路は、なるべ
く小型で且つ高速に動作する方が望ましく、このため、
微細加工技術等の向上に伴い、近年の半導体集積回路の
多ビット化及び高速化は益々向上する傾向にある。
2. Description of the Related Art For example, NAN constituting a semiconductor integrated circuit
It is desirable that a logic gate circuit such as a D circuit or a NOR circuit operate as small and as fast as possible.
2. Description of the Related Art With the improvement of microfabrication technology and the like, the trend toward multi-bit and high-speed semiconductor integrated circuits in recent years has been increasing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
集積回路の多ビット化及び高速化が進むと、今度は、多
数ビットを同時にスイッチングした際等に電源電圧が変
動してしまうという問題が生じてしまい、このような問
題点に対して、従来は、電源電圧の変動の振幅が信号の
立ち上がり時間と立ち下がり時間とに反比例することか
ら、最終出力段のトランジスタの立ち上がり時間や立ち
下がり時間を遅延させて対処していたが、これでは、速
度の低下を招き、特性が劣化するという欠点がある。
However, as the number of bits and the speed of the semiconductor integrated circuit increase, the problem arises that the power supply voltage fluctuates when a large number of bits are simultaneously switched. In order to solve such a problem, conventionally, since the amplitude of the fluctuation of the power supply voltage is inversely proportional to the rise time and the fall time of the signal, the rise time and the fall time of the transistor in the final output stage are delayed. However, this has the disadvantage that the speed is reduced and the characteristics are deteriorated.

【0004】この発明は、このような従来の技術におけ
る未解決の課題に着目してなされたものであって、速度
の低下等を招くことなく、電源電圧の変動を抑制できる
半導体回路を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such an unsolved problem in the prior art, and provides a semiconductor circuit capable of suppressing a fluctuation in power supply voltage without causing a reduction in speed or the like. It is intended to be.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体回路は、論理ゲート回路の充電
側と電源との間に、ゲートに自己のドレイン電圧が供給
された第1のPチャネルMOSトランジスタと、ゲート
に前記論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給
された第2のPチャネルMOSトランジスタとを並列に
介在させ、前記論理ゲート回路の放電側と接地との間
に、ゲートに自己のドレイン電圧が供給された第1のN
チャネルMOSトランジスタと、ゲートに前記論理ゲー
ト回路の出力がインバータを介して供給された第2のN
チャネルMOSトランジスタとを並列に介在させるとと
もに、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前
記第1のNチャネルMOSトランジスタの駆動力は大き
く、前記第2のPチャネルMOSトランジスタ及び前記
第2のNチャネルMOSトランジスタの駆動力は小さく
した。
In order to achieve the above object, a semiconductor circuit according to the present invention comprises a first circuit in which a self- drain voltage is supplied to a gate between a charging side of a logic gate circuit and a power supply. P-channel MOS transistor and a second P-channel MOS transistor whose gate has the output of the logic gate circuit supplied through an inverter in parallel between the discharge side of the logic gate circuit and ground. , The first N which has its own drain voltage supplied to the gate
A channel MOS transistor, and a second N-channel gate having an output of the logic gate circuit supplied through an inverter.
A channel MOS transistor is interposed in parallel, and the driving power of the first P-channel MOS transistor and the first N-channel MOS transistor is large, and the second P-channel MOS transistor and the second N-channel MOS transistor The driving force of the transistor was reduced.

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【作用】論理ゲート回路の出力が“L”から“H”に立
ち上がる際は、その論理ゲート回路の出力側と電源との
間が接続されて充電が行われるのであるが、論理ゲート
回路の出力が未だ低い状態では、その出力がインバータ
を介して供給される第2のPチャネルMOSトランジス
タ(以下、PMOSトランジスタとする。)のゲート電
圧は“H”レベルであってその第2のPMOSトランジ
スタはオフ状態であるから、第1のPMOSトランジス
タだけを介して充電が行われる。
When the output of the logic gate circuit rises from "L" to "H", the output side of the logic gate circuit and the power supply are connected and charging is performed. Is still low, the gate voltage of a second P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS transistor) whose output is supplied via an inverter is at the “H” level, and the second PMOS transistor Since it is in the off state, charging is performed only through the first PMOS transistor.

【0008】しかし、第1のPMOSトランジスタは、
そのゲートには自己のドレイン電圧が供給されているた
め、論理ゲート回路の出力は、電源電圧VCCよりもその
第1のPMOSトランジスタのしきい値VTHP だけ低い
値(VCC−VTHP )までしか充電されない。そして、論
理ゲート回路の出力が高くなると、今度は、第2のPM
OSトランジスタがオン状態となるから、論理ゲート回
路の充電側が第2のPMOSトランジスタを介して電源
に接続され、第2のPMOSトランジスタがオン状態と
なれば第1のPMOSトランジスタのゲート電圧が高く
なってこの第1のPMOSトランジスタがオフ状態とな
るので、論理ゲート回路の出力側の充電はその第2のP
MOSトランジスタだけを介して行われる。
However, the first PMOS transistor is:
Since the gate is supplied with its own drain voltage, the output of the logic gate circuit is lower than the power supply voltage V CC by the threshold value V THP of the first PMOS transistor (V CC -V THP ). It can only be charged up to Then, when the output of the logic gate circuit becomes high, the second PM
Since the OS transistor is turned on, the charging side of the logic gate circuit is connected to the power supply via the second PMOS transistor, and when the second PMOS transistor is turned on, the gate voltage of the first PMOS transistor increases. Since the first PMOS transistor is turned off, the output side of the logic gate circuit is charged by the second PMOS transistor.
This is performed only through the MOS transistor.

【0009】この際、第2のPMOSトランジスタは、
論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給されて
いるから、正帰還回路を構成するので、飽和領域で使用
されることになり、論理ゲート回路の出力側は電源電圧
CCまで充電される。一方、論理ゲート回路の出力が
“H”から“L”に立ち下がる際は、立ち上がり時とは
逆に、論理ゲート回路の出力側と接地との間が接続され
て放電が行われるのであるが、論理ゲート回路の出力が
未だ高い状態では、その出力がインバータを介して供給
される第2のNチャネルMOSトランジスタ(以下、N
MOSトランジスタとする。)のゲート電圧は“L”で
あってその第2のNMOSトランジスタはオフ状態であ
るから、第1のNMOSトランジスタだけを介して放電
が行われる。
At this time, the second PMOS transistor is
Since the output of the logic gate circuit is supplied via the inverter, it constitutes a positive feedback circuit, so that it is used in a saturation region, and the output side of the logic gate circuit is charged to the power supply voltage V CC . On the other hand, when the output of the logic gate circuit falls from "H" to "L", the output side of the logic gate circuit is connected to the ground and discharge occurs, contrary to the rise. When the output of the logic gate circuit is still high, the output is supplied to a second N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as N
MOS transistors. Since the gate voltage in ()) is “L” and the second NMOS transistor is in the off state, the discharge is performed only through the first NMOS transistor.

【0010】しかし、第1のNMOSトランジスタは、
そのゲートには自己のドレイン電圧が供給されているた
め、論理ゲート回路の出力は、第1のNMOSトランジ
スタのしきい値VTHN までしか放電されない。そして、
論理ゲート回路の出力が低くなると、今度は、第2のN
MOSトランジスタがオン状態となるから、論理ゲート
回路の放電側が第2のNMOSトランジスタを介して接
地に接続され、第2のNMOSトランジスタがオン状態
となれば第1のNMOSトランジスタのゲート電圧が低
くなってこの第1のNMOSトランジスタがオフ状態と
なるので、論理ゲート回路の出力側の放電はその第2の
NMOSトランジスタのみを介して行われる。
However, the first NMOS transistor has:
The output of the logic gate circuit is discharged only up to the threshold value V THN of the first NMOS transistor because its own drain voltage is supplied to its gate. And
When the output of the logic gate circuit goes low, the second N
Since the MOS transistor is turned on, the discharge side of the logic gate circuit is connected to the ground via the second NMOS transistor, and when the second NMOS transistor is turned on, the gate voltage of the first NMOS transistor decreases. Since the first NMOS transistor is turned off, the discharge on the output side of the logic gate circuit is performed only through the second NMOS transistor.

【0011】この際、第2のNMOSトランジスタは、
論理ゲート回路の出力がインバータを介して供給されて
いるから、正帰還回路を構成するので、飽和領域で使用
されることになり、論理ゲート回路の出力側は接地レベ
ルまで降下する。つまり、本発明であれば、論理ゲート
回路の出力が立ち上がる際には、先ず、第1のPMOS
トランジスタを介して(VCC−VTHP )まで充電され、
次いで、第2のPMOSトランジスタを介して電源電圧
CCまで充電される一方、論理ゲート回路の出力が立ち
下がる際には、先ず、第1のNMOSトランジスタを介
してVTHN まで放電され、次いで、第2のNMOSトラ
ンジスタを介して接地レベルまで放電される。
At this time, the second NMOS transistor is
Since the output of the logic gate circuit is supplied via the inverter, it constitutes a positive feedback circuit, so that it is used in the saturation region, and the output side of the logic gate circuit drops to the ground level. That is, according to the present invention, when the output of the logic gate circuit rises, first, the first PMOS
Charged to (V CC -V THP ) through the transistor,
Next, while being charged to the power supply voltage V CC through the second PMOS transistor, when the output of the logic gate circuit falls, first, it is discharged to V THN through the first NMOS transistor, and then, It is discharged to the ground level via the second NMOS transistor.

【0012】そして、第1のPMOSトランジスタ及び
第2のNMOSトランジスタの駆動力を大きく(例え
ば、第1のPMOSトランジスタ並びに第1のNMOS
トランジスタのチャネル幅W及びチャネル長Lの比W/
Lを大きく)し、第2のPMOSトランジスタ及び第2
のNMOSトランジスタの駆動力を小さく(例えば、第
2のPMOSトランジスタ並びに第2のNMOSトラン
ジスタのチャネル幅W及びチャネル長Lの比W/Lを小
さく)しているから、充電及び放電の開始時から第2の
PMOSトランジスタ又は第2のNMOSトランジスタ
がオン状態となるまでは、高速で充電及び放電が行わ
れ、第2のPMOSトランジスタ又は第2のNMOSト
ランジスタがオン状態となった後は、低速で充電及び放
電が行われることになる。
The driving power of the first PMOS transistor and the second NMOS transistor is increased (for example, the first PMOS transistor and the first NMOS transistor).
The ratio of the channel width W and the channel length L of the transistor W /
L is increased), and the second PMOS transistor and the second
Of the NMOS transistor (for example, the ratio W / L of the channel width W and the channel length L of the second PMOS transistor and the second NMOS transistor is reduced). Charge and discharge are performed at high speed until the second PMOS transistor or the second NMOS transistor is turned on, and at low speed after the second PMOS transistor or the second NMOS transistor is turned on. Charging and discharging will be performed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の第1実施例を示す回路図であ
り、これは、本発明に係る半導体回路を、半導体集積回
路の信号出力装置1に適用したものである。先ず、構成
を説明すると、この信号出力装置1は、論理ゲート回路
としてのCMOSインバータ2を有し、そのCMOSイ
ンバータ2の入力側が半導体集積回路の信号出力ライン
3に接続され、CMOSインバータ2の出力側が出力パ
ッド4に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, in which a semiconductor circuit according to the present invention is applied to a signal output device 1 of a semiconductor integrated circuit. First, the configuration will be described. This signal output device 1 has a CMOS inverter 2 as a logic gate circuit, and the input side of the CMOS inverter 2 is connected to a signal output line 3 of a semiconductor integrated circuit. The side is connected to the output pad 4.

【0014】そして、CMOSインバータ2を構成する
充電側としてのPMOSトランジスタP0 ソースと、
電源VCCとの間に、第1のPMOSトランジスタP1
び第2のPMOSトランジスタP2 が並列に介在し、C
MOSインバータ2を構成する放電側としてのNMOS
トランジスタN0 ソースと、接地GNDとの間に、第
1のNMOSトランジスタN1 及び第2のNMOSトラ
ンジスタN2 が並列に介在している。
And a source of a PMOS transistor P 0 as a charging side constituting the CMOS inverter 2;
A first PMOS transistor P 1 and a second PMOS transistor P 2 intervene in parallel between the power supply V CC and C
NMOS as discharge side constituting MOS inverter 2
A first NMOS transistor N 1 and a second NMOS transistor N 2 are provided in parallel between the source of the transistor N 0 and the ground GND.

【0015】第1のPMOSトランジスタP1 のゲート
には、その第1のPMOSトランジスタP1 ドレイン
電圧が供給され、第2のPMOSトランジスタP2 のゲ
ートには、CMOSインバータ2の出力が駆動力の小さ
なインバータ5を介して供給されている。また、第1の
NMOSトランジスタN1 のゲートには、その第1のN
MOSトランジスタN1 ドレイン電圧が供給され、第
2のNMOSトランジスタN2 のゲートには、CMOS
インバータ2の出力が駆動力の小さなインバータ6を介
して供給されている。
The gate of the first PMOS transistor P 1 is supplied with the drain voltage of the first PMOS transistor P 1, and the gate of the second PMOS transistor P 2 is connected to the gate of the CMOS inverter 2. The output is supplied via an inverter 5 having a small driving force. The gate of the first NMOS transistor N 1 has the first N
MOS drain voltage of the transistor N 1 is supplied to the second gate of the NMOS transistor N 2, CMOS
The output of the inverter 2 is supplied via an inverter 6 having a small driving force.

【0016】そして、第1のPMOSトランジスタP1
並びに第1のNMOSトランジスタN1 は、そのチャネ
ル幅W及びチャネル長Lの比W/Lが大きい(駆動力の
大きい)トランジスタであり、第2のPMOSトランジ
スタP2 並びに第2のPMOSトランジスタP2 は、そ
のチャネル幅W及びチャネル長Lの比W/Lが小さい
(駆動力の小さい)トランジスタである。
Then, the first PMOS transistor P 1
Further, the first NMOS transistor N 1 is a transistor having a large ratio (large driving force) W / L of the channel width W and the channel length L, and the second PMOS transistor P 2 and the second PMOS transistor P 2 Is a transistor having a small ratio (low driving force) W / L of the channel width W and the channel length L.

【0017】次に、本実施例の作用を説明する。図2
(a)〜(f)は、それぞれ図1のa〜f点の波形を示
す波形図であって、a点はCMOSインバータ2の入力
側、b点はCMOSインバータ2の出力側、c点はイン
バータ5の出力側、d点はインバータ6の出力側、e点
は第1のPMOSトランジスタP1 ドレイン側、f点
は第1のNMOSトランジスタN1ドレイン側を示し
ている。
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG.
(A) to (f) are waveform diagrams respectively showing waveforms at points a to f in FIG. 1, where point a is the input side of the CMOS inverter 2, point b is the output side of the CMOS inverter 2, and point c is output side, d point of the inverter 5 is the output side, e point of the inverter 6 is the drain side, f point of the first PMOS transistor P 1 represents the first drain of the NMOS transistor N 1.

【0018】即ち、時刻t1 においてCMOSインバー
タ2への入力が立ち上がりを開始すると(図2(a)参
照)、PMOSトランジスタP0 がオン状態からオフ状
態に移行し、NMOSトランジスタN0 がオフ状態から
オン状態に移行する。この時、第1のNMOSトランジ
スタN1 は、自己のドレイン側の電位がゲートに供給さ
れているため、オン状態であり、第2のNMOSトラン
ジスタN2 は、そのゲートにCMOSインバータ2の出
力がインバータ6を介して供給されているため、オフ状
態である。
That is, when the input to the CMOS inverter 2 starts rising at time t 1 (see FIG. 2A), the PMOS transistor P 0 shifts from the on state to the off state, and the NMOS transistor N 0 turns off. To ON state. At this time, the first NMOS transistor N 1 is in the ON state because the potential on its own drain side is supplied to the gate, and the output of the CMOS inverter 2 is connected to the gate of the second NMOS transistor N 2. Since it is supplied via the inverter 6, it is in the off state.

【0019】従って、CMOSインバータ2の出力側に
蓄積されていた電荷は、NMOSトランジスタN0 及び
第1のNMOSトランジスタN1 を通じて、接地GND
側に放電されるが、第1のNMOSトランジスタN1
駆動力の大きなトランジスタであるため、CMOSイン
バータ2の出力側の電位は比較的急峻に降下する(図2
(b)参照)。
Therefore, the electric charge accumulated on the output side of the CMOS inverter 2 is supplied to the ground GND through the NMOS transistor N 0 and the first NMOS transistor N 1.
Although is discharged to the side, a first NMOS transistor N 1 is for a large transistor driving force, the output side potential of the CMOS inverter 2 drops relatively steeply (Fig. 2
(B)).

【0020】しかし、この時の第1のNMOSトランジ
スタN1 ドレイン側の電位は、その第1のNMOSト
ランジスタN1 で電圧降下が生じるから、NMOSトラ
ンジスタN1 のしきい値VTHN の分だけ、接地GNDレ
ベルよりも高い電位を示している(図2(f)参照)。
このため、CMOSインバータ2の出力側の電位が急峻
に降下するのは、そのしきい値VTHN に達するまでの間
(時刻t2 に達するまでの間)である(図2(b)参
照)。
[0020] However, the drain side of the potential of the first NMOS transistor N 1 at this time, since the first voltage drop at the NMOS transistor N 1 is generated, by the amount of the threshold V THN of the NMOS transistor N 1 , And a potential higher than the ground GND level (see FIG. 2F).
Therefore, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 drops sharply until the threshold value V THN is reached (until the time t 2 is reached) (see FIG. 2B). .

【0021】一方、CMOSインバータ2の出力側の電
位が降下すると、インバータ6の出力が立ち上がるた
め、第2のNMOSトランジスタN2 のゲート電圧が高
くなり(図2(d)参照)、その第2のNMOSトラン
ジスタN2 がオフ状態からオン状態に移行し、第1のN
MOSトランジスタN1 ドレイン電圧が降下する(図
2(f)参照)が、第1のNMOSトランジスタN1
ドレイン電圧の降下に伴って、CMOSインバータ2の
出力側の電位が更に降下し、するとインバータ6の出力
が更に上昇するという正帰還を形成するから、結局、第
1のNMOSトランジスタN1 ドレイン電圧は接地G
NDレベルまで降下し(図2(f)参照)、CMOSイ
ンバータ2の出力側の電位も、接地GNDレベルまで降
下する(図2(b)参照)。
On the other hand, when the potential on the output side of the CMOS inverter 2 drops, the output of the inverter 6 rises, so that the gate voltage of the second NMOS transistor N2 increases (see FIG. 2 (d)). NMOS transistor N 2 is shifted from the oFF state to the oN state of the first N
MOS drain voltage of the transistor N 1 falls (FIG. 2 (f) refer) is, the first NMOS transistor N 1
As the drain voltage drops, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 further drops, and then the output of the inverter 6 further rises, so that a positive feedback is formed. As a result, the drain voltage of the first NMOS transistor N 1 is eventually formed. Is ground G
The voltage drops to the ND level (see FIG. 2F), and the potential on the output side of the CMOS inverter 2 also drops to the ground GND level (see FIG. 2B).

【0022】そして、第1のNMOSトランジスタN1
ドレイン電圧が降下すると、その第1のNMOSトラ
ンジスタN1 はオン状態からオフ状態に移行するため、
時刻t2 からt3 の間のCMOSインバータ2の出力側
の放電は、駆動力の小さな第2のNMOSトランジスタ
2 だけを介して行われることになるから、比較的緩や
かになる(図2(b)参照)。
Then, the first NMOS transistor N 1
When the drain voltage of the drops, to shift to the OFF state from the first NMOS transistor N 1 is turned on,
The output side of the discharge of the CMOS inverter 2 between time t 2 of t 3, since will be effected only through the NMOS transistor N 2 smaller second driving force, becomes relatively gentle (FIG. 2 ( b)).

【0023】また、インバータ6と同様にインバータ5
の出力も立ち上がる(図2(c)参照)ので、そのイン
バータ5の出力がゲートに供給される第2のPMOSト
ランジスタP2 は、オン状態からオフ状態に移行し、そ
れによって第1のPMOSトランジスタP1 がオフ状態
からオン状態に移行するから、第1のPMOSトランジ
スタP1 ドレイン側の電位は、電源VCCレベルよりも
PMOSトランジスタP1 のしきい値VTHP だけ低い値
になる(図2(e)参照)。
Also, as with the inverter 6, the inverter 5
2 rises (see FIG. 2C), the second PMOS transistor P 2 whose output is supplied to the gate of the inverter 5 shifts from the on state to the off state, and thereby the first PMOS transistor P 2 since P 1 is changed from the oFF state to the oN state, the potential of the first drain side of the PMOS transistor P 1 becomes a low value by the threshold V THP of the PMOS transistors P 1 than the power supply V CC level (Fig. 2 (e)).

【0024】そして、このような状態から、今度は時刻
4 においてCMOSインバータ2への入力が立ち下が
りを開始すると(図2(a)参照)、PMOSトランジ
スタP0 がオフ状態からオン状態に移行し、NMOSト
ランジスタN0 がオン状態からオフ状態に移行する。こ
の時、第1のPMOSトランジスタP1 は、自己のドレ
イン側の電位がゲートに供給されているため、オン状態
であり、第2のPMOSトランジスタP2 は、そのゲー
トにCMOSインバータ2の出力がインバータ5を介し
て供給されているため、オフ状態である。
From this state, when the input to the CMOS inverter 2 starts falling at time t 4 (see FIG. 2A), the PMOS transistor P 0 shifts from the off state to the on state. Then, the NMOS transistor N 0 shifts from the on state to the off state. At this time, the first PMOS transistor P 1 is, self-Dore
Since the in- side potential is supplied to the gate, the second PMOS transistor P 2 is in the on state, and the output of the CMOS inverter 2 is supplied to the gate of the second PMOS transistor P 2 via the inverter 5. is there.

【0025】従って、CMOSインバータ2の出力側
は、第1のPMOSトランジスタP1及びPMOSトラ
ンジスタP0 を通じて充電されるが、第1のPMOSト
ランジスタP1 は駆動力の大きなトランジスタであるた
め、CMOSインバータ2の出力側の電位は比較的急峻
に上昇する(図2(b)参照)。しかし、この時の第1
のPMOSトランジスタP1 ドレイン側の電位は、上
述したように、PMOSトランジスタN1 のしきい値V
THP の分だけ、電源VCCレベルよりも低い電位を示して
いる(図2(e)参照)。
Accordingly, the output side of the CMOS inverter 2 is charged through the first PMOS transistor P 1 and the PMOS transistor P 0. However, since the first PMOS transistor P 1 is a transistor having a large driving force, the CMOS inverter 2 is charged. The potential on the output side of No. 2 rises relatively steeply (see FIG. 2B). However, at this time the first
The drain-side potential of the PMOS transistor P 1, as described above, the threshold value V of the PMOS transistor N 1
The potential is lower than the power supply V CC level by THP (see FIG. 2E).

【0026】このため、CMOSインバータ2の出力側
の電位が急峻に上昇するのは、そのしきい値VTHP に達
するまでの間(時刻t5 に達するまでの間)である(図
2(b)参照)。一方、CMOSインバータ2の出力側
の電位が上昇すると、インバータ5の出力が立ち下がる
ため、第2のPMOSトランジスタP2 のゲート電圧が
低くなり(図2(c)参照)、その第2のPMOSトラ
ンジスタP2 がオフ状態からオン状態に移行し、第1の
PMOSトランジスタP1 ドレイン電圧が上昇する
(図2(e)参照)が、第1のPMOSトランジスタP
1 ドレイン電圧の上昇に伴って、CMOSインバータ
2の出力側の電位が更に上昇し、するとインバータ5の
出力が更に降下するという正帰還を形成するから、結
局、第1のPMOSトランジスタP1 ドレイン電圧は
電源VCCレベルまで上昇し(図2(f)参照)、CMO
Sインバータ2の出力側の電位も、電源VCCレベルまで
上昇する(図2(b)参照)。
Therefore, the potential on the output side of the CMOS inverter 2 sharply rises until the threshold value V THP is reached (until time t 5 is reached) (FIG. 2 (b)). )reference). On the other hand, when the potential on the output side of the CMOS inverter 2 rises, the output of the inverter 5 falls, so that the gate voltage of the second PMOS transistor P2 decreases (see FIG. 2 (c)). transistor P 2 is shifted from the oFF state to the oN state, the first drain voltage of the PMOS transistor P 1 is increased (see FIG. 2 (e)) is, the first PMOS transistor P
With increasing first drain voltage further increases the output side potential of the CMOS inverter 2, a result from the output of the inverter 5 to form a positive feedback that further drops, eventually, of the first PMOS transistor P 1 The drain voltage rises to the power supply V CC level (see FIG. 2 (f)), and the CMO
The potential on the output side of the S inverter 2 also rises to the power supply V CC level (see FIG. 2B).

【0027】そして、第1のPMOSトランジスタP1
ドレイン電圧が上昇すると、その第1のPMOSトラ
ンジスタP1 はオン状態からオフ状態に移行するため、
時刻t5 からt6 の間のCMOSインバータ2の出力側
の充電は、駆動力の小さな第2のPMOSトランジスタ
2 だけを介して行われることになるから、比較的緩や
かになる(図2(b)参照)。
Then, the first PMOS transistor P 1
When the drain voltage of the increases, since the first PMOS transistor P 1 that is the transition from the ON state to the OFF state,
Charging of the output side of the CMOS inverter 2 between t 6 from the time t 5, since will be effected only through the PMOS transistor P 2 smaller second driving force, becomes relatively gentle (FIG. 2 ( b)).

【0028】また、インバータ5と同様にインバータ6
の出力も立ち上がる(図2(d)参照)ので、そのイン
バータ6の出力がゲートに供給される第2のNMOSト
ランジスタN2 は、オン状態からオフ状態に移行し、そ
れによって第1のNMOSトランジスタN1 がオフ状態
からオン状態に移行するから、第1のNMOSトランジ
スタN1 ドレイン側の電位はしきい値VTHN となる
(図2(f)参照)。
Further, similarly to the inverter 5, the inverter 6
The output also rises because (see FIG. 2 (d) see), the second NMOS transistor N 2 which output is supplied to the gate of the inverter 6, shifts from the ON state to the OFF state, whereby the first NMOS transistor since N 1 is shifted from the oFF state to the oN state, the potential of the first drain of the NMOS transistor N 1 is the threshold V THN (see FIG. 2 (f)).

【0029】つまり、CMOSインバータ2の出力は、
その波形図である図2(b)からも明らかなように、そ
の立ち下がり及び立ち上がり時には、比較的急峻に変化
する期間(t1 →t2 ,t4 →t5 )と、比較的緩やか
に変化する期間(t2 →t3 ,t5 →t6 )とを経て、
最終的に電源VCCレベル又は接地GNDレベルに到達す
る。
That is, the output of the CMOS inverter 2 is
As is clear from the waveform diagram of FIG. 2 (b), at the time of the fall and the rise, the period (t 1 → t 2 , t 4 → t 5 ) that changes relatively steeply, and the time is relatively gentle. After a period of change (t 2 → t 3 , t 5 → t 6 ),
Eventually, it reaches the power supply V CC level or the ground GND level.

【0030】そして、CMOSインバータ2の出力電圧
は、急峻に変化する期間の終了時点で略電源VCCレベル
又は接地GNDレベルに到達しているから、次段の論理
回路の駆動には支障はなく、従って、CMOSインバー
タ2の高速動作は達成されているし、しかも、緩やかに
変化する期間を経て最終的な電位に落ち着くから、CM
OSインバータ2のスイッチングによる電源ラインや接
地ラインの電源電圧にはほとんど影響を与えない。
[0030] Then, the output voltage of the CMOS inverter 2, because they reached approximately the power supply V CC level or ground GND level at the end of the steeply varying period, no hindrance to the driving of the next-stage logic circuit Therefore, the high speed operation of the CMOS inverter 2 is achieved, and the potential is settled to the final potential after a period of gradual change.
The switching of the OS inverter 2 hardly affects the power supply voltage of the power supply line or the ground line.

【0031】このため、多数ビットを同時にスイッチン
グしても、電源電圧の変動は極小さくて済み、電源電圧
の変動に起因する論理回路の誤動作等が防止されるか
ら、本実施例のような信号出力装置1は、多ビット化及
び高速化が図られている近年の半導体集積回路の信号出
力装置として好適である。また、CMOSインバータ2
の出力が最終的に電源VCCレベル又は接地GNDレベル
に落ち着くから、次段の論理回路をCMOSロジックで
構成しても、大きな貫通電流が流れることは避けられ
る。
For this reason, even if a large number of bits are switched at the same time, the fluctuation of the power supply voltage can be extremely small, and the malfunction of the logic circuit due to the fluctuation of the power supply voltage can be prevented. The output device 1 is suitable as a signal output device of a recent semiconductor integrated circuit in which multi-bit operation and high-speed operation are achieved. CMOS inverter 2
Finally settles at the power supply V CC level or the ground GND level, so that a large through current does not flow even if the next-stage logic circuit is configured by CMOS logic.

【0032】図3は、本発明の第2実施例を示す図であ
り、論理ゲート回路として2入力のNAND回路7に本
発明を適用したものである。なお、図1に示す回路と同
等の構成には、同じ符号を付している。即ち、このNA
ND回路7は、電源VCC側に並列に配設された二つのP
MOSトランジスタP3 ,P4 と、接地GND側に直列
に配設された二つのNMOSトランジスタN3 ,N4
から構成されていて、一方の入力Aが、PMOSトラン
ジスタP3 及びNMOSトランジスタN3 のゲートに供
給され、他方の入力Bが、PMOSトランジスタP4
びNMOSトランジスタN4 のゲートに供給されて、P
MOSトランジスタP3 ドレイン側が出力Fとなって
いる。
FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a two-input NAND circuit 7 as a logic gate circuit. The same components as those in the circuit shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. That is, this NA
The ND circuit 7 has two Ps arranged in parallel on the power supply V CC side.
It comprises MOS transistors P 3 and P 4 and two NMOS transistors N 3 and N 4 arranged in series on the ground GND side. One input A is a PMOS transistor P 3 and an NMOS transistor N 3 And the other input B is supplied to the gates of a PMOS transistor P 4 and an NMOS transistor N 4 ,
The drain side of the MOS transistor P 3 is an output F.

【0033】そして、NAND回路7の充電側としての
PMOSトランジスタP3 ,P4 のソースと電源VCC
の間に、第1のPMOSトランジスタP1 及び第2のP
MOSトランジスタP2 を配設し、NAND回路7の放
電側としてのNMOSトランジスタN4 のソースと接地
GNDとの間に、第1のNMOSトランジスタN1 及び
第2のNMOSトランジスタN2 を配設している。その
他の構成は、上記第1実施例と同様である。
The first PMOS transistor P 1 and the second PMOS transistor P 1 are connected between the sources of the PMOS transistors P 3 and P 4 as the charging side of the NAND circuit 7 and the power supply V CC.
A MOS transistor P 2 is provided, and a first NMOS transistor N 1 and a second NMOS transistor N 2 are provided between the source of the NMOS transistor N 4 as the discharge side of the NAND circuit 7 and the ground GND. ing. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0034】このような構成であれば、上記第1実施例
と同様の作用により、NAND回路7の出力Fが変化す
る際には、比較的急峻に変化する期間と、比較的緩やか
に変化する期間とを経て、最終的に電源VCCレベル又は
接地GNDレベルに到達するから、上記第1実施例と同
様に、高速動作が図られるとともに、電源電圧の変動を
抑制することができる。
With such a configuration, the output F of the NAND circuit 7 changes relatively steeply and changes relatively slowly when the output F of the NAND circuit 7 changes by the same operation as in the first embodiment. After the period, the power supply voltage finally reaches the power supply V CC level or the ground GND level, so that high-speed operation can be achieved and fluctuations in the power supply voltage can be suppressed as in the first embodiment.

【0035】なお、上記各実施例では、本発明に係る半
導体回路を、論理ゲート回路としてCMOSインバータ
2又はNAND回路7に適用した場合を示しているが、
本発明の適用対象はこれらに限定されるものではなく、
その他の論理ゲート回路、例えば、OR回路,AND回
路,NOR回路等であってもよい。
In each of the above embodiments, the case where the semiconductor circuit according to the present invention is applied to the CMOS inverter 2 or the NAND circuit 7 as a logic gate circuit is shown.
The application of the present invention is not limited to these,
Other logic gate circuits, for example, an OR circuit, an AND circuit, a NOR circuit, and the like may be used.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
論理ゲート回路の出力が変化する際には、比較的急峻に
変化する期間と、比較的緩やかに変化する期間とを経
て、最終的なレベルに到達するようになるから、論理ゲ
ート回路の高速動作を達成する一方で、電源電圧の変動
を抑制することができるという効果がある。
As described above, according to the present invention,
When the output of the logic gate circuit changes, the final level is reached through a period in which the output changes relatively steeply and a period in which the output changes relatively slowly. Is achieved, the fluctuation of the power supply voltage can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す回路のa〜f点の波形を示す波形図
である。
FIG. 2 is a waveform chart showing waveforms at points a to f of the circuit shown in FIG.

【図3】本発明の第2実施例の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号出力装置(半導体回路) 2 CMOSインバータ(論理ゲート回路) 5,6 インバータ 7 NAND回路(論理ゲート回路) P1 第1のPMOSトランジスタ P2 第2のPMOSトランジスタ N1 第1のNMOSトランジスタ N2 第2のNMOSトランジスタReference Signs List 1 signal output device (semiconductor circuit) 2 CMOS inverter (logic gate circuit) 5, 6 inverter 7 NAND circuit (logic gate circuit) P 1 first PMOS transistor P 2 second PMOS transistor N 1 first NMOS transistor N 2 Second NMOS transistor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 論理ゲート回路の充電側と電源との間
に、ゲートに自己のドレイン電圧が供給された第1のP
チャネルMOSトランジスタと、ゲートに前記論理ゲー
ト回路の出力がインバータを介して供給された第2のP
チャネルMOSトランジスタとを並列に介在させ、前記
論理ゲート回路の放電側と接地との間に、ゲートに自己
ドレイン電圧が供給された第1のNチャネルMOSト
ランジスタと、ゲートに前記論理ゲート回路の出力がイ
ンバータを介して供給された第2のNチャネルMOSト
ランジスタとを並列に介在させるとともに、前記第1の
PチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のNチャネ
ルMOSトランジスタは駆動力が大きく、前記第2のP
チャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネル
MOSトランジスタは駆動力が小さいことを特徴とする
半導体回路。
A first P-type gate having its own drain voltage supplied between a charging side of a logic gate circuit and a power supply;
A channel MOS transistor, and a second P gate whose gate receives the output of the logic gate circuit through an inverter.
A first N-channel MOS transistor having its own drain voltage supplied to the gate between the discharge side of the logic gate circuit and ground; A second N-channel MOS transistor whose output is supplied via an inverter is interposed in parallel, and the first P-channel MOS transistor and the first N-channel MOS transistor have a large driving force, and P
A semiconductor circuit, wherein the channel MOS transistor and the second N-channel MOS transistor have low driving power.
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