JPH0522113A - 出力バツフア回路 - Google Patents
出力バツフア回路Info
- Publication number
- JPH0522113A JPH0522113A JP3171374A JP17137491A JPH0522113A JP H0522113 A JPH0522113 A JP H0522113A JP 3171374 A JP3171374 A JP 3171374A JP 17137491 A JP17137491 A JP 17137491A JP H0522113 A JPH0522113 A JP H0522113A
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- JP
- Japan
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- mos transistor
- drain
- source
- current
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 製造偏差等によりMOSトランジスタのしき
い値電圧VT が変動しても出力バッファ回路の高レベル
出力電圧VOHが変動しないようにする。 【構成】 入力端子BIASの基準電圧をVbとし、M
OSトランジスタM7を流れる電流をI7とする。利得
Ad》1とすれば、演算増幅器1の負側入力電位はVb
となる。従って、I7=Vb/R2である。これより電
流をI7は基準電圧Vbと抵抗器R2によってのみ決定
される。M3とM6はカレントミラーであるから、それ
ぞれのMOSトランジスタのチャネル長、チャネル幅を
L3、L6、W3、W6とすればMOSトランジスタM
3を流れる電流I3はI3=(W3/L3)I5/(W
6/L6)となる。ここで抵抗器R2としてLSI外部
の抵抗器を用いること等により誤差がほとんどなくなる
ことから電流I5はほぼ一定値をとる。これにより電流
I3はW3、W6、L3、L6により決定されほぼ一定
値をとる。
い値電圧VT が変動しても出力バッファ回路の高レベル
出力電圧VOHが変動しないようにする。 【構成】 入力端子BIASの基準電圧をVbとし、M
OSトランジスタM7を流れる電流をI7とする。利得
Ad》1とすれば、演算増幅器1の負側入力電位はVb
となる。従って、I7=Vb/R2である。これより電
流をI7は基準電圧Vbと抵抗器R2によってのみ決定
される。M3とM6はカレントミラーであるから、それ
ぞれのMOSトランジスタのチャネル長、チャネル幅を
L3、L6、W3、W6とすればMOSトランジスタM
3を流れる電流I3はI3=(W3/L3)I5/(W
6/L6)となる。ここで抵抗器R2としてLSI外部
の抵抗器を用いること等により誤差がほとんどなくなる
ことから電流I5はほぼ一定値をとる。これにより電流
I3はW3、W6、L3、L6により決定されほぼ一定
値をとる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の出力
バッファ回路に関し、特に、CMOSプロセスで製造さ
れる論理LSI上でECLレベルを供給するための出力
バッファ回路に関する。
バッファ回路に関し、特に、CMOSプロセスで製造さ
れる論理LSI上でECLレベルを供給するための出力
バッファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCMOS論理LSI用出力バッフ
ァは、図2に示すように、ソースが接地されゲートが端
子INに接続されるMOSトランジスタM1と、ドレイ
ンがMOSトランジスタM1のドレインと接続されゲー
トが端子INに接続されるMOSトランジスタM2と、
ドレインがMOSトランジスタM2のソースと接続され
ゲートが端子BIASと接続されソースが電源E1と接
続されるMOSトランジスタM3と、ソースが接地され
ドレインがMOSトランジスタM1のドレインと接続さ
れるMOSトランジスタM4と、ソースが接地されゲー
トがMOSトランジスタM4のゲートとドレインに接続
されドレインが端子OUTに接続されるMOSトランジ
スタM5と、端子OUTと電源E2間に配置される抵抗
器R1を有している。
ァは、図2に示すように、ソースが接地されゲートが端
子INに接続されるMOSトランジスタM1と、ドレイ
ンがMOSトランジスタM1のドレインと接続されゲー
トが端子INに接続されるMOSトランジスタM2と、
ドレインがMOSトランジスタM2のソースと接続され
ゲートが端子BIASと接続されソースが電源E1と接
続されるMOSトランジスタM3と、ソースが接地され
ドレインがMOSトランジスタM1のドレインと接続さ
れるMOSトランジスタM4と、ソースが接地されゲー
トがMOSトランジスタM4のゲートとドレインに接続
されドレインが端子OUTに接続されるMOSトランジ
スタM5と、端子OUTと電源E2間に配置される抵抗
器R1を有している。
【0003】次に、図2に示された回路の動作について
説明する。
説明する。
【0004】端子INVin2 にLo レベルが入力される
と、MOSトランジスタM1は“OFF”、M2は“O
N”状態となる。これによりMOSトランジスタM4、
M2、M3のパスに電流IM3が流れる。この電流IM3は
電流源のMOSトランジスタM3により決まる。K=導
電係数、(W/L)=MOSトランジスタのチャネル幅
チャネル長比、VT=MOSトランジスタのしきい値電
圧とすると
と、MOSトランジスタM1は“OFF”、M2は“O
N”状態となる。これによりMOSトランジスタM4、
M2、M3のパスに電流IM3が流れる。この電流IM3は
電流源のMOSトランジスタM3により決まる。K=導
電係数、(W/L)=MOSトランジスタのチャネル幅
チャネル長比、VT=MOSトランジスタのしきい値電
圧とすると
【数1】IM3=K(W/L)M3(Vbias−VT )2 と表される。MOSトランジスタM4、M5はカレント
ミラーであるからMOSトランジスタM5を流れる電流
IM5は
ミラーであるからMOSトランジスタM5を流れる電流
IM5は
【数2】 と表される。これより出力電圧Voutは
【数3】Vout=R1・IM5+E2 である。ここでE2=1.70(V)とした時にVou
t≒0.96(V)となるようにトランジスタサイズ、
バイアス電圧を設定する。
t≒0.96(V)となるようにトランジスタサイズ、
バイアス電圧を設定する。
【0005】また、端子INにHiレベルが入力される
と、MOSトランジスタM1は“ON”、M2は“OF
F”状態となる。これによりMOSトランジスタM4、
M5も“OFF”状態となり、IM5=0であるからVo
ut=1.7(V)となる。
と、MOSトランジスタM1は“ON”、M2は“OF
F”状態となる。これによりMOSトランジスタM4、
M5も“OFF”状態となり、IM5=0であるからVo
ut=1.7(V)となる。
【0006】従って、以上動作によりVOH=0.96、
VOL=1.70(V)となり、ECL−100Kインタ
フェースに合致する出力レベルが得られる。
VOL=1.70(V)となり、ECL−100Kインタ
フェースに合致する出力レベルが得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の出力バッファ回路では、製造偏差等によりMOSト
ランジスタのしきい値電圧VT が変動した場合に高レベ
ル出力電圧(VOH)が変動するという課題があった。
来の出力バッファ回路では、製造偏差等によりMOSト
ランジスタのしきい値電圧VT が変動した場合に高レベ
ル出力電圧(VOH)が変動するという課題があった。
【0008】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記課題を解決することを可能とした新規な出力バ
ッファ回路を提供することにある。
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記課題を解決することを可能とした新規な出力バ
ッファ回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る出力バッファ回路は、ソースが接地さ
れゲートが入力端子と接続された第1のMOSトランジ
スタと、ドレインが前記第1のMOSトランジスタのド
レインと接続されゲートが前記入力端子と接続された第
2のMOSトランジスタと、ドレインが前記第2のMO
Sトランジスタのソースと接続されソースが第1の電源
と接続された第3のMOSトランジスタと、ソースが接
地されドレイン及びゲートが前記第1のMOSトランジ
スタのドレインと接続された第4のMOSトランジスタ
と、ソースが接地されゲートが前記第4のMOSトラン
ジスタのゲートと接続されドレインが出力端子と接続さ
れた第5のMOSトランジスタと、出力端子と第2の電
源間に配置された第1の抵抗器と、ソースが前記第1の
電源と接続されドレイン及びゲートが前記第3のMOS
トランジスタのゲートと接続された第6のMOSトラン
ジスタと、ドレインが前記第6のMOSトランジスタの
ドレインと接続された第7のMOSトランジスタと、こ
の第7のMOSトランジスタのソースと接地間に配置さ
れた第2の抵抗器と、負側入力端子が前記第7のMOS
トランジスタのソースと接続され正側入力端子が第2の
入力端子と接続され出力端子が前記第7のMOSトラン
ジスタのゲートと接続された演算増幅器とを備えて構成
される。
に、本発明に係る出力バッファ回路は、ソースが接地さ
れゲートが入力端子と接続された第1のMOSトランジ
スタと、ドレインが前記第1のMOSトランジスタのド
レインと接続されゲートが前記入力端子と接続された第
2のMOSトランジスタと、ドレインが前記第2のMO
Sトランジスタのソースと接続されソースが第1の電源
と接続された第3のMOSトランジスタと、ソースが接
地されドレイン及びゲートが前記第1のMOSトランジ
スタのドレインと接続された第4のMOSトランジスタ
と、ソースが接地されゲートが前記第4のMOSトラン
ジスタのゲートと接続されドレインが出力端子と接続さ
れた第5のMOSトランジスタと、出力端子と第2の電
源間に配置された第1の抵抗器と、ソースが前記第1の
電源と接続されドレイン及びゲートが前記第3のMOS
トランジスタのゲートと接続された第6のMOSトラン
ジスタと、ドレインが前記第6のMOSトランジスタの
ドレインと接続された第7のMOSトランジスタと、こ
の第7のMOSトランジスタのソースと接地間に配置さ
れた第2の抵抗器と、負側入力端子が前記第7のMOS
トランジスタのソースと接続され正側入力端子が第2の
入力端子と接続され出力端子が前記第7のMOSトラン
ジスタのゲートと接続された演算増幅器とを備えて構成
される。
【0010】
【実施例】次に本発明をその好ましい一実施例について
図を参照して具体的に説明する。
図を参照して具体的に説明する。
【0011】図1は本発明に係るCMOSで作ったEC
L論理回路の出力バッファ回路の一実施例を示す回路構
成図である。
L論理回路の出力バッファ回路の一実施例を示す回路構
成図である。
【0012】図1を参照するに、本発明の一実施例は、
ソースが接地されゲートが入力端子INに接続されたM
OSトランジスタM1と、ドレインがMOSトランジス
タM1のドレインと接続されゲートが入力端子INに接
続されたMOSトランジスタM2と、ドレインがMOS
トランジスタM2のソースと接続されソースが電源E1
と接続されたMOSトランジスタM3と、ソースが接地
されドレイン及びゲートがMOSトランジスタM1のド
レインと接続されたMOSトランジスタM4と、ソース
が接地されゲートがMOSトランジスタM4のゲートと
接続されドレインが出力端子OUTに接続されたMOS
トランジスタM5と、ソースが電源E1と接続されドレ
イン及びゲートがMOSトランジスタM3のゲートと接
続されたMOSトランジスタM6と、ドレインがMOS
トランジスタM6のドレインと接続されたMOSトラン
ジスタM7と、出力端子OUTと電源E2間に配置され
た抵抗器R1と、MOSトランジスタM7のソースと接
地間に配置された抵抗器R2と、負側入力端子がMOS
トランジスタM7のソ−スと接続され正側入力端子が入
力端子BIASと接続され出力端子がMOSトランジス
タM7のゲートと接続された演算増幅器とで構成され
る。
ソースが接地されゲートが入力端子INに接続されたM
OSトランジスタM1と、ドレインがMOSトランジス
タM1のドレインと接続されゲートが入力端子INに接
続されたMOSトランジスタM2と、ドレインがMOS
トランジスタM2のソースと接続されソースが電源E1
と接続されたMOSトランジスタM3と、ソースが接地
されドレイン及びゲートがMOSトランジスタM1のド
レインと接続されたMOSトランジスタM4と、ソース
が接地されゲートがMOSトランジスタM4のゲートと
接続されドレインが出力端子OUTに接続されたMOS
トランジスタM5と、ソースが電源E1と接続されドレ
イン及びゲートがMOSトランジスタM3のゲートと接
続されたMOSトランジスタM6と、ドレインがMOS
トランジスタM6のドレインと接続されたMOSトラン
ジスタM7と、出力端子OUTと電源E2間に配置され
た抵抗器R1と、MOSトランジスタM7のソースと接
地間に配置された抵抗器R2と、負側入力端子がMOS
トランジスタM7のソ−スと接続され正側入力端子が入
力端子BIASと接続され出力端子がMOSトランジス
タM7のゲートと接続された演算増幅器とで構成され
る。
【0013】本発明の出力バッファ回路は、MOSトラ
ンジスタM1〜M5の出力駆動回路と、MOSトランジ
スタM6、M7、抵抗器R2及び演算増幅器1から成る
電流源安定回路に大別できる。また電源E2は基準電圧
源であり、他のBipECL−LSIより供給される。
バイアス端子BIASも他より安定した電圧を供給す
る。抵抗器R2は基準抵抗器であり、外部接続とする。
ンジスタM1〜M5の出力駆動回路と、MOSトランジ
スタM6、M7、抵抗器R2及び演算増幅器1から成る
電流源安定回路に大別できる。また電源E2は基準電圧
源であり、他のBipECL−LSIより供給される。
バイアス端子BIASも他より安定した電圧を供給す
る。抵抗器R2は基準抵抗器であり、外部接続とする。
【0014】まず上記電流源安定回路の動作について説
明する。
明する。
【0015】演算増幅器1を理想のものとし、利得Ad
を無限大とする。入力端子BIASにはBipトランジ
スタを用いた基準電圧発生回路を接続し、その基準電圧
をVbとする。MOSトランジスタM7を流れる電流を
I7とする。Ad》1とすれば、演算増幅器1の負側入
力電位はVbとなる。したがって、I7=Vb/R2で
ある。これより電流I7は基準電圧Vbと抵抗器R2に
よってのみ決定される。またMOSトランジスタM3と
M6はカレントミラーであるから、それぞれのMOSト
ランジスタのチャネル長、チャネル幅をL3、L6、W
3、W6とすればMOSトランジスタM3を流れる電流
I3は
を無限大とする。入力端子BIASにはBipトランジ
スタを用いた基準電圧発生回路を接続し、その基準電圧
をVbとする。MOSトランジスタM7を流れる電流を
I7とする。Ad》1とすれば、演算増幅器1の負側入
力電位はVbとなる。したがって、I7=Vb/R2で
ある。これより電流I7は基準電圧Vbと抵抗器R2に
よってのみ決定される。またMOSトランジスタM3と
M6はカレントミラーであるから、それぞれのMOSト
ランジスタのチャネル長、チャネル幅をL3、L6、W
3、W6とすればMOSトランジスタM3を流れる電流
I3は
【数4】 となる。ここで抵抗器R2をLSI外部の抵抗器を用い
るかあるいはLSI内部でトリミング等により誤差がほ
とんどなくなることから電流I5はほぼ一定値をとる。
これにより電流I3はW3、W6、L3、L6により決
定されほぼ一定値をとる。
るかあるいはLSI内部でトリミング等により誤差がほ
とんどなくなることから電流I5はほぼ一定値をとる。
これにより電流I3はW3、W6、L3、L6により決
定されほぼ一定値をとる。
【0016】次に前記出力駆動部であるが、基本的に従
来例と同様の動作をするので説明を省略する。
来例と同様の動作をするので説明を省略する。
【0017】ここで従来例と同様にして高レベル出力
(VOH)を求めると
(VOH)を求めると
【数5】 となる。前述のようにR1、I3はほぼ一定値をとり、
またE2が基準電圧源であることから、高レベル出力V
OHも製造偏差等によるMOSトランジスタのしきい値電
圧VT の変化の影響を受けることなく安定したECL・
Hiレベルが出力される。
またE2が基準電圧源であることから、高レベル出力V
OHも製造偏差等によるMOSトランジスタのしきい値電
圧VT の変化の影響を受けることなく安定したECL・
Hiレベルが出力される。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力駆動回路と同一LSI上に形成された電流源安定回
路、基準電圧源及びLSI外部に接続された抵抗器ある
いはLSI内部でトリミングされた抵抗により製造偏差
等の影響を受けずにECL・Hiレベルが出力できると
いう効果が得られる。
出力駆動回路と同一LSI上に形成された電流源安定回
路、基準電圧源及びLSI外部に接続された抵抗器ある
いはLSI内部でトリミングされた抵抗により製造偏差
等の影響を受けずにECL・Hiレベルが出力できると
いう効果が得られる。
【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図である。
【図2】従来例の回路図である。
M1〜M7…MOSトランジスタ E1、E2…電源 R1、R2…抵抗器 IN、BIAS…入力端子 OUT…出力端子 1…演算増幅器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ソースが接地されゲートが入力端子と接
続された第1のMOSトランジスタと、ドレインが前記
第1のMOSトランジスタのドレインと接続されゲート
が前記入力端子と接続された第2のMOSトランジスタ
と、ドレインが前記第2のMOSトランジスタのソース
と接続されソースが第1の電源と接続された第3のMO
Sトランジスタと、ソースが接地されドレイン及びゲー
トが前記第1のMOSトランジスタのドレインと接続さ
れた第4のMOSトランジスタと、ソースが接地されゲ
ートが前記第4のMOSトランジスタのゲートと接続さ
れドレインが出力端子と接続された第5のMOSトラン
ジスタと、ソースが前記第1の電源と接続されドレイン
及びゲートが前記第3のMOSトランジスタのゲートと
接続された第6のMOSトランジスタと、ドレインが前
記第6のMOSトランジスタのドレインと接続された第
7のMOSトランジスタと、第1の端子が前記第7のM
OSトランジスタのソースと接続され第2の端子が接地
された抵抗器と、負側入力端子が前記第7のMOSトラ
ンジスタのソースと接続され正側入力端子を第2の入力
端子と接続され出力端子が前記第7のMOSトランジス
タのゲートと接続された演算増幅器とを備えることを特
徴とする出力バッファ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171374A JPH0522113A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 出力バツフア回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171374A JPH0522113A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 出力バツフア回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0522113A true JPH0522113A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15922002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3171374A Pending JPH0522113A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 出力バツフア回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0522113A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6796894B1 (en) | 1999-11-24 | 2004-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular air conditioning apparatus |
US6836186B2 (en) | 2002-05-07 | 2004-12-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | AB class amplifier for controlling quiescent current |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199517A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-08-18 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | Cmos技術によるeclコンパチブルな入力/出力回路 |
JPS6462016A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-08 | American Telephone & Telegraph | Output buffer circuit |
JPH02266715A (ja) * | 1989-03-07 | 1990-10-31 | Kogo Denno Kofun Yugenkoshi | Mosアナログ増幅器及びcmos定常電流源 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3171374A patent/JPH0522113A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199517A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-08-18 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | Cmos技術によるeclコンパチブルな入力/出力回路 |
JPS6462016A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-08 | American Telephone & Telegraph | Output buffer circuit |
JPH02266715A (ja) * | 1989-03-07 | 1990-10-31 | Kogo Denno Kofun Yugenkoshi | Mosアナログ増幅器及びcmos定常電流源 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6796894B1 (en) | 1999-11-24 | 2004-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular air conditioning apparatus |
US6836186B2 (en) | 2002-05-07 | 2004-12-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | AB class amplifier for controlling quiescent current |
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