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JPH06120803A - Output buffer circuit - Google Patents

Output buffer circuit

Info

Publication number
JPH06120803A
JPH06120803A JP4270074A JP27007492A JPH06120803A JP H06120803 A JPH06120803 A JP H06120803A JP 4270074 A JP4270074 A JP 4270074A JP 27007492 A JP27007492 A JP 27007492A JP H06120803 A JPH06120803 A JP H06120803A
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JP
Japan
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output
state
buffer
field effect
effect transistor
Prior art date
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Application number
JP4270074A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2935318B2 (en
Inventor
Hideaki Murata
秀昭 村田
Hirofumi Sakurai
廣文 櫻井
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4270074A priority Critical patent/JP2935318B2/en
Publication of JPH06120803A publication Critical patent/JPH06120803A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase the working speed and also to reduce the through current by using a 3-state buffer as the output buffer circuit of a CMOS structure. CONSTITUTION:In an output circuit, a 3-state buffer circuit 6a working in a signal changing state is connected in parallel to a buffer circuit 7 which can improve the driving ability of a data flip-flop DFF 4. The circuit 6a works only in a signal changing state and has high impedance in a holding state. Therefore a PMOS transistor TR P4 and an NMOS TR N4 never conduct at one time and meanwhile no through current flows. Thus the driving ability is secured when an output signal changes and also the working speed of the circuit 6a is increased when the sizes of both TR P4 and N4 of the circuit 6a are increased. Therefore the circuit 7 does not require the large driving ability so that the TR sizes can be reduced and the through current can also be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は出力バッファ回路に関
し、特にCMOSによる出力バッファ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output buffer circuit, and more particularly to a CMOS output buffer circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の出力バッファ回路1Cは、図4に
示すように、データ信号入力端子2から入力する入力デ
ータDIをクロック信号入力端子から入力するクロック
信号CKに同期して取り込み保持するデータフリップフ
ロップ(以下、DFF4と称す)と、DFF4の出力反
転Qをt時間遅延させるインバータ5,9と遅延した信
号反転QDと反転QによりPチャネル型絶縁ゲート電界
効果トランジスタ(以下、P型MOSトランジスタと称
す)P9とNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジス
タ(以下、N型MOSトランジスタと称す)N9が同時
に導通しないようにするNANDゲート101,NOR
ゲート102とからなる3ステートバッファ10と、出
力端子8とを有している。
2. Description of the Related Art In a conventional output buffer circuit 1C, as shown in FIG. 4, input data DI input from a data signal input terminal 2 is taken in and held in synchronization with a clock signal CK input from a clock signal input terminal. A flip-flop (hereinafter referred to as DFF4), inverters 5 and 9 for delaying the output inversion Q of the DFF4 by t time, and delayed signal inversion QD and inversion Q are used to form a P-channel type insulated gate field effect transistor (hereinafter, P-type MOS transistor). NAND gate 101, NOR for preventing simultaneous conduction of P9 and N-channel type insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as N-type MOS transistor) N9.
It has a three-state buffer 10 including a gate 102 and an output terminal 8.

【0003】次に動作について説明する。図5は図4に
おける出力バッファ回路1Cの動作を説明するための動
作波形図である。
Next, the operation will be described. FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining the operation of output buffer circuit 1C in FIG.

【0004】図5によればクロック信号CKとデータ入
力DIが出力バッファ回路1Cのデータ信号入力端子
2,クロック信号入力端子3にそれぞれ入力されるとD
FF4により反転Qの波形が出力される。反転QDは反
転Qをインバータでt時間だけ遅延させたものである。
反転Qと反転QDはNANDゲート101、NORゲー
ト102にそれぞれ入力され、その出力信号QA,QO
が得られる。
According to FIG. 5, when the clock signal CK and the data input DI are input to the data signal input terminal 2 and the clock signal input terminal 3 of the output buffer circuit 1C, respectively, D
The inverted Q waveform is output by the FF4. The inverted QD is the inverted Q delayed by the inverter for t time.
The inverted Q and the inverted QD are input to the NAND gate 101 and the NOR gate 102, respectively, and output signals QA and QO thereof are output.
Is obtained.

【0005】信号QAの変化位置と信号QOの変化位置
はt時間の間隔をもっており、信号QAはP型MOSト
ランジスタP9へ、信号QOはN型MOSトランジスタ
N9へ入力することにより信号QA,QOがt時間ずれ
ているため、トランジスタP9,N9が同時にONする
ことがなく貫通電流を長さずにデータDIが出力信号D
Oとして出力端子8から出力される。
The change position of the signal QA and the change position of the signal QO have an interval of t time. By inputting the signal QA to the P-type MOS transistor P9 and the signal QO to the N-type MOS transistor N9, the signals QA and QO are changed. Since the time difference is t, the transistors P9 and N9 do not turn on at the same time, and the data DI does not output the output signal D without lengthening the through current.
It is output as O from the output terminal 8.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この従来の出力バッフ
ァ回路では、出力トランジスタのP型MOSトランジス
タとN型MOSトランジスタの入力信号をそれぞれディ
レイさせることにより両方のトランジスタが同時に導通
しないようにしているため、出力までの遅延時間が長い
という問題点があった。
In this conventional output buffer circuit, the input signals of the P-type MOS transistor and the N-type MOS transistor of the output transistor are delayed to prevent both transistors from conducting at the same time. However, there was a problem that the delay time until output was long.

【0007】本発明の目的は、上述の欠点を除去するこ
とにより、CMOS構造による出力バッファ回路に、3
ステートバッファを用いることにより、高速動作をする
とともに貫通電流を低減することにある。
An object of the present invention is to provide an output buffer circuit having a CMOS structure by eliminating the above-mentioned drawbacks.
By using the state buffer, it is intended to operate at high speed and reduce the through current.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、クロッ
ク信号の立ち上りに同期して入力データを読み込み保持
するデータフリップフロップと、前記データフリップフ
ロップの出力データを駆動して出力端子に出力するバッ
ファと、前記クロック信号が高レベルのときに出力電位
の状態が高レベルまたは低レベルとなり、前記クロック
信号が低レベルのときに前記出力電位の状態がハイイン
ピーダンスになる第1の3ステートバッファとを有し、
前記データフリップフロップの出力端と前記出力端子と
の間に前記第1の3ステートバッファと前記バッファと
を並列接続して構成することにある。
The features of the present invention are: a data flip-flop for reading and holding input data in synchronization with a rising edge of a clock signal; and output data of the data flip-flop for output to an output terminal. A buffer, and a first three-state buffer in which the output potential is at a high level or a low level when the clock signal is at a high level, and the output potential is at a high impedance when the clock signal is at a low level. Have
The first three-state buffer and the buffer are connected in parallel between the output terminal of the data flip-flop and the output terminal.

【0009】本発明の他の特徴は、クロック信号の立ち
上りに同期して入力データを読み込み保持するデータフ
リップフロップと、前記クロック信号が高レベルのとき
に出力電位の状態が高レベレまたは低レベルとなり、前
記クロック信号が低レベルのときに前記出力電位の状態
がハイインピーダンスになる第1の3ステートバッファ
と、前記クロック信号が低レベルのときに出力電位の状
態が高レベルまたは低レベルとなり、前記クロック信号
が高レベルのときに前記出力電位の状態がハイインピー
ダンスになる第2の3ステートバッファとを有し、前記
データフリップフロップの出力端と出力端子との間に前
記第1の3ステートバッファと前記第2の3ステートバ
ッファとを並列接続して構成することにある。
Another feature of the present invention is a data flip-flop that reads and holds input data in synchronization with the rising edge of a clock signal, and the output potential is at a high level or a low level when the clock signal is at a high level. A first three-state buffer in which the state of the output potential is high impedance when the clock signal is low level; and a state of the output potential is high level or low level when the clock signal is low level, A second 3-state buffer in which the state of the output potential becomes high impedance when the clock signal is at a high level, and the first 3-state buffer is provided between the output terminal and the output terminal of the data flip-flop. And the second three-state buffer are connected in parallel.

【0010】本発明の更に他の特徴は、クロック信号の
立ち下りに同期して入力データを読み込み保持するデー
タフリップフロップと、前記データフリップフロップの
出力データを駆動して出力端子に出力するバッファと、
前記クロック信号が低レベルのときに出力電位の状態が
高レベルまたは低レベルとなり、前記クロック信号が高
レベルのときに前記出力電位の状態がハイインピーダン
スになる第1の3ステートバッファとを有し、前記デー
タフリップフロップの出力端と前記出力端子との間に前
記第1の3ステートバッファと前記バッファとを並列接
続して構成することにある。
Still another feature of the present invention is a data flip-flop that reads and holds input data in synchronization with a falling edge of a clock signal, and a buffer that drives output data of the data flip-flop and outputs it to an output terminal. ,
A first three-state buffer in which the state of the output potential becomes high level or low level when the clock signal is low level, and becomes high impedance when the clock signal is high level. The first three-state buffer and the buffer are connected in parallel between the output terminal of the data flip-flop and the output terminal.

【0011】本発明の更にまた他の特徴は、クロック信
号の立ち下りに同期して入力データを読み込み保持する
データフリップフロップと、前記クロック信号が低レベ
ルのときに出力電位の状態が高レベルまたは低レベルと
なり、前記クロック信号が高レベルのときに前記出力電
位の状態がハイインピーダンスになる第1の3ステート
バッファと、前記クロック信号が高レベルのときに出力
電位の状態が高レベルまたは低レベルとなり、前記クロ
ック信号が低レベルのときに前記出力電位の状態がハイ
インピーダンスになる第2の3ステートバッファとを有
し、前記データフリップフロップの出力端と出力端子と
の間に前記第1の3ステートバッファと前記第2の3ス
テートバッファとを並列接続して構成することにある。
Still another feature of the present invention is a data flip-flop that reads and holds input data in synchronization with a falling edge of a clock signal, and a state of output potential is high level or high when the clock signal is low level. A first three-state buffer which is low level and has a high impedance state of the output potential when the clock signal is a high level; and a high or low level state of the output potential when the clock signal is a high level. And a second three-state buffer in which the state of the output potential becomes high impedance when the clock signal is at a low level, and the first three-state buffer is provided between the output terminal and the output terminal of the data flip-flop. A three-state buffer and the second three-state buffer are connected in parallel.

【0012】また、前記第1,前記第2および前記第3
の各3ステートバッファは、電源電位と接地電位間に第
1のP型MOSトランジスタと第1のN型MOSトラン
ジスタと第2のN型MOSトランジスタとを直列接属
し、前記第1のP型MOSトランジスタと前記第2のN
型MOSトランジスタの各ゲートを接続して第1のクロ
ック入力端とし、前記電源電位と前記接地電位間に第2
のP型MOSトランジスタと第3のP型MOSトランジ
スタと第3のN型MOSトランジスタとを直列接属し、
前記第2のP型MOSトランジスタと前記第3のN型M
OSトランジスタの各ゲートを接続して第2のクロック
入力端とし、前記第1のN型MOSトランジスタと前記
第3のP型MOSトランジスタの各ゲートを接続してデ
ータ入力端とし、前記第1のP型MOSトランジスタと
前記第1のN型MOSトランジスタの各ドレインはソー
スが前記電源電位に接続された第4のP型MOSトラン
ジスタのゲートと接続し、前記第3のP型MOSトラン
ジスタと前記第3のN型MOSトランジスタの各ドレイ
ンはソースが前記接地電位に接続された第4のN型MO
Sトランジスタのゲートと接続し、前記第4のP型MO
Sトランジスタと前記第4のN型MOSトランジスタの
各ドレインを接続して出力端とし、前記データ入力端に
は前記データフリップフロップの出力信号を、前記第1
のクロック入力端には前記クロックの正転信号または反
転信号を、前記第2のクロック入力端には前記反転信号
または前記正転信号をそれぞれ入力して構成することが
できる。
Further, the first, the second and the third
Each of the three-state buffers includes a first P-type MOS transistor, a first N-type MOS transistor, and a second N-type MOS transistor connected in series between a power supply potential and a ground potential. A transistor and the second N
-Type MOS transistor is connected to each gate as a first clock input terminal, and a second clock is provided between the power supply potential and the ground potential.
P-type MOS transistor, third P-type MOS transistor and third N-type MOS transistor are connected in series,
The second P-type MOS transistor and the third N-type M
The gates of the OS transistors are connected to form a second clock input terminal, and the gates of the first N-type MOS transistor and the third P-type MOS transistor are connected to form a data input terminal, and the first clock input terminal is connected to the first clock input terminal. The drains of the P-type MOS transistor and the first N-type MOS transistor are connected to the gate of the fourth P-type MOS transistor whose source is connected to the power supply potential, and the third P-type MOS transistor and the third P-type MOS transistor are connected. The drain of each of the N-type MOS transistors 3 is a fourth N-type MO transistor whose source is connected to the ground potential.
The fourth P-type MO is connected to the gate of the S-transistor.
The drain of the fourth N-type MOS transistor is connected to the S transistor to serve as an output terminal, and the output signal of the data flip-flop is connected to the first input terminal of the data input terminal.
The clock input terminal may be configured to input the normal or inverted signal of the clock, and the second clock input terminal may be configured to input the inverted signal or the normal signal.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の第1の実施例について図面を
参照して説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の出力バッファ回路の第1の
実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the output buffer circuit of the present invention.

【0015】本実施例の出力バッファ回路1aは、図1
に示すように、クロック信号CKの立ち上りに同期して
入力データDIを読み込み保持するDFF4と、DFF
4の出力データを駆動して出力端子8に出力するバッフ
ァ7と、クロック信号CKが高レベルのときに出力端B
OHの出力電位の状態が高レベルまたは低レベルとな
り、クロック信号CKが低レベルのときに出力端BOH
の出力電位の状態がハイインピーダンスになる(第1
の)3ステートバッファ6aとを有する。
The output buffer circuit 1a of this embodiment is shown in FIG.
, The DFF4 that reads and holds the input data DI in synchronization with the rising edge of the clock signal CK, and the DFF4.
A buffer 7 for driving the output data of No. 4 and outputting it to the output terminal 8, and an output terminal B when the clock signal CK is at a high level.
When the output potential of OH becomes high level or low level and the clock signal CK is low level, the output terminal BOH
The state of the output potential becomes high impedance (first
No.) 3-state buffer 6a.

【0016】3ステートバッファ6aはデータ入力端B
I1,クロック入力端C1,反転C1,出力端BOHを
備え、バッファ7は入力端VI,出力端VOを備えてお
り、DFF4の出力端Qと出力端子8との間に3ステー
トバッファ6aとバッファ7とを並列接続する。
The 3-state buffer 6a has a data input terminal B.
I1, a clock input terminal C1, an inverting C1, an output terminal BOH, a buffer 7 has an input terminal VI and an output terminal VO, and a 3-state buffer 6a and a buffer are provided between the output terminal Q of the DFF 4 and the output terminal 8. 7 and 7 are connected in parallel.

【0017】このとき、DFF4の出力端Qはデータ入
力端BI1に接続され、出力端反転Qはバッファ7の入
力端VIに接続され、クロック信号入力端子3はDFF
4のクロック端CKと3ステートバッファのクロック入
力端C1に接続され、クロック信号を反転するインバー
タ5の出力端はクロック入力端反転C1に接続され、バ
ッファ7の出力端VOと3ステートバッファの出力端B
OHは出力端子8に接続される。
At this time, the output end Q of the DFF4 is connected to the data input end BI1, the output end inversion Q is connected to the input end VI of the buffer 7, and the clock signal input terminal 3 is connected to the DFF.
4 is connected to the clock terminal CK and the clock input terminal C1 of the 3-state buffer, and the output terminal of the inverter 5 for inverting the clock signal is connected to the clock input terminal inverting C1 and the output terminal VO of the buffer 7 and the output of the 3-state buffer. Edge B
OH is connected to the output terminal 8.

【0018】さらに、3ステートバッファ6aは、電源
電位(VDD)と接地電位間に(第1の)P型MOSトラ
ンジスタP1と(第1の)N型MOSトランジスタN1
と(第2の)N型MOSトランジスタN2とを直列接属
し、P型MOSトランジスタP1とN型MOSトランジ
スタN2の各ゲートを接続して(第1の)クロック入力
端C1とする。
Further, the 3-state buffer 6a includes a (first) P-type MOS transistor P1 and a (first) N-type MOS transistor N1 between the power supply potential (VDD) and the ground potential.
And (second) N-type MOS transistor N2 are connected in series, and the gates of P-type MOS transistor P1 and N-type MOS transistor N2 are connected to form a (first) clock input terminal C1.

【0019】また、電源電位と接地電位間に(第2の)
P型MOSトランジスタP2と(第3の)P型MOSト
ランジスタP3と(第3の)N型MOSトランジスタN
3とを直列接属し、P型MOSトランジスタP2とN型
MOSトランジスタN3の各ゲートを接続して(第2
の)クロック入力端反転C1とする。
Further, between the power supply potential and the ground potential (second)
P-type MOS transistor P2, (third) P-type MOS transistor P3, and (third) N-type MOS transistor N
3 are connected in series and the gates of the P-type MOS transistor P2 and the N-type MOS transistor N3 are connected (second
The clock input terminal is inverted C1.

【0020】N型MOSトランジスタN1とP型MOS
トランジスタP3の各ゲートを接続してデータ入力端B
I1とする。
N-type MOS transistor N1 and P-type MOS
Data input terminal B by connecting each gate of the transistor P3
I1.

【0021】P型MOSトランジスタP1とN型MOS
トランジスタN1の各ドレインは共通接続され(接続点
BP1)ソースが電源電位に接続された(第4の)P型
MOSトランジスタP4のゲートと接続し、P型MOS
トランジスタP3とN型MOSトランジスタN3の各ド
レインは共通接続され(接続点BN1)ソースが接地電
位に接続された(第4の)N型MOSトランジスタN4
のゲートと接続する。
P-type MOS transistor P1 and N-type MOS
The drains of the transistors N1 are commonly connected (connection point BP1), and the sources are connected to the gates of the (fourth) P-type MOS transistors P4 connected to the power supply potential.
The drains of the transistor P3 and the N-type MOS transistor N3 are commonly connected (connection point BN1), and the source is connected to the ground potential (fourth) N-type MOS transistor N4.
Connect with the gate of.

【0022】P型MOSトランジスタP4とN型MOS
トランジスタN4の各ドレインを接続して出力端BOH
とする。そして、データ入力端BI1にはDFF4の出
力端Qの出力信号を、クロック入力端C1にはクロック
CKの正転信号または反転信号を、クロック入力端反転
C1には反転信号または正転信号をそれぞれ入力して構
成する。
P-type MOS transistor P4 and N-type MOS
Connect each drain of the transistor N4 to the output terminal BOH
And The data input terminal BI1 is supplied with the output signal of the output terminal Q of the DFF4, the clock input terminal C1 is supplied with the normal or inverted signal of the clock CK, and the clock input terminal C1 is supplied with the inverted signal or normal signal. Enter and configure.

【0023】次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0024】図3は図1における回路の動作を説明する
ための動作波形図である。
FIG. 3 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the circuit in FIG.

【0025】図3に示すクロック信号CK,データ入力
DIが回路に入力されるとDFF4により、その出力端
Qから正転出力信号Qと出力端反転Qから出力信号反転
Qが得られる。
When the clock signal CK and the data input DI shown in FIG. 3 are input to the circuit, the DFF 4 obtains the normal output signal Q from the output end Q and the output signal inversion Q from the output end inversion Q.

【0026】バッファ7の入力端VIは反転Qに接続さ
れており、図1に示す出力端VOからその図3に示す出
力信号VOが得られる。3ステートバッファ6aのデー
タ入力端BI1,クロック入力C1,反転C1は、それ
ぞれDFF4の出力信号CK,反転CKが入力される。
The input terminal VI of the buffer 7 is connected to the inversion Q, and the output signal VO shown in FIG. 3 is obtained from the output terminal VO shown in FIG. The output signal CK and the inverted CK of the DFF 4 are input to the data input terminal BI1, the clock input C1, and the inverted C1 of the 3-state buffer 6a, respectively.

【0027】クロック信号CKが低レベルのときクロッ
ク入力端C1は低レベル、クロック入力端反転C1は高
レベルとなり、P型MOSトランジスタP1,N型MO
SトランジスタN3が導通し、N型MOSトランジスタ
N2,P型MOSトランジスタP2が非導通になり、入
力端BP1が高レベル、入力端BN1が低レベルとなる
ため、3ステートバッファ6aの出力端BOHはハイイ
ンピーダンス状態Zになる。
When the clock signal CK is at the low level, the clock input terminal C1 is at the low level, the clock input terminal inversion C1 is at the high level, and the P-type MOS transistors P1 and N-type MO are provided.
Since the S-transistor N3 becomes conductive, the N-type MOS transistor N2 and the P-type MOS transistor P2 become non-conductive, the input terminal BP1 becomes high level, and the input terminal BN1 becomes low level, the output terminal BOH of the 3-state buffer 6a becomes The high impedance state Z is set.

【0028】クロック信号CKが高レベルのとき、入力
端C1は高レベル、入力端反転C1は低レベルとなり、
P型MOSトランジスタP1,N型MOSトランジスタ
N3が非導通となり、N型MOSトランジスタN2、P
型MOSトランジスタP2が導通する。
When the clock signal CK is at high level, the input terminal C1 is at high level and the input terminal inversion C1 is at low level,
The P-type MOS transistors P1 and N-type MOS transistors N3 become non-conductive, and the N-type MOS transistors N2 and P
The type MOS transistor P2 becomes conductive.

【0029】このとき、DFF4の出力端Qの出力信号
が高レベルであれば、データ入力端BI1は高レベルと
なり、N型MOSトランジスタN1が導通、P型MOS
トランジタP3が非導通となる。そして接続点BP1は
低レベル、接続点BN1はクロック信号CKが低レベル
のときの電位である低レベルを保持するため、P型MO
SトランジスタP4のみが導通し、出力端BOHの電位
は高レベルになる。
At this time, if the output signal of the output terminal Q of the DFF 4 is at high level, the data input terminal BI1 becomes high level, the N-type MOS transistor N1 becomes conductive, and the P-type MOS transistor becomes conductive.
Transistor P3 becomes non-conductive. The connection point BP1 holds the low level, and the connection point BN1 holds the low level which is the potential when the clock signal CK is at the low level.
Only the S transistor P4 becomes conductive, and the potential of the output terminal BOH becomes high level.

【0030】DFF4の出力端Qの出力信号が低レベル
であれば、データ入力端BI1の電位は低レベルにな
り、N型MOSトランジスタN1が非導通、P型MOS
トランジスタP3が導通状態となる。
When the output signal of the output terminal Q of the DFF4 is low level, the potential of the data input terminal BI1 becomes low level, the N-type MOS transistor N1 is non-conducting, and the P-type MOS transistor N1 is non-conductive.
The transistor P3 becomes conductive.

【0031】そして接続点BP1はクロック信号CKが
低レベルのときの電位である高レベルを保持し、接続点
BN1は高レベルになるため、N型MOSトランジスタ
N4のみが導通し、出力端BOHの電位は低レベルにな
る。
Then, the connection point BP1 holds the high level which is the potential when the clock signal CK is at the low level, and the connection point BN1 becomes the high level, so that only the N-type MOS transistor N4 becomes conductive and the output terminal BOH of the output terminal BOH. The potential goes low.

【0032】よって、出力端BOHの電位は、図3に示
すようになりクロック信号入力端C1の電位が高レベ
ル、クロック信号入力端反転Cのクロックレベルが低レ
ベルのときのみ動作する。
Therefore, the potential of the output terminal BOH becomes as shown in FIG. 3, and operates only when the potential of the clock signal input terminal C1 is high level and the clock level of the clock signal input terminal inversion C is low level.

【0033】出力バッファ回路1の出力端子8には、3
ステートバッファ6aの出力端BOHとバッファ7の出
力端VOとが共通接続されているため、その出力信号D
O1は図3に示す出力波形になる。
The output terminal 8 of the output buffer circuit 1 has 3
Since the output end BOH of the state buffer 6a and the output end VO of the buffer 7 are commonly connected, the output signal D
O1 has the output waveform shown in FIG.

【0034】以上の結果により、第1の実施例はバッフ
ァ7と3ステートバッファ6aとを並列接続することに
よって、3ステートバッファ6aのP型MOSトランジ
スタP4とN型MOSトランジスタN4との間に貫通電
流が流れないように、出力データの変化前はP型MOS
トランジスタP4,N型MOSトランジスタN4を非導
通状態にする。従って、出力データが変化するときの駆
動能力を保持しながら貫通電流を減少させる効果があ
る。
From the above results, in the first embodiment, the buffer 7 and the 3-state buffer 6a are connected in parallel, so that the P-type MOS transistor P4 and the N-type MOS transistor N4 of the 3-state buffer 6a are penetrated. Before changing output data, P-type MOS is used to prevent current from flowing.
The transistors P4 and N-type MOS transistor N4 are turned off. Therefore, there is an effect of reducing the shoot-through current while maintaining the driving ability when the output data changes.

【0035】次に、本発明の第2の実施例について図面
を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0036】図2は本発明の出力バッファ回路の第2の
実施例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the output buffer circuit of the present invention.

【0037】本実施例の出力バッファ回路1bは、図2
に示すように、クロック信号CKの立ち上りに同期して
入力データDIを読み込み保持するDFF4と、クロッ
ク信号CKが高レベルのときに出力電位の状態が高レベ
ルまたは低レベルとなり、クロック信号が低レベルのと
きに出力電位の状態がハイインピーダンスになる3ステ
ートバッファ6aと、クロック信号CKが低レベルのと
きに出力電位の状態が高レベルまたは低レベルとなり、
クロック信号CKが高レベルのときに出力電位の状態が
ハイインピーダンスになる3ステートバッファ6bとを
有する。
The output buffer circuit 1b of this embodiment is shown in FIG.
As shown in, the DFF 4 that reads and holds the input data DI in synchronization with the rising of the clock signal CK, and the state of the output potential becomes the high level or the low level when the clock signal CK is at the high level, and the clock signal is at the low level. And the three-state buffer 6a whose output potential becomes high impedance when, and the output potential becomes high level or low level when the clock signal CK is at low level,
It has a 3-state buffer 6b in which the state of the output potential becomes high impedance when the clock signal CK is at a high level.

【0038】3ステートバッファ6aはデータ入力端B
I1,クロック入力端C1,反転C1,出力端BOHを
備え、3ステートバッファ6bはデータ入力端BI2,
クロック入力端C2,反転C2,出力端BOLを備えて
おり、DFF4の出力端Qと出力端子DOとの間に3ス
テートバッファ6aと3ステートバッファ6bとを並列
接続する。
The 3-state buffer 6a has a data input terminal B
I1, a clock input terminal C1, an inverting C1, and an output terminal BOH are provided, and the 3-state buffer 6b has a data input terminal BI2.
The clock input terminal C2, the inverting C2, and the output terminal BOL are provided, and the 3-state buffer 6a and the 3-state buffer 6b are connected in parallel between the output terminal Q of the DFF 4 and the output terminal DO.

【0039】このとき、DFF4の出力端Qはデータ入
力端BI1とデータ入力端BI2に接続され、クロック
信号入力端子3はDFF4のクロック端CKと3ステー
トバッファのクロック入力端C1,C2に接続され、ク
ロック信号を反転するインバータ5の出力端はクロック
入力端反転C1,反転C2に接続され、出力端BOHと
出力端BOLは出力端子8に共通接続される。
At this time, the output terminal Q of the DFF4 is connected to the data input terminal BI1 and the data input terminal BI2, and the clock signal input terminal 3 is connected to the clock terminal CK of the DFF4 and the clock input terminals C1 and C2 of the 3-state buffer. The output terminal of the inverter 5 for inverting the clock signal is connected to the clock input terminals C1 and C2, and the output terminals BOH and BOL are commonly connected to the output terminal 8.

【0040】なお、3ステートバッファ6bの内部構成
は第1の実施例で説明した3ステートバッファ6aと同
様であるので省略する。
Since the internal structure of the 3-state buffer 6b is the same as that of the 3-state buffer 6a described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0041】次に第2の実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the second embodiment will be described.

【0042】図2は、図1のバッファ7の部分を3ステ
ートバッファ6bに置き換え、データの保持時のみ動作
するようにクロック入力端C2,反転入力端C2に反転
クロック信号CK2,クロック信号CK2を入力してい
る。3ステートバッファ10は3ステートバッファ6a
と比較するとクロック入力が逆に接続されているため、
クロック信号CKが高レベルの時出力端BOLの電位が
ハイインピーダンスとなり図3に示すような波形とな
る。3ステートバッファ6a,6bは並列に接続されて
いるため、この出力バッファ回路1bの出力は出力波形
DO2のようになる。この第2の実施例は、第1の実施
例のバッファ7において出力信号が変化するとき、P型
MOSトランジスタP5とN型MOSトランジスタN5
の間に流れていた貫通電流を無くすことができる。
In FIG. 2, the portion of the buffer 7 of FIG. 1 is replaced with a 3-state buffer 6b, and the inverted clock signal CK2 and the inverted clock signal CK2 are applied to the clock input terminal C2 and the inverting input terminal C2 so as to operate only when holding data. You are typing. The 3-state buffer 10 is a 3-state buffer 6a.
Since the clock input is connected in reverse when compared to
When the clock signal CK is at a high level, the potential of the output terminal BOL becomes high impedance and has a waveform as shown in FIG. Since the three-state buffers 6a and 6b are connected in parallel, the output of the output buffer circuit 1b has an output waveform DO2. In the second embodiment, when the output signal changes in the buffer 7 of the first embodiment, the P-type MOS transistor P5 and the N-type MOS transistor N5 are used.
It is possible to eliminate the penetrating current that has flowed during the period.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明の出力バッフ
ァ回路は、クロック信号によりデータを取込み保持する
データフリップフロップの出力信号を出力するバッファ
回路と3ステートバッファ回路を並列に接続することに
より、3ステートバッファ回路はデータの変化時に動作
し、保持時にハイインピーダンスとなる。
As described above, in the output buffer circuit of the present invention, the buffer circuit for outputting the output signal of the data flip-flop which receives and holds the data by the clock signal and the 3-state buffer circuit are connected in parallel, The 3-state buffer circuit operates when the data changes, and becomes high impedance when the data is held.

【0044】また、データフリップフロップの出力信号
を出力端子に出力する2個の3ステートバッファ回路を
それぞれ並列に接続することにより、一方の3ステート
バッファ回路はデータの変化時に動作し、保持時にハイ
インピーダンスとなり、他方の3ステートバッファ回路
はデータの保持時に動作し、データの変化時にハイイン
ピーダンスとなるように構成する。従って、3ステート
バッファの出力トランジスタであるP型MOSトランジ
スタ,N型MOSトランジスタ間に貫通電流が流れない
ため消費電流が低減でき、かつ大きなサイズのトランジ
スタを用いることにより遅延時間の短い高速動作が可能
であるという効果を有する。
By connecting two three-state buffer circuits that output the output signal of the data flip-flop to the output terminals in parallel, one of the three-state buffer circuits operates when the data changes and is high when the data is held. The other three-state buffer circuit operates so as to hold data, and has a high impedance when data changes. Therefore, since a through current does not flow between the P-type MOS transistor and the N-type MOS transistor, which are the output transistors of the 3-state buffer, the current consumption can be reduced, and the use of a large-sized transistor enables high-speed operation with a short delay time. Has the effect of being

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

【図1】第1の実施例を示す出力バッファ回路の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an output buffer circuit showing a first embodiment.

【図2】第2の実施例を示す出力バッファ回路の回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an output buffer circuit showing a second embodiment.

【図3】第1及び第2の各実施例を説明するための動作
波形図である。
FIG. 3 is an operation waveform diagram for explaining the first and second embodiments.

【図4】従来の出力バッファ回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional output buffer circuit.

【図5】従来の出力バッファ回路を説明するための動作
波形図である。
FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining a conventional output buffer circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b 出力バッファ回路 2 データ信号入力端子 3 クロック信号入力端子 4 データフリップフロップ 5 インバータ 22,24,31,32,37,38 N型MOSト
ランジスタ 6a,6b,10 3ステートバッファ 7 バッファ 8 出力端子 P1〜P5 P型MOSトランジスタ N1〜N5 N型MOSトランジスタ C1,反転C1,C2,反転C2 クロック信号入力
端 BI1,BI2 データ信号入力端 DI 入力データ CK,反転CK クロック信号 BOH,BOL 出力端 VI バッファ7の入力端 VO バッファ7の出力端
1a, 1b Output buffer circuit 2 Data signal input terminal 3 Clock signal input terminal 4 Data flip-flop 5 Inverter 22, 24, 31, 32, 37, 38 N-type MOS transistor 6a, 6b, 10 3 State buffer 7 Buffer 8 Output terminal P1 to P5 P-type MOS transistor N1 to N5 N-type MOS transistor C1, inversion C1, C2, inversion C2 clock signal input end BI1, BI2 data signal input end DI input data CK, inversion CK clock signal BOH, BOL output end VI buffer 7 input terminal VO buffer 7 output terminal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロック信号の立ち上りに同期して入力
データを読み込み保持するデータフリップフロップと、
前記データフリップフロップの出力データを駆動して出
力端子に出力するバッファと、前記クロック信号が高レ
ベルのときに出力電位の状態が高レベルまたは低レベル
となり、前記クロック信号が低レベルのときに前記出力
電位の状態がハイインピーダンスになる第1の3ステー
トバッファとを有し、前記データフリップフロップの出
力端と前記出力端子との間に前記第1の3ステートバッ
ファと前記バッファとを並列接続して構成することを特
徴とした出力バッファ回路。
1. A data flip-flop for reading and holding input data in synchronization with a rising edge of a clock signal,
A buffer for driving the output data of the data flip-flop and outputting it to the output terminal; and a state of the output potential becomes a high level or a low level when the clock signal is at a high level, and a buffer when the clock signal is at a low level. A first three-state buffer whose output potential is in a high impedance state, and the first three-state buffer and the buffer are connected in parallel between the output terminal of the data flip-flop and the output terminal. An output buffer circuit characterized by being configured as follows.
【請求項2】 クロック信号の立ち上りに同期して入力
データを読み込み保持するデータフリップフロップと、
前記クロック信号が高レベルのときに出力電位の状態が
高レベルまたは低レベルとなり、前記クロック信号が低
レベルのときに前記出力電位の状態がハイインピーダン
スになる第1の3ステートバッファと、前記クロック信
号が低レベルのときに出力電位の状態が高レベルまたは
低レベルとなり、前記クロック信号が高レベルのときに
前記出力電位の状態がハイインピーダンスになる第2の
3ステートバッファとを有し、前記データフリップフロ
ップの出力端と出力端子との間に前記第1の3ステート
バッファと前記第2の3ステートバッファとを並列接続
して構成することを特徴とした出力バッファ回路。
2. A data flip-flop for reading and holding input data in synchronization with a rising edge of a clock signal,
A first three-state buffer in which the output potential is at a high level or a low level when the clock signal is at a high level, and the output potential is at a high impedance when the clock signal is at a low level; A second three-state buffer in which the state of the output potential is high level or low level when the signal is low level, and the state of the output potential is high impedance when the clock signal is high level; An output buffer circuit, characterized in that the first three-state buffer and the second three-state buffer are connected in parallel between an output terminal and an output terminal of a data flip-flop.
【請求項3】 クロック信号の立ち上りに同期して入力
データを読み込み保持するデータフリップフロップと、
前記データフリップフロップの出力データを駆動して出
力端子に出力するバッファと、前記クロック信号が低レ
ベルのときに出力電位の状態が高レベルまたは低レベル
となり、前記クロック信号が高レベルのときに前記出力
電位の状態がハイインピーダンスになる第1の3ステー
トバッファとを有し、前記データフリップフロップの出
力端と前記出力端子との間に前記第1の3ステートバッ
ファと前記バッファとを並列接続して構成することを特
徴とした出力バッファ回路。
3. A data flip-flop for reading and holding input data in synchronization with a rising edge of a clock signal,
A buffer for driving the output data of the data flip-flop and outputting it to the output terminal; and a state of the output potential becomes a high level or a low level when the clock signal is at a low level, and a buffer when the clock signal is at a high level. A first three-state buffer whose output potential is in a high impedance state, and the first three-state buffer and the buffer are connected in parallel between the output terminal of the data flip-flop and the output terminal. An output buffer circuit characterized by being configured as follows.
【請求項4】 クロック信号の立ち下りに同期して入力
データを読み込み保持するデータフリップフロップと、
前記クロック信号が低レベルのときに出力電位の状態が
高レベルまたは低レベルとなり、前記クロック信号が高
レベルのときに前記出力電位の状態がハイインピーダン
スになる第1の3ステートバッファと、前記クロック信
号が高レベルのときに出力電位の状態が高レベルまたは
低レベルとなり、前記クロック信号が低レベルのときに
前記出力電位の状態がハイインピーダンスになる第2の
3ステートバッファとを有し、前記データフリップフロ
ップの出力端と出力端子との間に前記第1の3ステート
バッファと前記第2の3ステートバッファとを並列接続
して構成することを特徴とした出力バッファ回路。
4. A data flip-flop for reading and holding input data in synchronization with a falling edge of a clock signal,
A first three-state buffer in which the state of the output potential is high level or low level when the clock signal is low level, and the state of the output potential is high impedance when the clock signal is high level; A second three-state buffer in which the state of the output potential becomes a high level or a low level when the signal is at a high level, and the output potential state becomes a high impedance when the clock signal is at a low level; An output buffer circuit, characterized in that the first three-state buffer and the second three-state buffer are connected in parallel between an output terminal and an output terminal of a data flip-flop.
【請求項5】 前記第1,前記第2および前記第3の各
3ステートバッファは、電源電位と接地電位間に第1の
Pチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタと第1の
Nチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタと第2の
Nチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタとを直列
接属し、前記第1のPチャネル型絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタと前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効
果トランジスタの各ゲートを接続して第1のクロック入
力端とし、前記電源電位と前記接地電位間に第2のPチ
ャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタと第3のPチ
ャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタと第3のNチ
ャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタとを直列接属
し、前記第2のPチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタと前記第3のNチャネル型絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタの各ゲートを接続して第2のクロック入力端
とし、前記第1のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタと前記第3のPチャネル型絶縁ゲート電界効果
トランジスタの各ゲートを接続してデータ入力端とし、
前記第1のPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジス
タと前記第1のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタの各ドレインはソースが前記電源電位に接続され
た第4のPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ
のゲートと接続し、前記第3のPチャネル型絶縁ゲート
電界効果トランジスタと前記第3のNチャネル型絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタの各ドレインはソースが前記
接地電位に接続された第4のNチャネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタのゲートと接続し、前記第4のPチ
ャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタと前記第4の
Nチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの各ドレ
インを接続して出力端とし、前記データ入力端には前記
データフリップフロップの出力信号を、前記第1のクロ
ック入力端には前記クロックの正転信号または反転信号
を、前記第2のクロック入力端には前記反転信号または
前記正転信号をそれぞれ入力して構成したことを特徴と
する請求項1,請求項2,請求項3または請求項4に記
載の出力バッファ回路。
5. The first, second, and third three-state buffers each include a first P-channel type insulated gate field effect transistor and a first N-channel type insulated gate between a power supply potential and a ground potential. A field effect transistor and a second N-channel type insulated gate field effect transistor are connected in series, and each gate of the first P-channel type insulated gate field effect transistor and the second N-channel type insulated gate field effect transistor is connected. A second P-channel type insulated gate field effect transistor, a third P-channel type insulated gate field effect transistor, and a third N-channel type between the power supply potential and the ground potential. An insulated gate field effect transistor connected in series, and the second P-channel type insulated gate field effect transistor and the third Each gate of the N-channel type insulated gate field effect transistor is connected to serve as a second clock input terminal, and each of the first N-channel type insulated gate field effect transistor and the third P-channel type insulated gate field effect transistor is connected. Connect the gate to the data input terminal,
The drain of each of the first P-channel type insulated gate field effect transistor and the first N-channel type insulated gate field effect transistor has a source connected to the power supply potential of a fourth P-channel type insulated gate field effect transistor. A fourth N-channel type isolation having a source connected to the ground potential and connected to a gate, and the drains of the third P-channel type insulated gate field effect transistor and the third N-channel type insulated gate field effect transistor are connected to the ground potential. The data input terminal is connected to the gate of the gate field effect transistor, and the drains of the fourth P-channel type insulated gate field effect transistor and the fourth N-channel type insulated gate field effect transistor are connected to form an output terminal. The output signal of the data flip-flop to the first clock input terminal 4. A normal rotation signal or a reverse rotation signal of a clock, and the second clock input terminal is configured to input the reverse rotation signal or the normal rotation signal, respectively. Alternatively, the output buffer circuit according to claim 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100397464C (en) * 2003-11-03 2008-06-25 联咏科技股份有限公司 voltage level shifter
US10283472B2 (en) 2016-06-20 2019-05-07 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Electrode for a semiconductor device of a ball grid array (BGA) type

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