JPH04154216A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH04154216A
JPH04154216A JP2278273A JP27827390A JPH04154216A JP H04154216 A JPH04154216 A JP H04154216A JP 2278273 A JP2278273 A JP 2278273A JP 27827390 A JP27827390 A JP 27827390A JP H04154216 A JPH04154216 A JP H04154216A
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JP
Japan
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transistor
output circuit
impedance
output
transistors
Prior art date
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Pending
Application number
JP2278273A
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Japanese (ja)
Inventor
Fujio Baba
馬場 不二男
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the dispersion of the threshold value of a transistor and the fluctutaion of the impedance of an output circuit due to power voltage and temperature dependence and to easily attain impedance matching with an external circuit by connecting a set of one or more resistor elements and a set of one or more field-effect transistors between two power supply units and output terminals, respectively. CONSTITUTION:Resistor element R1, a voltage terminal voltage VDD, the drain electrode of an enhancement type Nch transistor Q1 are connected, and the source electrode of the transistor Q1 is connected to an output terminal VOUT and resistor element R2. The other terminal of resistor element R2 is connected to the drain electrode of enhancement type Nch transistor Q2, and the source electrode of the transistor Q2 is connected to ground terminal. To the gate electrodes of both transistors Q1 and Q2, mutually opposite high level or low level signals are inputted, respectively. Thus, the impedance matching can be accurately and easily made between the output circuit and an external circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界効果型トランジスタと抵抗素子を含む出力
回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an output circuit including a field effect transistor and a resistance element.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の出力回路は第3図に示すように電源と出力端子の
間に1つ以上の電界効果型トランジスタ(第1のトラン
ジスタ群)を接続し、もう1つの電源と出力端子の間に
1つ以上の電界効果型トランジスタ(第2のトランジス
タ群)を接続している。出力端子V。+J7にはいずれ
か一方の電源電圧が出力されるように、第1のトランジ
スタ群と第2のトランジスタ群に信号V xw+ p 
V !N□が入力される。
As shown in Figure 3, a conventional output circuit connects one or more field effect transistors (first transistor group) between a power supply and an output terminal, and one field effect transistor (first transistor group) between another power supply and an output terminal. The above field effect transistors (second transistor group) are connected. Output terminal V. A signal V xw+ p is applied to the first transistor group and the second transistor group so that one of the power supply voltages is output to +J7.
V! N□ is input.

最も一般的な従来例として第4図に示す出力回路がある
。Q5はエンハンスメント型PChトランジスタであり
、Q6はエンハンスメン)型Nchトランジスタである
。入力信号vfNはハイレベルにするとQ5はオフし、
Q6はオンするので出力端子に四−レベルが検出される
。入力信号V、)lをローレベルにするとQ5はオンし
、Q6はオフするので出力端子にハイレベルが検出され
る。
The most common conventional example is an output circuit shown in FIG. Q5 is an enhancement type PCh transistor, and Q6 is an enhancement type Nch transistor. When the input signal vfN is set to high level, Q5 is turned off,
Since Q6 is turned on, a 4-level is detected at the output terminal. When the input signal V, )l is set to low level, Q5 is turned on and Q6 is turned off, so that a high level is detected at the output terminal.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この従来の出力回路ではそのインピーダンスの大きさは
2つの電界効果型トランジスタ群の特性に支配される。
In this conventional output circuit, the magnitude of its impedance is controlled by the characteristics of the two field effect transistor groups.

したがって出力回路におけるインピーダンスは前記トラ
ンジスタ群を構成する各トランジスタのしきい値電EE
 V ?itのばらつき、トランジスタ駆動能力の電源
電圧依存性、温度依存性により大きく変動する。よって
外部回路とのインピーダンス整合をとることは非常に困
難となっている。インピーダンス整合がとれないと出力
回路からの出力パルスが外部回路で反射され、結果的に
この圧力パルスは出力回路と外部回路で多重反射されて
乱れた波形になってしまう。そして、これにより形成さ
れた出力パルスは外部回路の誤動作を誘発する。したが
って従来の出力回路はトランジスタの製造範囲、動作範
囲において想定していた出力波形を提供できないという
問題点があった。
Therefore, the impedance in the output circuit is the threshold voltage EE of each transistor constituting the transistor group.
V? It fluctuates greatly due to variations in it, power supply voltage dependence of transistor drive ability, and temperature dependence. Therefore, it is extremely difficult to achieve impedance matching with an external circuit. If impedance matching cannot be achieved, the output pulse from the output circuit will be reflected by the external circuit, and as a result, this pressure pulse will be reflected multiple times by the output circuit and the external circuit, resulting in a distorted waveform. The output pulse thus formed induces malfunction of the external circuit. Therefore, the conventional output circuit has a problem in that it cannot provide the expected output waveform within the manufacturing range and operating range of the transistor.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の出力回路は電源と出力端子の間に1つ以上の抵
抗素子と1つ以上の電界効果型トランジスタを接続し、
もう1つの電源と出力端子の間に1つ以上の抵抗素子と
1つ以上の電界効果型トランジスタを接続するように構
成する。
The output circuit of the present invention connects one or more resistive elements and one or more field effect transistors between a power supply and an output terminal,
One or more resistive elements and one or more field effect transistors are connected between another power source and the output terminal.

〔実施例〕 以下、図面により本発明を詳述する。〔Example〕 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の出力回路の一実施例である。FIG. 1 shows an embodiment of the output circuit of the present invention.

抵抗素子R1と電圧とエンハンスメント型N c hト
ランジスタ部分のドレイン電極に接続し、Qlのソース
電極は出力端子V。UTと抵抗素子R2に接続する。R
2のもう一端はエンハンスメント型Nch)ランジスタ
Q2のドレイン電極に接続し、Q2のソース電極はグラ
ンド端子に接続する。Ql、Q2のゲート電極にはそれ
ぞれ相反するハイレベルあるいはローレベルの信号を入
力する。このような構成をとることで本発明の出力回路
は容易に精度よく外部回路とのインピーダンス整合をと
ることができる。
The resistance element R1 is connected to the voltage and the drain electrode of the enhancement type Nch transistor part, and the source electrode of Ql is the output terminal V. Connect to UT and resistance element R2. R
The other end of Q2 is connected to the drain electrode of an enhancement type Nch transistor Q2, and the source electrode of Q2 is connected to the ground terminal. Contrary high level or low level signals are input to the gate electrodes of Ql and Q2, respectively. With such a configuration, the output circuit of the present invention can easily and accurately match impedance with an external circuit.

通常の出力端子に接続される外部回路の配線インピーダ
ンス2は50Ω程度となっている。よってインピーダン
ス整合をとるためには一般によく知られている次式を満
たすように、出力回路でのインピーダンスzOを決定し
なければならない。
The wiring impedance 2 of the external circuit connected to the normal output terminal is approximately 50Ω. Therefore, in order to achieve impedance matching, the impedance zO in the output circuit must be determined so as to satisfy the generally well-known equation below.

すなわち2=2.のときインピーダンス整合がとれる。That is, 2=2. Impedance matching can be achieved when .

したがって出力回路のインピーダンスは50Ωに固定す
る必要がある。従来のトランジスタのみで構成した出力
回路であると、トランジスタの合成抵抗値を50Ωに設
計してもしきい値電圧の変動、電源電圧や動作温度の変
動により、インピーダンスは大きく変化する。例えば、
しきい値電圧VTを0.7±o、 i v、電源電圧V
DDを5±0.5v、動作温度T、を25℃:188と
仮定すると抵抗値は、最小で53%の値26.5Ωにな
り、最大で208%の値の104Ωになってしまう。と
ころで本発明に従い、例えばトランジスタの合成抵抗値
をそれぞれ10Ωに設定し、抵抗素子には温度依存性の
少ないポリシリ抵抗を用いて40Ωに設定すれば、トラ
ンジスタのそれぞれの合成抵抗値は最小で5.3Ω、最
大で20.8Ωとなり、出力回路の合成インピーダンス
は最小で45,3Ω、最大で60.8Ωとなる。したが
って本発明を用いることにより、容易に5〜15倍程度
インピーダンス整合の精度を上げることができる。
Therefore, the impedance of the output circuit needs to be fixed at 50Ω. In the case of a conventional output circuit composed only of transistors, even if the combined resistance value of the transistors is designed to be 50Ω, the impedance changes greatly due to fluctuations in threshold voltage, power supply voltage, and operating temperature. for example,
Threshold voltage VT is 0.7±o, i v, power supply voltage V
Assuming that the DD is 5±0.5V and the operating temperature T is 25° C.: 188, the minimum resistance value is 26.5Ω, which is 53%, and the maximum resistance is 104Ω, which is 208%. According to the present invention, for example, if the combined resistance value of each transistor is set to 10Ω, and the resistance element is set to 40Ω using a polysilicon resistor with little temperature dependence, the combined resistance value of each transistor will be at least 5.5Ω. 3Ω, the maximum is 20.8Ω, and the combined impedance of the output circuit is 45.3Ω at the minimum and 60.8Ω at the maximum. Therefore, by using the present invention, the accuracy of impedance matching can be easily increased by about 5 to 15 times.

本発明の第2の実施例を第2図に示す、Q3はエンハン
スメント型Pch )ランジスタでそのソース電極は電
源に接続し、そのドレイン電極は抵抗素子R3に接続し
、抵抗素子R3の他端はもう1つの抵抗素子R4と出力
端子に接続し、抵抗素子R4の他端をエンハンスメント
型NchトランジスタであるQ4のドレイン電極に接続
し、Q4のソース電極をその他の電源に接続して圧力回
路を構成する。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. 2, Q3 is an enhancement type Pch) transistor whose source electrode is connected to a power supply, whose drain electrode is connected to a resistance element R3, and the other end of the resistance element R3. Connect another resistive element R4 to the output terminal, connect the other end of resistive element R4 to the drain electrode of Q4, which is an enhancement type Nch transistor, and connect the source electrode of Q4 to another power source to form a pressure circuit. do.

このとき、外部インピーダンスが75Ωであったとすれ
ばインピーダンス整合をとるために、出力回路における
インピーダンスを75Ωにする必要がある。例えばこの
場合もトランジスタの抵抗値をそれぞれ10Ωに設定し
ておけばトランジスタ部分の抵抗値は5.3〜20.8
Ωの範囲で変動することが予想され、抵抗素子R3,R
4に温度依存性の小さいポリシリ抵抗を用いて62Ωに
設定すれば、出力回路のインピーダンスは68〜83Ω
(75±8Ω)となり、従来のトランジスタのみから構
成される出力回路のインピーダンス7511Ωに比べて
、インピーダンス整合の精度を4〜10倍程度上げるこ
とができる。
At this time, if the external impedance is 75Ω, it is necessary to set the impedance in the output circuit to 75Ω in order to achieve impedance matching. For example, in this case, if the resistance value of each transistor is set to 10Ω, the resistance value of the transistor part will be 5.3 to 20.8.
It is expected that the resistance elements R3, R
If a polysilicon resistor with low temperature dependence is used for 4 and set to 62Ω, the impedance of the output circuit will be 68 to 83Ω.
(75±8Ω), and the impedance matching accuracy can be increased by about 4 to 10 times compared to the impedance of 7511Ω of a conventional output circuit composed only of transistors.

ところで、一般の出力回路においてそのトランジスタ(
第2図においてはQ3.Q4)への入力信号が共通であ
ることがある。この場合、従来の出力回路では入力信号
のスイッチング時において同時にPch)ランジスタQ
3とN c h )ランジスタQ4が導通状態となるた
めに電源からもう1つの電源に貫通電流が流れてノイズ
を発生させるしかしながら本発明により第2図のように
貫通電流流路に抵抗素子R3,R4を配置して直列抵抗
を備えれば、このスイッチングノイズ軽減することがで
きる。簡単に見積れば、スイッチング時の貫通電流流路
の抵抗値はインピーダンスを75Ωに設定した第4図の
従来回路ではQ5とQ6の両端にはそれぞれ1/2vつ
つが加わり、Q5とQ6のゲート電圧がそれぞhOv%
vDDで両トランジスタが飽和領域にあれば各トランジ
スタの抵抗値は37.5Ωになるので、合成抵抗は75
Ω程度になる(第5図)。本実施例の第2図ではQ3.
Q4による抵抗値は両トランジスタが線形領域にあるの
で10Ω以上で(第6図)、抵抗素子R3,R4による
抵抗値は124Ωであるので、合成抵抗として134Ω
を得る。すなわちスイッチングノイズは40%程度軽減
されることになる。したがって、本構成によりインピー
ダンス整合の精度を上げることのみならず、大幅なノイ
ズ軽減効果をもたらすことができる(第7図)。
By the way, in a general output circuit, the transistor (
In Figure 2, Q3. The input signals to Q4) may be common. In this case, in the conventional output circuit, when switching the input signal, the Pch) transistor Q
3 and N c h ) Since the transistor Q4 becomes conductive, a through current flows from the power supply to the other power supply and generates noise. However, according to the present invention, as shown in FIG. 2, the resistive element R3, By arranging R4 and providing a series resistance, this switching noise can be reduced. Easily estimated, in the conventional circuit shown in Fig. 4 where the impedance is set to 75Ω, the resistance value of the through current flow path during switching is 1/2v applied to both ends of Q5 and Q6, and the resistance value of the through current flow path during switching is Each voltage is hOv%
If both transistors are in the saturation region at vDD, the resistance value of each transistor will be 37.5Ω, so the combined resistance will be 75Ω.
It becomes about Ω (Fig. 5). In FIG. 2 of this embodiment, Q3.
The resistance value due to Q4 is 10Ω or more since both transistors are in the linear region (Figure 6), and the resistance value due to resistive elements R3 and R4 is 124Ω, so the combined resistance is 134Ω.
get. In other words, switching noise is reduced by about 40%. Therefore, this configuration not only improves the precision of impedance matching but also brings about a significant noise reduction effect (FIG. 7).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明の半導体集積回路はトランジスタの
しきい値のばらつきや、トランジスタ特性の電源電圧、
温度依存による出力回路のインピーダンスの変動を小さ
くして、容易に外部回路とのインピーダンス整合を提供
するものである。
As described above, the semiconductor integrated circuit of the present invention can be used to reduce the variation in the threshold voltage of transistors, the power supply voltage of transistor characteristics,
The purpose is to reduce temperature-dependent impedance fluctuations of the output circuit and easily provide impedance matching with external circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は本発明の
一実施例の回路図、第3図は従来の出力回路図、第4図
は従来の出力回路の一実施例、第5図は第4図に示した
従来の出力回路を構成するトランジスタの電圧・電流関
係図、第6図は第2図に示した本発明の出力回路を構成
するトランジスタの電圧・電流関係図、第7図は第4図
と第2図の出力波形図の一例である。 VDD・・・・・・電源、VXN、Vπ、■工93.■
□、2・・・・・・出力回路を駆動するタイミング信号
、voTJT・・・・・・出力端子、R1,R2,R3
,R4・・・・・・抵抗素子、Ql、Q2.Q4.Q6
・・・・・・エンハンスメント型N c h )ランジ
スタ、Q3.Q5・・・・・・エンハンスメント型Pc
h )ランジスタである。 代理人 弁理士  内 原   音 箒 図 卒 酊
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is a conventional output circuit diagram, and Fig. 4 is an embodiment of a conventional output circuit. , FIG. 5 is a voltage/current relationship diagram of the transistors configuring the conventional output circuit shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a voltage/current relationship diagram of the transistors configuring the output circuit of the present invention shown in FIG. 2. 7 are examples of output waveform diagrams of FIGS. 4 and 2. VDD...Power supply, VXN, Vπ, ■Eng.93. ■
□, 2... Timing signal that drives the output circuit, voTJT... Output terminal, R1, R2, R3
, R4...Resistance element, Ql, Q2. Q4. Q6
...Enhancement type N c h ) transistor, Q3. Q5...Enhancement type PC
h) It is a transistor. Agent Patent Attorney Uchihara Sound Broom Picture Graduation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電源と出力端子の間に1つ以上の抵抗素子と1つ以上の
電界効果型トランジスタを接続し、もう1つの電源と出
力端子の間に1つ以上の抵抗素子と1つ以上の電界効果
型トランジスタを接続することを特徴とする半導体集積
回路。
One or more resistive elements and one or more field-effect transistors are connected between a power supply and an output terminal, and one or more resistive elements and one or more field-effect transistors are connected between another power supply and an output terminal. A semiconductor integrated circuit characterized by connecting transistors.
JP2278273A 1990-10-17 1990-10-17 Semiconductor integrated circuit Pending JPH04154216A (en)

Priority Applications (1)

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JP2278273A JPH04154216A (en) 1990-10-17 1990-10-17 Semiconductor integrated circuit

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5424692A (en) * 1994-02-03 1995-06-13 National Semiconductor Corporation Switchable impedance circuit
US5949287A (en) * 1997-09-19 1999-09-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power amplifier
US5973520A (en) * 1997-12-24 1999-10-26 Nec Corporation Output buffer circuit having a variable output impedance
JP4721578B2 (en) * 2001-09-07 2011-07-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Driver circuit

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