JP2000055989A - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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JP2000055989A
JP2000055989A JP10228470A JP22847098A JP2000055989A JP 2000055989 A JP2000055989 A JP 2000055989A JP 10228470 A JP10228470 A JP 10228470A JP 22847098 A JP22847098 A JP 22847098A JP 2000055989 A JP2000055989 A JP 2000055989A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外付け素子や、特殊な測定装置を使用しなくて
も、3ステートバッファ回路のAC特性(ターンオン、
オフ時間)、及びデバイス内部配線遅延時間を、実配線
経路で正確に測定可能とする回路の提供。 【解決手段】3ステートバッファ回路の出力端子と、高
位側電源との間に第1のテスト制御信号を制御端子に入
力するプルアップトランジスタを接続し、出力端子と低
位側電源との間に第2のテスト制御信号を制御端子に入
力するプルダウントランジスタを接続し、通常動作時に
は、プルアップ、プルダウントランジスタがともに非導
通状態とされ、テスト時、プルアップ、プルダウントラ
ンジスのうち一方をオフ状態、他方をオン状態に制御し
て出力端子の高/低レベルの遷移から前記3ステートバ
ッファのAC特性が測定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力バッファ回路
に関し、特に、出力として論理0/1及びハイ・インピ
ーダンス状態をとる3ステートバッファのACテスト及
びAC評価工程の適用して好適な出力バッファ回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】近時、プロセッサ等の動作周波数の高速
化に伴い、マイコン周辺LSIなどにおいて、データバ
スの入出力は、ますます高速化されている。このため、
バスを制御するための3ステートバッファ回路のAC特
性を正確に測定することが要求されている。
【0003】半導体集積回路における3ステートバッフ
ァ回路のAC特性(ターンオン・ターンオフ時間)は、
測定用回路として、3ステートバッファ回路の出力端子
にプルアップ、プルダウン抵抗を接続した測定用回路が
用いられている。
【0004】この測定用回路でも、AC特性の測定は可
能ではあるが、外部デバイスや、特殊な装置を使用せ
ず、内部回路のみで正確に測定することが要求されてい
る。
【0005】この要請に応えるために、例えば特開昭6
3−85379号公報には、デバイス内部に設けられた
テスト回路により、3ステートのイネーブル制御信号を
直接3ステートバッファ回路の出力端子に出力する構成
が提案されている。すなわち図4に示すように、テスト
モード時、モード制御信号が“0”となりAND回路1
7の出力は“0”となり3ステートバッファ12の出力
は常に出力イネーブル状態となり、またNAND回路1
4の出力は“1”となりOR回路15はバッファ制御信
号が通過しNAND回路16はOR回路15の出力が通
過して論理が反転し、3ステートバッファ12に、バッ
ファ制御信号の反転信号が入力され3ステートバッファ
12の出力からバッファ制御信号の反転論理が観測可能
となり、バッファ制御信号が“0”になってから観測出
力信号が“1”になるまでの時間が出力イネーブル時
間、バッファ制御信号が“1”になってから観測出力信
号が“0”になるまでの時間が出力ディセーブル時間で
あり、3ステート遷移時間の測定を可能としている。な
お、通常動作モードにおいては、モード制御信号は
“1”であり、バッファ制御信号はAND回路17を通
過して3ステートバッファ12の制御端子に入力され、
LSI内部制御信号は、NAND回路14、16を介し
て3ステートバッファ12の入力端子に導かれ、バッフ
ァ制御信号が0、1に応じて出力イネーブル、出力ディ
セーブル(ハイ・インピーダンス)状態となる。
【0006】また、例えば特開昭63−61972号公
報には、出力バッファ回路にプルアップトランジスタと
してPMOSトランジスタを付加し、バーンインラスト
時PMOSトランジスタを出力バッファの負荷抵抗とし
て用いる構成が記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示した従来の回路においては、テストモード時に、AN
D回路17の出力からステートバッファ12の制御端子
への信号線aの遅延時間が測定できない。すなわち、テ
ストモード時、バッファ制御信号の経路は、通常動作時
の経路から変更され、3ステートバッファ12の入力に
伝達される構成となっており、テストモード時にバッフ
ァ制御信号は通常経路を通らないこととなる。
【0008】このため、テスト時に、通常動作時の経路
による、遅延不良を検出することができない、という問
題点を有している。
【0009】特に、3ステートバッファは、一般に、バ
ス線として多数使用されているため、高速で、正確な測
定が要求されている。
【0010】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、3ステートバッ
ファ出力のターンオフ・ターンオン時間、及びデバイス
内部配線遅延時間を、通常配線経路で正確に測定可能と
した出力バッファ回路を提供することにある。
【0011】また本発明の他の目的は、外付け素子や、
特殊な測定装置を使用しなくても、正確に遅延時間を測
定することを可能とした出力バッファ回路を提供するこ
とにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、3ステートバッファ回路の出力にテスト制御信号
でそれぞれオン・オフ制御されるプルアップ用及びプル
ダウン用トランジスタを備えて構成される。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明の出力バッファ回路は、図1を参照する
と、3ステートバッファ回路(3)の出力に、テスト制
御信号でそれぞれオン・オフ制御される信号テスト用の
プルアップ用トランジスタ(1)、及びプルダウン用ト
ランジスタ(2)を備える。
【0014】通常動作時には、テスト用のトランジスタ
(1、2)はともにオフ状態とされる。
【0015】テスト時、3ステートバッファ回路(3)
のLow→ハイ・インピーダンス状態(HiZ)の測定
は、テスト用のプルダウン用トランジスタ(2)をオフ
状態とし、テスト用のプルアップ用トランジスタ(1)
をオン状態とし、3ステートバッファ回路(3)の入力
にデータとしてLowレベルを与え、3ステートバッフ
ァ回路をイネーブル状態からディセーブル状態とする
と、出力端子はLowレベルからHighレベルに遷移
する。例えば出力イネーブル信号ENのHighからL
owレベルへの遷移から、出力OUTのLowレベルか
らHighレベルに遷移するまでの遅延時間が、Low
→HiZの遅延時間となる。
【0016】3ステートバッファ回路(3)のHiZ→
Lowの測定は、テスト用のプルダウン用トランジスタ
(2)をオフ状態とし、テスト用のプルアップ用トラン
ジスタ(1)をオン状態とし、3ステートバッファ回路
(3)に入力データとしてLowレベルを与えておき、
3ステートバッファ回路をディセーブル状態からイネー
ブル状態とすると、出力端子はHighレベルからLo
wレベルに遷移する。
【0017】3ステートバッファ回路(3)のHigh
→HiZの測定は、テスト用のプルアップ用トランジス
タ(1)をオフ状態とし、テスト用のプルダウン用トラ
ンジスタ(2)をオン状態とし、3ステートバッファ回
路に入力データとしてHighレベルを与えておき、3
ステートバッファ回路をイネーブル状態からディセーブ
ル状態とすると、出力端子はHighレベルからLow
レベルに遷移する。
【0018】3ステートバッファ回路(3)のHiZ→
Highの測定は、テスト用のプルアップ用トランジス
タ(1)をオフ状態とし、テスト用のプルダウン用トラ
ンジスタ(2)をオン状態とし、3ステートバッファ回
路の入力データとしてHighレベルを与えておき、3
ステートバッファ回路をディセーブル状態からイネーブ
ル状態とすると、出力端子はLowレベルからHigh
レベルからに遷移する。
【0019】本発明の実施の形態によれば、テスト回路
は、3ステートバッファ回路の出力のテストをする場合
に、プルアップ、プルダウン抵抗をオン・オフすること
ができるため、3ステートバッファ出力のターンオン・
オフ時間、及びデバイス内部配線遅延時間を、実配線経
路で正確に測定することができる。
【0020】また、本発明の実施の形態においては、デ
バイス内部にテスト回路を設けたため、外付け素子や、
特殊な測定装置を使用しなくても、正確に遅延時間を測
定することができる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して詳細
に説明する。
【0022】図1は、本発明の一実施例の構成を示す図
である。図1を参照すると、3ステートの出力バッファ
回路3の出力OUTに、ドレインを接続し、ソースを高
位側電源VCCに接続しゲートを第1のテスト制御信号
TEST1を接続したPチャネルトランジスタ1と、ド
レインをPチャネルトランジスタ1のドレインに接続し
ソースを低位側電源VSSに接続しゲートを第2のテス
ト制御信号TEST2を接続したNチャネルトランジス
タ2を接続して構成されている。3ステートバッファ回
路3は、出力イネーブル制御信号ENがHighレベル
の時、半導体集積回路の不図示の内部回路からのデータ
Dを入力して出力OUTに出力し、出力イネーブル制御
信号ENがLowレベルの時、出力はハイ・インピーダ
ンス状態となる。
【0023】通常動作時は、第1のテスト制御信号TE
ST1がHighレベル、第2のテスト制御信号TES
T2がLowレベルとされ、Pチャネルトランジスタ1
及びNチャネルトランジスタ2はともにオフ状態とさ
れ、通常動作に影響しない構成とされている。すなわ
ち、出力イネーブル制御信号ENがHighレベルの場
合、出力OUTには入力データDのレベルがそのまま出
力され、出力イネーブル制御信号ENがLowレベルの
時、出力OUTはハイ・インピーダンス状態となり、通
常の3ステートバッファ回路として機能する。
【0024】本発明の一実施例において、テスト時にお
いて、出力イネーブル信号ENがLowレベルとなり3
ステートバッファ回路3の出力がハイ・インピーダンス
状態になったときに、Pチャネルトランジスタ1または
Nチャネルトランジスタがオン状態とされ、出力OUT
が、導通状態のPチャネルトランジスタ1またはNチャ
ネルトランジスタを介してHighレベルまたはLow
レベルとなり、遅延時間の測定が、出力のHighレベ
ルまたはLowレベル判定で可能となる。
【0025】図2は、本発明の一実施例における出力バ
ッファ回路のハイ・インピーダンス測定動作を説明する
ためのタイミング図である。図1及び図2を参照して、
本実施例の動作について説明する。
【0026】第1、第2のテスト制御信号TEST1、
TEST2をともにLowレベルとし、Pチャネルトラ
ンジスタ1がオン状態となり、Nチャネルトランジスタ
2はオフ状態となる。3ステートバッファ回路3が出力
イネーブル状態の時、出力OUTは、3ステートバッフ
ァ回路3の不図示の出力段トランジスタと、Pチャネル
トランジスタ1の電流駆動能力が大きい方のレベルとな
る。ここでは、Pチャネルトランジスタ1、Nチャネル
トランジスタ2は、3ステートバッファ回路3の出力段
トランジスタの電流駆動能力に対して十分小さい値とす
る。すなわち3ステートバッファの出力段トランジスタ
のW/L比(チャネル幅/チャネル長比)と比べてトラ
ンジスタ1、2のW/L比は十分に小さい。
【0027】時刻t1において、出力イネーブル制御信
号ENがLowレベルとなると、3ステートバッファ回
路3の出力はハイ・インピーダンス(Hi−Z)状態と
なる。この時、Pチャネルトランジスタ1がオン状態で
あるため、出力OUTは、Highレベル側にプルアッ
プされる。
【0028】このときの遅延時間を測定することによ
り、出力OUTのLow→ハイ・インピーダンスの遅延
時間を測定することができる。例えばLSIテスタ等で
この遅延時間を測定する場合、例えば出力OUTをテス
タのコンパレータに入力し期待値Lowレベルを満たし
た時点でのタイミング位置より遅延時間を求めることが
できる。
【0029】また時刻t2において、出力イネーブル制
御信号ENがHighレベルとなり、Lowレベルのデ
ータDを入力とする3ステートバッファ回路3はその出
力OUTをLowレベルに引き下げ、出力OUTのLo
wレベルを判定することでハイ・インピーダンス→Lo
wレベル遅延時間を測定することができる。
【0030】次に時刻t3において、第1、第2のテス
ト制御信号TEST1、TEST2をともにHighレ
ベルとし、Pチャネルトランジスタ1をオフ、Nチャネ
ルトランジスタ2をオン状態とし、またデータ信号をH
ighレベルにする。
【0031】時刻t4において、出力イネーブル制御信
号ENをLowレベルとすると、3ステートバッファ回
路3の出力はハイ・インピーダンス状態となり、出力O
UTはオン状態のNチャネルトランジスタ2を介してL
owレベルにプルダウンされる。このため、出力OUT
のLowレベルを判定することで、High→ハイ・イ
ンピーダンス遅延時間を測定することができる。
【0032】時刻t5において、出力イネーブル制御信
号ENをLowレベルとすると、3ステートバッファ回
路3の出力はハイ・インピーダンス状態となり、ハイ・
インピーダンス→Highレベル遅延時間を測定するこ
とができる。
【0033】このように、本発明の一実施例によれば、
外付け回路を使用することなく、また通常経路を用いて
3ステートバッファ回路3の遅延特性を測定することが
できる。
【0034】本発明の第2の実施例について説明する。
本発明の第2の実施例の基本的な回路構成は、図1に示
したものと同様であるが、Pチャネルトランジスタ1、
Nチャネルトランジスタ2の電流駆動能力を、3ステー
トバッファ回路3の出力のものと同程度の電流駆動能力
とする。図3は、本発明の第2の実施例の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【0035】第1、第2のテスト制御信号TEST1、
TEST2を変化させるタイミングにより、出力OUT
の遅延が変化するが、第1、第2のテスト制御信号TE
ST、TEST2と、出力イネーブル信号ENの論理レ
ベルの変化のタイミングを細かくずらして測定し、出力
OUTの変化タイミングとの相関を求める。例えば図3
に示すように、時刻t1において、第2のテスト制御信
号TEST2はLowレベルのままとし、出力イネーブ
ル信号EN及び第1のテスト制御信号TEST1を所定
のタイミングでLowレベルに変化させると、出力OU
TはHighレベルとなる。本発明の第2の実施例にお
いては、第1、第2のテスト制御信号TEST1、TE
ST2は同一タイミングでに変化することはなく、出力
OUTにつながるトランジスタ1、2の同時オン状態が
回避できるため、前記実施例よりも、さらに高精度に測
定することが可能となり、遅延時間の測定精度を向上さ
せる。
【0036】また、第1、第2のテスト制御信号TES
T1、TEST2に与える電圧を調節することにより、
それぞれトランジスタ1、2に流れる電流の量が調節で
きるため、最適な測定点を調整することができる。さら
に、第1、第2のテスト制御信号TEST1、TEST
2に与えるHighレベル、Lowレベル電圧を調節す
ることによりトランジスタ1、2を、プルアップ、プル
ダウン抵抗として、前記実施例のように使用することが
できる。
【0037】なお、本発明は、上記各実施例に限定され
るものでなく、本発明の原理の準ずる範囲内での適宜変
形を含むことは勿論である。例えば、3ステートバッフ
ァ回路は、3ステート反転バッファであってもよく、ま
たイネーブル制御信号ENの活性化に対応する論理レベ
ル等も上記実施例に限定されるものでない。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
3ステートバッファ回路の出力に、テスト用のプルアッ
プ・プルダウン用トランジスタを備え、プルアップ・プ
ルダウン用トランジスタをオン・オフ制御することによ
り、3ステートバッファ出力のターンオン・オフ時間、
及び、デバイス内部配線遅延時間を、実配線経路で正確
に測定することができる、という効果を奏する。
【0039】また、本発明によれば、デバイス内部にテ
スト回路を設けたため、外付け素子や、特殊な測定装置
を使用しなくても、正確に遅延時間を測定することがで
きる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の出力バッファ回路の構成を
示す図である。
【図2】本発明の第1の実施例の動作を説明するための
タイミングチャートである。
【図3】本発明の第2の実施例の動作を説明するための
タイミングチャートである。
【図4】従来の出力バッファ回路の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 Pチャネルトランジスタ 2 Nチャネルトランジスタ 3 3ステートバッファ D 3ステートバッファのデータ入力 EN 3ステートバッファのイネーブル信号 TEST1 第1のテスト制御信号 TEST2 第2のテスト制御信号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3ステートバッファ回路の出力に、テスト
    制御信号でそれぞれオン・オフ制御されるプルアップ用
    トランジスタ及びプルダウン用トランジスタを接続して
    なることを特徴とする出力バッファ回路。
  2. 【請求項2】出力イネーブル信号のレベルにより入力デ
    ータ値を出力するか、出力がハイ・インピーダンス状態
    となる3ステートバッファ回路の出力端子と、高位側電
    源との間に第1のテスト制御信号を制御端子に入力する
    第1のトランジスタを接続し、前記出力端子と、低位側
    電源との間に第2のテスト制御信号を制御端子に入力す
    る第2のトランジスタを接続してなる、ことを特徴とす
    る出力バッファ回路。
  3. 【請求項3】前記第1、第2のテスト制御信号により、
    通常動作時には、前記第1、第2のトランジスタが非導
    通状態とされ、テスト時、前記第1、2のトランジスタ
    のうち一方をオフ状態、他方をオン状態に制御して、前
    記出力端子の高/低レベルの遷移から前記3ステートバ
    ッファのAC特性が測定される、ことを特徴とする請求
    項2記載の出力バッファ回路。
  4. 【請求項4】前記第1、第2のトランジスタの電流駆動
    能力が、前記3ステートバッファ回路の出力段トランジ
    スタの電流駆動能力と比べて小さく設定されているか、
    ほぼ同等とされている、ことを特徴とする請求項2又は
    3記載の出力バッファ回路。
  5. 【請求項5】前記第1のトランジスタがPチャネルトラ
    ンジスタ、前記第2のトランジスタがNチャネルトラン
    ジスタよりなることを特徴とする請求項4記載の出力バ
    ッファ回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511506B2 (en) 2006-01-06 2009-03-31 Nec Electronics Corporation Semiconductor testing system and testing method

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