JP2000124786A - 高電圧および低電圧動作用高速出力バッファ回路 - Google Patents

高電圧および低電圧動作用高速出力バッファ回路

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JP2000124786A
JP2000124786A JP11233020A JP23302099A JP2000124786A JP 2000124786 A JP2000124786 A JP 2000124786A JP 11233020 A JP11233020 A JP 11233020A JP 23302099 A JP23302099 A JP 23302099A JP 2000124786 A JP2000124786 A JP 2000124786A
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Ray Abhijitt
レイ アブヒジット
Madof R
マドフ アール
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高および低電源電圧レベル双方に対して、高
速動作および低di/dt応答が可能な出力バッファ回
路を提供する。 【解決手段】 出力バッファ回路は、第1の予備駆動ノ
ードの電位に応じて出力ノードを第1の論理レベルに駆
動する第1の駆動トランジスタと、第2の予備駆動ノー
ドの電位に応じて出力ノードを第2の論理レベルに駆動
する第2の駆動トランジスタとを含む。第1の予備駆動
ノードの電位は第1の標準および整相予備駆動回路によ
って決定され、第2の予備駆動ノードの電位は第2の標
準および整相予備駆動回路によって決定される。出力駆
動回路が引き込む電流の速度(di/dt)が低下する
低電圧動作モードでは、標準および整相予備駆動回路が
相互に機能し各予備駆動ノードを駆動する。出力駆動回
路のdi/dtが高くなる高電圧動作モードでは、標準
予備駆動回路の所定の遅延の後、整相予備駆動回路を作
動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、半導体
集積回路デバイスに関し、更に特定すれば、かかるデバ
イスに用いる出力バッファ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】設計手法や製造方法における種々の改善
によって、集積回路内でデータを処理する速度は上昇す
るに至ったが、内部データ信号を他のデバイスによって
使用するためにいかにして出力データ信号に変換するか
ということは、引き続き集積回路の機能の重要な部分と
なっている。集積回路内部におけるデータ信号の伝搬
は、比較的小さな寸法の導電線上で行われる。したがっ
て、内部導電線によって与えられる電気負荷は、引き込
む電流量が小さな、比較的小さいトランジスタによって
駆動することができる。これは、集積回路デバイス外部
の信号伝搬とは対照的である。データ信号を外部に伝送
するためには、集積回路はかなり大きい容量性および誘
導性負荷を駆動しなければならない。外部負荷は、通
常、電気信号を集積回路から導電性リード・フレームま
で搬送するボンド・ワイヤ(bond wire)を含む。リード
・フレームは、集積回路パッケージの導電性リード(即
ち、ピン)を備えている。集積回路を使用する場合、パ
ッケージのピンを、電子システム内の他の線に電気的に
接続する(例えば、プリント回路基板上の導電線にはん
だ付けする)。
【0003】比較的大きな外部負荷を迅速に種々の電圧
レベル間で確実に駆動するために、集積回路は通常各出
力信号毎に出力バッファ回路を含む。出力バッファ回路
は、大きな半導体回路素子を含み、これらは、外部負荷
を急速に充電および放電するために必要な比較的大量の
電流を供給(「ソース」または「シンク」)し、これに
よって出力信号を発生することができる。
【0004】従来技術の出力バッファ回路の一例を、図
1に概略図として示す。この出力バッファ回路は、全体
的に参照符号100と付番され、入力ラッチ102、第
1の予備駆動回路(pre-drive circuit)104、第2の
予備駆動回路106および出力駆動回路108を含むも
のとして示されている。入力ラッチ102は、2つの交
差結合された反転器I100,I102を含む。入力ラ
ッチ102は、入力データ信号(DATA)を受け取
り、この値をラッチし、反転データ信号(DATA_)
を第1および第2の予備駆動回路(104,106)に
供給する。
【0005】第1の予備駆動回路104は、DATA_
信号および出力作動信号(OE_)を受け取り、これら
の信号に応答して、第1の予備駆動ノード110を、高
予備駆動電位と低予備駆動電位との間で駆動する。OE
_信号が高の場合、第1の予備駆動回路104は不作動
とされ、第1の予備駆動ノード110を不作動(高)電
位に駆動する。OE_信号が低の場合、第1の予備駆動
回路104は作動し、第1の予備駆動ノード110はD
ATA信号値から追従する。DATA_信号が高の場
合、第1の予備駆動ノード110は高に駆動される。D
ATA_信号が低の場合、第1の予備駆動ノード110
は低に駆動される。第1の予備駆動回路104は、OE
_信号およびDATA_信号を入力として受け取る、二
入力NORゲートG100を含む。ゲートG100の出
力は、反転器I104への入力として与えられる。反転
器I104の出力は、第1の予備駆動ノード110を駆
動する。
【0006】第2の予備駆動回路106は、DATA_
信号および第2の出力作動信号OEを受け取る。信号O
Eは、OE_信号の逆である。DATA_信号およびO
E信号に応答して、第2の予備駆動回路106は、第2
の予備駆動ノード112を、作動化(高)予備駆動電位
と不作動化(低)予備駆動電位との間で駆動する。第1
の予備駆動回路104と同様に、OE信号が低の場合、
第2の予備駆動回路106は不作動とし、第2の予備駆
動ノード112は低に駆動される。OE信号が高の場
合、第2の予備駆動回路106は作動し、第2の予備駆
動ノード112はDATA_信号値を追従する。第2の
予備駆動回路106は、OE信号およびDATA_信号
を入力として受け取るように二入力NANDゲートG1
02を含む。ゲートG102の出力は、反転器I106
への入力として与えられる。反転器I106の出力は、
第2の予備駆動ノード112を駆動する。
【0007】出力駆動回路108は、第1の予備駆動ノ
ード110および第2の予備駆動ノード112における
電位に応じて、出力ノード114を高電源電圧(VD
D)または低電源電圧(VSS)に駆動する。出力駆動
回路108は、VDD電圧と出力ノード114との間に
接続されたソース−ドレイン経路を有するようにp−チ
ャネル金属酸化物半導体(MOS)トランジスタP10
0を含む。トランジスタP100のゲートは、第1の予
備駆動ノード110に結合されている。同様に、n−チ
ャネルMOSトランジスタN100は、出力ノード11
4とVSS電圧との間に接続された、ソース−ドレイン
経路を有する。トランジスタN100のゲートは、第2
の予備駆動ノード112によって駆動される。出力ノー
ド114は、データ出力信号DATA_OUTを与え
る。
【0008】従来技術の出力バッファ回路100の動作
は、図1と共に図2を参照することによって、最良に理
解されよう。図2は、OE信号、DATA信号、および
DATA_OUT信号を示すタイミング図である。加え
て、第1の予備駆動ノード110および第2の予備駆動
ノード112の応答も、波形「110」および「11
2」としてそれぞれ示されている。
【0009】これより図1と共に図2を参照すると、時
点t0において、OE信号は低(そして、OE_信号は
高)となり、出力駆動回路100を不作動にする。第1
の予備駆動回路104は、第1の予備駆動ノード110
を高に駆動し、トランジスタP100をオフにする。同
様に、第2の予備駆動回路106は、第2の予備駆動ノ
ード112を低に駆動し、トランジスタN100をオフ
にする。
【0010】時点t1において、OE信号は高に遷移し
(OE_を低に引き下げる)、これによって出力バッフ
ァ回路100を作動させる。高のDATA信号は、入力
ラッチ102を通過して伝搬し、DATA_信号を低に
駆動する。OE_信号およびDATA_信号が低とな
り、ゲートG100の出力は高に駆動される。反転器I
104は第1の予備駆動ノード110を低に駆動し、ト
ランジスタP100をオンにする。このようにして、D
ATA_OUT信号は高に駆動され、VDD電圧とな
る。同時に、低のDATA_信号および高のOE信号が
第2の予備駆動回路106によって受け取られる。ゲー
トG102の出力は高のままであり、反転器I106は
第2の予備駆動ノード112を低に維持し、トランジス
タN100をオフに保持する。
【0011】時点t2において、OE信号は未だ高のま
まであり、DATA信号は高から低に第1の遷移を行
う。入力ラッチ102は、DATA_信号を高に駆動す
る。DATA_信号が高になった結果、ゲートG100
の出力は低になり、反転器I104は第1の予備駆動ノ
ード110を高に駆動する。トランジスタP100はオ
フとなり、出力ノード114をVDD電圧から分離す
る。同時に、OE信号およびDATA_信号が高である
ので、ゲートG102の出力は低に駆動され、反転器I
106は第2の予備駆動ノード112を高に駆動し、ト
ランジスタN100をオンにする。こうして、出力ノー
ド114はVSS電圧に結合され、DATA_OUT信
号を低に駆動する。
【0012】時点t3において、DATA信号は低から
高に第2の遷移を行う。入力ラッチ102は、DATA
_信号を低に駆動する。低のDATA_信号および低の
OE_信号によって、ゲートG100の出力は再度高に
駆動され、反転器I104は第1の予備駆動ノード11
0を低に駆動する。トランジスタP100はオンにな
り、DATA_OUT信号は再度高に駆動される。同時
に、DATA_信号がゲートG102の入力において低
になると、ゲートG102の出力は高に駆動され、その
結果トランジスタN100はオフとなる。
【0013】時点t4において、OE信号は低に戻り、
出力バッファ回路100を再度不作動状態に置く。時点
t0について述べたように、第1の予備駆動ノード11
0は高に駆動され、トランジスタP100をオフにし、
第2の予備駆動ノード112は低に駆動され、トランジ
スタN100をオフにする。
【0014】図1の従来技術の例では、トランジスタP
100,N100は非常に大きな素子であり、急速に電
流を引き込むことまたは放電することによって、出力ノ
ード114を論理値間で駆動することができる。図1の
従来技術では、出力ノード114に結合されている出力
負荷によって与えられる固有のインダクタンスのため
に、欠点が生ずる虞れがある。トランジスタP100,
N100がオンおよびオフに切り替わるにつれて、負荷
を通じて電流を引き込む速度(「di/dt」)はかな
りになる可能性がある。di/dtと固有の負荷インダ
クタンスおよび電源線インダクタンスとによって、出力
ノード114において望ましくない電圧変化(多くの場
合「接地バウンス」または「電源バウンス」と呼ばれ
る)を生ずる虞れがある。電源線インダクタンスは、通
常、電源電圧(VCCおよびVSS)を集積回路に供給
する、リード・フレームの部分から生ずる。
【0015】図3に示す第2の従来技術の例は、出力駆
動動作を第1の駆動動作と、それに続く第2の後続駆動
動作とに分割することによって、接地バウンスを減少可
能な出力バッファ回路を示す。第2の従来技術の出力バ
ッファ回路は、全体として参照番号300が付番されて
おり、入力ラッチ302、第1の予備駆動回路304、
第2の予備駆動回路306、および出力駆動回路308
を含むものとして示されている。図1の回路と同様、入
力ラッチ302は、2つの交差結合反転器I300,I
302を含み、これらは入力データ信号(DATA)を
受け取ってラッチし、第1および第2の予備駆動回路
(304,306)が用いるための反転データ信号(D
ATA_)を供給する。
【0016】図1の第1および第2の予備駆動回路(1
04,106)が各々単一の予備駆動ノードを駆動する
のとは異なり、図3の第1および第2の予備駆動回路
(304,306)は、各々2つの予備駆動ノードを駆
動する。図3に示すように、第1の予備駆動回路304
は、第1の予備駆動ノード310および第2の予備駆動
ノード312を駆動する。同様に、第2の予備駆動回路
306は、第3の予備駆動ノード314および第4の予
備駆動ノード316を駆動する。動作において、各予備
駆動回路(304,306)は、その予備駆動ノードの
一方を最初に駆動し、次いである遅延の後に、他方の予
備駆動ノードを駆動する。即ち、DATA信号が高にな
ると、第1の予備駆動回路304は第1の予備駆動ノー
ド310を低に駆動し、次いである遅延の後に第2の予
備駆動ノード312を低に駆動する。DATA信号が低
になると、第2の予備駆動回路306は、最初に第3の
予備駆動ノード314を高に駆動し、次いである遅延の
後第4の予備駆動ノード316を高に駆動する。
【0017】第1の予備駆動回路304は、出力作動信
号OE_およびDATA_信号を受け取る、二入力NO
RゲートG300を含むものとして示されている。ゲー
トG300の出力は、反転器I304および抵抗R30
0を介して、第1の予備駆動ノード310に接続されて
いる。加えて、ゲートG300の出力は、第1の反転遅
延回路D300を介して、第2の予備駆動ノード312
に接続されている。反転遅延回路D300は、ゲートG
300の出力を反転し遅延する。第2の予備駆動回路3
06は、出力作動信号OEおよびDATA_信号を受け
取る、二入力NANDゲートG302を含む。ゲートG
302の出力は、反転器I306および抵抗R302を
介して、第3の予備駆動ノード314に接続されてい
る。また、ゲートG302の出力は、第2の反転遅延回
路D302を介して、第4の予備駆動ノード316にも
接続されている。
【0018】出力駆動回路308は、出力ノード318
を高電源電圧VDDと低電源電圧VSSとの間で駆動
し、データ出力信号DATA_OUTを発生する。図1
の回路が、単一の充電経路(トランジスタP100のソ
ース−ドレイン経路)によってその出力ノード114を
高に駆動するのとは異なり、図3の出力駆動回路300
は、2系統の充電経路によって出力ノード318を高に
駆動する。第1の経路は、第1のp−チャネルMOS駆
動トランジスタP300によって形成される。トランジ
スタP300は、第1の予備駆動ノード310における
電位によって制御される。第2の経路は、第2のp−チ
ャネルMOS駆動トランジスタP302によって形成さ
れる。トランジスタP302は、第2の予備駆動ノード
312における電位によって制御される。出力駆動回路
308は同様に2系統の放電経路を含む。第1の放電経
路は、n−チャネルの第3の駆動トランジスタN300
によって備えられる。トランジスタN300は、第3の
予備駆動ノード314における電位によって制御され
る。第2の放電経路は、n−チャネルの第4の駆動トラ
ンジスタN302によって形成される。トランジスタN
302は、第4の予備駆動ノード316における電位に
よって制御される。
【0019】図4におけるタイミング図を用いて、出力
バッファ回路300の動作について説明する。図4は、
OE信号、DATA信号、およびDATA_OUT信号
を示す。加えて、第1のないし第4の予備駆動ノード
(310,312,314,316)において結果的に
得られる応答も、それぞれ、波形「310」、「31
2」、「314」および「316」として示す。
【0020】これより図3と共に図4を参照すると、時
点t0において、OE信号は低であり、その結果出力バ
ッファ回路300は不作動状態にある。その結果、ゲー
トG300の入力において高となったOE_信号が、第
1および第2の予備駆動ノード(310,312)を高
に引き上げ、トランジスタP300,P302をオフに
する。第2の予備駆動回路306内部では、低OE信号
がゲートG302の出力を高に引き上げる。その結果、
第3および第4の予備駆動ノード(314,316)は
低に引き下げられ、トランジスタN300,N302は
オフとなる。
【0021】時点t1において、OE信号は高に遷移
し、出力バッファ回路300を作動させる。ここでOE
_信号が低、そしてDATA_信号が低であるので、ゲ
ートG300の出力は高になる。その結果、第1の予備
駆動ノード310は低に駆動され、トランジスタ300
はオンとなる。こうして、電流はトランジスタP300
を通過し始める。抵抗R300およびトランジスタP3
00のサイズは、第1の予備駆動ノード310を充電す
る速度を低下させるのに役立ち、これによって、トラン
ジスタP300がオンになるときに発生するdi/dt
の大きさを減少させる。
【0022】反転遅延回路D300によって与えられる
遅延に続いて、第2の予備駆動ノード312は低に駆動
され、トランジスタP302をオンにする。すると、ト
ランジスタP302は、出力ノード318の充電を完了
する。トランジスタP300,P302が順次オンにな
る間、第3および第4の予備駆動ノード(314,31
6)は低のままであり、トランジスタN300,N30
2をオフに保持する。
【0023】時点t2において、DATA信号は、高論
理値から低論理値に第1の遷移を行う。入力ラッチ30
2は新たなDATA信号値をラッチし、DATA_信号
を高に駆動する。高のDATA_信号が第1の予備駆動
回路304に印加され、ゲートG300の出力を低に駆
動する。第1の予備駆動ノード310が高に駆動され、
トランジスタP300をオフにする。同様に、続いて第
2の予備駆動ノード312が遅延回路D300によって
高に駆動され、トランジスタP302をオフにする。
【0024】同時に、高のDATA_信号と高のOE信
号との組み合わせによって、ゲートG302の出力が低
に駆動される。第3の予備駆動ノード314が高に駆動
され、トランジスタN300をオンにし、出力ノード3
18を低に駆動し始める。抵抗R302およびトランジ
スタN300のサイズが、予備駆動ノードが放電する速
度を制限することによって、トランジスタN300によ
るdi/dtを低下させる。反転遅延回路D302によ
って与えられる遅延の後、トランジスタN302はオン
になり、出力ノード318の放電を完了する。このよう
に、低のDATA信号入力に応答して、DATA_OU
T信号は低に駆動される。
【0025】時点t3において、DATA信号は低から
高に第2の遷移を行う。入力ラッチ302は、新たなデ
ータ値をラッチし、DATA_信号を低に引き下げる。
ここでDATA_信号が低、そしてOE_信号が低であ
るので、第1の予備駆動ノード310は再び低に駆動さ
れ、トランジスタP300をオンにする。出力ノード3
18は充電を開始するが、速度di/dtは低下してい
る。遅延回路D300によって与えられる遅延の後、第
2の予備駆動ノード312は低に駆動され、トランジス
タP302はオンとなり、更に出力ノード318を充電
する。同時に、第2の予備駆動回路306は第3の予備
駆動ノード314および第4の予備駆動ノード316を
低に駆動し、トランジスタN300,N302をオフに
する。このように、DATA_OUT信号は、高のDA
TA信号入力に応答して、高に駆動される。
【0026】時点t4において、OE信号が立ち下が
り、出力駆動回路300を不作動にする。OE_信号が
高、OE信号が低となった結果、ゲートG300,G3
02の出力は、DATA_値には係わらず、それぞれ低
および高となる。その結果、トランジスタP300,P
302,N300,N302は全てオフとなり、出力ノ
ード318を高インピーダンス状態で浮遊させる。
【0027】図3の従来技術の出力バッファ回路は、出
力ノード318を迅速に駆動するために必要なdi/d
t値を低下させることができるが、この出力バッファ回
路は、4つの大きな駆動トランジスタ(P300,P3
02,N300,N302)を必要とするので、かなり
の面積を必要とする可能性がある。
【0028】2つの駆動素子のみを有するその他の出力
駆動回路は、当該駆動素子を制御する予備駆動ノードを
注意深くバイアスすることによって、かろうじてdi/
dt値を低下させるに過ぎないものであった。かかる手
法は、複雑なバイアス回路を必要とするため、実施が難
しい虞れがある。加えて、かかるバイアス回路は、必要
な面積量の大幅な増大を要する可能性もある。
【0029】出力バッファ回路を実施する困難さの一因
となる更に別の要因も考えられる。この要因とは、1つ
の電源電圧より多い電圧で集積回路を動作させるという
要望である。例えば、多くの集積回路デバイスでは、5
ボルトの第1の「高」電源電圧、および3.3ボルトの
ような「低」電源電圧で動作するように設計されている
可能性が高い。一方の電源電圧では十分な速度および低
いdi/dt応答で動作可能な出力バッファ回路は、他
方の電源電圧には不適切な場合がある。特に、図1の出
力バッファ回路100は、低電源電圧では適当に機能す
ることができる。駆動トランジスタ(N100,P10
0)がオンおよびオフに切り替わる際、低VDD値のた
めにdi/dtの大きさは小さくなる。しかしながら、
電源電圧をより高いレベルに上昇させると、その結果得
られるより高いVDD値によって、di/dt値が増加
し、このために電源バウンスを招く虞れがある。同様
に、図3の出力バッファ回路300は、前述のように、
得られるdi/dtを低下させることによって、高電源
電圧で良好に機能することができる。しかしながら、低
電源電圧では、出力バッファ回路300は遅すぎて、出
力ノード318を小さい方のVDD電圧とVSS電圧と
の間で駆動するには時間がかかり過ぎる虞れがある。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】高および低電源電圧レ
ベル双方に対して、高動作速度および低di/dt応答
が得られる出力バッファ回路を有することができれば、
望ましいであろう。同時に、過度に複雑なタイミング回
路や、多数の出力駆動デバイスの実施のための追加面積
を必要とせずに、これを行うことができれば望ましいで
あろう。
【0031】
【課題を解決するための手段】好適な実施形態によれ
ば、出力バッファ回路は、第1の予備駆動ノードにおけ
る電位によって制御されるプル・アップ素子と、第2の
予備駆動ノードにおける電位によって制御されるプル・
ダウン素子とを有する出力駆動段を含む。これら予備駆
動ノードにおける電位は、各々、標準予備駆動回路およ
び整相予備駆動回路(phased pre-drive circuit)によっ
て制御される。出力バッファ回路が低電源電圧で動作す
る場合、標準および整相予備駆動回路は共に動作し、そ
れらの各予備駆動ノードを迅速に駆動し、したがってプ
ル・アップ素子およびプル・ダウン素子を迅速にオンお
よびオフにする。高電源電圧では、プル・アップ素子お
よびプル・ダウン素子に電流を引き込む速度が問題とな
るが、標準予備駆動回路を最初に作動し、より遅い速度
でそれらの各予備駆動ノードを駆動する。遅延の後、整
相予備駆動回路を作動し、予備駆動ノードを最大論理レ
ベルに迅速に駆動する。高電圧における標準予備駆動回
路および整相予備駆動回路の整相動作により、プル・ア
ップ素子およびプル・ダウン素子が電流を引き込む速度
を低下させる。
【0032】
【発明の実施の形態】好適な実施形態は、入力データ信
号に応答して出力ノードを駆動する出力バッファ回路で
ある。この出力バッファ回路は、第1の予備駆動ノード
における電位に応じて、出力ノードを第1の電圧に駆動
する第1の駆動素子と、 第2の予備駆動ノードにおけ
る電位に応じて、出力ノードを第2の電圧に駆動する第
2の駆動素子とを含む。各予備駆動ノードにおける電位
は、1対の予備駆動素子によって制御される。好適な実
施形態は、低電源電圧用に、標準動作モードを含む。こ
のモードでは、2つの予備駆動素子を共に活性化させ、
所与の予備駆動ノードを迅速に駆動することによって、
駆動素子の1つを作動させる。加えて、高電源電圧用
に、整相動作モードも含む。整相動作モードでは、第1
の予備駆動素子を作動し、より低い電流速度(di/d
t)応答に対して、それに関連する駆動素子をオンにし
始める。続いて、第2の予備駆動素子がオンになり、予
備駆動ノードにおける駆動動作を完成させる。
【0033】好適な実施形態を図5の概略図に示し、全
体として参照符号500と付番する。好適な実施形態5
00は、入力ラッチ502、第1の標準予備駆動回路5
04、第2の標準予備駆動回路506、および出力駆動
回路508を含むものとして概念化することができる。
加えて、好適な実施形態500は、位相制御回路51
0、第1の整相予備駆動回路512、および第2の整相
予備駆動回路514も含む。
【0034】入力ラッチ502は、1対の交差結合され
た反転器I500,I502を含み、入力データ信号
(DATA)の値をラッチし、反転入力データ信号(D
ATA_)を供給するように機能する。DATA信号
は、位相制御回路510にも印加される。DATA_信
号は、第1および第2の標準予備駆動回路(504,5
06)への入力、および第1および第2の整相予備駆動
回路(512,514)への入力として供給される。
【0035】DATA_信号に加えて、第1の標準予備
駆動回路504は、出力作動信号OE_を受け取る。O
E_信号がアクティブ(低)であれば、第1の標準予備
駆動回路504は作動し、DATA_信号の値に応じ
て、第1の予備駆動ノード516を駆動する。したがっ
て、OE_信号が低でありDATA_信号が低である場
合、第1の予備駆動ノード516は、作動電位(低)に
駆動される。OE_信号が低でありDATA_信号が高
である場合、第1の予備駆動ノード516は、不作動電
位(高)に駆動される。OE_信号がインアクティブ
(高)である場合、第1の予備駆動ノード516は、D
ATA_信号の値には係わらず、不作動状態に駆動され
る。
【0036】好適な実施形態500の第1の標準予備駆
動回路504は、OE_信号を一方の入力として、更に
DATA_信号を他方の入力として受け取る、二入力N
ORゲートG500を含む。ゲートG500の出力は、
p−チャネルMOSトランジスタP500およびn−チ
ャネルMOSトランジスタN500によって形成され
た、相補型金属酸化物半導体(CMOS)反転器I50
4を駆動する。反転器I504の出力は、第1の抵抗R
500を介して、第1の予備駆動ノード516を駆動す
る。抵抗R500が与えるインピーダンスが、反転器I
504による第1の予備駆動ノード516を駆動可能な
速度を制限する。トランジスタN500は、第1の標準
予備駆動素子であるとして概念化することができる。何
故なら、このトランジスタを作動させすることによっ
て、第1の予備駆動ノード516において作動化(低)
電位を確立するからである。
【0037】第2の標準予備駆動回路506は、出力作
動信号OE(OE_信号の反転)およびDATA_信号
を受け取り、これらに応答して第2の予備駆動ノード5
18を駆動する。第1の標準予備駆動回路504と同
様、第2の標準予備駆動回路506は、その各出力作動
信号(OE)に応じて、作動または不作動とされる。O
E信号が高の場合、DATA_信号が高であれば、第2
の標準予備駆動回路506は作動とされ、第2の予備駆
動ノード518を作動電位(高)に駆動し、DATA_
信号が低であれば、不作動電位(低)に駆動する。OE
信号が低の場合、第2の予備駆動回路506は不作動と
され、DATA_信号値には係わらず、第2の予備駆動
ノード518を低に駆動する。
【0038】第2の標準予備駆動回路506は、OE信
号およびDATA_信号を入力として受け取る、二入力
NANDゲートG502を含むものとして示されてい
る。ゲートG502の出力は、CMOS反転器I506
を駆動する。CMOS反転器I506は、p−チャネル
MOSトランジスタP502およびn−チャネルMOS
トランジスタN502を含む。トランジスタP502の
ソースは、高電源電圧VDDに直接結合されておらず、
代わりに、第2の抵抗R502を介してそれに結合され
ている。反転器I506の出力は、第4の抵抗R504
を介して、第2の予備駆動ノード518に結合されてい
る。抵抗R504が与えるインピーダンスは、反転器I
506が第2の予備駆動ノード518を高値と低値との
間で駆動可能な速度を制限する。加えて、抵抗R502
は、第2の予備駆動ノード518を作動化(高)電位に
駆動可能な速度を、更に制限する。トランジスタP50
2は、第2の標準予備駆動素子であるとして概念化する
ことができる。何故なら、このトランジスタを作動する
ことによって、第2の予備駆動ノード518において作
動化(高)電位を確立するからである。
【0039】出力駆動回路508は、第1および第2の
予備駆動ノード(516,518)における電位に応じ
て、出力ノード520を第1の駆動電圧(VDD)と第
2の駆動電圧(VSS)との間で駆動する。第1の予備
駆動ノード516が作動電位に近づくと、出力駆動回路
508は出力ノード520を高に駆動する。第2の予備
駆動ノード518がその作動電位に近づくと、出力駆動
回路508は出力ノード520を低に駆動する。したが
って、第1および第2の予備駆動ノード(516,51
8)を高電圧および低電圧間で駆動する速度は、出力ノ
ード520を駆動電圧VDDおよびVSS間で駆動する
速度に影響を与える。
【0040】好適な実施形態500では、出力駆動回路
508は、p−チャネルMOSの第1の駆動トランジス
タP504を含むものとして示されている。トランジス
タP504は、ソース−ドレイン経路が高電源電圧VD
Dと出力ノード520との間に形成されている。n−チ
ャネルMOSの第2の駆動トランジスタN504は、ソ
ース−ドレイン経路が低電源電圧VSSと出力ノード5
20との間に形成されている。トランジスタN504の
ドレインは、第4の抵抗R506を介して、出力ノード
520に結合されている。また、出力駆動回路508
は、n−チャネルMOSの第1のクランプ・トランジス
タN506およびn−チャネルMOSの第2のクランプ
・トランジスタN507も含む。トランジスタN506
は、駆動トランジスタN504のドレインと低電源電圧
との間に、ダイオード構成(即ち、そのゲートがそのソ
ースに接続された状態)で結合されている。トランジス
タN507も、同様に、出力ノード520と低電源電圧
VSSとの間に配置されている。クランプ・トランジス
タN506,N507は、出力ノード520および/ま
たは駆動トランジスタN504のドレインにおける電圧
が、VSS電圧よりも低く1スレシホルド電圧以上から
低下するのを防止する。
【0041】第1の予備駆動ノード516における電位
が低下し始めると(作動電位に駆動されると)、トラン
ジスタP504は作動され始め、VDD電圧源から電流
を引き出す(source)ことによって、出力ノード520を
充電する。したがって、図5の特定的な構成では、第1
の予備駆動ノード516を放電する速度が、トランジス
タP504が電流を引き出す速度(トランジスタP50
4のdi/dt)を決定する。同様に、第2の予備充電
ノード518における電位が上昇し始めると(その作動
電位に近づくと)、トランジスタN504はオンになり
始め、電流をVSS電圧源に沈める(sink)ことによっ
て、出力ノード520を放電する。したがって、第2の
予備充電ノード518を充電する速度は、トランジスタ
N504が電流を沈める速度(トランジスタN504の
di/dt)を決定する。
【0042】再度図5を参照し、位相制御回路510、
第1の整相予備充電回路512、および第2の整相予備
充電回路514について更に詳しく説明する。DATA
信号およびDATA_信号を受け取ることに加えて、位
相制御回路510は、電源電圧指示信号HV/LV_も
受け取る。HV/LV_信号が高の場合、出力バッファ
回路500が高電源電圧レベルで動作していることを示
す。HV/LV_信号が低の場合、出力バッファ回路5
00が低電源電圧レベルで動作していることを示す。D
ATA信号、DATA_信号およびHV/LV_信号に
応答して、位相制御回路510は、位相作動信号PHA
SE_を供給する。低電圧モード(即ち、HV/LV_
が低)では、PHASE_信号はインアクティブであ
り、高のまま止まっている。高電圧モード(即ち、HV
/LV_が高)では、DATA信号が遷移を行うときに
はいつでも、所定の遅延期間の間、PHASE_信号は
活性化される(低に駆動される)。PHASE_信号の
活性化は、第1および第2の整相予備駆動回路(51
2,514)の動作を、第1および第2の標準予備駆動
回路(504,506)に対して、整相するように機能
する。
【0043】好適な実施形態500では、位相制御回路
510は、第1および第2のCMOSトランスミッショ
ン・ゲート(T500,T502)、および二入力NA
NDゲートG504を含む。トランスミッション・ゲー
トT500は、DATA_信号をゲートG504の第1
の入力に結合し、一方トランスミッション・ゲートT5
02は、DATA信号をゲートG504の同じ入力に結
合する。ゲートG504の他の入力は、HV/VL_信
号である。
【0044】トランスミッション・ゲートT500,T
502は、DATA_信号から活性化されるタイミング
・チェーン(timing chain)によって作動される。タイミ
ング・チェーンは、タイミング反転器I508と直列に
遅延回路D500を含む。遅延回路D500の出力は、
トランスミッション・ゲートT500のp−チャネル素
子およびトランスミッション・ゲートT502のn−チ
ャネル素子を駆動する。相補的に、反転器I508の出
力は、トランスミッション・ゲートT502のp−チャ
ネル素子およびトランスミッション・ゲートT500の
n−チャネル素子を駆動する。この構成では、HV/L
V_信号が低の場合、PHASE_信号はゲートG50
4によって高に引き上げられる。しかしながら、HV/
LV_信号が高の場合、PHASE_信号はDATA信
号における遷移毎に、遅延回路D500によって決定さ
れる時間期間中、低を出力する(pulse)。
【0045】第1の整相予備駆動回路512は、第1の
予備駆動ノード516を作動電位に駆動するのを補助す
る。第1および第2の標準予備駆動回路(504,50
6)と同様、第1の整相予備駆動回路512は、それに
関連する出力作動信号OE_によって、作動および不作
動とされる。したがって、OE_信号が高の場合、第1
の整相予備駆動回路512は不作動とされ、第1の予備
駆動ノード516を作動電位に駆動しない。対照的に、
OE_信号が低の場合、第1の予備駆動ノード516
は、DATA_信号値に応じて、作動電位に駆動され
る。
【0046】この第1の整相予備駆動回路512の機能
のタイミングは、出力バッファ回路500が動作してい
るモード(高電圧または低電圧)によって異なる。低電
圧モードでは、第1の整相予備駆動回路512は、第1
の標準予備駆動回路504が駆動するのとほぼ同じ時点
において、第1の予備駆動ノード516を作動電位(即
ち、低)に駆動する。しかしながら、高電圧モードで
は、電源電圧の上昇によって高いレベルのdi/dtを
招く可能性があるので、PHASE_信号がアクティブ
の間第1の整相予備駆動回路512を不作動状態にす
る。したがって第1の標準予備駆動回路504が第1の
予備駆動ノード516を低に駆動し始めて所定の遅延後
まで、第1の予備駆動ノード516を低に駆動し始めな
い。第1の標準予備駆動回路504は、第1の整相予備
駆動回路512が作動される前に、最初に第1の予備駆
動ノード516を放電しつつ制限された電流を引き込
み、第1の予備駆動ノード516を完全に放電するの
で、この構成は、高電圧モードにおいてdi/dt値を
制限する。
【0047】好適な実施形態500の第1の整相予備駆
動回路512は、OE_信号およびDATA_信号を入
力として受け取る、三入力NORゲートG506を含む
ものとして示されている。第3の入力は、位相入力反転
器I510によって反転されたPHASE_信号であ
る。ゲートG506の出力は、n−チャネルMOSの第
1の整相予備駆動トランジスタN508に結合されてい
る。トランジスタN508のソース−ドレイン経路は、
第1の予備駆動ノード516とVSS電圧との間に結合
されている。トランジスタN508は、第1の整相予備
駆動素子として概念化することができる。何故なら、こ
れは第1の予備駆動ノード516において作動化(低)
電位も確立するからである。したがって、図5の構成で
は、低電圧モードにおいて、第1の標準および整相予備
駆動トランジスタ(N500,N508)が共に活性化
される。しかしながら、高電圧モードでは、第1の整相
予備駆動トランジスタN508は、第1の標準予備駆動
トランジスタN500の後に活性化される。
【0048】第2の整相予備駆動回路514は、第2の
予備駆動ノード518をその作動電位(高)に駆動する
のを補助する。他の予備駆動回路(504,506,5
12)と同様、第2の整相予備駆動回路514は、関連
する出力作動信号OEによって、作動および不作動とさ
れる。OE信号が低の場合、第2の整相予備駆動回路5
14は不作動とされ、第2の予備駆動ノード518を充
電しない。OE信号が高の場合、第2の予備駆動ノード
518は、電源電圧の大きさによって異なるタイミング
に応じて、第2の予備駆動ノード518を充電する。出
力バッファ回路500が低電源電圧で動作している場
合、第2の整相予備駆動回路514は、DATA信号が
高から低に遷移すると、第2の予備駆動ノード518を
高に駆動する。出力バッファ回路500が高電源電圧で
動作している場合、第2の整相予備駆動回路514は、
第2の標準予備駆動回路506が第2の予備駆動ノード
518を駆動し始めて所与の遅延の後、第2の予備駆動
ノード518を高に駆動する。
【0049】好適な実施形態500では、第2の整相予
備駆動回路514は、OE信号、DATA_信号、およ
びPHASE_信号を入力として受け取る、三入力NA
NDゲートG508を含む。ゲートG508の出力は、
位相抵抗R508を介して、p−チャネルMOSの第2
の整相予備駆動トランジスタP506のゲートを駆動す
る。トランジスタP506のソース−ドレイン経路は、
第2の予備駆動ノード518とVDD電圧との間に結合
されている。トランジスタP508は、第2の整相予備
駆動素子として概念化することができる。何故なら、こ
れは第2の予備駆動ノード518において作動化(高)
電位を確立するように作用するからである。したがっ
て、図5の構成では、低電圧モードにおいて、第2の標
準および整相予備駆動トランジスタ(P502,P50
6)は共に活性化される。しかしながら、高電圧モード
では、第2の整相予備駆動トランジスタP508は、第
2の標準予備駆動トランジスタP502の後に活性化さ
れる。
【0050】好適な実施形態500の動作は、図6を参
照することによって最良に理解される。図6は、好適な
実施形態の種々の入力信号を示すタイミング図であり、
HV/LV_信号、OE信号、およびDATA信号を含
む。加えて、出力ノード520の結果が、DATA_O
UTとして示されている。また、図6は、DATA_信
号、PHASE_信号、波形「516」として示す第1
の予備駆動ノード516の応答、および波形「518」
として示す第2の予備駆動ノード518の応答を含む、
好適実施形態内部の多数のノードも示す。最後に、標準
予備駆動回路(504,506)および整相予備駆動回
路(512,514)内部における素子の切り替えをよ
り良く理解するために、ゲートG500,G506,G
502、G508の出力を、それぞれ、波形「G50
0」、「G506」、「G502」、「G508」とし
て示す。
【0051】図6の波形は、高電圧モードおよび低電圧
モードにおける種々のノードの応答を示す。高電圧モー
ドにおける応答を実線で示し、低電圧モードにおける応
答を破線で示す。
【0052】これより図5と共に図6を参照し、高電圧
モードにおける好適な実施形態の動作を最初に説明す
る。時点t0において、HV/LV_信号およびDAT
A信号は高であり、一方OE信号は低である。DATA
信号が高である結果、DATA_信号は低となる。DA
TA_信号が低で、HV/LV_信号が高の場合、PH
ASE_信号は高となる。OE信号が低の場合、標準予
備駆動回路(504,506)および整相予備駆動回路
(512,514)は不作動とされ、ゲートG500,
G506の出力を低に引き下げ、ゲートG502,G5
08の出力を高に引き上げる。反転器I504は、第1
の予備駆動ノード516を高に駆動し、駆動トランジス
タPP504を不作動とする。反転器I506は、第2
の予備駆動ノード518を低に駆動し、駆動トランジス
タN504を不作動とする。トランジスタP504,N
504がオフになると、出力ノード520は、高インピ
ーダンス状態で浮遊する。
【0053】時点t1において、HV/LV_信号は未
だ高のままであり、OE信号は高に遷移し、出力バッフ
ァ回路500を作動する。DATA信号は高のままであ
り、DATA_信号は低のままである。DATA_信号
が低であり、出力バッファ回路500が作動とされたた
め、第1の標準予備駆動回路504および第1の整相予
備駆動回路512は、第1の予備駆動ノード516を低
に駆動する。トランジスタP504がオンとなり、出力
ノード520をVDDレベルに引き上げる。第2の標準
予備駆動回路506内では、反転器I506が第2の予
備駆動ノード518を低に駆動し、トランジスタN50
4をオフに維持する。第2の整相予備駆動回路514内
では、トランジスタP506もオフになる。
【0054】時点t2においてDATA信号は第1のデ
ータ遷移を行い、高から低に移る。DATA_信号は高
に駆動され、その結果ゲートG500,G506の出力
は双方共低になる。反転器I504は第1の予備駆動ノ
ード516を高に駆動し、第1の駆動トランジスタP5
04をオフにする。抵抗R500は、第1の予備駆動ノ
ード516を充電する速度を低下させ、これによって第
1の駆動トランジスタP504をオフにする速度を低下
させる。第1の整相予備駆動回路512内では、トラン
ジスタN508がオフになる。このように、DATA信
号の高から低への遷移の結果、第1の駆動トランジスタ
P504が不作動とされる。
【0055】同時に、DATA_信号の遷移の結果、ゲ
ートG502の出力が低となる。反転器I506は、第
2の予備駆動ノード518を高に駆動し始めるが、比較
的低い速度である。このように、DATA信号の低から
高への遷移の結果、第2の駆動トランジスタN504は
最初により遅い速度でオンになり、その結果、出力ノー
ド520におけるdi/dtの大きさが減少する。ま
た、高のDATA_信号は、第2の整相予備駆動回路5
14内のゲートG508にも印加される。しかしなが
ら、PHASE_信号が低であるので、第2の整相予備
駆動回路514は一時的に不作動とされ、DATA_の
遷移がトランジスタP508のゲートまで伝搬するのを
防止する。したがって、DATA_信号の初期遷移の
後、ゲートG508の出力は高のまま止まり、トランジ
スタP506はオフのまま止まる。
【0056】時点t3において、PHASE_信号パル
スが終了し、PHASE_信号は高レベルに戻る。した
がって、第2の整相予備駆動回路514は作動され、ト
ランジスタP506はオンになり、第2の予備駆動ノー
ド518の充電を完了する。このように、高電圧モード
では、DATA信号が高レベルから低レベルに遷移する
場合、トランジスタP506はトランジスタP502の
後にオンになるように整相され、これによって出力段5
08内のトランジスタN504がオンになるときに、そ
の結果生ずるdi/dtが制限されることになる。
【0057】時点t4において、DATA信号は、第2
のタイプの遷移を行い、低から高に移る。第2の標準お
よび整相予備駆動回路(506,514)内では、その
結果DATA_信号が低となり、ゲートG502,G5
08の出力を高に駆動する。トランジスタP506,P
502はオフになり、一方トランジスタN502はオン
になる。第2の予備駆動ノード518は放電し、出力駆
動回路508内の第2の駆動トランジスタN504をオ
フにする。抵抗R504は、第2の予備駆動ノード51
8が放電する速度を低下させ、これによって第2の駆動
トランジスタN504がオフになる速度を低下させる。
このように、DATA信号の低から高への遷移の結果、
第2の駆動トランジスタN504が不作動とされる。
【0058】同時に、低に移行するDATA_信号の遷
移が、第1の標準および整相予備駆動回路(504,5
12)に加えられる。第1の標準予備駆動回路504内
では、ゲートG500の出力が高に移る。反転器I50
4は第1の予備駆動ノード516をVSSに放電し始め
る。しかしながら、抵抗R500のために充電動作はよ
り低い速度で行われ、その結果第1の駆動トランジスタ
P504はより低い速度(したがって、より低いdi/
dt)でオンになる。位相制御回路510内では、DA
TA信号が低から高に遷移することにより、低に移行す
るPHASE_パルスが発生する。反転器I510によ
って反転させられると、このPHASE_パルスは一時
的にゲートG506の出力を低に引き下げ、トランジス
タN508をオフのまま保持し、これによってその放電
機能を遅延させる。したがって、DATA_信号の高か
ら低への遷移に続いて、トランジスタN500はオンに
なり、一方トランジスタN508はオフになる。
【0059】時点t5において、PHASE_信号パル
スは終了し、PHASE_信号は高レベルに戻る。第1
の整相予備駆動回路512内では、ゲートG506の出
力が高に移り、トランジスタN508がオンになる。し
たがって、第1の予備駆動ノード516は急速にVSS
に放電し、トランジスタP504は完全にオンになる。
このように、高電圧モードでは、DATA信号が低レベ
ルから高レベルに遷移すると、トランジスタN508
は、トランジスタN500の後にオンになるように整相
され、これによりトランジスタP504の活性化によっ
て生ずるdi/dtを制限する。
【0060】時点t6において、OE信号が低に戻り、
出力バッファ回路500を不作動とする。第1の標準お
よび整相予備駆動回路(504,512)内では、ゲー
トG500,G506の出力が低に駆動され、第1の予
備駆動ノード516は不作動化(高)電位に駆動され、
第1の駆動トランジスタP504をオフにする。同時
に、第2の標準および整相予備駆動回路(506,51
4)内では、ゲートG502,G508の出力が高に駆
動され、第2の予備駆動ノード518がその不作動化
(低)電位に駆動される。第2の駆動トランジスタN5
04はオフになり、出力駆動回路508は高インピーダ
ンス状態に置かれる。
【0061】再度図5と共に図6を参照し、好適な実施
形態500の低電圧動作について論ずる。低電圧動作で
は、HV/LV_信号は低であり、PHASE_信号を
高に止めておくことによって、本質的に位相制御回路5
10を不作動とする。PHASE_信号が高にあると、
ゲートG506はゲートG500とほぼ同じ応答を有す
る。同様に、ゲートG508もゲートG502とほぼ同
じ応答を有する。このように、低電圧動作モードでは、
第1の標準および整相予備駆動回路(504,512)
は、DATA信号の低から高への遷移に応答して、それ
らの作動状態にある各トランジスタ(N500,N50
8)を共に駆動する。これは、波形G500を波形G5
06の破線部分と比較することによって、最良に示され
る。第1の予備駆動ノード516を本質的に共に(即
ち、整相せずに)放電することにより、di/dtがさ
ほど問題とはならない場合、低い動作電圧において、ト
ランジスタP504を迅速に作動することが可能とな
る。
【0062】低電圧モードでは、第2の標準および整相
予備駆動回路(506,514)は、第1の標準および
整相予備駆動回路(504,512)と同様に機能す
る。DATA信号の高から低の遷移において、予備駆動
トランジスタ(P502,P506)のターン・オンを
整相する代わりに、トランジスタ(P502,P50
6)を本質的に一緒にオンにする。このようにして、d
i/dtの問題がさほど重要ではない低動作電圧では、
トランジスタN504を迅速に作動する。
【0063】ここに明記した種々の実施形態は出力バッ
ファ回路を示すが、実施形態の教示は、論理スイッチン
グによって生ずるdi/dt速度が問題となる集積回路
内部の回路にも適用可能である。更に、実施形態はCM
OS回路として実施したが、ここに記載した手法は、他
の技術にも効果を発揮することができる。したがって、
本発明を詳細な好適な実施形態に関して説明したが、本
発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変
更、置換、および変形も可能であることは理解されよ
う。したがって、本発明は、特許請求の範囲によって規
定されるようにのみ限定されることを意図するものとす
る。
【0064】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)出力バッファ回路であって、第1の論理値と第2
の論理値との間で変動する入力論理信号を受け取る入力
ノードと、出力ノードと、第1の予備駆動ノードにおけ
る電位に応答して、前記出力ノードを第1の駆動電圧ノ
ードに結合する第1の出力駆動素子と、前記第1の予備
駆動ノードと第1の作動電位との間に第1の制御可能イ
ンピーダンス経路を有する第1の標準予備駆動回路であ
って、前記入力論理信号が第1の論理値から第2の論理
値に遷移するとき、前記第1の制御可能インピーダンス
経路が低インピーダンス値を有する、第1の標準予備駆
動回路と、少なくとも第1の動作電圧または第2の動作
電圧を示す電源電圧指示信号を受け取る電源電圧指示ノ
ードと、前記第1の予備駆動ノードと前記第1の作動電
位との間に第2の制御可能インピーダンス経路を有する
第1の整相予備駆動回路であって、該第1の整相予備駆
動回路が作動状態にあるとき、前記第1の制御可能イン
ピーダンス経路が低インピーダンス値を有する、第1の
整相予備駆動回路と、を備え、前記入力論理信号が前記
第1の論理値から前記第2の論理値に遷移し、前記電源
電圧指示信号が前記第1の動作電圧を示すとき、前記第
1の整相予備駆動回路を作動し、前記電源電圧指示信号
が前記第2の動作電圧を示すとき、前記入力論理信号が
前記第1の論理値から前記第2の論理値に遷移して所定
の遅延の後に、前記第1の整相予備駆動回路を作動する
出力バッファ回路。 (2)前記第1の出力駆動素子が、前記出力ノードと前
記第1の駆動電圧ノードとの間に結合されたソース−ド
レイン経路を有するp−チャネル絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタ(IGFET)を含む第1の項記載の出力バ
ッファ。 (3)前記第1の標準予備駆動回路が、前記第1の予備
駆動ノードと前記第1の作動電位との間に結合されたソ
ース−ドレイン経路を有する第1のn−チャネル予備駆
動IGFETを含み、前記第1の整相予備駆動回路が、
前記第1の予備駆動ノードと前記第1の作動電位との間
に結合されたソース−ドレイン経路を有する第1のn−
チャネル整相予備駆動IGFETを含む第2の項記載の
出力バッファ。 (4)前記第1の標準予備駆動回路が、前記第1の予備
駆動ノードと前記第1の作動電位との間に、インピーダ
ンス素子と直列に結合されたソース−ドレイン経路を有
する第1の予備駆動IGFETを含む第1の項記載の出
力バッファ。 (5)前記第1の標準予備駆動回路が、更に、前記第1
の予備駆動ノードと第1の不作動電位との間に配置され
た第1の不作動・インピーダンス経路を含み、該第1の
不作動・インピーダンス経路は、前記入力論理信号が前
記第2の論理値から前記第1の論理値に遷移するとき
に、比較的低いインピーダンス値を有する第1の項記載
の出力バッファ。 (6)第2の予備駆動ノードにおける電位に応答して、
前記出力ノードを第2の駆動電圧ノードに結合する第2
の出力駆動素子と、前記第2の予備駆動ノードと第2の
作動電位との間に第3の制御可能インピーダンス経路を
有する第2の標準予備駆動回路であって、前記入力論理
信号が前記第2の論理値から前記第1の論理値に遷移す
るときに、前記第3の制御可能インピーダンス経路が低
インピーダンス値を有する、第2の標準予備駆動回路
と、前記第2の予備駆動ノードと前記第2の作動電位と
の間に第4の制御可能インピーダンス経路を有する第2
の整相予備駆動回路であって、該第2の整相予備駆動回
路が作動状態にあるとき、前記第4の制御可能インピー
ダンス経路が低インピーダンス値を有する、第2の整相
予備駆動回路と、を更に含み、前記入力論理信号が前記
第2の論理値から前記第1の論理値に遷移し、前記電源
電圧指示信号が前記第1の動作電圧を示す場合、前記第
2の整相予備駆動回路を作動し、前記電源電圧指示信号
が前記第2の動作電圧を示すとき、前記入力論理信号が
前記第2の論理値から前記第1の論理値に遷移して所定
の遅延の後に、前記第2の整相予備駆動回路を作動する
第1の項記載の出力バッファ。 (7)前記出力駆動素子はp−チャネルIGFETであ
り、前記第1の作動電位は低電源電圧であり、前記第2
の出力駆動素子はn−チャネルIGFETであり、前記
第2の作動電位は高電源電圧である第6項記載の出力バ
ッファ。 (8)前記第2の標準予備駆動回路が、更に、前記第2
の予備駆動ノードと第2の不作動電位との間に配置され
た第2の不作動・インピーダンス経路を含み、前記入力
論理信号が前記第1の論理値から前記第2の論理値に遷
移するとき、前記第2の不作動・インピーダンス経路は
比較的低いインピーダンス値を有する第6項記載の出力
バッファ。
【0065】(9)入力信号に応答して出力ノードを駆
動する出力バッファであって、前記入力信号を受け取る
入力ノードと、前記入力信号と動作電圧モード信号とを
受け取る位相制御回路であって、前記動作電圧モード信
号が高動作電圧レベルを示すとき、前記入力信号におけ
る遷移に続いて、所定時間期間不作動信号を活性化する
位相制御回路と、前記入力ノードに結合され、前記入力
信号に応じて、第1の予備駆動ノードを駆動する第1の
標準予備駆動回路と、前記入力ノードに結合され、前記
入力信号に応じて、第2の予備駆動ノードを駆動する第
2の標準予備駆動回路と、前記入力ノードに結合された
第1の整相予備駆動回路であって、該第1の整相予備駆
動回路は、前記入力信号に応じて、作動状態にあるとき
は前記入力信号に応じて前記第1の予備駆動ノードを駆
動し、不作動状態にあるときには前記第1の予備駆動ノ
ードを駆動するのを禁止され、更に前記不作動信号が活
性化されたときに不作動される、第1の整相予備駆動回
路と、前記第1の予備駆動ノードにおける電位に応じ
て、出力ノードを駆動する第1の出力駆動素子と、前記
第2の予備駆動ノードにおける電位に応じて、前記出力
ノードを駆動する第2の出力駆動素子と、を備える出力
バッファ。 (10)前記位相制御回路は、少なくとも2つの入力と
出力とを有する不作動・ゲートを含み、該不作動・ゲー
トが、不作動信号を受け取る一方の入力と、前記動作電
圧モード信号を受け取る他方の入力とを有し、前記不作
動・ゲートは、前記動作電圧モード信号が高動作電圧レ
ベルを示すとき、前記不作動信号に応じてその出力を駆
動する第9項記載の出力バッファ。 (11)前記位相制御回路が、更に、前記入力信号の遷
移発生時に遷移パルスを発生するパルス発生回路を含
み、該遷移パルスが前記不作動信号である第1の0項記
載の出力バッファ。 (12)前記第1の標準予備駆動回路が、前記入力ノー
ドに結合された入力を有する第1の予備駆動反転器を含
み、前記第2の標準予備駆動回路が、前記入力ノードに
結合された入力を有する第2の予備駆動反転器を含む、
第9項記載の出力バッファ。 (13)前記第1の標準予備駆動回路が、第1の電流制
限インピーダンス素子を介して、前記第1の予備駆動ノ
ードを駆動し、前記第2の標準予備駆動回路が、第2の
電流制限インピーダンス素子を介して、前記第2の予備
駆動ノードを駆動する、第1の2項記載の出力バッフ
ァ。 (14)前記第1の標準予備駆動回路は、出力作動信号
を受け取る第1の作動・ゲートを介して、前記入力ノー
ドに結合され、前記第1の作動・ゲートは、前記出力作
動信号が第1の値を有するとき、前記入力信号を前記第
1の予備駆動反転器に結合し、前記第1の作動・ゲート
は、前記出力作動信号が第2の値を有するとき、所定の
不作動電位によって前記第1の予備駆動反転器を駆動す
る第1の2項記載の出力バッファ。 (15)前記入力ノードに結合され、前記入力信号の値
をラッチする入力ラッチを更に含む第9項記載の出力バ
ッファ。
【0066】(16)高電圧モードにおいて電流を引き
込む速度を低下させる出力駆動回路であって、第1の駆
動電圧と出力ノードとの間に結合されたソース−ドレイ
ン経路と、第1の予備駆動ノードに結合されたゲートと
を有する第1の出力駆動トランジスタと、第2の駆動電
圧と前記出力ノードとの間に結合されたソース−ドレイ
ン経路と、第2の予備駆動ノードに結合されたゲートと
を有する第2の出力駆動トランジスタと、前記第1の予
備駆動ノードと第1の予備駆動電位との間に結合された
ソース−ドレイン経路を有する第1の標準予備駆動トラ
ンジスタと、前記第1の予備駆動ノードと前記第1の予
備駆動電位との間に結合されたソース−ドレイン経路を
有する第1の整相予備駆動トランジスタと、前記第2の
予備駆動ノードと第2の予備駆動電位との間に結合され
たソース−ドレイン経路を有する第2の標準予備駆動ト
ランジスタと、電源電圧モード信号によって決定可能な
標準モードと整相モードとを有する予備駆動制御回路
と、を備え、前記標準モードにおいて、前記予備駆動制
御回路は、前記入力データ信号における第1の遷移に応
答して、前記第1の標準予備駆動トランジスタと第1の
整相予備駆動トランジスタとを実質的に一緒に作動し、
前記入力データ信号における第2の遷移に応答して、前
記第2の標準予備駆動トランジスタを作動し、前記整相
モードにおいて、前記予備駆動制御回路は、前記入力デ
ータ信号における第1の遷移に応答して、前記第1の標
準予備駆動トランジスタを作動してから所定の遅延の後
に前記第1の整相予備駆動トランジスタを作動し、前記
入力データ信号における第2の遷移に応答して、前記第
2の標準予備駆動トランジスタを作動する出力駆動回
路。 (17)前記予備駆動制御信号が、前記入力信号を受け
取る入力ノードと、前記第1の標準予備駆動トランジス
タのゲートとの間に結合された第1の標準信号伝搬経路
と、前記入力ノードと、第1の電源電圧指示信号を受け
取る前記第1の整相予備駆動トランジスタのゲートとの
間に結合された第1の整相信号伝搬経路であって、前記
第1の電源電圧指示信号が高電源電圧を示すとき、前記
第1の整相信号伝搬経路に沿って前記入力信号の伝搬を
遅延させる遅延回路を含み、前記第1の電源電圧指示信
号が低電源電圧を示すときに前記遅延回路を不作動す
る、第1の整相信号伝搬経路と、前記入力ノードと前記
第2の標準予備駆動トランジスタのゲートとの間に結合
された第2の標準信号伝搬経路と、を含む第1の6項記
載の出力駆動回路。 (18)前記第1および第2の標準信号伝搬経路の双方
は、出力作動信号を受け取り、該出力作動信号が第1の
値を有するときに不作動される第1の7項記載の出力駆
動回路。 (19)前記第2の予備駆動ノードと前記第2の予備駆
動電位との間に結合されたソース−ドレイン経路を有す
る第2の整相予備駆動トランジスタを更に含み、前記予
備駆動制御回路は、更に、前記標準モードにおいて、前
記予備駆動回路が、前記入力データ信号における第2の
遷移に応答して、前記第2の標準予備駆動トランジスタ
と実質的に一緒に前記第2の整相予備駆動トランジスタ
を作動し、前記整相モードにおいて、前記予備駆動制御
回路が、前記入力データ信号における第2の遷移に応答
して、前記第2の標準予備駆動トランジスタを作動して
から所定の遅延の後に、前記第2の整相予備駆動トラン
ジスタを作動する、第1の6項記載の出力駆動回路。 (20)前記第1の標準予備駆動トランジスタの前記ソ
ース−ドレイン経路が、第1のインピーダンス素子を介
して、前記第1の予備駆動ノードに結合されており、前
記第2の標準予備駆動トランジスタの前記ソース−ドレ
イン経路が、第2のインピーダンス素子を介して、前記
第2の予備駆動ノードに結合されている、第1の6項記
載の出力駆動回路。
【0067】(21) 第1の予備駆動ノード(51
6)における電位に応じて出力ノード(520)を第1
の論理レベルに駆動する第1の駆動トランジスタ(P5
04)と、第2の予備駆動ノード(518)における電
位に応じて出力ノード(520)を第2の論理レベルに
駆動する第2の駆動トランジスタ(N504)とを含む
出力バッファ(500)を開示する。第1の予備駆動ノ
ード(516)における電位は、第1の標準予備駆動回
路(504)および第1の整相予備駆動回路(512)
によって決定される。第2の予備駆動ノード(518)
における電位は、第2の標準予備駆動回路(516)お
よび第2の整相予備駆動回路(514)によって決定さ
れる。出力駆動回路(508)によって引き込まれる電
流の速度(di/dt)が低下する低電圧動作モードで
は、標準および整相予備駆動回路(504,506,5
12,514)が相互に機能し、それらの各予備駆動ノ
ードを駆動する。出力駆動回路(508)のdi/dt
が高くなる高電圧動作モードでは、標準予備駆動回路
(504,506)の所定の遅延の後、整相予備駆動回
路(512,514)を作動する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の従来技術の出力バッファ回路の概略図。
【図2】図1の従来技術の出力バッファ回路の動作を示
すタイミング図。
【図3】第2の従来技術の出力バッファ回路の概略図。
【図4】図3の従来技術の出力バッファ回路の動作を示
すタイミング図。
【図5】好適な実施形態の概略図。
【図6】図5の好適な実施形態の動作を示すタイミング
図。
【符号の説明】
100 出力バッファ回路は 102 入力ラッチ 104 第1の予備駆動回路 106 第2の予備駆動回路 108 出力駆動回路 110 第1の予備駆動 112 第2の予備駆動ノード 114 出力ノード G100 二入力NORゲート G102 二入力NANDゲート I100,I102,I104,I106 反転器 N100 n−チャネルMOSトランジスタ P100 p−チャネル金属酸化物半導体(MOS)ト
ランジスタ 300 出力バッファ回路 302 入力ラッチ 304 第1の予備駆動回路 306 第2の予備駆動回路 308 出力駆動回路 310 第1の予備駆動ノード 312 第2の予備駆動ノード 314 第3の予備駆動ノード 316 第4の予備駆動ノード 318 出力ノード D300 第1の反転遅延回路 D302 第2の反転遅延回路 G300 二入力NORゲート G302 ゲート I300,I302 交差結合反転器 I304,I306 反転器 N300 第3のn−チャネル駆動トランジスタ N302 第4のn−チャネル駆動トランジスタ P300 第1のp−チャネルMOS駆動トランジスタ P302 第2のp−チャネルMOS駆動トランジスタ R300,R302 抵抗 500 好適な実施形態 502 入力ラッチ 504 第1の標準予備駆動回路 506 第2の標準予備駆動回路 508 出力駆動回路 510 位相制御回路 512 第1の整相予備駆動回路 514 第2の整相予備駆動回路 516 第1の予備駆動ノード 518 第2の予備駆動ノード 520 出力ノード D500 遅延回路 G500 二入力NORゲート G502,G504 二入力NANDゲート G506 三入力NORゲート G508 三入力NANDゲート I500,I502 反転器 I504 相補型金属酸化物半導体(CMOS)反転器 I506 CMOS反転器 I508 タイミング反転器 I510 位相入力反転器 N500 n−チャネルMOSトランジスタ N502 n−チャネルMOSトランジスタ N504 2のn−チャネルMOS駆動トランジスタ N506 第1のn−チャネルMOSクランプ・トラン
ジスタ N507 第2のn−チャネルMOSクランプ・トラン
ジスタ N508 第1のn−チャネルMOS整相予備駆動トラ
ンジスタ P500 p−チャネルMOSトランジスタ P502 p−チャネルMOSトランジスタ P504 第1のp−チャネルMOS駆動トランジスタ P506 第2のp−チャネルMOS整相予備駆動トラ
ンジスタ R500 第1の抵抗 R502 第2の抵抗 R504 第4の抵抗 T500 第1のCMOSトランスミッション・ゲート T502 第2のCMOSトランスミッション・ゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力バッファ回路であって、 第1の論理値と第2の論理値との間で変動する入力論理
    信号を受け取る入力ノードと、 出力ノードと、 第1の予備駆動ノードにおける電位に応答して、前記出
    力ノードを第1の駆動電圧ノードに結合する第1の出力
    駆動素子と、 前記第1の予備駆動ノードと第1の作動電位との間に第
    1の制御可能インピーダンス経路を有する第1の標準予
    備駆動回路であって、前記入力論理信号が第1の論理値
    から第2の論理値に遷移するとき、前記第1の制御可能
    インピーダンス経路が低インピーダンス値を有する、第
    1の標準予備駆動回路と、 少なくとも第1の動作電圧または第2の動作電圧を示す
    電源電圧指示信号を受け取る電源電圧指示ノードと、 前記第1の予備駆動ノードと前記第1の作動電位との間
    に第2の制御可能インピーダンス経路を有する第1の整
    相予備駆動回路であって、該第1の整相予備駆動回路が
    作動状態にあるとき、前記第1の制御可能インピーダン
    ス経路が低インピーダンス値を有する、第1の整相予備
    駆動回路と、を備え、 前記入力論理信号が前記第1の論理値から前記第2の論
    理値に遷移し、前記電源電圧指示信号が前記第1の動作
    電圧を示すとき、前記第1の整相予備駆動回路を作動
    し、 前記電源電圧指示信号が前記第2の動作電圧を示すと
    き、前記入力論理信号が前記第1の論理値から前記第2
    の論理値に遷移して所定の遅延の後に、前記第1の整相
    予備駆動回路を作動することを特徴とする出力バッファ
    回路。
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