JP2000124788A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、更に言えば出力バッファ回路における特性(入力リ
ーク抑制)向上を図る技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique for improving characteristics (suppression of input leak) in an output buffer circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置においては、高集積
化、高速化が進められている。また、低消費電力化のた
めに、その駆動電圧の低電圧化が進められている。一
方、低駆動電圧化されていない高駆動電圧の半導体装置
も存在する。そこで、これらの半導体装置を互いに接続
した場合に、高駆動電圧の半導体装置から出力される信
号によって低駆動電圧の半導体装置の出力バッファ回路
が破損する場合がある。そのため、低駆動電圧化された
半導体装置においては、その高駆動電圧の半導体装置と
接続可能な出力バッファ回路が要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, high integration and high speed of semiconductor devices have been promoted. Further, in order to reduce power consumption, the driving voltage is being reduced. On the other hand, there is a semiconductor device having a high driving voltage which is not reduced to a low driving voltage. Therefore, when these semiconductor devices are connected to each other, a signal output from the high-drive voltage semiconductor device may damage the output buffer circuit of the low-drive voltage semiconductor device. Therefore, in a semiconductor device with a low driving voltage, an output buffer circuit that can be connected to the semiconductor device with a high driving voltage is required.
【0003】図3は従来の半導体装置の一部を構成する
出力バッファ回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an output buffer circuit constituting a part of a conventional semiconductor device.
【0004】出力バッファ回路1は、インバータ回路
2,3、NAND回路4,5、Pチャネル型MOSトラ
ンジスタ(以下、PMOSトランジスタという。)6
と、Nチャネル型MOSトランジスタ(以下、NMOS
トランジスタという。)7とから構成されている。8は
入出力ピンである。前記NAND回路5の一方の入力端
子には図示しない内部回路からの入力データINが入力
され、前記NAND回路4の一方の入力端子にはインバ
ータ2により前記NAND回路5の一方の入力端子に入
力される前記入力データINが反転された入力データバ
ーIN(以下、/INという。)が入力されている。ま
た、前記NAND回路4,5の他方の入力端子には、互
いに接続されると共に、出力イネーブル信号OEが入力
されている。The output buffer circuit 1 includes inverter circuits 2 and 3, NAND circuits 4 and 5, a P-channel MOS transistor (hereinafter, referred to as a PMOS transistor) 6.
And an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS
It is called a transistor. 7). 8 is an input / output pin. Input data IN from an internal circuit (not shown) is input to one input terminal of the NAND circuit 5, and is input to one input terminal of the NAND circuit 5 by the inverter 2 to one input terminal of the NAND circuit 4. An input data bar IN (hereinafter referred to as / IN), which is the input data IN inverted, is input. The other input terminals of the NAND circuits 4 and 5 are connected to each other and also receive an output enable signal OE.
【0005】前記NAND回路4の出力端子は、前記P
MOSトランジスタ6のゲート電極6Gに接続され、前
記NAND回路5の出力端子は、インバータ3を介して
前記NMOSトランジスタ7のゲート電極7Gに接続さ
れている。The output terminal of the NAND circuit 4 is connected to the P
The output terminal of the NAND circuit 5 is connected to the gate electrode 7G of the NMOS transistor 7 via the inverter 3.
【0006】そして、前記PMOSトランジスタ6のソ
ース電極6Sは高電位側電源Vccに接続され、NMOS
トランジスタ7のソース電極7Sは低電位側電源Vssに
接続されている。また、PMOSトランジスタ6のドレ
イン電極6DとNMOSトランジスタ7のドレイン電極
7Dとは、互いに接続されていると共に、入出力ピン8
に接続されている。The source electrode 6S of the PMOS transistor 6 is connected to the high potential power supply Vcc,
The source electrode 7S of the transistor 7 is connected to the lower potential power supply Vss. The drain electrode 6D of the PMOS transistor 6 and the drain electrode 7D of the NMOS transistor 7 are connected to each other, and
It is connected to the.
【0007】ここで、出力イネーブル信号OEがHレベ
ルのとき、前記PMOSトランジスタ6のゲート電極6
GにはNAND回路4を介して反転入力データ/INが
印加され、前記NMOSトランジスタ7のゲート電極7
GにはNAND回路5、インバータ3を介して入力デー
タINが印加される。Here, when the output enable signal OE is at H level, the gate electrode 6 of the PMOS transistor 6
G is applied with inverted input data / IN via the NAND circuit 4, and the gate electrode 7 of the NMOS transistor 7 is
Input data IN is applied to G via a NAND circuit 5 and an inverter 3.
【0008】即ち、入力データINがHレベルであり、
反転入力データ/INがLレベルである場合には、両M
OSトランジスタ6,7のゲート電極6G,7GにはH
レベルの信号が印加される。すると、PMOSトランジ
スタ6はオフとなり、NMOSトランジスタ7はオンと
なる。その結果、入出力ピン8からLレベルの出力デー
タVoutが出力される。That is, the input data IN is at the H level,
When the inverted input data / IN is at L level, both M
H is applied to the gate electrodes 6G and 7G of the OS transistors 6 and 7.
A level signal is applied. Then, the PMOS transistor 6 is turned off and the NMOS transistor 7 is turned on. As a result, the L-level output data Vout is output from the input / output pin 8.
【0009】また、入力データINがLレベルであり、
反転入力データ/INがHレベルである場合には、両M
OSトランジスタ6,7のゲート電極6G,7GにはL
レベルの信号が印加される。すると、PMOSトランジ
スタ6はオンとなり、NMOSトランジスタ7はオフと
なる。その結果、入出力ピン8からHレベルの出力デー
タVoutが出力される。When input data IN is at L level,
When the inverted input data / IN is at the H level, both M
The gate electrodes 6G and 7G of the OS transistors 6 and 7 have L
A level signal is applied. Then, the PMOS transistor 6 turns on and the NMOS transistor 7 turns off. As a result, H-level output data Vout is output from the input / output pin 8.
【0010】一方、前記出力イネーブル信号OEがLレ
ベルのとき、前記NAND回路4,5は、入力データI
N,反転入力データ/INにかかわらずに出力端子をH
レベルにする。従って、PMOSトランジスタ6のゲー
ト電極6GにはHレベルの信号が印加され、NMOSト
ランジスタ7のゲート電極7GにはLレベルの信号が印
加される。その結果、PMOSトランジスタ6とNMO
Sトランジスタ7は、共にオフとなり、入出力ピン8は
ハイインピーダンス状態となる。On the other hand, when the output enable signal OE is at L level, the NAND circuits 4 and 5 apply the input data I
N, output terminal is H regardless of inverted input data / IN
To level. Therefore, an H-level signal is applied to the gate electrode 6G of the PMOS transistor 6, and an L-level signal is applied to the gate electrode 7G of the NMOS transistor 7. As a result, the PMOS transistor 6 and the NMO
The S transistors 7 are both turned off, and the input / output pin 8 enters a high impedance state.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】このようにTTLイン
ターフェースの出力レベルを得るために、出力バッファ
回路1のプルアップドライバ用にPMOSトランジスタ
6を用いている。In order to obtain the output level of the TTL interface as described above, the PMOS transistor 6 is used for the pull-up driver of the output buffer circuit 1.
【0012】ここで、前記PMOSトランジスタ6は、
図4に示すようにN型ウェル11内のゲート電極6Gに
隣接する領域にP型拡散層6D,6Sが形成され、前記
N型ウェル11の電位を固定(Vcc)するP型拡散層1
2が形成されている。Here, the PMOS transistor 6 comprises:
As shown in FIG. 4, P-type diffusion layers 6D and 6S are formed in a region adjacent to the gate electrode 6G in the N-type well 11, and the P-type diffusion layer 1 for fixing (Vcc) the potential of the N-type well 11 is formed.
2 are formed.
【0013】このようなPMOSトランジスタ6を用い
た場合に、例えば前記入出力ピン8にVcc以上(例え
ば、Vcc+Vtp、ここで、VtpはPMOSトランジスタ
6のしきい値電圧)の電圧が印加された場合に、プルア
ップドライバ部でPNジャンクションがオンする(図4
に示すようにPMOSトランジスタ6のドレイン電極を
なすP型拡散層6DとN型ウェル11とにより形成され
る寄生ダイオードに対して順方向バイアスが印加され
る)ことにより、ドレイン電極6DからN型ウェル11
を介して高電位側電源Vccに電流Iが流れ込む(入力リ
ークが発生してしまう)ことになる。When such a PMOS transistor 6 is used, for example, when a voltage of Vcc or more (for example, Vcc + Vtp, where Vtp is the threshold voltage of the PMOS transistor 6) is applied to the input / output pin 8, Next, the PN junction is turned on in the pull-up driver section (FIG. 4)
A forward bias is applied to the parasitic diode formed by the P-type diffusion layer 6D forming the drain electrode of the PMOS transistor 6 and the N-type well 11, as shown in FIG. 11
, The current I flows into the high-potential-side power supply Vcc (input leakage occurs).
【0014】そのため、入力電圧レベルが、高電位側電
源Vcc以上にならないように制限されてしまうという問
題があった。Therefore, there is a problem that the input voltage level is limited so as not to be higher than the high potential side power supply Vcc.
【0015】そこで、本発明は入出力ピンに高電位側電
源Vcc以上の電圧が印加されても、入力リークの発生を
抑制する半導体装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which suppresses the occurrence of input leakage even when a voltage higher than the high potential power supply Vcc is applied to the input / output pins.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】従って、本発明は上記課
題に鑑みて、図1に示すように直列接続されたPチャネ
ル型MOSトランジスタ26とNチャネル型MOSトラ
ンジスタ27とから成る2つの出力トランジスタと、入
力データIN,/INに基づいて前記MOSトランジス
タ26,27を交互にオン・オフ制御して、前記両MO
Sトランジスタ26,27間に接続された入出力ピン2
8から出力データVoutを出力する半導体装置におい
て、前記Pチャネル型MOSトランジスタ26のN型ウ
ェル31を該Pチャネル型MOSトランジスタ26のソ
ース電極26Sに印加される高電位側電源Vcc以上(例
えば、Vpp)にバイアスしたことを特徴とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made in consideration of the above-mentioned problems. As shown in FIG. 1, two output transistors comprising a P-channel MOS transistor 26 and an N-channel MOS transistor 27 connected in series are provided. And on / off control of the MOS transistors 26 and 27 alternately based on the input data IN and / IN,
Input / output pin 2 connected between S transistors 26 and 27
8 outputs the output data Vout from the N-type well 31 of the P-channel MOS transistor 26 to the high potential side power supply Vcc applied to the source electrode 26S of the P-channel MOS transistor 26 (for example, Vpp ).
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置に係る
一実施形態について図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は本発明の半導体装置の一部を構成す
る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 constituting a part of the semiconductor device of the present invention.
【0019】出力バッファ回路21は、インバータ回路
22,23、NAND回路24,25、Pチャネル型M
OSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタとい
う。)26と、Nチャネル型MOSトランジスタ(以
下、NMOSトランジスタという。)27とから構成さ
れている。28は入出力ピンである。前記NAND回路
25の一方の入力端子には図示しない内部回路からの入
力データINが入力され、前記NAND回路24の一方
の入力端子にはインバータ22により前記NAND回路
25の一方の入力端子に入力される前記入力データIN
が反転された入力データバーIN(以下、/INとい
う。)が入力されている。また、前記NAND回路2
4,25の他方の入力端子には、互いに接続されると共
に、出力イネーブル信号OEが入力されている。The output buffer circuit 21 includes inverter circuits 22 and 23, NAND circuits 24 and 25, a P-channel type M
An OS transistor (hereinafter, referred to as a PMOS transistor) 26 and an N-channel MOS transistor (hereinafter, referred to as an NMOS transistor) 27 are provided. 28 is an input / output pin. Input data IN from an internal circuit (not shown) is input to one input terminal of the NAND circuit 25, and is input to one input terminal of the NAND circuit 25 by the inverter 22 to one input terminal of the NAND circuit 24. The input data IN
Are input to the input data bar IN (hereinafter referred to as / IN). Further, the NAND circuit 2
The other input terminals 4 and 25 are connected to each other and receive an output enable signal OE.
【0020】前記NAND回路24の出力端子は、前記
PMOSトランジスタ26のゲート電極26Gに接続さ
れ、前記NAND回路25の出力端子は、インバータ2
3を介して前記NMOSトランジスタ27のゲート電極
27Gに接続されている。The output terminal of the NAND circuit 24 is connected to the gate electrode 26G of the PMOS transistor 26, and the output terminal of the NAND circuit 25 is connected to the inverter 2
3 is connected to the gate electrode 27G of the NMOS transistor 27.
【0021】そして、前記PMOSトランジスタ26の
ソース電極26Sは高電位側電源Vccに接続され、NM
OSトランジスタ27のソース電極27Sは低電位側電
源Vssに接続されている。また、PMOSトランジスタ
26のドレイン電極26DとNMOSトランジスタ27
のドレイン電極27Dとは、互いに接続されていると共
に、入出力ピン28に接続されている。The source electrode 26S of the PMOS transistor 26 is connected to a high-potential-side power supply Vcc.
The source electrode 27S of the OS transistor 27 is connected to the lower potential power supply Vss. Further, the drain electrode 26D of the PMOS transistor 26 and the NMOS transistor 27
Are connected to each other and to the input / output pin 28.
【0022】更に、本発明の特徴である前記Pチャネル
型MOSトランジスタ26のN型ウェル31を該Pチャ
ネル型MOSトランジスタ26のソース電極26Sに印
加される高電位側電源Vcc以上(例えば、Vpp)にバイ
アスされている。Further, the N-type well 31 of the P-channel MOS transistor 26, which is a feature of the present invention, is connected to the high potential side power supply Vcc (for example, Vpp) applied to the source electrode 26S of the P-channel MOS transistor 26. Biased.
【0023】ここで、出力イネーブル信号OEがHレベ
ルのとき、前記PMOSトランジスタ26のゲート電極
26GにはNAND回路24を介して反転入力データ/
INが印加され、前記NMOSトランジスタ27のゲー
ト電極27GにはNAND回路25、インバータ23を
介して入力データINが印加される。Here, when the output enable signal OE is at H level, the inverted input data /
IN is applied, and input data IN is applied to the gate electrode 27G of the NMOS transistor 27 via the NAND circuit 25 and the inverter 23.
【0024】即ち、入力データINがHレベルであり、
反転入力データ/INがLレベルである場合には、両M
OSトランジスタ26,27のゲート電極26G,27
GにはHレベルの信号が印加される。すると、PMOS
トランジスタ26はオフとなり、NMOSトランジスタ
27はオンとなる。その結果、入出力ピン28からLレ
ベルの出力データVoutが出力される。That is, the input data IN is at the H level,
When the inverted input data / IN is at L level, both M
Gate electrodes 26G, 27 of OS transistors 26, 27
An H level signal is applied to G. Then, PMOS
The transistor 26 turns off and the NMOS transistor 27 turns on. As a result, the L-level output data Vout is output from the input / output pin 28.
【0025】また、入力データINがLレベルであり、
反転入力データ/INがHレベルである場合には、両M
OSトランジスタ26,27のゲート電極26G,27
GにはLレベルの信号が印加される。すると、PMOS
トランジスタ26はオンとなり、NMOSトランジスタ
27はオフとなる。その結果、入出力ピン28からHレ
ベルの出力データVoutが出力される。When input data IN is at L level,
When the inverted input data / IN is at the H level, both M
Gate electrodes 26G, 27 of OS transistors 26, 27
An L level signal is applied to G. Then, PMOS
The transistor 26 turns on and the NMOS transistor 27 turns off. As a result, H-level output data Vout is output from the input / output pin 28.
【0026】一方、前記出力イネーブル信号OEがLレ
ベルのとき、前記NAND回路4,5は、入力データI
N,反転入力データ/INにかかわらずに出力端子をH
レベルにする。従って、PMOSトランジスタ26のゲ
ート電極26GにはHレベルの信号が印加され、NMO
Sトランジスタ27のゲート電極27GにはLレベルの
信号が印加される。その結果、PMOSトランジスタ2
6とNMOSトランジスタ27は、共にオフとなり、入
出力ピン28はハイインピーダンス状態となる。On the other hand, when the output enable signal OE is at L level, the NAND circuits 4 and 5 apply the input data I
N, output terminal is H regardless of inverted input data / IN
To level. Therefore, an H level signal is applied to the gate electrode 26G of the PMOS transistor 26, and the NMO
An L-level signal is applied to the gate electrode 27G of the S transistor 27. As a result, the PMOS transistor 2
6 and the NMOS transistor 27 are both turned off, and the input / output pin 28 enters a high impedance state.
【0027】このように本発明では、TTLインターフ
ェースの出力レベルを得るために、出力バッファ回路2
1のプルアップドライバ用にPMOSトランジスタ26
を用いても、該出力バッファ回路21のPMOSトラン
ジスタ26のN型ウェル31をVpp(>Vcc)にバイ
アスしたことで、従来のように例えば、前記入出力ピン
28にVcc以上(例えば、Vcc+Vtp、ここで、Vtpは
PMOSトランジスタ26のしきい値電圧)の電圧が印
加された場合でも、プルアップドライバ部でPNジャン
クションがオンすることにより、ドレイン電極26Dか
らN型ウェル31を介して高電位側電源Vccに電流が流
れ込む(入力リークが発生してしまう)ことを抑制する
ことができる。As described above, according to the present invention, in order to obtain the output level of the TTL interface, the output buffer circuit 2
PMOS transistor 26 for pull-up driver 1
Is used, the N-type well 31 of the PMOS transistor 26 of the output buffer circuit 21 is biased to Vpp (> Vcc), so that the input / output pin 28 has a voltage of Vcc or more (for example, Vcc + Vtp, Here, even when a voltage of Vtp is applied to the threshold voltage of the PMOS transistor 26), the PN junction is turned on in the pull-up driver section, so that the drain electrode 26D is connected to the high potential side via the N-type well 31. It is possible to suppress the current from flowing into the power supply Vcc (the occurrence of input leakage).
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、出力バッファ回路のP
チャネル型MOSトランジスタのN型ウェルをVcc以
上にバイアスしたことで、従来のようにプルアップドラ
イバ部でPNジャンクションがオンすることにより、入
力リークが発生するといった問題を抑制することができ
る。According to the present invention, the output buffer circuit P
By biasing the N-type well of the channel type MOS transistor to Vcc or more, it is possible to suppress the problem that input leakage occurs due to turning on of the PN junction in the pull-up driver unit as in the conventional case.
【図1】本発明の一実施形態の半導体装置の一部回路図
である。FIG. 1 is a partial circuit diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態の半導体装置の一部断面図
である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
【図3】従来の半導体装置のの一部回路図である。FIG. 3 is a partial circuit diagram of a conventional semiconductor device.
【図4】従来の半導体装置の一部断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
21…バッファ回路 26…Pチャネル型MOSトランジスタ 27…Nチャネル型MOSトランジスタ 28…入出力ピン 31…N型ウェル DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Buffer circuit 26 ... P-channel type MOS transistor 27 ... N-channel type MOS transistor 28 ... Input / output pin 31 ... N-type well
Claims (2)
ンジスタとNチャネル型MOSトランジスタとから成る
2つの出力トランジスタと、 入力データに基づいて前記出力トランジスタを交互にオ
ン・オフ制御して前記両出力トランジスタ間に接続され
た入出力ピンから出力データを出力する半導体装置にお
いて、 前記Pチャネル型MOSトランジスタのN型ウェルを該
Pチャネル型MOSトランジスタのソース電極に印加さ
れる高電位側電源以上にバイアスしたことを特徴とする
半導体装置。1. Two output transistors comprising a P-channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor connected in series, and said output transistors being alternately turned on / off based on input data, and said two output transistors In a semiconductor device for outputting output data from an input / output pin connected therebetween, an N-type well of the P-channel type MOS transistor is biased to be higher than a high potential side power supply applied to a source electrode of the P-channel type MOS transistor. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
れ、そのN型ウェルが前記高電位側電源以上にバイアス
されたPチャネル型MOSトランジスタと、 そのソース電極が低電位側電源Vssに接続され、そのド
レイン電極が前記PMOSトランジスタのドレイン電極
と接続されたNチャネル型MOSトランジスタと、 前記Pチャネル型MOSトランジスタ及びNチャネル型
MOSトランジスタ間に接続された入出力ピンとを有す
ることを特徴とする半導体装置。2. A P-channel MOS transistor whose source electrode is connected to a high-potential-side power supply and whose N-type well is biased above the high-potential-side power supply, and whose source electrode is connected to a low-potential-side power supply Vss The drain electrode has an N-channel MOS transistor connected to the drain electrode of the PMOS transistor, and an input / output pin connected between the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor. Semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10295544A JP2000124788A (en) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10295544A JP2000124788A (en) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000124788A true JP2000124788A (en) | 2000-04-28 |
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ID=17822030
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10295544A Pending JP2000124788A (en) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | Semiconductor device |
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1998
- 1998-10-16 JP JP10295544A patent/JP2000124788A/en active Pending
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