JP2001313559A - Buffer circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、データを双方向に
入出できる出力端子を備えたバッファ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a buffer circuit having an output terminal capable of bidirectionally inputting and outputting data.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路技術でにおいては、素子
の集積度を高めるとともに消費電力を低減することが重
要である。集積回路の消費電力を低減させるためには電
源電圧をより低電圧にするのが効果的である。従来、電
源電圧を5Vから3.3Vに、変更されるまでの過渡期
においては、集積回路中の一部の回路は標準の5ボルト
の電圧で動作するように設計され、他の回路はこれより
低い3.3ボルトの電圧で動作するように設計された多
電源電圧の混合回路が使用されることになる。このよう
な混合回路において、5V動作の回路から3.3V動作
の回路に信号が入力されると、3.3V動作の回路中の
一部の素子に、電流漏れ通路が形成されたり、あるいは
入力端子に電源電圧より高い電圧が印加されたとき、P
MOSとNMOSとのpnpnの構造のSCRが導通
し、大電流が流れ発熱するラッチアップといった問題が
生じる。2. Description of the Related Art In semiconductor integrated circuit technology, it is important to increase the degree of integration of elements and reduce power consumption. In order to reduce the power consumption of the integrated circuit, it is effective to lower the power supply voltage. Conventionally, during the transition period, when the power supply voltage is changed from 5 V to 3.3 V, some circuits in the integrated circuit are designed to operate at a standard voltage of 5 volts, while others are designed to operate at a standard voltage of 5 volts. A multi-supply voltage mixing circuit designed to operate at the lower 3.3 volts will be used. In such a mixed circuit, when a signal is input from a circuit operating at 5 V to a circuit operating at 3.3 V, a current leakage path is formed in some elements in the circuit operating at 3.3 V, or an input is made. When a voltage higher than the power supply voltage is applied to the terminal, P
The SCR having the pnpn structure of the MOS and the NMOS becomes conductive, causing a problem such as a latch-up in which a large current flows and generates heat.
【0003】上記問題を解決する回路として、特公平7
−79232号公報には、図4に示すドライバ回路が開
示されている。このドライバ回路の電源電圧VDDは
3.3Vであり、出力イネーブル端子10に供給される
イネーブル信号ENがHレベル(3.3V)のとき、デ
ータ入力端子28に供給されるデータDをデータ出力端
子24から取り出すことができる一方、イネーブル信号
ENがLレベル(0V)のときデータ出力端子24の出
力インピーダンスがハイインピーダンス状態となる。し
たがって、データ出力端子24に接続されるバスに外部
から5Vの信号を供給できるようになっている。また、
このドライバ回路は、p形シリコン基板を用いて作られ
ており、Nチャンネルトランジスタは、p形シリコン基
板上に形成されたNウェル上に形成される。特に、Nチ
ャネルトランジスタ30,32,36,及び38は、フ
ローティング状態とされる同一のNウェル上に形成され
ている。As a circuit for solving the above problem, Japanese Patent Publication No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 79232/1995 discloses a driver circuit shown in FIG. The power supply voltage VDD of this driver circuit is 3.3 V, and when the enable signal EN supplied to the output enable terminal 10 is at H level (3.3 V), the data D supplied to the data input terminal 28 is output to the data output terminal. When the enable signal EN is at L level (0 V), the output impedance of the data output terminal 24 is in a high impedance state. Therefore, a signal of 5 V can be externally supplied to the bus connected to the data output terminal 24. Also,
This driver circuit is formed using a p-type silicon substrate, and the N-channel transistor is formed on an N-well formed on the p-type silicon substrate. In particular, N-channel transistors 30, 32, 36, and 38 are formed on the same N-well that is brought into a floating state.
【0004】まず、イネーブル信号ENがHレベルであ
る場合を考える。この場合、Nチャネルトランジスタ1
2がオン状態となるため、トランジスタ34もオン状態
になりPチャネルトランジスタ32のゲート電圧がLレ
ベルとなる。Pチャネルトランジスタ32はオン状態と
なる。また、Nチャネルトランジスタ26のゲート電圧
は常にVDDであるから、このトランジスタもオン状態
となっている。一方、Pチャネルトランジスタ30およ
びNチャネルトランジスタ22の各ゲート電圧は、とも
にデータDを反転したものとなる。したがって、データ
DがHレベルであるとき、データ出力端子24の電圧は
Hレベルとなる一方、データDがLレベルであるときデ
ータ出力端子24の電圧はLレベルとなる。First, consider the case where enable signal EN is at H level. In this case, the N-channel transistor 1
Since transistor 2 is turned on, transistor 34 is also turned on, and the gate voltage of P-channel transistor 32 goes low. P-channel transistor 32 is turned on. Further, since the gate voltage of the N-channel transistor 26 is always VDD, this transistor is also turned on. On the other hand, the gate voltages of the P-channel transistor 30 and the N-channel transistor 22 are both data D inverted. Therefore, when data D is at H level, the voltage at data output terminal 24 is at H level, and when data D is at L level, the voltage at data output terminal 24 is at L level.
【0005】次に、イネーブル信号ENがLレベルであ
る場合を考える。この場合には、Nチャネルトランジス
タ12がオフ状態となり、Nチャネルトランジスタ22
のゲート電圧がLレベルとなって、Nチャネルトランジ
スタ22はオフ状態となる。また、Pチャネルトランジ
スタ30のゲート電圧がHレベルとなって、これがオフ
状態となる。したがって、データ出力端子24の出力イ
ンピーダンスがハイインピーダンス状態となる。Next, consider the case where enable signal EN is at L level. In this case, the N-channel transistor 12 is turned off, and the N-channel transistor 22
Becomes L level, and N-channel transistor 22 is turned off. Further, the gate voltage of P-channel transistor 30 attains an H level, which is turned off. Therefore, the output impedance of the data output terminal 24 becomes a high impedance state.
【0006】このとき、スイッチ44をオン状態にする
と、5V動作の外部機器42から、Lレベルが0V、H
レベルが5Vである出力信号Sがドライバ回路に供給さ
れたとする。Pチャネルトランジスタ30の閾値電圧が
0.7V、信号Sの電圧が5Vであるとすれば、Pチャ
ネルトランジスタ30はオン状態になる。すると、ノー
ドBの電圧が5Vとなる一方、Pチャネルトランジスタ
36のゲート電圧は0Vであるため、トランジスタ36
がオン状態となる。このため、Pチャネルトランジスタ
32がオフ状態になり、電流が第1の電圧源28(VD
D)側に漏れるのを防止できる。At this time, when the switch 44 is turned on, the L level becomes 0 V and H
It is assumed that the output signal S whose level is 5 V is supplied to the driver circuit. Assuming that the threshold voltage of P-channel transistor 30 is 0.7 V and the voltage of signal S is 5 V, P-channel transistor 30 is turned on. Then, while the voltage of the node B becomes 5V, the gate voltage of the P-channel transistor 36 is 0V,
Is turned on. Therefore, the P-channel transistor 32 is turned off, and the current is supplied to the first voltage source 28 (VD
D) Leakage to the side can be prevented.
【0007】また、Pチャネルトランジスタ30,3
2,及び36のNウェルは、それらのドレインとNウェ
ルとの間に形成された寄生ダイオードにより自己バイア
スされる。したがって、Nウェルとp形シリコン基板を
含む寄生pnpトランジスタを介した電流のフィードバッ
クがなくなる。さらに、Pチャネルトランジスタ38を
設けることにより、データ出力端子24の電圧がLレベ
ルのときは常に、Nウェルは電源電圧VDDにバイアス
される。これにより、信号SがLレベルからHレベルに
遷移する間に、寄生pnpトランジスタがオンになる可能
性が最小になる。このように、図4に示すドライバ回路
によれば、半導体基板に通じる電流漏れ経路が無く、ラ
ッチアップ問題を防止することができる。Further, P-channel transistors 30, 3
The N-wells 2, and 36 are self-biased by parasitic diodes formed between their drains and the N-well. Therefore, there is no current feedback through the parasitic pnp transistor including the N-well and the p-type silicon substrate. Further, by providing P channel transistor 38, the N well is biased to power supply voltage VDD whenever the voltage of data output terminal 24 is at L level. This minimizes the possibility that the parasitic pnp transistor is turned on while the signal S transitions from the L level to the H level. Thus, according to the driver circuit shown in FIG. 4, there is no current leakage path leading to the semiconductor substrate, and the latch-up problem can be prevented.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したド
ライバ回路において、データ出力端子24からデータD
を出力する際に、出力電流を大きく取ろうとすると、P
チャネルトランジスタ32,30、およびNチャネルト
ランジスタ22,26から取り出す電流を大きくする必
要があり、ゲート幅を増大させる必要がある。したがっ
て、チップサイズが大きくなる。実際の回路では、複数
のトランジスタを並列に接続して、Pチャネルトランジ
スタ32,30、およびNチャネルトランジスタ22,
26が各トランジスタを構成することとなる。しかしな
がら、このように、ドライバ回路のチップサイズが大き
くなると製造コストが上昇するとともに、多数の素子を
使用する必要があるため回路の製造歩留まりが低下する
といった問題がある。By the way, in the above-mentioned driver circuit, the data D terminal is connected to the data D terminal.
When trying to increase the output current when outputting
It is necessary to increase the current drawn from the channel transistors 32 and 30 and the N-channel transistors 22 and 26, and to increase the gate width. Therefore, the chip size increases. In an actual circuit, a plurality of transistors are connected in parallel to form P-channel transistors 32 and 30 and N-channel transistors 22 and
26 constitutes each transistor. However, as the chip size of the driver circuit increases, the manufacturing cost increases, and the production yield of the circuit decreases because a large number of elements must be used.
【0009】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、半導体基板に通じる電流漏れ経路が無くし
つつ、チップサイズを縮小できるドライバ回路を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a driver circuit capable of reducing a chip size while eliminating a current leakage path leading to a semiconductor substrate.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明のバッファ回路は、高電位電圧が給電され
る第1の電源端子と低電位電圧が給電される第2の電源
端子とを備え、イネーブル信号に基づいて出力端子から
信号を出力するか、あるいは前記出力端子をハイインピ
ーダンス状態にするかを制御可能なものであって、前記
第1の電源端子と前記出力端子との間に接続される第1
のPチャネルトランジスタと、前記出力端子と前記第2
の電源端子との間に接続される第1のNチャネルトラン
ジスタと、ゲート電極が前記出力端子と接続されるとと
もに、前記出力端子とノードとの間に設けられた第2の
Pチャネルトランジスタと、ゲート電極が前記第1の電
源端子と接続されるとともに、前記出力端子と前記ノー
ドとの間に設けられた第3のPチャネルトランジスタ
と、ゲート電極が前記第1の電源端子と接続されるとと
もに、前記出力端子と前記第1のPチャネルトランジス
タのゲート電極との間に設けられた第4のPチャネルト
ランジスタと、ゲート電極に前記イネーブル信号を反転
した信号が供給されるとともに、前記第1の電源端子と
前記第1のPチャネルトランジスタのゲート電極との間
に設けられた第5のPチャネルトランジスタと、前記第
1乃至第5のPチャネルトランジスタと共通のバルク上
に形成され、ドレイン電極が前記バルクと接続され、ソ
ース電極が前記第1の電源端子に接続され、ゲート電極
が前記ノードと接続される第6のPチャネルトランジス
タと、ゲート電極に反転した前記イネーブル信号が供給
されるとともに、前記ノードと前記第2の電源端子との
間に設けられた第2のNチャネルトランジスタと、前記
イネーブル信号がアクティブの場合に入力信号を反転し
た信号を前記第1のPチャネルトランジスタのゲート電
極と前記第1のNチャネルトランジスタのゲート電極と
に印加する論理回路とを備えたことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a buffer circuit according to the present invention comprises a first power supply terminal to which a high potential voltage is supplied and a second power supply terminal to which a low potential voltage is supplied. And controlling whether to output a signal from an output terminal based on an enable signal or to set the output terminal to a high impedance state, wherein a signal between the first power supply terminal and the output terminal is provided. Connected to the first
P-channel transistor, the output terminal and the second
A first N-channel transistor connected between the output terminal and a power supply terminal, a second P-channel transistor having a gate electrode connected to the output terminal, and provided between the output terminal and a node; A gate electrode is connected to the first power terminal, a third P-channel transistor provided between the output terminal and the node, and a gate electrode connected to the first power terminal. A fourth P-channel transistor provided between the output terminal and the gate electrode of the first P-channel transistor, and a signal obtained by inverting the enable signal supplied to the gate electrode; A fifth P-channel transistor provided between a power supply terminal and a gate electrode of the first P-channel transistor; and a first to fifth P-channel transistor. A sixth P-channel transistor formed on a common bulk with the transistor, a drain electrode connected to the bulk, a source electrode connected to the first power supply terminal, and a gate electrode connected to the node; An inverted enable signal is supplied to the gate electrode, and a second N-channel transistor provided between the node and the second power supply terminal, and an inverted input signal when the enable signal is active. And a logic circuit for applying the generated signal to the gate electrode of the first P-channel transistor and the gate electrode of the first N-channel transistor.
【0011】このバッファ回路において、前記論理回路
は、第1の回路と第2の回路とを備え、前記第1の回路
は、前記イネーブル信号がアクティブの場合に前記入力
信号を反転した信号を前記第1のNチャネルトランジス
タのゲート電極に印加する一方、前記イネーブル信号が
非アクティブの場合に当該ゲート電極に前記高電位電圧
を印加するものであり、前記第2の回路は、前記第1の
電源端子と接続点との間に直列に設けられた第7及び第
8のPチャネルトランジスタと、前記第1の電源端子と
前記接続点との間に直列に設けられた第9及び第10の
Pチャネルトランジスタと、前記接続点と前記第2の電
源端子との間に設けられた第3及び第4のNチャネルト
ランジスタとを備え、前記第7乃至第10のPチャネル
トランジスタは前記バルク上に形成されており、前記第
7のPチャネルトランジスタと前記第3のNチャネルト
ランジスタの各ゲート電極には、前記入力信号が供給さ
れ、前記第9のPチャネルトランジスタと前記第4のN
チャネルトランジスタの各ゲート電極には、前記イネー
ブル信号が供給され、前記第8及び第10のPチャネル
トランジスタのゲート電極は前記ノードと接続されるこ
とが好ましい。In this buffer circuit, the logic circuit includes a first circuit and a second circuit, and the first circuit converts a signal obtained by inverting the input signal when the enable signal is active. Applying the high potential voltage to the gate electrode of the first N-channel transistor while the enable signal is inactive while applying the high potential voltage to the gate electrode of the first N-channel transistor; Seventh and eighth P-channel transistors provided in series between a terminal and a connection point, and ninth and tenth P-channel transistors provided in series between the first power supply terminal and the connection point. A channel transistor; and third and fourth N-channel transistors provided between the connection point and the second power supply terminal. Is formed on a bulk, wherein the gate electrodes of the first 7 P-channel transistor and said third N-channel transistor of the input signal is supplied, the ninth P-channel transistor and the fourth N
Preferably, the enable signal is supplied to each gate electrode of the channel transistor, and the gate electrodes of the eighth and tenth P-channel transistors are connected to the node.
【0012】さらに、上述したバッファ回路は、前記第
5のPチャネルトランジスタに他のトランジスタに比較
してオン抵抗の大きなものを用いることが望ましい。く
わえて、上述したバッファ回路は、前記イネーブル信号
を反転した信号を遅延して前記第2のNチャネルトラン
ジスタのゲート電極に出力する遅延回路を備えることが
好ましい。Further, in the buffer circuit described above, it is desirable to use a fifth P-channel transistor having a higher on-resistance than other transistors. In addition, it is preferable that the buffer circuit includes a delay circuit that delays a signal obtained by inverting the enable signal and outputs the delayed signal to the gate electrode of the second N-channel transistor.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】[A.第1実施形態]以下、本発明
の第1実施形態に係るバッファ回路を図面を参照しつ
つ、説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [A. First Embodiment] A buffer circuit according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】[1.第1実施形態の構成]図1は、本発明
の一実施形態に係るバッファ回路の主要構成を示す回路
図である。また図5は、バッファ回路の要部断面図であ
る。図1に示すようにバッファ回路100は、Pチャネ
ルトランジスタP1〜P6およびP11,P12、Nチ
ャネルトランジスタN1,N2,N5,N6、ナンド回
路NAND、ノア回路NOR、インバータ回路INV
1、入力端子T1、イネーブル端子T2、及び入出力端
子T3を備えている。なお、D1はPチャネルトランジ
スタP1のドレイン電極とバルクとの間に形成される寄
生ダイオードである。[1. Configuration of First Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of a buffer circuit according to one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of a main part of the buffer circuit. As shown in FIG. 1, the buffer circuit 100 includes P-channel transistors P1 to P6 and P11 and P12, N-channel transistors N1, N2, N5, and N6, a NAND circuit NAND, a NOR circuit NOR, and an inverter circuit INV.
1, an input terminal T1, an enable terminal T2, and an input / output terminal T3. Note that D1 is a parasitic diode formed between the drain electrode and the bulk of the P-channel transistor P1.
【0015】またバッファ回路100は、第1及び第2
の電源端子を備えており(図示略)、第1の電源端子か
ら高電位側の電源電圧VDDが給電され、第2の電源端
子には低電位側の電源電圧GNDが給電されるようにな
っている。VDDは、例えば、3.3Vである。イネー
ブル端子T2には、Lレベルでアクティブとなるイネー
ブル信号OEが供給され、入力端子T1には、第1入力
データDin1が供給されるようになっている。イネーブ
ル信号OEと第1入力データDin1の論理レベル電圧
は、LレベルがGNDとなる一方、HレベルがVDDと
なる。The buffer circuit 100 includes first and second buffers.
(Not shown), a high-potential-side power supply voltage VDD is supplied from a first power supply terminal, and a low-potential-side power supply voltage GND is supplied to a second power supply terminal. ing. VDD is, for example, 3.3V. An enable signal OE that becomes active at the L level is supplied to the enable terminal T2, and first input data Din1 is supplied to the input terminal T1. The logic level voltage of the enable signal OE and the first input data Din1 is such that the L level is GND and the H level is VDD.
【0016】また、イネーブル信号OEがLレベルのと
き、入出力端子T3から出力データDoutが出力される
ようになっている。出力データDoutの論理レベル電圧
は、LレベルがGNDとなる一方、HレベルがVDDと
なる。これに対して、イネーブル信号OEがHレベルの
場合には、入出力端子T3の出力インピーダンスはハイ
インピーダンス状態となる。このとき、外部回路110
から第2入力データDin2が供給されるようになってい
る。第2入力データDin2の論理レベル電圧は、Lレベ
ルがGNDとなる一方、HレベルがVDD’となる。V
DD’は、例えば、5Vである。すなわち、このバッフ
ァ回路100には、第1入力データDin1をバッファリ
ングして入出力端子T3から出力データDoutを出力さ
せる出力モードと、第2入力データDin2を入出力端子
T3を介して取り込む入力モードとがある。When the enable signal OE is at L level, output data Dout is output from the input / output terminal T3. The logical level voltage of the output data Dout is such that the L level is GND and the H level is VDD. On the other hand, when the enable signal OE is at the H level, the output impedance of the input / output terminal T3 is in a high impedance state. At this time, the external circuit 110
Supplies the second input data Din2. The logic level voltage of the second input data Din2 is such that the L level is GND and the H level is VDD '. V
DD ′ is, for example, 5V. That is, the buffer circuit 100 has an output mode for buffering the first input data Din1 and outputting the output data Dout from the input / output terminal T3, and an input mode for receiving the second input data Din2 via the input / output terminal T3. There is.
【0017】次に、PチャネルトランジスタP1とNチ
ャネルトランジスタN1は、電流増幅用の出力トランジ
スタであって、それらのセル面積は大きく、現実の集積
回路上では複数のトランジスタを並列接続して構成され
る。Next, the P-channel transistor P1 and the N-channel transistor N1 are output transistors for current amplification, have a large cell area, and are formed by connecting a plurality of transistors in parallel on an actual integrated circuit. You.
【0018】図5に示すように、Pチャネルトランジス
タP2,P3,…,P6と後述するナンド回路NAND
を構成するPチャネルトランジスタP7〜P10とは、
共通のバルク領域103aを有している。なお、図1と
後述する図2において、共通バルクの部分は太線で示
す。この例では、シリコン基板101にp形を用いてお
り、当該バルク領域103aはp形シリコン基板101
上に形成されるnウエルである。なお、シリコン基板1
01にn形を用いる場合には、当該バルク領域はn形シ
リコン基板となる。また、共通バルク領域103aに
は、電源電圧VDDや接地電圧GNDを給電するための
端子が設けられておらず、共通バルク領域103aはフ
ローティング状態となっている。以下の説明では共通バ
ルク領域103aの電圧をVddfと称することにす
る。As shown in FIG. 5, P-channel transistors P2, P3,...
Are configured as P-channel transistors P7 to P10.
It has a common bulk region 103a. In FIG. 1 and FIG. 2, which will be described later, a common bulk portion is indicated by a thick line. In this example, a p-type silicon substrate 101 is used, and the bulk region 103a is
It is an n-well formed thereon. The silicon substrate 1
When the n-type is used for 01, the bulk region becomes an n-type silicon substrate. Further, the common bulk region 103a is not provided with a terminal for supplying the power supply voltage VDD or the ground voltage GND, and the common bulk region 103a is in a floating state. In the following description, the voltage of the common bulk region 103a will be referred to as Vddf.
【0019】より詳細には、p形シリコン基板101上
に、pウエル103とnウエル104とが形成されてい
る。pウエル103とnウエル105とは、例えばLO
COS(Local oxidotion of silicon)法により形成さ
れた酸化シリコン層107により分離されている。More specifically, a p-well 103 and an n-well 104 are formed on a p-type silicon substrate 101. The p-well 103 and the n-well 105 are, for example, LO
They are separated by a silicon oxide layer 107 formed by a COS (Local Oxidation of Silicon) method.
【0020】pウエル103は、酸化シリコン層107
により分離された複数の領域を含んでいる。図5におい
ては、第1のpウエル領域と第2のpウエル領域103
bとが示されており、第1のpウエル領域を特に共通バ
ルク領域103aと称する。共通バルク領域103aに
は、第1のPチャネルトランジスタP1と、第2から第
6までのPチャネルトランジスタP2〜P6までとが形
成されている。加えて、共通バルク領域103aには、
後述する出力バッファ回路BUFに含まれる第7から第
10までのPチャネルトランジスタP7〜P10が形成
されている。The p well 103 has a silicon oxide layer 107
And includes a plurality of regions separated by. In FIG. 5, the first p-well region and the second p-well region 103
b, and the first p-well region is specifically referred to as a common bulk region 103a. In the common bulk region 103a, a first P-channel transistor P1 and second to sixth P-channel transistors P2 to P6 are formed. In addition, the common bulk region 103a has
Seventh to tenth P-channel transistors P7 to P10 included in an output buffer circuit BUF described later are formed.
【0021】各トランジスタは、酸化シリコンにより形
成されるゲート絶縁膜111を介して形成されたゲート
電極G、ソース電極S、及びドレインD電極を有してい
る。第6のPチャネルトランジスタP6のドレイン電極
Dに接して、高濃度のn型領域113が形成されてい
る。ドレインDと高濃度のn型領域113との上に、共
通電極115が形成されている。nウエル105内に
は、第1のn型トランジスタN1が含まれる。第1のn
チャネルトランジスタN1のドレイン電極Dと、第1の
PチャネルトランジスタP1とが結線され、出力端子T
3を形成する。共通バルク領域は、複数の領域からな
り、それぞれが共通に配線されていても良い。Each transistor has a gate electrode G, a source electrode S, and a drain D electrode formed via a gate insulating film 111 formed of silicon oxide. A high-concentration n-type region 113 is formed in contact with the drain electrode D of the sixth P-channel transistor P6. A common electrode 115 is formed on the drain D and the high-concentration n-type region 113. The first n-type transistor N1 is included in the n-well 105. The first n
The drain electrode D of the channel transistor N1 is connected to the first P-channel transistor P1, and the output terminal T
Form 3 The common bulk region includes a plurality of regions, each of which may be commonly wired.
【0022】次に、PチャネルトランジスタP2及びP
3は、ノードXと入出力端子T3との間に介挿されてお
り、スイッチとして作用する。特に、Pチャネルトラン
ジスタP3は、入力モードにおいて、入出力端子T3の
電圧Vt3が電源電圧VDDを越える場合、すなわち、
第2入力データDin2がHレベルのときに、オン状態と
なりノードXにVt3を給電する機能がある。Next, the P-channel transistors P2 and P2
3 is interposed between the node X and the input / output terminal T3, and functions as a switch. Particularly, in the input mode, the P-channel transistor P3 operates when the voltage Vt3 of the input / output terminal T3 exceeds the power supply voltage VDD, ie,
When the second input data Din2 is at the H level, the second input data Din2 is turned on to supply Vt3 to the node X.
【0023】次に、PチャンネルトランジスタP5は、
出力モードにおいてオン状態となり、Pチャネルトラン
ジスタP1のゲート電極に電源電圧VDDを印加して、
これを確実にオフ状態とする機能がある。また、Pチャ
ネルトランジスタP4は、電圧Vt3が電源電圧VDD
を越える場合にオン状態となりVDDを給電する機能が
ある。Next, the P-channel transistor P5 is
It is turned on in the output mode, and the power supply voltage VDD is applied to the gate electrode of the P-channel transistor P1.
There is a function to surely turn this off. The P-channel transistor P4 has the voltage Vt3 of the power supply voltage VDD.
In the case where the power supply voltage exceeds the threshold voltage, the power supply is turned on and has a function of supplying VDD.
【0024】次に、PチャネルトランジスタP6は、出
力モードにおいてオン状態となり、共通バルク領域10
3aに電源電圧VDDを給電する一方、入力モードにお
いてオフ状態となって共通バルク領域103aに電源電
圧VDDを給電しない機能がある。さらに、Nチャネル
トランジスタN2は、出力モードにおいてオン状態とな
りノードXを0Vにバイアスする機能がある。Next, the P-channel transistor P6 is turned on in the output mode, and the common bulk region 10 is turned on.
While the power supply voltage VDD is supplied to the common bulk region 103a while the power supply voltage VDD is supplied to the common bulk region 103a, the common bulk region 103a is turned off in the input mode. Further, the N-channel transistor N2 has a function of turning on in the output mode and biasing the node X to 0V.
【0025】次に、ナンド回路NANDの構成を示す回
路図を図2に示す。この図に示すようにナンド回路NA
NDは、PチャンネルトランジスタP7〜P10とNチ
ャンネルトランジスタN3,N4とを備えている。この
ナンド回路NANDは、第1に、Pチャネルトランジス
タP7〜P10のバルクとして上述した共通バルク領域
103aが用いられている点、第2に、Pチャネルトラ
ンジスタP8及びP10が設けられている点に特徴があ
る。PチャネルトランジスタP8及びP10の各ゲート
電極には、ノードXの電圧Vxが給電されているから、
当該電圧VxがHレベルのとき、これらのトランジスタ
P8及びP10はオフ状態となる。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the NAND circuit NAND. As shown in FIG.
The ND includes P-channel transistors P7 to P10 and N-channel transistors N3 and N4. The NAND circuit NAND is characterized in that, first, the common bulk region 103a described above is used as the bulk of the P-channel transistors P7 to P10, and second, that the P-channel transistors P8 and P10 are provided. There is. Since the voltage Vx of the node X is supplied to each gate electrode of the P-channel transistors P8 and P10,
When the voltage Vx is at the H level, these transistors P8 and P10 are turned off.
【0026】以上の構成において、出力段のトランジス
タはPチャネルトランジスタP1とNチャネルトランジ
スタN1のみによって構成されているから、出力モード
において大きな出力電流を入出力端子T3から取り出す
場合であっても、これらのトランジスタP1及びN1に
ついてのみトランジスタサイズを大きくすれば足りるの
で、バッファ回路100のチップ面積を小さくすること
が可能となる。また、PチャネルトランジスタP2〜P
10の共通バルク領域103aはフローティング状態と
されているから、入力モードにおいて入出力端子の電圧
Vt3が電源電圧VDDを越えたとしても、寄生ダイオ
ードD1を介して共通バルク領域103aがバイアスさ
れるだけであり、大きなリーク電流が流れて、ラッチア
ップを起こすといったことがない。In the above configuration, since the transistor at the output stage is constituted only by the P-channel transistor P1 and the N-channel transistor N1, even when a large output current is taken out from the input / output terminal T3 in the output mode, these transistors can be used. Since it is sufficient to increase the transistor size only for the transistors P1 and N1, the chip area of the buffer circuit 100 can be reduced. In addition, P-channel transistors P2 to P
Since the ten common bulk regions 103a are in a floating state, even if the input / output terminal voltage Vt3 exceeds the power supply voltage VDD in the input mode, only the common bulk region 103a is biased via the parasitic diode D1. There is no occurrence of a large leak current and latch-up.
【0027】図1に示すように、バッファ回路100は
出力端子T3に接続される出力バッファ回路BUFを有
している。出力バッファ回路BUFは、第11のP型ト
ランジスタP11と、第5のn型トランジスタN5より
なる第1のCMOSインバータOB1と、第12のP型
トランジスタP12と、第6のn型トランジスタN6よ
りなる第2のCMOSインバータOB2とを含む。出力
バッファ回路BUFにより、出力信号を増幅する。As shown in FIG. 1, the buffer circuit 100 has an output buffer circuit BUF connected to the output terminal T3. The output buffer circuit BUF includes an eleventh P-type transistor P11, a first CMOS inverter OB1 including a fifth n-type transistor N5, a twelfth P-type transistor P12, and a sixth n-type transistor N6. And a second CMOS inverter OB2. The output signal is amplified by the output buffer circuit BUF.
【0028】[2.第1実施形態の動作]次に、バッファ
回路100の動作を出力モードと入力モードに分けて説
明する。 [2−1:入力モード]入力モードでは、イネーブル信号
OEがHレベルとなる。 [2−1−1:0V<Vt3<VDD]Pチャネルトラン
ジスタP1〜P6により、VDDとVddfの間にpn
接合ダイオードが挿入された状態となる。したがってV
ddfは、VDDよりダイオードの順方向のオン電圧V
fだけ低い値となる。[2. Operation of First Embodiment] Next, the operation of the buffer circuit 100 will be described separately for an output mode and an input mode. [2-1: Input Mode] In the input mode, the enable signal OE goes high. [2-1-1: 0V <Vt3 <VDD] P-channel transistors P1 to P6 cause pn between VDD and Vddf.
A junction diode is inserted. Therefore V
ddf is the on-state voltage V of the diode in the forward direction from VDD.
The value becomes lower by f.
【0029】ところで、端子T2に供給されるイネーブ
ル信号OEがHレベルであるから、ナンド回路NAND
の出力信号na1はHレベルとなり、その電圧は本来電
源電圧VDDと一致するはずである。しかし、その出力
信号na1の電圧は、電源電圧VDD→P7,P8又は
P9,P10→na1の経路で与えられる。このため、
ナンド回路NANDのみでは、Pチャネルトランジスタ
P1のゲート電圧を確実に電源電圧VDDと一致させる
ことができない。この問題を解決するため、Pチャネル
トランジスタP5が設けられている。すなわち、Pチャ
ネルトランジスタP5のゲート電極には、反転イネーブ
ル信号ENNが供給されているので、入力モードではこ
れがオン状態となる。したがって、出力信号na1の電
圧を電源電圧VDDと一致させることができ、これによ
り、PチャネルトランジスタP1を確実にオフ状態とす
ることができる。したがって、バッファ回路100は、
不要なリーク電流が流れることがなく、正常に動作す
る。Since the enable signal OE supplied to the terminal T2 is at the H level, the NAND circuit NAND
Output signal na1 attains an H level, and the voltage of the output signal na1 should originally match the power supply voltage VDD. However, the voltage of the output signal na1 is given on the path of the power supply voltage VDD → P7, P8 or P9, P10 → na1. For this reason,
With only the NAND circuit NAND, the gate voltage of the P-channel transistor P1 cannot be reliably matched with the power supply voltage VDD. In order to solve this problem, a P-channel transistor P5 is provided. That is, since the inversion enable signal ENN is supplied to the gate electrode of the P-channel transistor P5, it is turned on in the input mode. Therefore, the voltage of the output signal na1 can be made equal to the power supply voltage VDD, whereby the P-channel transistor P1 can be reliably turned off. Therefore, the buffer circuit 100
It operates normally without unnecessary leak current flowing.
【0030】[2−1−2:Vt3>VDD]次に、Vt
3>VDDの場合を考える。例えば、第2入力データD
in2の電圧が5Vとなった場合である。この場合にも信
号nr1の電圧は0Vになるから、Nチャネルトランジ
スタN1はオフ状態になる。また、Vt3>VDDよ
り、PチャネルトランジスタP2がオフ状態となる一
方、PチャネルトランジスタP3はオン状態となる。し
たがって、ノードXの電圧VxはVt3と一致し、Pチ
ャネルトランジスタP6がオフ状態になる。[2-1-2: Vt3> VDD] Next, Vt
Consider the case where 3> VDD. For example, the second input data D
This is the case where the voltage of in2 becomes 5V. Also in this case, since the voltage of the signal nr1 becomes 0 V, the N-channel transistor N1 is turned off. Further, since Vt3> VDD, the P-channel transistor P2 is turned off, while the P-channel transistor P3 is turned on. Therefore, voltage Vx at node X matches Vt3, and P-channel transistor P6 is turned off.
【0031】ところで、PチャンネルトランジスタP1
のドレイン電極と共通バルクとの間には寄生ダイオード
D1が付随している。入出力端子T3の電圧Vt3が電
源電圧VDDを上回ると、この寄生ダイオードD1がオ
ン状態となる。寄生ダイオードD1の順方向降下電圧を
Vfで表すことにすると、共通バルクの電圧Vddf
は、Vddf=Vt3−Vfとなる。次に、反転イネー
ブル信号ENNは0Vであるから、Nチャンネルトラン
ジスタN2はオフ状態となる。また、Vt3>VDDよ
り、PチャネルトランジスタP3がオン状態となり、ノ
ードXに電圧Vt3が給電される。また、VxがVt3
と一致するとともにVddf=Vt3−Vfとなること
から、ナンド回路NANDを構成するPチャネルトラン
ジスタP8及びP10はオフ状態となる。さらに、反転
イネーブル信号ENNの電圧は0Vであるから、Nチャ
ネルトランジスタN4は、オフ状態となる。Incidentally, the P-channel transistor P1
A parasitic diode D1 is attached between the drain electrode and the common bulk. When the voltage Vt3 of the input / output terminal T3 exceeds the power supply voltage VDD, the parasitic diode D1 turns on. If the forward drop voltage of the parasitic diode D1 is represented by Vf, the common bulk voltage Vddf
Is Vddf = Vt3-Vf. Next, since the inversion enable signal ENN is 0V, the N-channel transistor N2 is turned off. Further, since Vt3> VDD, the P-channel transistor P3 is turned on, and the voltage Vt3 is supplied to the node X. Vx is Vt3
And Vddf = Vt3-Vf, the P-channel transistors P8 and P10 constituting the NAND circuit NAND are turned off. Further, since the voltage of the inversion enable signal ENN is 0 V, the N-channel transistor N4 is turned off.
【0032】また、ENN=0V、Pチャネルトランジ
スタP4がオンすることにより、na1=Vt3、Vd
df=Vt3−Vfであるから、Pチャネルトランジス
タP5のドレイン電圧はVt3となる。一方、Pチャネ
ルトランジスタP5のソース電圧はVDDとなるから、
PチャネルトランジスタP5はオン状態となり、電流が
若干流れる。このとき、PチャネルトランジスタP1の
ゲート電圧はVt3となる。電圧Vt3は共通バルクの
電圧Vddfより高いため、PチャネルトランジスタP
1はオフ状態となる。したがって、この場合には、Pチ
ャネルトランジスタP5を除いて不要なリーク電流が流
れる経路はない。なお、PチャネルトランジスタP2
は、Vt>VDDのとき、Vx=Vt3とVt3が0V
になったときに、Vxを0Vに引き下げる。但し、Pチ
ャネルトランジスタP3のみで、P2がない場合でも、
同じ動作を行うことができ、トランジスタP2は任意に
設ければ良い。When ENN = 0 V and the P-channel transistor P4 is turned on, na1 = Vt3, Vd
Since df = Vt3-Vf, the drain voltage of the P-channel transistor P5 becomes Vt3. On the other hand, since the source voltage of the P-channel transistor P5 becomes VDD,
P-channel transistor P5 is turned on, and a current slightly flows. At this time, the gate voltage of the P-channel transistor P1 becomes Vt3. Since the voltage Vt3 is higher than the common bulk voltage Vddf, the P-channel transistor P
1 is turned off. Therefore, in this case, there is no path through which an unnecessary leak current flows except for the P-channel transistor P5. The P-channel transistor P2
Is that when Vt> VDD, Vx = Vt3 and Vt3 are 0V
, Vx is reduced to 0V. However, even if there is only P-channel transistor P3 and there is no P2,
The same operation can be performed, and the transistor P2 may be arbitrarily provided.
【0033】[2−2:出力モード]次に、出力モードの
動作を説明する。出力モードではイネーブル信号OEが
Lレベルとなる。反転イネーブル信号ENNの電圧はV
DDとなるから、NチャネルトランジスタN2はオン状
態となり、ノードXの電圧Vxは0Vととなる。出力モ
ードでは、入出力端子T3の電圧Vt3は電源電圧VD
D以上にはならないので、PチャネルトランジスタP2
及びP3は、オフ状態となる。[2-2: Output Mode] Next, the operation in the output mode will be described. In the output mode, the enable signal OE is at L level. The voltage of the inversion enable signal ENN is V
As a result, the N-channel transistor N2 is turned on, and the voltage Vx of the node X becomes 0V. In the output mode, the voltage Vt3 of the input / output terminal T3 is equal to the power supply voltage VD.
D, the P-channel transistor P2
And P3 are turned off.
【0034】一方、PチャネルトランジスタP6のゲー
ト電極には電圧Vx(=0V)が供給されるので、これ
がオン状態となる。このため、共通バルクに電源電圧V
DDが給電され、その電圧VdffはVDDと一致す
る。したがって、ナンド回路NANDを構成するPチャ
ネルトランジスタP7〜P10のバルク電圧もVDDと
なるので、ナンド回路NANDは一般的な論理積反転回
路として動作する。より具体的には、Vx=0Vである
からPチャネルトランジスタP7及びP8は常時オン状
態となり、また、ENN=VDDであるからPチャネル
トランジスタP9がオフ状態となる一方、Nチャネルト
ランジスタN4がオン状態となる。このため、ナンド回
路NANDは、PチャネルトランジスタP7とNチャネ
ルトランジスタN3とを直列接続したインバータ回路と
等価になる。したがって、ナンド回路NANDの出力信
号na1は第1入力データDin1を反転したものとな
る。さらに、PチャネルトランジスタP5のゲート電圧
はVDDとなるので、PチャネルトランジスタP5はオ
フ状態となる。くわえて、PチャネルトランジスタP4
もオフ状態となる。On the other hand, since the voltage Vx (= 0 V) is supplied to the gate electrode of the P-channel transistor P6, it is turned on. Therefore, the power supply voltage V
DD is supplied, and its voltage Vdff matches VDD. Therefore, since the bulk voltages of the P-channel transistors P7 to P10 constituting the NAND circuit NAND also become VDD, the NAND circuit NAND operates as a general logical product inverting circuit. More specifically, since Vx = 0V, P-channel transistors P7 and P8 are always on, and since ENN = VDD, P-channel transistor P9 is off and N-channel transistor N4 is on. Becomes Therefore, the NAND circuit NAND is equivalent to an inverter circuit in which the P-channel transistor P7 and the N-channel transistor N3 are connected in series. Therefore, the output signal na1 of the NAND circuit NAND is obtained by inverting the first input data Din1. Further, the gate voltage of the P-channel transistor P5 becomes VDD, so that the P-channel transistor P5 is turned off. In addition, P-channel transistor P4
Is also turned off.
【0035】これらより、出力モードのバッファ回路1
00は、第1の反転回路(ナンド回路NAND及びノア
回路NORが相当)と、PチャネルトランジスタP1と
NチャネルトランジスタN1から構成される第2の反転
回路とを直列に接続したものと等価になる。したがっ
て、バッファ回路100は、第1入力データDin1と同
一極性でかつ電流増幅された出力データDoutを入出力
端子T3から出力することができる。また、出力モード
では、不要なリーク電流が流れる経路がない。From these, the output mode buffer circuit 1
00 is equivalent to a first inversion circuit (corresponding to a NAND circuit NOR and a NOR circuit NOR) and a second inversion circuit including a P-channel transistor P1 and an N-channel transistor N1 connected in series. . Therefore, the buffer circuit 100 can output the current-amplified output data Dout having the same polarity as that of the first input data Din1 from the input / output terminal T3. In the output mode, there is no path through which unnecessary leak current flows.
【0036】[2−3:PチャネルトランジスタP5の
サイズ]ここで、PチャネルトランジスタP5のサイズ
について検討する。まず、入力モードにおいては、Vt
3>VDDの場合にPチャネルトランジスタP5にリー
ク電流が若干流れるものの、これを積極的にオン状態に
しているのは、0V<Vt3<VDDの場合であり、そ
の目的はPチャネルトランジスタP1のゲート電極にV
DDをバイアスしてトランジスタP1を確実にオフさせ
るためにある。したがって、PチャネルトランジスタP
5のトランジスタサイズは、小さいもので足りる。[2-3: Size of P-Channel Transistor P5] Here, the size of the P-channel transistor P5 will be examined. First, in the input mode, Vt
3> VDD, although a small leak current flows through the P-channel transistor P5, it is actively turned on when 0V <Vt3 <VDD, and the purpose is the gate of the P-channel transistor P1. V on electrode
This is for biasing DD to surely turn off the transistor P1. Therefore, the P-channel transistor P
For the transistor size of 5, a small one is sufficient.
【0037】このように、第1実施形態のバッファ回路
100にあっては、入力モードでVt3>VDDの場合
にPチャネルトランジスタP5に若干のリーク電流が流
れるものの、他の場合には不要な電流が流れず、ラッチ
アップ等の問題が発生することはない。さらに、図4に
示す従来のバッファ回路に比べて、出力段のPチャネル
トランジスタとNチャネルトランジスタの数を削減する
ことができるので、バッファ回路100が占有するチッ
プ面積を大幅に削減することが可能となる。As described above, in the buffer circuit 100 of the first embodiment, although a slight leak current flows through the P-channel transistor P5 when Vt3> VDD in the input mode, an unnecessary current otherwise occurs. Does not flow, and no problem such as latch-up occurs. Further, as compared with the conventional buffer circuit shown in FIG. 4, the number of P-channel transistors and N-channel transistors in the output stage can be reduced, so that the chip area occupied by buffer circuit 100 can be significantly reduced. Becomes
【0038】[B.第2実施形態]上述した第1実施形態
では、入力モードでVt3>VDDの場合にPチャネル
トランジスタ5に若干のリーク電流が流れた。第2実施
形態は、この点に鑑みてなされたものであり、回路の消
費電流をより一層削減することを目的とする。[B. Second Embodiment] In the above-described first embodiment, in the input mode, when Vt3> VDD, a slight leak current flows through the P-channel transistor 5. The second embodiment has been made in view of this point, and aims to further reduce the current consumption of the circuit.
【0039】図3は、第2実施形態に係るバッファ回路
200の構成を示す回路図である。この図に示すように
バッファ回路200は、PチャネルトランジスタP5よ
りゲート長が長いPチャネルトランジスタP5’を用い
た点、反転イネーブル信号ENNを遅延させる遅延回路
DLをインバータINV1とNチャンネルトランジスタ
N2のゲート電極との間に設けた点を除いて、図1に示
す第1実施形態のバッファ回路100と同様に構成され
ている。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a buffer circuit 200 according to the second embodiment. As shown in the figure, the buffer circuit 200 uses a P-channel transistor P5 'having a longer gate length than the P-channel transistor P5, and a delay circuit DL for delaying the inversion enable signal ENN is connected to the gates of the inverter INV1 and the N-channel transistor N2. The configuration is similar to that of the buffer circuit 100 of the first embodiment shown in FIG.
【0040】PチャネルトランジスタP5’は、ゲート
長が長くなっているためPチャネルトランジスタP5と
比較してオン抵抗が大きくなる。このため、出力モード
において、当該トランジスタのソース電極とドレイン電
極との間に電圧(Vt3−VDD)が印加されたとき、
そこを流れる電流値は、PチャネルトランジスタP5’
の方が小さくなる。一般に、集積回路のトランジスタ
は、同一のセルによって形成されるが、この例では、P
チャネルトランジスタP5’は別のセルによって形成さ
れる。例えば、他のPチャネルトランジスタP2〜P1
2のゲート長が10μmである場合に、Pチャネルトラ
ンジスタP5’のゲート長は100μmに設定する。こ
れにより、入力モードにおいてVt3>VDDの場合に
PチャネルトランジスタP5’を流れる電流値を約1/
10に削減することが可能となる。Since the P-channel transistor P5 'has a longer gate length, the on-resistance is larger than that of the P-channel transistor P5. Therefore, in the output mode, when a voltage (Vt3−VDD) is applied between the source electrode and the drain electrode of the transistor,
The current flowing there is a P-channel transistor P5 '.
Is smaller. Generally, transistors of an integrated circuit are formed by the same cell, but in this example, P
The channel transistor P5 'is formed by another cell. For example, other P-channel transistors P2 to P1
When the gate length of P2 is 10 μm, the gate length of the P-channel transistor P5 ′ is set to 100 μm. Thereby, when Vt3> VDD in the input mode, the value of the current flowing through P-channel transistor P5 'is reduced by about 1 /
It becomes possible to reduce to 10.
【0041】ところで、PチャネルトランジスタP1の
ゲート電極には配線の引き回し等に起因して浮遊容量が
付随している。このため、PチャネルトランジスタP
5’のオン抵抗を大きくすると、時定数が大きくなる。
したがって、出力モードにおいて仮に信号na1が0V
であるときに、出力モードから入力モードに切り替えた
とすると、大きな時定数によって、Pチャネルトランジ
スタP1のゲート電圧が次第に(ゆっくりと)0Vから
Vt3に向けて上昇することになり、Pチャネルトラン
ジスタP1を確実に(迅速に)オフすることができなく
なることがある。そこで、この例では、モードに切り替
わり直後にPチャネルトランジスタP1のゲート電極に
電圧VDDを給電すべく遅延回路DLを設けている。By the way, the gate electrode of the P-channel transistor P1 is accompanied by a stray capacitance due to wiring and the like. Therefore, the P-channel transistor P
When the ON resistance of 5 ′ is increased, the time constant increases.
Therefore, in the output mode, if signal na1 is 0V
When the mode is switched from the output mode to the input mode, the gate voltage of the P-channel transistor P1 gradually (slowly) increases from 0 V to Vt3 due to a large time constant. It may not be possible to turn off reliably (quickly). Therefore, in this example, the delay circuit DL is provided to supply the voltage VDD to the gate electrode of the P-channel transistor P1 immediately after switching to the mode.
【0042】遅延回路DLは、図3に示すようにバッフ
ァB、インバータINV2,INV3、Pチャネルトラ
ンジスタP13、およびNチャネルトランジスタN7を
備えている。この遅延回路DLによれば、各構成要素の
伝搬遅延によって、反転イネーブル信号ENNが遅延さ
れ、遅延反転イネーブル信号ENN’として出力される
ことになる。As shown in FIG. 3, the delay circuit DL includes a buffer B, inverters INV2 and INV3, a P-channel transistor P13, and an N-channel transistor N7. According to the delay circuit DL, the inverted enable signal ENN is delayed by the propagation delay of each component, and is output as the delayed inverted enable signal ENN '.
【0043】これにより、NチャネルトランジスタN2
は、反転イネーブル信号ENNがHレベルからLレベル
に切り替わったとき、すなわち、出力モードから入力モ
ードに切り替わったとき、やや遅れてオン状態からオフ
状態に遷移する。この結果、モードが入力モードに切り
替わった直後では、NチャネルトランジスタN2がオン
状態にあり、ノードXの電圧Vxが0Vに維持されるか
ら、図2に示すPチャネルトランジスタP8,P10が
オン状態となる。このとき、PチャネルトランジスタP
9のゲート電圧は既にLレベルとなっているから、ナン
ド回路NANDの出力信号na1の電圧は電源電圧VD
Dと一致する。この後、一定時間(例えば15ns)が
経過すると、NチャネルトランジスタN2はオフ状態に
遷移する。すると、第1実施形態と同様にPチャネルト
ランジスタP5がオン状態となり、Pチャネルトランジ
スタP1のゲート電極をVt3にバイアスすることにな
る。Thus, the N-channel transistor N2
Changes from the on state to the off state with a slight delay when the inversion enable signal ENN switches from the H level to the L level, that is, when switching from the output mode to the input mode. As a result, immediately after the mode is switched to the input mode, the N-channel transistor N2 is in the ON state, and the voltage Vx of the node X is maintained at 0 V, so that the P-channel transistors P8 and P10 shown in FIG. Become. At this time, the P-channel transistor P
9, the voltage of the output signal na1 of the NAND circuit NAND is equal to the power supply voltage VD.
It matches D. Thereafter, when a certain time (for example, 15 ns) elapses, the N-channel transistor N2 transitions to the off state. Then, as in the first embodiment, the P-channel transistor P5 is turned on, and the gate electrode of the P-channel transistor P1 is biased to Vt3.
【0044】このように第2実施形態においては、Pチ
ャネルトランジスタP5’のゲート長を長くしてオン抵
抗を大きくすることによってリーク電流を削減するとと
もに、遅延回路DLを用いることにより、入力モードに
おいてPチャネルトランジスタP1を確実にオフ状態と
することが可能となる。As described above, in the second embodiment, the leakage current is reduced by increasing the gate length of the P-channel transistor P5 'to increase the on-resistance, and the delay circuit DL is used to reduce the leakage current in the input mode. P-channel transistor P1 can be reliably turned off.
【0045】[0045]
【発明の効果】上述したように本発明に係る発明特定事
項によれば、出力端子をハイインピーダンス状態に制御
可能なバッファ回路において、電源電圧を上回る電圧が
出力端子に印加されたとしても、リーク電流やラッチア
ップを防止しつつ、出力段のトランジスタを削減するこ
とができる。この結果、大きな電流を出力端子から取り
出す場合であっても、バッファ回路のチップサイズを縮
小して、コストを削減させるともに歩留まりを低下させ
ることができる。As described above, according to the present invention, in a buffer circuit whose output terminal can be controlled to a high impedance state, even if a voltage higher than the power supply voltage is applied to the output terminal, the leakage is prevented. Output transistors can be reduced while preventing current and latch-up. As a result, even when a large current is extracted from the output terminal, the chip size of the buffer circuit can be reduced, the cost can be reduced, and the yield can be reduced.
【図1】 本発明の第1実施形態に係るバッファ回路の
構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a buffer circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 同実施形態に用いられるナンド回路の回路図
である。FIG. 2 is a circuit diagram of a NAND circuit used in the embodiment.
【図3】 本発明の第2実施形態に係るバッファ回路の
回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a buffer circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 従来のバッファ回路の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a conventional buffer circuit.
【図5】 本発明の第1実施形態に用いられるバッファ
回路の一部構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a partial configuration of a buffer circuit used in the first embodiment of the present invention.
P1〜P12,P5’……Pチャネルトランジスタ、N
1〜N6……Nチャネルトランジスタ、NAND……ナ
ンド回路(第2の回路)、NOR……ノア回路(第1の
回路)、DL……遅延回路、100,200……バッフ
ァ回路。P1 to P12, P5 ': P-channel transistor, N
1 to N6 N channel transistor, NAND NAND circuit (second circuit), NOR NOR circuit (first circuit), DL delay circuit, 100, 200 buffer circuit.
Claims (4)
低電位電圧が給電される第2の電源端子とを備え、イネ
ーブル信号に基づいて出力端子から信号を出力するか、
あるいは前記出力端子をハイインピーダンス状態にする
かを制御可能なバッファ回路であって、 前記第1の電源端子と前記出力端子との間に接続される
第1のPチャネルトランジスタと、 前記出力端子と前記第2の電源端子との間に接続される
第1のNチャネルトランジスタと、 ゲート電極が前記出力端子と接続されるとともに、前記
出力端子とノードとの間に設けられた第2のPチャネル
トランジスタと、 ゲート電極が前記第1の電源端子と接続されるととも
に、前記出力端子と前記ノードとの間に設けられた第3
のPチャネルトランジスタと、 ゲート電極が前記第1の電源端子と接続されるととも
に、前記出力端子と前記第1のPチャネルトランジスタ
のゲート電極との間に設けられた第4のPチャネルトラ
ンジスタと、 ゲート電極に前記イネーブル信号を反転した信号が供給
されるとともに、前記第1の電源端子と前記第1のPチ
ャネルトランジスタのゲート電極との間に設けられた第
5のPチャネルトランジスタと、 前記第1乃至第5のPチャネルトランジスタと共通のバ
ルク上に形成され、ドレイン電極が前記バルクと接続さ
れ、ソース電極が前記第1の電源端子に接続され、ゲー
ト電極が前記ノードと接続される第6のPチャネルトラ
ンジスタと、 ゲート電極に反転した前記イネーブル信号が供給される
とともに、前記ノードと前記第2の電源端子との間に設
けられた第2のNチャネルトランジスタと、 前記イネーブル信号がアクティブの場合に入力信号を反
転した信号を前記第1のPチャネルトランジスタのゲー
ト電極と前記第1のNチャネルトランジスタのゲート電
極とに印加する論理回路とを備えたことを特徴とするバ
ッファ回路。A first power supply terminal to which a high potential voltage is supplied and a second power supply terminal to which a low potential voltage is supplied, wherein a signal is output from an output terminal based on an enable signal;
Alternatively, a buffer circuit capable of controlling whether to set the output terminal to a high impedance state, comprising: a first P-channel transistor connected between the first power supply terminal and the output terminal; A first N-channel transistor connected between the second power supply terminal, a second P-channel transistor having a gate electrode connected to the output terminal and provided between the output terminal and a node; A transistor having a gate electrode connected to the first power supply terminal and a third electrode provided between the output terminal and the node;
A fourth P-channel transistor having a gate electrode connected to the first power supply terminal and provided between the output terminal and a gate electrode of the first P-channel transistor; A signal obtained by inverting the enable signal is supplied to a gate electrode, and a fifth P-channel transistor provided between the first power supply terminal and a gate electrode of the first P-channel transistor; A sixth electrode formed on a common bulk with the first to fifth P-channel transistors, a drain electrode connected to the bulk, a source electrode connected to the first power supply terminal, and a gate electrode connected to the node; The inverted enable signal is supplied to a gate electrode of the P-channel transistor, and the node is connected to the second power supply. A second N-channel transistor provided between the first N-channel transistor and a source terminal; and a signal obtained by inverting an input signal when the enable signal is active, a gate electrode of the first P-channel transistor and the first N-channel transistor. And a logic circuit for applying a voltage to the gate electrode.
て、前記論理回路は、第1の回路と第2の回路とを備
え、 前記第1の回路は、前記イネーブル信号がアクティブの
場合に前記入力信号を反転した信号を前記第1のNチャ
ネルトランジスタのゲート電極に印加する一方、前記イ
ネーブル信号が非アクティブの場合に当該ゲート電極に
前記高電位電圧を印加するものであり、 前記第2の回路は、 前記第1の電源端子と接続点との間に直列に設けられた
第7及び第8のPチャネルトランジスタと、 前記第1の電源端子と前記接続点との間に直列に設けら
れた第9及び第10のPチャネルトランジスタと、 前記接続点と前記第2の電源端子との間に設けられた第
3及び第4のNチャネルトランジスタとを備え、 前記第7乃至第10のPチャネルトランジスタは前記バ
ルク上に形成されており、 前記第7のPチャネルトランジスタと前記第3のNチャ
ネルトランジスタの各ゲート電極には、前記入力信号が
供給され、 前記第9のPチャネルトランジスタと前記第4のNチャ
ネルトランジスタの各ゲート電極には、前記イネーブル
信号が供給され、 前記第8及び第10のPチャネルトランジスタのゲート
電極は前記ノードと接続されることを特徴とするバッフ
ァ回路。2. The buffer circuit according to claim 1, wherein the logic circuit includes a first circuit and a second circuit, wherein the first circuit is configured to output a signal when the enable signal is active. Applying the signal obtained by inverting the input signal to the gate electrode of the first N-channel transistor, and applying the high potential voltage to the gate electrode when the enable signal is inactive; And a seventh and an eighth P-channel transistor provided in series between the first power supply terminal and the connection point; and a circuit provided in series between the first power supply terminal and the connection point. Ninth and tenth P-channel transistors, and third and fourth N-channel transistors provided between the connection point and the second power supply terminal. P channel A transistor is formed on the bulk, the input signal is supplied to each gate electrode of the seventh P-channel transistor and the third N-channel transistor, and the ninth P-channel transistor and the 4. The buffer circuit according to claim 4, wherein the enable signal is supplied to each gate electrode of the fourth N-channel transistor, and the gate electrodes of the eighth and tenth P-channel transistors are connected to the node.
のトランジスタに比較してオン抵抗の大きなものを用い
ることを特徴とする請求項1または2に記載のバッファ
回路。3. The buffer circuit according to claim 1, wherein the fifth P-channel transistor has a higher on-resistance than other transistors.
延して前記第2のNチャネルトランジスタのゲート電極
に出力する遅延回路を備えたことを特徴とする請求項3
に記載のバッファ回路。4. A delay circuit for delaying a signal obtained by inverting the enable signal and outputting the delayed signal to a gate electrode of the second N-channel transistor.
3. The buffer circuit according to 1.
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