JP2002111474A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2002111474A
JP2002111474A JP2000295142A JP2000295142A JP2002111474A JP 2002111474 A JP2002111474 A JP 2002111474A JP 2000295142 A JP2000295142 A JP 2000295142A JP 2000295142 A JP2000295142 A JP 2000295142A JP 2002111474 A JP2002111474 A JP 2002111474A
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JP
Japan
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buffer circuit
transistor
transistors
output
output buffer
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Application number
JP2000295142A
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Japanese (ja)
Inventor
Azuma Suzuki
東 鈴木
Atsushi Kawasumi
篤 川澄
Osamu Hirabayashi
修 平林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of achieving an output buffer circuit enabling to suppress a reduction of a output current due to a parasitic resistance of an output signal line, and in a programmable impedance output buffer system, capable of reducing errors of impedance matching of the buffer circuit due to the resistance. SOLUTION: In the device comprising the buffer circuit composed of a parallel connections of a plurality of transistors with different sizes between the output signal line connected an output terminal and a power source line and an impedance control circuit to control on/off of each transistor to adjust impedances of the buffer circuit, in each transistor of the buffer circuit, transistors in large size are arranged close to the terminal, transistors in small size are arranged away from the terminal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブル・
インピーダンス出力バッファ方式の機能を有する半導体
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a semiconductor device having a function of an impedance output buffer method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一般的な出力バッファ回路におい
ては、バッファのオン時に発生するノイズ(di/d
t)が問題にならない範囲でバッファサイズを大きくす
ることが高速データ転送手法と考えられてきた。単純に
大きなバッファを1つのゲートコントロールで制御し、
一気にオンしてしまう方式が最も一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a general output buffer circuit, noise (di / d) generated when a buffer is turned on.
Increasing the buffer size within a range where t) does not matter has been considered as a high-speed data transfer technique. Simply control a large buffer with one gate control,
The method that turns on all at once is the most common.

【0003】上記のノイズを小さくすることを考慮した
技術としては、大きなバッファを複数に分割し、時間差
をつけて徐々にオンさせることが知られている。
As a technique taking the above noise into consideration, it is known to divide a large buffer into a plurality of buffers and gradually turn them on with a time difference.

【0004】どちらの方式においても、出力バッファ回
路のレイアウト構成に関して、寄生抵抗は特に考慮する
必要がなかった。
[0004] In either method, there is no need to particularly consider the parasitic resistance in the layout configuration of the output buffer circuit.

【0005】しかし、高速化が進むにつれ、最近では、
システムのバスラインのインピーダンスと、そのバスラ
インに接続するデバイスの出力バッファ回路のインピー
ダンスとが不一致であると、反射波のため高速データ転
送ができないため、出力バッファ回路のインピーダンス
を、ユーザーがデバイスのピンに設定した値に高精度で
合わせ込むプログラマブル・インピーダンス出力バッフ
ァ方式と呼ばれる仕様が提案されている。高速インター
フェイス仕様では、重要な回路技術の1つである。
[0005] However, as speeding up has progressed, recently,
If the impedance of the system bus line and the impedance of the output buffer circuit of the device connected to the bus line do not match, high-speed data transfer cannot be performed due to reflected waves. There has been proposed a specification called a programmable impedance output buffer method in which a value set to a pin is adjusted with high precision. This is one of the important circuit technologies in the high-speed interface specification.

【0006】図5は、上記のプログラマブル・インピー
ダンス出力バッファ方式を用いた従来の半導体装置の要
部回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of a conventional semiconductor device using the above-mentioned programmable impedance output buffer system.

【0007】この半導体装置は、出力データを駆動して
出力パッド210へ出力する出力バッファ回路200
と、この出力バッファ回路200のインピーダンスを制
御するプログラマブル・インピーダンス制御回路100
とを備えている。
This semiconductor device has an output buffer circuit 200 for driving output data and outputting it to output pad 210.
And a programmable impedance control circuit 100 for controlling the impedance of the output buffer circuit 200.
And

【0008】出力バッファ回路200は、出力パッド2
10が接続された出力信号線21を有し、この出力信号
線21とVDDライン並びにGNDラインとの間に、そ
れぞれゲート幅が異なる5個(5ビット)のプルアップ
用PMOSトランジスタP1〜P5,P0とプルダウン
用NMOSトランジスタN1〜N5,N0が並列接続さ
れている。
The output buffer circuit 200 includes an output pad 2
10, five (5 bits) pull-up PMOS transistors P1 to P5 having different gate widths between the output signal line 21 and the VDD line and the GND line. P0 and pull-down NMOS transistors N1 to N5, N0 are connected in parallel.

【0009】これらのトランジスタの配置は、出力パッ
ド210に近い方から順に、プルアップ用のPMOSト
ランジスタP1,P2,P3,P4,P5,P0が配置
され、またプルダウン用のNMOSトランジスタN1,
N2,N3,N4,N5,N0が配置されている。
The arrangement of these transistors is such that pull-up PMOS transistors P1, P2, P3, P4, P5, and P0 are arranged in this order from the side closer to the output pad 210, and pull-down NMOS transistors N1 and N1
N2, N3, N4, N5, and N0 are arranged.

【0010】例えば5ビットの場合では、プルアップ用
のPMOSトランジスタP0,P1,P2,P3,P
4,P5のトランジスタサイズWP0,WP1,WP
2,WP3,WP4,WP5は、WP0をオフセット分
とし、 WP1:WP2:WP3:WP4:W5=1:2:4:
8:16 とすることで、WP0からWP0+31*WP1まで、
ステップ間隔がWP1で32段階に変化できるようにな
っている。
For example, in the case of 5 bits, pull-up PMOS transistors P0, P1, P2, P3, P
4, P5 transistor sizes WP0, WP1, WP
2, WP3, WP4, and WP5 use WP0 as an offset, and WP1: WP2: WP3: WP4: W5 = 1: 2: 4:
8:16, from WP0 to WP0 + 31 * WP1,
The step interval can be changed in 32 steps in WP1.

【0011】同様に、プルダウン用のNMOSトランジ
スタN0,N1,N2,N3,N4,N5のトランジス
タサイズWN0,WN1,WN2,WN3,WN4,W
N5は、N0をオフセット分とし、 WN1:WN2:WN3:WN4:W5=1:2:4:
8:16 とすることで、WN0からWN0+31*WN1まで、
ステップ間隔がWN1で32段階に変化できるようにな
っている。
Similarly, the transistor sizes WN0, WN1, WN2, WN3, WN4, WN of the NMOS transistors N0, N1, N2, N3, N4, N5 for pull-down.
N5 uses N0 as an offset, and WN1: WN2: WN3: WN4: W5 = 1: 2: 4:
8:16, from WN0 to WN0 + 31 * WN1,
The step interval can be changed in 32 steps in WN1.

【0012】プログラマブル・インピーダンス制御回路
100は、出力バッファ回路200のプルアップ用のP
MOSトランジスタP1,P2,P3,P4,P5,P
0の各ゲートにそれぞれコントロール信号PG1,PG
2,PG3,PG4,PG5,PG0を供給すると共
に、プルダウン用のNMOSトランジスタN1,N2,
N3,N4,N5,N0の各ゲートにそれぞれゲートコ
ントロール信号NG1,NG2,NG3,NG4,NG
5,NG0を供給し、これら各トランジスタのオン/オ
フを制御することにより、出力バッファ回路200のイ
ンピーダンスの調整を行うことができる。
The programmable impedance control circuit 100 has a pull-up P for pulling up the output buffer circuit 200.
MOS transistors P1, P2, P3, P4, P5, P
0 control signals PG1 and PG
2, PG3, PG4, PG5, PG0 and NMOS transistors N1, N2 for pull-down.
Gate control signals NG1, NG2, NG3, NG4, NG are respectively applied to the gates of N3, N4, N5, N0.
5, NG0, and by controlling the on / off of each of these transistors, the impedance of the output buffer circuit 200 can be adjusted.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プログ
ラマブルインピーダンス出力回路を上記従来の半導体装
置で実現しようとすると、次のような問題点があった。
However, when the programmable impedance output circuit is to be realized by the above-mentioned conventional semiconductor device, there are the following problems.

【0014】図6は、図5の回路の寄生抵抗を示した図
である。従来方式においては、Pad(パッド)からの
距離とトランジスタサイズとの関係は、何も気にする必
要もなく配置していた。例えば図5に示したように、ト
ランジスタサイズがP5>P4>P3>P2>P1であ
る場合を考える。同図に示すように、サイズの大きなト
ランジスタが出力パッド210から遠い方にある場合は
出力信号線21の寄生抵抗r0〜r5により、電流の目
減りが大きくなる。例えば、電流が最も大きいPMOS
トランジスタP5をオンさせた場合の寄生抵抗は、r1
+r2+r3+r4+r5であり、出力パッド210へ
出力される“H”レベル時の出力電流IOHの目減りが
大きくなる。
FIG. 6 is a diagram showing the parasitic resistance of the circuit of FIG. In the conventional method, the relationship between the distance from the pad (pad) and the transistor size has been arranged without having to worry about anything. For example, as shown in FIG. 5, consider the case where the transistor size is P5>P4>P3>P2> P1. As shown in the figure, when a large-sized transistor is far from the output pad 210, the reduction in current is increased by the parasitic resistances r0 to r5 of the output signal line 21. For example, the PMOS with the largest current
The parasitic resistance when the transistor P5 is turned on is r1
+ R2 + r3 + r4 + r5, and the decrease in the output current IOH at the time of “H” level output to the output pad 210 increases.

【0015】同様に、電流が最も大きいNMOSトラン
ジスタN5をオンさせた場合の寄生抵抗は、r1+r2
+r3+r4+r5であり、出力パッド210から引き
込まれる“L”レベル時の出力電流IOLの目減りが大
きくなる。
Similarly, when the NMOS transistor N5 having the largest current is turned on, the parasitic resistance is r1 + r2
+ R3 + r4 + r5, and the decrease in the output current IOL at the time of the “L” level drawn from the output pad 210 increases.

【0016】そのため、所定の出力電流IOH/IOL
が得られず、出力バッファ回路200のインピーダンス
の合わせ込みに関して、誤差が大きくなり問題となって
いた。
Therefore, a predetermined output current IOH / IOL
Cannot be obtained, and the matching of the impedance of the output buffer circuit 200 causes a large error, which is a problem.

【0017】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、出力信号線の
寄生抵抗に起因した出力電流の減少を抑制することが可
能な出力バッファ回路を実現し、プログラマブル・イン
ピーダンス出力バッファ方式において、寄生抵抗による
出力バッファ回路のインピーダンス合わせ込み誤差を小
さくすることができる半導体装置を提供することであ
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an output buffer capable of suppressing a decrease in output current due to a parasitic resistance of an output signal line. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which realizes a circuit and can reduce an impedance matching error of an output buffer circuit due to a parasitic resistance in a programmable impedance output buffer system.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明に係る半導体装置では、出力端
子が接続された出力信号線と電源ラインとの間にサイズ
が異なる複数のトランジスタを並列接続して成る出力バ
ッファ回路と、前記出力バッファ回路のインピーダンス
を調整するために前記各トランジスタのオン/オフをコ
ントロールするインピーダンス制御回路とを備えた半導
体装置において、前記出力バッファ回路の各トランジス
タは、サイズの大きいトランジスタを前記出力端子から
近い方に、サイズの小さいトランジスタを前記出力端子
から遠い方に配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in a semiconductor device according to the present invention, a plurality of power supply lines having different sizes are provided between an output signal line to which an output terminal is connected and a power supply line. A semiconductor device comprising: an output buffer circuit formed by connecting transistors in parallel; and an impedance control circuit that controls on / off of each of the transistors in order to adjust the impedance of the output buffer circuit. The transistor is characterized in that a large-sized transistor is arranged closer to the output terminal, and a small-sized transistor is arranged farther from the output terminal.

【0019】請求項2記載の発明に係る半導体装置で
は、請求項1記載の半導体装置において、前記出力バッ
ファ回路の前記各トランジスタは、サイズの大きい順
に、前記出力端子から近い方に順次配置したことを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, each of the transistors of the output buffer circuit is sequentially arranged in ascending order of size from the output terminal. It is characterized by.

【0020】請求項3記載の発明に係る半導体装置で
は、出力端子が接続された出力信号線と電源ラインとの
間にサイズが異なる複数のトランジスタを並列接続して
成る出力バッファ回路と、前記出力バッファ回路のイン
ピーダンスを調整するために前記各トランジスタのオン
/オフをコントロールするインピーダンス制御回路とを
備えた半導体装置において、前記出力バッファ回路の前
記各トランジスタを任意の数に分割し、その各分割で得
られたトランジスタ群は、並列接続すると共に、分割単
位で前記インピーダンス制御回路からの同一のコントロ
ール信号によってオン/オフ制御するように構成し、こ
の分割後の全トランジスタの配置は、前記前出力端子側
より、サイズの大きいトランジスタからサイズの小さい
トランジスタを繰り返して配置したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device, an output buffer circuit comprising a plurality of transistors having different sizes connected in parallel between an output signal line to which an output terminal is connected and a power supply line; A semiconductor device comprising: an impedance control circuit that controls on / off of each of the transistors in order to adjust the impedance of the buffer circuit; dividing each of the transistors of the output buffer circuit into an arbitrary number; The obtained transistor group is connected in parallel, and is configured to be turned on / off by the same control signal from the impedance control circuit in units of division. From the larger transistor to the smaller transistor. And characterized by being arranged.

【0021】請求項4記載の発明に係る半導体装置で
は、出力端子が接続された出力信号線と電源ラインとの
間にサイズが異なる複数のトランジスタを並列接続して
成る出力バッファ回路と、前記出力バッファ回路のイン
ピーダンスを調整するために前記各トランジスタのオン
/オフをコントロールするインピーダンス制御回路とを
備えた半導体装置において、前記出力バッファ回路の前
記各トランジスタを任意の数に分割し、その各分割で得
られたトランジスタ群は、並列接続すると共に、分割単
位で前記インピーダンス制御回路からの同一のコントロ
ール信号によってオン/オフ制御するように構成し、こ
の分割後の全トランジスタの配置は、任意の順に配置し
たことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device, an output buffer circuit comprising a plurality of transistors having different sizes connected in parallel between an output signal line to which an output terminal is connected and a power supply line; A semiconductor device comprising: an impedance control circuit that controls on / off of each of the transistors in order to adjust the impedance of the buffer circuit; dividing each of the transistors of the output buffer circuit into an arbitrary number; The obtained transistor group is configured to be connected in parallel and to be turned on / off by the same control signal from the impedance control circuit in units of division, and the arrangement of all transistors after division is arranged in an arbitrary order. It is characterized by having done.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】[第1実施形態]図1は、本発明の第1実
施形態に係る半導体装置の要部構成回路図である。ま
た、図2は、図1の回路の寄生抵抗を示す図である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the parasitic resistance of the circuit of FIG.

【0024】本実施形態の半導体装置では、図5に示し
た構成において、従来の出力バッファ回路200に代え
て、構成の異なる出力バッファ回路20を設けたもので
ある。すなわち、出力バッファ回路20は、例えば5ビ
ット構成のトランジスタ配置において、サイズの大きい
トランジスタを出力パッド210から近い方に、サイズ
の小さいトランジスタを出力パッド210から遠い方に
配置している点が、従来回路と異なるところである。
In the semiconductor device of this embodiment, an output buffer circuit 20 having a different configuration is provided in place of the conventional output buffer circuit 200 in the configuration shown in FIG. That is, in the output buffer circuit 20, for example, in a transistor arrangement of a 5-bit configuration, a large-sized transistor is arranged closer to the output pad 210, and a small-sized transistor is arranged farther from the output pad 210. It is different from the circuit.

【0025】すなわち、出力バッファ回路20は、出力
パッド210の近い方から遠い方へ順次、プルアップ用
のPMOSトランジスタP5,P4,P3,P2,P
1,P0を配置すると共に、同様に、プルダウン用のN
MOSトランジスタN5,N4,N3,N2,N1,N
0を配置し、PMOSトランジスタP0〜P5がVDD
ラインと出力信号線21との間に、また、NMOSトラ
ンジスタN0〜N5が出力信号線21とGNDラインと
の間に並列接続されている。プルアップ用のPMOSト
ランジスタP5,P4,P3,P2,P1のトランジス
タサイズは、P5>P4>P3>P2>P1であり、プ
ルダウン用のNMOSトランジスタN5,N4,N3,
N2,N1のトランジスタサイズは、N5>N4>N3
>N2>N1である。
That is, the output buffer circuit 20 sequentially includes pull-up PMOS transistors P5, P4, P3, P2, P
1, P0, and N for pull-down
MOS transistors N5, N4, N3, N2, N1, N
0, and the PMOS transistors P0 to P5 are connected to VDD.
NMOS transistors N0 to N5 are connected in parallel between the output signal line 21 and the GND line. The transistor size of the pull-up PMOS transistors P5, P4, P3, P2, and P1 is P5>P4>P3>P2> P1, and the pull-down NMOS transistors N5, N4, N3
The transistor size of N2 and N1 is N5>N4> N3
>N2> N1.

【0026】ここで、プルアップ用のPMOSトランジ
スタP0〜P5のトランジスタサイズWP0〜WP5
は、従来と同様に、WP0をオフセット分とし、 WP1:WP2:WP3:WP4:W5=1:2:4:
8:16 とすることで、プログラマブル・インピーダンス制御回
路100のオン/オフ制御により、WP0からWP0+
31*WP1まで、ステップ間隔がWP1で32段階変
化可能である。また、同様に、プルダウン用のNMOS
トランジスタN0〜N5のトランジスタサイズWN0〜
WN5は、WN0をオフセット分とし、 WN1:WN2:WN3:WN4:W5=1:2:4:
8:16 とすることで、WN0からWN0+31*WN1まで、
ステップ間隔がWN1で32段階に変化可能である。
Here, the transistor sizes WP0-WP5 of the pull-up PMOS transistors P0-P5
Is, as in the conventional case, WP0 is the offset, and WP1: WP2: WP3: WP4: W5 = 1: 2: 4:
8:16, the on / off control of the programmable impedance control circuit 100 causes WP0 to WP0 +
Up to 31 * WP1, the step interval can be changed by 32 steps in WP1. Similarly, an NMOS for pull-down
The transistor size WN0 of the transistors N0 to N5
WN5 uses WN0 as an offset, and WN1: WN2: WN3: WN4: W5 = 1: 2: 4:
8:16, from WN0 to WN0 + 31 * WN1,
The step interval can be changed in 32 steps in WN1.

【0027】このように、サイズの大きいトランジスタ
を出力パッド210から近い方に、サイズの小さいトラ
ンジスタを出力パッド210から遠い方に配置すること
により、図2で明らかなように、例えば駆動電流が最も
大きいPMOSトランジスタP5をオンさせた場合の寄
生抵抗はr5しかなく、従来回路よりも電流の目減りが
緩和される。
As described above, by arranging a large-sized transistor near the output pad 210 and a small-sized transistor far from the output pad 210, as shown in FIG. When the large PMOS transistor P5 is turned on, the parasitic resistance is only r5, and the decrease in current is eased as compared with the conventional circuit.

【0028】バッファ電流は、WP0〜WP5の和であ
るが、本実施形態により、小サイズのトランジスタ(駆
動電流が小さい)において寄生抵抗による電流目減り分
が大きくても、大サイズのトランジスタ(駆動電流が大
きい)において寄生抵抗による電流目減り分は緩和でき
るので、駆動電流の総和の目減りは緩和することができ
る。
Although the buffer current is the sum of WP0 to WP5, according to this embodiment, even if the current reduction due to the parasitic resistance is large in the small-sized transistor (the driving current is small), the large-sized transistor (the driving current Is large), the reduction in the current due to the parasitic resistance can be reduced, so that the reduction in the total drive current can be reduced.

【0029】これにより、プログラマブル・インピーダ
ンス出力バッファ方式においては、インピーダンス合わ
せ込み誤差を小さくすることが可能である。
As a result, in the programmable impedance output buffer system, it is possible to reduce the impedance matching error.

【0030】また、出力パッド210に印加される高電
圧に対して内部回路を保護する回路保護機能(ESD)
においては、上記本実施形態の構成により、出力パッド
210の近くに配置された大サイズのトランジスタに電
流が流れ易くなり、ESDの強度を上げることができ
る。
A circuit protection function (ESD) for protecting an internal circuit against a high voltage applied to the output pad 210
In the above, according to the configuration of the present embodiment, a current can easily flow through a large-sized transistor disposed near the output pad 210, and the ESD strength can be increased.

【0031】[第2実施形態]図3は、本発明の第2実
施形態に係るプログラマブル・インピーダンス出力バッ
ファ方式を用いた半導体装置の要部構成回路図である。
[Second Embodiment] FIG. 3 is a circuit diagram of a main part of a semiconductor device using a programmable impedance output buffer system according to a second embodiment of the present invention.

【0032】この半導体装置の出力バッファ回路30
は、図1に示したような並列接続した各トランジスタP
0〜P5,N0〜N5を、任意の数(本実施形態では2
個ずつ)に分割(例えば均等分割)し、その各分割で得
られたトランジスタ群P0a〜P5a,P0b〜P5
b,N0a〜N5a,N0b〜N5bについて、同様の
並列接続を行う。さらに、分割単位でインピーダンス制
御回路100からの同一のコントロール信号によってオ
ン/オフ制御する。
Output buffer circuit 30 of this semiconductor device
Are the transistors P connected in parallel as shown in FIG.
0 to P5 and N0 to N5 are arbitrary numbers (in this embodiment, 2
), And the transistor groups P0a to P5a and P0b to P5 obtained by the respective divisions.
b, N0a to N5a and N0b to N5b are similarly connected in parallel. Further, on / off control is performed in units of division by the same control signal from the impedance control circuit 100.

【0033】すなわち、プルアップ用のPMOSトラン
ジスタP0a,P0bはコントロール信号PG0、PM
OSトランジスタP1a,P1bはコントロール信号P
G1、PMOSトランジスタP2a,P2bはコントロ
ール信号PG2、PMOSトランジスタP3a,P3b
はコントロール信号PG3、PMOSトランジスタP4
a,P4bはコントロール信号PG4、PMOSトラン
ジスタP5a,P5bはコントロール信号PG5によっ
て制御される。
That is, the pull-up PMOS transistors P0a and P0b are controlled by the control signals PG0 and PM
The OS transistors P1a and P1b output the control signal P
G1 and the PMOS transistors P2a and P2b are controlled by the control signal PG2 and the PMOS transistors P3a and P3b.
Is a control signal PG3, a PMOS transistor P4
a and P4b are controlled by the control signal PG4, and the PMOS transistors P5a and P5b are controlled by the control signal PG5.

【0034】同様に、プルダウン用のNMOSトランジ
スタN0a,N0bはコントロール信号NG0、NMO
SトランジスタN1a,N1bはコントロール信号NG
1、NMOSトランジスタN2a,N2bはコントロー
ル信号NG2、NMOSトランジスタN3a,N3bは
コントロール信号NG3、NMOSトランジスタN4
a,N4bはコントロール信号NG4、NMOSトラン
ジスタN5a,N5bはコントロール信号NG5によっ
て制御される。
Similarly, pull-down NMOS transistors N0a and N0b control signals NG0 and NMO, respectively.
The S transistors N1a and N1b output a control signal NG
1, NMOS transistors N2a and N2b have control signal NG2, NMOS transistors N3a and N3b have control signal NG3 and NMOS transistor N4
a and N4b are controlled by a control signal NG4, and the NMOS transistors N5a and N5b are controlled by a control signal NG5.

【0035】そして、これら分割後の全トランジスタの
配置は、出力パッド210側よりサイズ大のトランジス
タからサイズ小のトランジスタを繰り返して配置してい
る。本実施形態では、プルアップ側の配置は、出力パッ
ド210側よりサイズの大きい順に、PMOSトランジ
スタP5a,P4a,P3a,P2a,P1a,P0a
とし、さらにこれを繰り返して、PMOSトランジスタ
P5b,P4b,P3b,P2b,P1b,P0bと順
次配置している。同様に、プルダウン側の配置は、出力
パッド210側よりサイズの大きい順に、NMOSトラ
ンジスタN5a,N4a,N3a,N2a,N1a,N
0aとし、さらにこれを繰り返してNMOSトランジス
タN5b,N4b,N3b,N2b,N1b,N0bと
順次配置している。
The arrangement of all the transistors after the division is such that the transistors having the larger size and the transistors having the smaller size are repeatedly arranged from the output pad 210 side. In the present embodiment, the arrangement on the pull-up side is as follows: the PMOS transistors P5a, P4a, P3a, P2a, P1a, P0a
This is repeated, and PMOS transistors P5b, P4b, P3b, P2b, P1b, and P0b are sequentially arranged. Similarly, the arrangement on the pull-down side is such that the NMOS transistors N5a, N4a, N3a, N2a, N1a, N
0a, and this is repeated to sequentially arrange the NMOS transistors N5b, N4b, N3b, N2b, N1b, and N0b.

【0036】本実施形態におけるレイアウト方式によれ
ば、上記第1実施形態のレイアウト方式に比べて、寄生
抵抗による電流目減りのトランジスタサイズ依存性を小
さくすることができる。大きなバッファであるPMOS
トランジスタP5a,P5b(またはNMOSトランジ
スタN5a,N5b)がオンした場合でも、小さなバッ
ファであるPMOSトランジスタP1a,P1b(また
はNMOSトランジスタN1a,N1b)がオンした場
合でも電流の目減りを平滑化するように働く。プログラ
マブルインピーダンスでは、IOH/IOLが大きい場合で
も小さい場合でも、同様の誤差程度で合わせ込む必要が
あるためである。
According to the layout method of the present embodiment, the transistor size dependence of current reduction due to parasitic resistance can be reduced as compared with the layout method of the first embodiment. PMOS is a large buffer
Even when the transistors P5a and P5b (or the NMOS transistors N5a and N5b) are turned on, and even when the PMOS transistors P1a and P1b (or the NMOS transistors N1a and N1b), which are small buffers, are turned on, the current loss is smoothed. . This is because, in the case of the programmable impedance, it is necessary to match with a similar degree of error regardless of whether IOH / IOL is large or small.

【0037】図2から明らかなように、小サイズのPM
OSトランジスタP1(またはNMOSトランジスタN
1)の寄生抵抗はr1+r2+r3+r4+r5であ
り、大サイズのPMOSトランジスタP5(またはNM
OSトランジスタN5)の寄生抵抗はr5であり、本実
施形態の分割による、小サイズのトランジスタの電流目
減り平滑化効果は、大サイズのトランジスタよりも大き
い。
As is apparent from FIG.
OS transistor P1 (or NMOS transistor N)
The parasitic resistance of 1) is r1 + r2 + r3 + r4 + r5, and the large-sized PMOS transistor P5 (or NM)
The parasitic resistance of the OS transistor N5) is r5, and the current reduction smoothing effect of the small-sized transistor due to the division of the present embodiment is larger than that of the large-sized transistor.

【0038】出力バッファ回路のインピーダンスの合わ
せ込みの点からみれば、合わせ込むべきインピーダンス
が大きい場合は、サイズの小さいトランジスタP1a,
P1bなどをオンさせて合わせ込む。合わせ込むべきイ
ンピーダンスが小さい場合は、サイズの大きいトランジ
スタP5a,P5bなどをオンさせて合わせ込む。どち
らでも合わせ込み誤差を同様に小さくするためには、寄
生抵抗による電流目減りのトランジスタサイズ依存性を
小さくする必要があり、上記第1実施形態よりも本実施
形態のレイアウト方式が優れている。
From the viewpoint of matching the impedance of the output buffer circuit, if the impedance to be matched is large, the transistors P1a,
Turn on P1b or the like and fit. When the impedance to be adjusted is small, the large-sized transistors P5a, P5b and the like are turned on and adjusted. In either case, in order to reduce the alignment error similarly, it is necessary to reduce the transistor size dependency of the current reduction due to the parasitic resistance, and the layout method of the present embodiment is superior to the first embodiment.

【0039】[第3実施形態]図4は、本発明の第3実
施形態に係るプログラマブル・インピーダンス出力バッ
ファ方式を用いた半導体装置の要部構成回路図である。
Third Embodiment FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of a semiconductor device using a programmable impedance output buffer system according to a third embodiment of the present invention.

【0040】本実施形態の出力バッファ回路40は、上
記第2実施形態のレイアウト方式において、分割後の全
トランジスタを任意の順に配置したものである。
The output buffer circuit 40 of the present embodiment is obtained by arranging all the divided transistors in an arbitrary order in the layout method of the second embodiment.

【0041】すなわち、図4に示すように、本実施形態
では、プルアップ側の配置は、出力パッド210側より
サイズの大きい順に、PMOSトランジスタP5a,P
4a,P3a,P2a,P1a,P0aとし、さらに、
PMOSトランジスタP1b,P2b,P3b,P4
b,P5b,P0bと順次配置している。同様に、プル
ダウン側の配置は、出力パッド210側よりサイズの大
きい順に、NMOSトランジスタN5a,N4a,N3
a,N2a,N1a,N0aとし、さらにNMOSトラ
ンジスタN1b,N2b,N3b,N4b,N5b,N
0bと順次配置している。
That is, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the arrangement on the pull-up side is such that the PMOS transistors P5a, P5a
4a, P3a, P2a, P1a, P0a;
PMOS transistors P1b, P2b, P3b, P4
b, P5b, P0b. Similarly, the arrangement on the pull-down side is such that the NMOS transistors N5a, N4a, N3
a, N2a, N1a, N0a, and NMOS transistors N1b, N2b, N3b, N4b, N5b, N
0b.

【0042】本実施形態においても、上記第2実施形態
と同様に、寄生抵抗による電流目減りのバッファサイズ
依存性を小さくすることができ、出力バッファ回路40
のインピーダンスの合わせ込みの点からみれば、合わせ
込み精度のインピーダンス依存性を小さくすることが可
能である。
In this embodiment, as in the second embodiment, the dependence of the current reduction due to the parasitic resistance on the buffer size can be reduced.
In view of the impedance matching, it is possible to reduce the impedance dependency of the matching accuracy.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、出力信号線の寄生抵抗に起因した出力電流の減少
を抑制することが可能となり、プログラマブル・インピ
ーダンス出力バッファ方式において、寄生抵抗による出
力バッファ回路のインピーダンス合わせ込み誤差を小さ
くすることができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the output current due to the parasitic resistance of the output signal line. , The error in matching the impedance of the output buffer circuit can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るプログラマブル・
インピーダンス出力バッファ方式を用いた半導体装置の
要部構成回路図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a programmable memory according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a main part of a semiconductor device using an impedance output buffer method.

【図2】図1の回路の寄生抵抗を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a parasitic resistance of the circuit of FIG. 1;

【図3】本発明の第2実施形態に係るプログラマブル・
インピーダンス出力バッファ方式を用いた半導体装置の
要部構成回路図である。
FIG. 3 shows a programmable memory according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a main part of a semiconductor device using an impedance output buffer method.

【図4】本発明の第3実施形態に係るプログラマブル・
インピーダンス出力バッファ方式を用いた半導体装置の
要部構成回路図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a programmable memory according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a main part of a semiconductor device using an impedance output buffer method.

【図5】上記のプログラマブル・インピーダンス出力バ
ッファ方式を用いた従来の半導体装置の要部回路構成図
である。
FIG. 5 is a main part circuit configuration diagram of a conventional semiconductor device using the above-described programmable impedance output buffer system.

【図6】図5の回路の寄生抵抗を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a parasitic resistance of the circuit of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,30,40 出力バッファ回路 21 出力信号線 100 プログラマブル・インピーダンス制御回路 210 出力パッド P0〜P5 プルアップ用のPMOSトランジスタ N0〜N5 プルダウン用のNMOSトランジスタ 20, 30, 40 Output buffer circuit 21 Output signal line 100 Programmable impedance control circuit 210 Output pad P0-P5 PMOS transistor for pull-up N0-N5 NMOS transistor for pull-down

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/092 (72)発明者 平林 修 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Fターム(参考) 5F038 AV06 AV18 BH07 BH13 BH19 CA02 CA03 CA05 CD08 DF06 EZ20 5F048 AA07 AB05 AB07 AB10 AC03 BB03 5F064 BB28 CC12 DD09 DD14 DD42 EE42 EE45 5J056 AA04 AA40 BB59 BB60 CC00 DD13 DD29 EE15 FF07 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/092 (72) Inventor Osamu Hirabayashi 1 Kosuka Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Corporation F term in Microelectronics Center (reference)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力端子が接続された出力信号線と電源
ラインとの間にサイズが異なる複数のトランジスタを並
列接続して成る出力バッファ回路と、前記出力バッファ
回路のインピーダンスを調整するために前記各トランジ
スタのオン/オフをコントロールするインピーダンス制
御回路とを備えた半導体装置において、 前記出力バッファ回路の各トランジスタは、サイズの大
きいトランジスタを前記出力端子から近い方に、サイズ
の小さいトランジスタを前記出力端子から遠い方に配置
したことを特徴とする半導体装置。
An output buffer circuit comprising a plurality of transistors having different sizes connected in parallel between an output signal line to which an output terminal is connected and a power supply line; and an output buffer circuit for adjusting an impedance of the output buffer circuit. A semiconductor device comprising an impedance control circuit for controlling on / off of each transistor, wherein each transistor of the output buffer circuit includes a transistor having a large size closer to the output terminal and a transistor having a small size being connected to the output terminal. A semiconductor device, wherein the semiconductor device is arranged far from the semiconductor device.
【請求項2】 前記出力バッファ回路の前記各トランジ
スタは、サイズの大きい順に、前記出力端子から近い方
に順次配置したことを特徴とする請求項1記載の半導体
装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said transistors of said output buffer circuit are sequentially arranged in the order of increasing size, in a direction closer to said output terminal.
【請求項3】 出力端子が接続された出力信号線と電源
ラインとの間にサイズが異なる複数のトランジスタを並
列接続して成る出力バッファ回路と、前記出力バッファ
回路のインピーダンスを調整するために前記各トランジ
スタのオン/オフをコントロールするインピーダンス制
御回路とを備えた半導体装置において、 前記出力バッファ回路の前記各トランジスタを任意の数
に分割し、その各分割で得られたトランジスタ群は、並
列接続すると共に、分割単位で前記インピーダンス制御
回路からの同一のコントロール信号によってオン/オフ
制御するように構成し、 この分割後の全トランジスタの配置は、前記出力端子側
より、サイズの大きいトランジスタからサイズの小さい
トランジスタを繰り返して配置したことを特徴とする半
導体装置。
3. An output buffer circuit in which a plurality of transistors having different sizes are connected in parallel between an output signal line to which an output terminal is connected and a power supply line, and the output buffer circuit is provided for adjusting the impedance of the output buffer circuit. In a semiconductor device having an impedance control circuit for controlling ON / OFF of each transistor, each transistor of the output buffer circuit is divided into an arbitrary number, and a transistor group obtained by each division is connected in parallel. In addition, on / off control is performed in units of division by the same control signal from the impedance control circuit, and the arrangement of all the transistors after division is smaller than that of the output terminal side, starting from the larger transistor. A semiconductor device having transistors arranged repeatedly.
【請求項4】 出力端子が接続された出力信号線と電源
ラインとの間にサイズが異なる複数のトランジスタを並
列接続して成る出力バッファ回路と、前記出力バッファ
回路のインピーダンスを調整するために前記各トランジ
スタのオン/オフをコントロールするインピーダンス制
御回路とを備えた半導体装置において、 前記出力バッファ回路の前記各トランジスタを任意の数
に分割し、その各分割で得られたトランジスタ群は、並
列接続すると共に、分割単位で前記インピーダンス制御
回路からの同一のコントロール信号によってオン/オフ
制御するように構成し、 この分割後の全トランジスタの配置は、任意の順に配置
したことを特徴とする半導体装置。
4. An output buffer circuit in which a plurality of transistors having different sizes are connected in parallel between an output signal line to which an output terminal is connected and a power supply line, and the output buffer circuit is provided for adjusting an impedance of the output buffer circuit. In a semiconductor device having an impedance control circuit for controlling ON / OFF of each transistor, each transistor of the output buffer circuit is divided into an arbitrary number, and a transistor group obtained by each division is connected in parallel. In addition, the semiconductor device is configured so that on / off control is performed in units of division by the same control signal from the impedance control circuit, and all transistors after the division are arranged in an arbitrary order.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006115489A (en) * 2004-10-11 2006-04-27 Samsung Electronics Co Ltd Impedance adjustment circuit, integrated circuit including the same and impedance adjustment method of output driver using the same
US7369443B2 (en) 2005-02-17 2008-05-06 Fujitsu Limited Semiconductor device with adjustable signal drive power
JP2009022029A (en) * 2008-09-01 2009-01-29 Renesas Technology Corp Semiconductor integrated circuit device
JP2011061580A (en) * 2009-09-11 2011-03-24 Elpida Memory Inc Semiconductor device
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