JP2915625B2 - データ出力回路 - Google Patents

データ出力回路

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JP2915625B2
JP2915625B2 JP3154225A JP15422591A JP2915625B2 JP 2915625 B2 JP2915625 B2 JP 2915625B2 JP 3154225 A JP3154225 A JP 3154225A JP 15422591 A JP15422591 A JP 15422591A JP 2915625 B2 JP2915625 B2 JP 2915625B2
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博幸 橋口
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Oki Electric Industry Co Ltd
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OKI MAIKURO DEZAIN MYAZAKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速サイクルで動作す
る多ビット出力の半導体メモリ等の集積回路(IC)内
に設けられ、貫通電流や電源ノイズを低減するデータ出
力回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のデータ出力回路として
は、例えば図2のようなものがあった。以下、その構成
を説明する。図2は、従来のデータ出力回路の一構成例
を示す回路図である。このデータ出力回路は、例えば高
速サイクルで動作する多ビット出力の半導体メモリに設
けられているもので、ラッチ回路10を有している。ラ
ッチ回路10は、出力イネーブル信号OEにより活性化
され、相補的なデータDa,Dbの“H”,“L”の論
理状態を一時保持する回路であり、たすきがけ接続され
た2個のNANDゲート11,12より構成されてい
る。ラッチ回路10の二つの出力端子には、出力バッフ
ァ用のインバータ21,22を介して第1,第2の出力
トランジスタ31,32のゲートにそれぞれ接続されて
いる。第1,第2の出力トランジスタ31,32は、例
ばNチャネル型MOSFET(以下、NMOSという)
でそれぞれ構成され、それらが電源電位VCCと接地電
VSSとの間に直列接続されている。第1,第2の出
力トランジスタ31,32間には、データ出力用の出力
ノードDoutが接続されている。
【0003】この種のデータ出力回路では、出力すべき
データDa,Dbがラッチ回路10でラッチされ、その
ラッチ出力がインバータ21,22で反転されて第1,
第2の出力トランジスタ31,32のゲートへそれぞれ
供給される。第1,第2の出力トランジスタ31,32
は、インバータ出力に基づきオン,オフ動作する。例え
ば、インバータ21の出力が“H”で、インバータ22
の出力が“L”の場合、第1の出力トランジスタ31が
オン状態となり、電源電位VCCから出力ノードDou
tへ電荷が流れ、“H”のデータが出力される。インバ
ータ22の出力が“H”の場合、第2の出力トランジス
タ32がオンし、出力ノードDoutから接地電位VS
Sへ電荷が流れ、“L”のデータが出力される。このデ
ータ出力回路では、出力ノードDoutから“H”また
は“L”いずれかのデータを出力した場合、該出力ノー
Doutに流れる電流は、直接、電源電位VCC及び
接地電位VSSから供給されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の回路では、次のような課題があった。従来のデータ
出力回路では、例えば第1,第2の出力トランジスタ3
1,32のオン,オフタイミングがずれると、該第1及
び第2の出力トランジスタ31,32が瞬間的に双方オ
ン状態となり、電源電位VCCから接地電位VSSへ貫
通電流が流れる。このような貫通電流が流れると、電源
電位VCC及び接地電位VSS側でノイズが発生する。
特に、IC内に図2のような回路が多数設けられた多ビ
ット出力構成になると、電源電位VCC及び接地電位V
SSで発生するノイズが膨大な量になる。このような大
きなノイズが発生すると、ICの内部動作や、該ICが
搭載されている装置等が、誤動作を起こしやすくなり、
アクセスタイムも長くなるという問題があり、それらを
簡単に解決することが困難であった。本発明は、前記従
来技術が持っていた課題として、データ出力時に貫通電
流及び電源ノイズが発生する点について解決したデータ
出力回路を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、出力イネーブル信号により活性化され、
ドレインが出力ノードに接続された第1及び第2の出力
トランジスタのゲートに相補的信号が与えられるデータ
出力回路において、前記第1の出力トランジスタのソー
スは第1のキャパシタを介して接地電位に接続されると
共に第3のトランジスタを介して電源電位に接続され、
前記第2の出力トランジスタのソースは第2のキャパシ
タを介して電源電位に接続されると共に第4のトランジ
スタを介して接地電位に接続され、前記第3及び第4の
トランジスタには前記出力イネーブル信号に基づいて生
成され、前記第1または第2の出力トランジスタがオン
状態となるのと同時期に所定の短い期間のみ前記第3及
び第4のトランジスタをオフ状態とする制御信号が与え
られるようになっている。
【0006】
【作用】本発明によれば、以上のようにデータ出力回路
を構成したので、出力イネーブル信号によってデータ出
力回路が活性化されると共に、その出力イネーブル信号
が活性化状態になった後、所定の短い期間のみ、制御信
号によって第3及び第4のトランジスタがオフ状態にな
る。第3のトランジスタがオフ状態になると、このオン
状態の時に電源電位から該第3のトランジスタを介して
第1のキャパシタに蓄積された電荷が、オン状態の第1
の出力トランジスタを介して出力ノードへ供給される。
その後、第3のトランジスタがオン状態になると、電源
電位から該第3のトランジスタを介して第1のキャパシ
タに電荷が蓄積されると共に、該第3のトランジスタ及
び第1の出力トランジスタを介して電源電位が出力ノー
ドへ 供給される。 また、第4のトランジスタがオフ状態
になると、出力ノードの電荷がオン状態の第2の出力ト
ランジスタを介して第2のキャパシタへ蓄積される。そ
の後、第4のトランジスタがオン状態になると共に第2
の出力トランジスタがオフ状態になると、第2のキャパ
シタに蓄積された電荷が第4のトランジスタを介して接
地電位へ放電される。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すデータ出力
回路の回路図であり、従来の図2中の要素と共通の要素
には共通の符号が付されている。このデータ出力回路
は、従来と同様に、例えば高速サイクルて動作する多ビ
ット出力の半導体メモリ内に設けられるもので、出力す
べき相補的なデータDa,Dbをラッチするラッチ回路
10と、該ラッチ出力を駆動するインバータ21,22
と、該インバータ出力によってオン,オフ動作する直列
接続の第1,第2の出力トランジスタ31,32とを備
えている。本実施例の特徴は、これらの回路に、制御信
号である切換信号DKbによりオン,オフ動作する第3
のトランジスタ、例えばPチャネル型MOSFET(以
下、PMOSという)41と、制御信号である切換信号
DKaによりオン,オフ動作する第4のトランジスタ
例えばNMOS42と、MOSFET等で形成される第
1,第2のキャパシタ51,52とを、付加している。
【0008】PMOS41は、第1の出力トランジスタ
31と電源電位VCCとの間に接続され、さらにその第
1の出力トランジスタ31と接地電位VSSとの間に第
1のキャパシタ51が接続されている。NMOS42
は、第2の出力トランジスタ32と接地電位VSSとの
間に接続され、さらにその第2の出力トランジスタ32
と電源電位VCCとの間に第2のキャパシタ52が接続
されている。PMOS41及びNMOS42をオン,オ
フ制御するスイッチ制御回路60は、出力イネーブル信
OEを所定時間遅延させる遅延回路61を有してい
る。遅延回路61は、例えば直列接続された複数段のイ
ンバータ61a,61b,61cで構成されている。こ
の遅延回路61では、各インバータ61a,61b,6
1cの出力側に、寄生容量Cがそれぞれ結合している。
遅延回路61の出力側には、該遅延回路出力と信号OE
との否定論理積をとるNANDゲート62が接続されて
いる。NANDゲート62の出力側には、信号反転用の
インバータ63,64が接続され、該インバータ64か
ら切換信号DKaが、該インバータ63から切換信号D
Kbがそれぞれ出力されるようになっている。この切換
信号DKa,DKbは、相補的なパルスである。
【0009】次に、図3及び図4を参照しつつ、動作を
説明する。なお、図3は図1の波形図、及び図4はその
図3中の時刻t1,t2付近の拡大波形図である。図3
中のHizは、出力ノードDoutのハイインピーダン
ス状態を示す。図4中の期間T1は切換信号DKa,D
Kbのタイミングで第1,第2のキャパシタ51,52
に電荷を充電している期間、T2は切換信号DKa,D
Kbのタイミングで充電された第1,第2のキャパシタ
51,52から放電を行う期間、T3は切換信号DK
a,DKbのタイミングで直接、電源電位VCC、接地
電位VSSからの電荷を流す期間である。出力ノード
outに、“H”のデ―タを出力する場合、切換信号D
Kbを“L”にしてPMOS41をオン状態にし、電源
電位VCCの電荷を第1のキャパシタ51に蓄積してお
く。そして、出力イネーブル信号OEのタイミングで、
ラッチ回路10のインバータ21側の出力端子を“L”
にし、その“L”がインバータ21で反転されて第1の
出力トランジスタ31がオンする。これと同時に、時刻
t1で切換信号DKbを“H”にし、PMOS41をオ
フ状態にする。すると、第1の出力トランジスタ31に
対して電源電位VCCの印加が遮断され、第1のキャパ
シタ51に蓄積された電荷が、該第1の出力トランジス
タ31を介して出力ノードDoutへ出力される。これ
により、出力ノードDoutへ“H”のデータが出力さ
れることになる。その後、時刻t2において、切換信号
DKbを“L”にし、PMOS41を再びオン状態にす
れば、該PMOS41及び第1の出力トランジスタ31
を介して電源電位VCCが出力ノードDoutへ供給さ
れる。これにより、電源電位VCC側の電源ノイズを低
減できる。
【0010】出力ノードDoutに“L”のデータを出
力する場合、データDbを“H”にし、切換信号DKa
を“L”にしてNMOS42をオフ状態にし、出力ノー
Doutの電荷を第2のキャパシタ32に蓄積してお
く。そして、出力イネーブル信号OEのタイミングで、
切換信号DKaを“H”にしてNMOS42をオン状態
にする。これと同時に、ラッチ回路10のインバータ2
2側の出力端子を“H”にし、それをインバータ22で
反転して第2の出力トランジスタ32をオフ状態にす
る。すると、第2のキャパシタタ52に蓄積された電荷
が、NMOS42を介して接地電位VSSへ放電され
る。これにより、接地電位VSS側に生じるノイズも、
前記と同様に低減することができる。なお、第2の出力
トランジスタ32がオフ状態の時は、第1の出力トラン
ジスタ31もオフ状態のため、出力端子Doutはハイ
インピーダンス状態HiZになっている。このように、
本実施例では、第1,第2のキャパシタ51,52の充
放電を利用しているので、瞬間的に流れる電源電位VC
C及び接地電位VSS間の貫通電流を減少できると共
に、電源電位VCC及び接地電位VSS側に生じるノイ
ズも減少できる。従って、このデータ出力回路が形成さ
れたICや、該ICを搭載した装置等の誤動作を的確に
防止し、アクセスタイムの高速化が図れる。
【0011】なお、本発明は、図示の実施例に限定され
ず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例
えば次のようなものがある。 (i)図1において、第1,第2の出力トランジスタ3
1,32をPMOS等の他のトランジスタで構成しても
よい。また、それに応じてラッチ回路10を他の回路で
構成したり、あるいはそれを省略してもよい。 (ii)PMOS41及びNMOS42を同一極性のMO
SFETやバイポラートランジスタ等の他のトランジス
で構成してもよい。また、そのトランジスタを制御す
るスイッチ制御回路60は、図示以外のゲート回路や他
の素子で構成することも可能である。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明しように、本発明によれ
ば、出力イネーブル信号によってデータ出力回路が活性
化されると共に、その出力イネーブル信号が活性化状態
になった後、所定の短い期間のみ第3及び第4のトラン
ジスタをオフ状態にするよう制御しているので、貫通電
流の発生を抑制できると共に、電源電位側及び接地電位
側のノイズ発生を防止できる。従って、本発明のデータ
出力回路を、例えば高速サイクルで動作する多ビット出
力の半導体メモリ等といったICに設けることにより、
該ICの内部動作や、該ICを搭載する装置等の誤動作
を的確に防止でき、アクセスタイムの高速化等といった
効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のデータ出力回路の回路図であ
る。
【図2】従来のデータ出力回路の回路図である。
【図3】図1の動作を示す波形図である。
【図4】図3の拡大波形図である。
【符号の説明】 10 ラッチ回路 31,32 第1,第2の出力トランジスタ 41 PMOS 42 NMOS 51,52 第1,第2のキャパシタ 60 スイッチ制御回路 Da,Db データ出力回路 Dout 出力ノード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力イネーブル信号により活性化され、
    ドレインが出力ノードに接続された第1及び第2の出力
    トランジスタのゲートに相補的信号が与えられるデータ
    出力回路において、 前記第1の出力トランジスタのソースは第1のキャパシ
    タを介して接地電位に接続されると共に第3のトランジ
    スタを介して電源電位に接続され、 前記第2の出力トランジスタのソースは第2のキャパシ
    タを介して電源電位に接続されると共に第4のトランジ
    スタを介して接地電位に接続され、 前記第3及び第4のトランジスタには前記出力イネーブ
    ル信号に基づいて生成され、前記第1または第2の出力
    トランジスタがオン状態となるのと同時期に所定の短い
    期間のみ前記第3及び第4のトランジスタをオフ状態と
    する制御信号が与えられることを特徴とするデータ出力
    回路。
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