JP2962759B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2962759B2
JP2962759B2 JP2063995A JP6399590A JP2962759B2 JP 2962759 B2 JP2962759 B2 JP 2962759B2 JP 2063995 A JP2063995 A JP 2063995A JP 6399590 A JP6399590 A JP 6399590A JP 2962759 B2 JP2962759 B2 JP 2962759B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体集積回路に関し、特に接地線や電源電
圧線等に生じるノイズによる誤動作を防止する出力バッ
ファを有する半導体集積回路に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having an output buffer for preventing a malfunction caused by noise generated on a ground line, a power supply voltage line, and the like.

(従来の技術) 近年、半導体集積回路において、出力バッファ回路の
高速化、大電流駆動能力化に伴なって、こうした出力バ
ッファが同時にスイッチする際にICチップ内部の接地線
や電源電圧線に生じるノイズによる誤動作が問題となっ
ている。その対策として、出力バッファ回路専用の接地
線とIC内部の回路の接地線を分離するという方法等がと
られているが、それでも以下のような問題がある。例え
ば複数の出力バッファの同時スイッチングによって、チ
ップ内部の接地線に生じたノイズが、この時本来は一定
レベルの出力すべき出力バッファ回路のトランジスタに
伝播して、その出力端子にヒゲ状のノイズパルスが生じ
る。このようすを、以下、図面を用いて説明する。第2
図(a)は、同時スイッチするN個の出力バッファによ
って生じるノイズの説明するためのモデルである。図に
おいてSB1〜SBNはスイッチするN個の出力バッファ回路
(以下スイッチバッファと称する)、MBは、スイッチバ
ッファSBがスイッチする間、その出力が一定論理である
べき出力バッファ回路(以下、モニタバッファと称す
る)であってその入力は、電圧EOの一定レベル(例えば
Lレベル)となっている。また、VCCはIC外部の電源電
圧端子、GNDはIC外部の接地端子、VCCPはICチップ内部
の電源電圧線、GNDPはICチップ内部の接地線、P1〜PN
チップ上のパットにある各出力バッファSBの内部出力端
子O1〜ONはICパッケージピンとして出ている各スイッチ
バッファSBの外部出力端子、PMとOMはモニタバッファMB
のそれぞれ内部出力端子及び外部出力端子、C1〜CNは各
スイッチバッファSBの外部出力端子に接続される負荷容
量、CMはモニタバッファMBの外部出力端子OMの負荷容量
である。また、L1〜LN及びLMは、各出力バッファ回路の
内部出力端子P1〜PNとPM(ICチップのPAD)と出力外部
端子O1〜ONとOM間にある、ワイヤやパッケージ等の寄生
インダクタンスであり、LVCCは内部電源電圧線VCCPと外
部電源電圧端子VCCとの間の、LGNDは内部接地線GNDP
外部接地端子GNDとの間の寄生インダクタンスである。
第2図(b)は、上記のスイッチバッファSBやモニタバ
ッファMBの内部回路の概略を示すもので、内部電源線V
CCPと各出力PXとの間にPMOS出力トランジスタQ1が、内
部接地線GNDPと出力PXとの間にNMOS出力トランジスタQ2
がそれぞれ設けられ、各出力トランジスタのゲートは制
御回路Kに接続されている。いまここでN個のスイッチ
バッファSB1〜SBNの入力が同時にHレベルからLレベル
に変化したとすると、外部出力端子O1〜ONの負荷容量C1
〜CNから、各スイッチバッファSBのNMOS出力トランジス
タQ2を通り、内部接地線GNDPを経て、寄生インダクタン
スLGNDを抜けて外部接地端子GNDに瞬間的に大きな放電
電流IDCHが流れる。このために上記寄生インダクタンス
LGNDなる内部接地線ノイズが生じる。(tは時間である。)
この内部接地線ノイズがモニタバッファMBのNMOS出力ト
ランジスタQ2を通して外部出力端子OMに伝播してノイズ
パルスを生じさせ、これに接続されている他の回路を誤
動作させる。こうした出力に生じるノイズパルスを低減
するためには、ICにGNDピンを多数設ければよいが、出
力バッファの高速化、大電流駆動能力化が著るしいため
充分効果をあげるには非常に多数をGNDピンを要し現実
的ではない。そこで特開昭61−109320等によって、各出
力バッファがスイッチする際の充放電電流がその充放電
期間を通して平均して流れ、そのピーク電流が小さくな
るごとく工夫した出力バッファ回路が提案されている。
(Prior Art) In recent years, in a semiconductor integrated circuit, with the speeding up of an output buffer circuit and the enhancement of a large current driving capability, when such output buffers are simultaneously switched, they are generated on a ground line and a power supply voltage line inside an IC chip. Malfunction due to noise is a problem. As a countermeasure, a method of separating a ground line dedicated to the output buffer circuit from a ground line of a circuit inside the IC has been adopted. However, there are still the following problems. For example, the noise generated on the ground line inside the chip due to the simultaneous switching of a plurality of output buffers propagates to the transistor of the output buffer circuit which should output a constant level at this time, and a beard-shaped noise pulse is output to the output terminal. Occurs. This will be described below with reference to the drawings. Second
FIG. 7A is a model for explaining noise generated by N output buffers that are simultaneously switched. In the figure, SB 1 to SB N are N output buffer circuits (hereinafter referred to as switch buffers) for switching, and MB is an output buffer circuit (hereinafter referred to as a monitor) whose output is to have a constant logic while the switch buffer SB switches. The input is at a constant level (for example, L level) of the voltage EO . V CC is a power supply voltage terminal outside the IC, GND is a ground terminal outside the IC, V CCP is a power supply voltage line inside the IC chip, GND P is a ground line inside the IC chip, and P 1 to PN are on the chip. external output terminals of the switch buffer SB is internal output terminal O 1 ~ O N of the output buffer SB in putting that out as an IC package pin, P M and O M monitor buffer MB
Each internal output terminal and an external output terminal of, C 1 -C N load capacitance connected to the external output terminals of the switch buffer SB, C M is the load capacitance of the external output terminals O M of the monitor buffer MB. L 1 to L N and L M are between the internal output terminals P 1 to P N and P M (PAD of the IC chip) and the output external terminals O 1 to O N and O M of each output buffer circuit. LV CC is the parasitic inductance of wires, packages, etc., LV CC is the parasitic inductance between the internal power supply voltage line V CCP and the external power supply voltage terminal V CC , L GND is the parasitic inductance between the internal ground wire GND P and the external ground terminal GND It is.
FIG. 2B schematically shows the internal circuits of the switch buffer SB and the monitor buffer MB.
CCP and PMOS output transistor Q 1 between each output P X is, NMOS output transistor Q 2 between the internal ground line GND P and the output P X
Are provided, and the gate of each output transistor is connected to the control circuit K. Now the input of N switches buffers SB 1 to SB N now is changed from H level to L level at the same time, the load capacitance C 1 of the external output terminals O 1 ~ O N
A large discharge current IDCH flows from 流 れ る C N through the NMOS output transistor Q 2 of each switch buffer SB, through the internal ground line GND P , through the parasitic inductance L GND, and to the external ground terminal GND. Because of this, the parasitic inductance
L GND Internal ground line noise. (T is time.)
The internal ground line noise is propagated through the NMOS output transistor Q 2 monitors the buffer MB to the external output terminal O M cause noise pulse, thereby malfunctioning the other circuits connected thereto. In order to reduce such noise pulses generated in the output, it is sufficient to provide a large number of GND pins on the IC. Requires a GND pin and is not realistic. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-109320 proposes an output buffer circuit designed so that the charge / discharge current when each output buffer is switched flows on average throughout the charge / discharge period and the peak current becomes smaller.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来技術においては、もっぱらスイッ
チバッファによって流れる充放電電流のピーク値を小さ
くするといった、内部接地線GNDPに生じるノイズ電圧を
小さくする事にのみ注目した工夫がなされており、以下
に述べる課題を有している。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the prior art, a device that focuses solely on reducing the noise voltage generated in the internal ground line GND P , such as reducing the peak value of the charge / discharge current flowing through the switch buffer. Has the following problems.

即ち、内部接地線GNDPにノイズ電圧VNGが生じるとモ
ニタバッファの外部出力端子OMに、その寄生インダクタ
ンスLMと負荷容量CMの共振現象によって、上記のGNDP
ノイズ電圧VNGより高いピーク値をもつノイズ電圧V
NM(>VNG)が生じることがある。このため、スイッチ
バッファの充放電電流のピークのみを小さくしても、充
分な効果が得られず、モニタバッファの外部出力端子OM
に接続して使用される次段のIC等の回路の誤動作を避け
られないという課題を有していた。
That is, the external output terminal O M monitors the buffer when the noise voltage V NG to internal ground line GND P caused by resonance of the parasitic inductance L M load capacitance C M, the noise voltage V NG of the above GND P Noise voltage V with high peak value
NM (> V NG ) may occur. Therefore, a sufficient effect cannot be obtained even if only the peak of the charge / discharge current of the switch buffer is reduced, and the external output terminal O M of the monitor buffer is not obtained.
There is a problem that a malfunction of a circuit such as an IC at the next stage which is used by being connected to the IC cannot be avoided.

本発明は上記のモニタバッファの外部出力端子に大き
なノイズが生じて次段の回路の誤動作を防止できる、半
導体集積回路を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit which can prevent a malfunction of a next stage circuit due to a large noise generated at an external output terminal of the monitor buffer.

また、高速化、大電流化を図っても、内部接地線に生
じるノイズを小さくできることに加えて、モニタバッフ
ァとして用いても一定レベルであるべき出力端子に生じ
るノイズを小さくできる優れた出力バッファ回路を有す
る半導体集積回路を提供することにある。
Also, an excellent output buffer circuit that can reduce noise generated at an output terminal that should be at a constant level even when used as a monitor buffer, in addition to reducing noise generated in the internal ground line even when increasing the speed and increasing the current. It is to provide a semiconductor integrated circuit having the following.

(問題点を解決するための手段) 本件発明の第1は、第1の出力バッファ群と、これら
の第1の出力バッファ群の出力トランジスタ群と同じ電
源電圧端子及び接地端子により電源が供給される出力ト
ランジスタを有し、この出力トランジスタのオン抵抗が
R1であって、この出力トランジスタの出力端子に自己イ
ンダクタンスLが寄生するとともに、これらの第1の出
力バッファ群の論理変化時に一定の論理レベルを維持す
べき第2のバッファとを有する半導体集積回路におい
て、出力端子に負荷容量Cの負荷が設けられた際、 の条件を満足するようにオン抵抗R1、寄生インダクタン
スL、負荷容量Cの値が定められていることを特徴とす
るものである。
(Means for Solving the Problems) A first aspect of the present invention is that power is supplied from a first output buffer group and the same power supply voltage terminal and ground terminal as the output transistor group of the first output buffer group. Output transistor, and the on-resistance of this output transistor is
A R 1, together with the self-inductance L is parasitic to the output terminal of the output transistor, the semiconductor integrated and a second buffer should maintain a constant logic level when the logic change of the first output buffer group of In the circuit, when a load of the load capacitance C is provided at the output terminal, The values of the on-resistance R 1 , the parasitic inductance L, and the load capacitance C are determined so as to satisfy the following condition.

本件発明の第2は、第1の出力バッファ群と、これら
の第1の出力バッファ群の論理変化時に一定の論理レベ
ルを維持すべき第2の出力バッファとを有する半導体集
積回路において、これら第1の出力バッファ群は各々、
第1の電源端子及び接地端子により電源が供給される第
1の出力トランジスタと、第2の電源端子及び第2のグ
ランド端子により電源が供給され、この第1の出力トラ
ンジスタが動作した後にこの第1の出力トランジスタと
同論理を出力するとともに、この第1の出力トランジス
タの出力端子と接続された出力端子を有する第2の出力
トランジスタとを有し、この第2の出力バッファは、こ
の第1の電源端子及び接地端子により電源が供給される
第3の出力トランジスタと、この第2の電源端子及び第
2のグランド端子により電源が供給され、この第3の出
力トランジスタが動作した後にこの第3の出力トランジ
スタと同論理を出力するとともに、この第3の出力トラ
ンジスタの出力端子と接続された出力端子を有する第4
の出力トランジスタとを有し、この第3の出力トランジ
スタのオン抵抗R2は、この第4の出力トランジスタのオ
ン抵抗R3よりも高抵抗のオン抵抗を有することを特徴と
するものである。
A second aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit having a first output buffer group and a second output buffer which should maintain a constant logic level when the first output buffer group changes logic. Each output buffer group is
A first output transistor supplied with power by a first power supply terminal and a ground terminal, and a power supply supplied by a second power supply terminal and a second ground terminal, and the first output transistor operates after the first output transistor operates. A second output transistor that outputs the same logic as the first output transistor and has an output terminal connected to the output terminal of the first output transistor. A third output transistor to which power is supplied by the power supply terminal and the ground terminal, and a third output transistor to which power is supplied by the second power supply terminal and the second ground terminal. Output transistor having the same logic as that of the third output transistor and having an output terminal connected to the output terminal of the third output transistor.
And an output transistor, the ON resistance R 2 of the third output transistor is characterized in that it has an on-resistance of the high-resistance than the on-resistance R 3 of the fourth output transistor.

(作用) 本件発明の第1は、以上の様に第1の出力バッファ群
がオンするときに一定の論理レベルを維持すべき第2の
出力バッファの抵抗値を所定の値より大きくすることに
より、内部の電源供給線に生じるノイズ電圧より小さく
することができる。
(Operation) The first aspect of the present invention is to increase the resistance value of the second output buffer, which should maintain a constant logic level when the first output buffer group is turned on, to be larger than a predetermined value as described above. , Can be lower than the noise voltage generated in the internal power supply line.

又、本件発明の第2は、第1の出力バッファ群及び第
2の出力バッファの出力トランジスタを各各複数設け、
オン抵抗が高抵抗の出力トランジスタが動作した後にオ
ン抵抗が低抵抗の出力トランジスタが動作する様構成し
たので論理値の変化開始時で電圧の変化率が大きい間は
高抵抗のオン抵抗の出力トランジスタが動作し、変化開
始後ある程度時間が経過して電圧の変化率が鈍った状態
で更に低抵抗の出力トランジスタが動作するので電圧の
変化が分散され、出力に発生するノイズを大幅に小さく
することができる。
A second aspect of the present invention is that a plurality of output transistors are provided for each of the first output buffer group and the second output buffer,
Since the output transistor with a low on-resistance operates after the output transistor with a high on-resistance operates, the output transistor with a high-resistance on-resistance as long as the change rate of the voltage is large at the start of the logical value change Operates, and after a certain period of time has passed since the start of the change, the output transistor with a lower resistance operates in a state in which the rate of change of the voltage becomes slower, so that the change in the voltage is dispersed and noise generated at the output is significantly reduced. Can be.

(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を説明するためのモデ
ル図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a model diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

図において、半導体集積回路1は入力バッファI1
IK、該入力バッファI1〜IKの出力を入力とする内部回路
2、この内部回路2の大電流駆動用の出力バッファSB1
〜SBN及びこれらの出力端子OS1〜OSNからなる第1の出
力部3、同じく内部回路2の出力バッファであり前述し
たモニタバッファと同様な動作をするバッファMB1〜MBJ
(以下モニタバッファという)及びこれらの出力端子O
M1〜OMJからなる第2の出力部4、入力バッファI1〜IK
及び内部回路2の電源電圧端子VCCI及び接地端子GNDI
出力バッファSB1〜SBN及びモニタバッファMB1〜MBJの電
源電圧端子VCCO及び接地端子GNDOとから構成される。
In the figure, a semiconductor integrated circuit 1 has input buffers I 1 to
I K , an internal circuit 2 to which the outputs of the input buffers I 1 to I K are input, and an output buffer SB 1 for driving a large current of the internal circuit 2
To SB N and the first output section 3 consisting of the output terminal O S1 ~ O SN, buffer MB 1 similarly to the same operation as the monitor buffer described above is the output buffer for the internal circuit 2 to MB J
(Hereinafter referred to as monitor buffer) and their output terminals O
The second output section 4 consisting of M1 ~ O MJ, input buffer I 1 ~I K
And a power supply voltage terminal V CCI and a ground terminal GND I of the internal circuit 2,
Composed of an output buffer SB 1 to SB N and monitors the buffer MB 1 to MB J supply voltage terminal V CCO and the ground terminal GND O of.

又、半導体チップの内部出力端子(ボンディングパッ
ト)を構成するPS1〜PSNと外部リードを構成する各出力
端子OS1〜OSNの間には自己インダクタンスLS1〜LSNが寄
生するとともに、外部に負荷容量CS1〜CSNが設けられて
おり、同様に半導体チップの内部出力端子PM1〜PMJと外
部リードを構成する各出力端子OM1〜OMJの間には自己イ
ンダクタンスLM1〜LMJが寄生するとともに、外部に負荷
容量CM1〜CMNが設けられている。更に、内部電源電圧端
子VCCIPと外部電源電圧端子VCCIとの間、内部電源電圧
端子VCCOPと外部電源電圧端子VCCOとの間には寄生イン
ダクタンスLVI及びLVOが、内部接地端子GNDIPと外部接
地端子GNDIとの間、内部接地端子GNDOPと外部リードを
接地端子GNDOの間には寄生インダクタンスLGI、LGOが寄
生している。
Also, self-inductances L S1 to L SN are parasitic between P S1 to P SN constituting the internal output terminals (bonding pads) of the semiconductor chip and the output terminals O S1 to O SN constituting the external leads. Load capacitors C S1 to C SN are provided externally, and a self-inductance L M1 is similarly provided between the internal output terminals P M1 to P MJ of the semiconductor chip and each of the output terminals O M1 to O MJ constituting external leads. LL MJ are parasitic and load capacitances C M1 to C MN are provided outside. Furthermore, parasitic inductances L VI and L VO are provided between the internal power supply voltage terminal V CCIP and the external power supply voltage terminal V CCI, and between the internal power supply voltage terminal V CCOP and the external power supply voltage terminal V CCO. Parasitic inductances L GI and L GO are parasitic between IP and the external ground terminal GND I, and between the internal ground terminal GND OP and the external lead and the ground terminal GND O.

ここで、第1の出力部3の出力バッファSB1〜SBNは大
電流用の出力バッファであるために同時にスイッチング
するとき電源電圧端子VCCO及び接地端子GNDO間の内部電
源のノイズ源となるのを避け得ない。そのため、内部電
源が共通な第2の出力部4のモニタバッファMB1〜MBJ
一定の論理レベルを出力しようとする際、第1の出力部
3のノイズにより影響される。
Here, the output buffer SB 1 to SB N of the first output section 3 and the noise source the internal power supply between the power supply voltage terminal V CCO and the ground terminal GND O when switched simultaneously to an output buffer for a large current It cannot be avoided. Therefore, when the monitor buffer MB 1 to MB J internal power supply is common second output section 4 is to output a constant logic level, is influenced by the noise of the first output section 3.

本発明の第1の実施例は、上記の第2の出力部4の任
意のモニタバッファMBXにおける出力トランジスタのオ
ン抵抗をRMX、このモニタバッファMBXの出力端子PMX
寄生する自己インダクタンスLMX、及び負荷容量CMXとす
るとき、これらの関係を、 を満足するように設定するものである。
The first embodiment of the present invention, the above second output section 4 of the monitor on the buffer M BX in the output transistor of the on-resistance R MX, self-inductance parasitic to the output terminal P MX of the monitor buffer M BX When L MX and load capacitance C MX are used, Is set to satisfy the following.

これを、第1図を簡略化した第3図のモデル図を用い
て説明する。
This will be described with reference to the model diagram of FIG. 3 which is a simplified version of FIG.

図において、第1の出力部3では、各バッファの出力
トランジスタのオン抵抗RS、寄生インダクタンスLSは各
出力バッファSB1〜SBNが並列に接続されているため個数
N分の1のRS/N、LS/Nとなり、負荷容量CSは個数N倍と
なりCS×Nとなっている。又、第2の出力部4では、任
意のモニタバッファMBXの出力として記してある。
In the figure, in the first output unit 3, the on-resistance R S and the parasitic inductance L S of the output transistor of each buffer are 1 / N of R because the output buffers SB 1 to SBN are connected in parallel. S / N and L S / N are obtained, and the load capacity C S is N times as many as C S × N. In the second output unit 4, the output is described as an output from an arbitrary monitor buffer MBX .

前述の様に、同時にスイッチングすることによって瞬
間的に大きな放電電流IDCHが流れて、寄生インダクタン
スLGNDの働きで内部接地線GNDOPにピーク値VGPのノイズ
電圧波VGが生じる。ここで、スイッチングする出力バッ
ファが多数あれば、図中のオン抵抗RMXを流れる電流I
MCHに比べてIDCH≫IMCHとなるので、ノイズ電圧波VGはI
MCHに依存しないと考えてよい。そこで内部接地線GND1
に生じるノイズ電圧波として第4図(a)に示すような
方形波を仮定すると、モニタバッファMBXの外部出力端
子に生じるノイズ電圧波VMXは、 と書ける。
As described above, at the same time momentarily large discharge current I DCH flows by switching noise voltage wave V G of the parasitic inductance L GND workings peak value within the ground line GND OP in V GP occurs. Here, if there are many output buffers switching, the current flows through the on-resistance R MX in Figure I
Since the I DCH »I MCH compared to MCH, the noise voltage wave V G is I
It can be considered that it does not depend on MCH . Therefore, the internal ground line GND 1
Assuming a square wave as shown in FIG. 4 (a) as a noise voltage wave generated at the monitor buffer MBX , the noise voltage wave V MX generated at the external output terminal of the monitor buffer MBX is I can write

こうした計算は、単純なLCR回路の過渡応答の計算で
あって、例えば「過渡現象と波形解析」東海大学出版会
第14刷のP13〜P16に詳述されているので、その結果だけ
を述べる。
Such a calculation is a calculation of a transient response of a simple LCR circuit, and is described in detail, for example, in "Transient Phenomena and Waveform Analysis", Tokai University Press, 14th edition, pages 13 to 16, so only the results will be described.

上式(1)は、以下の3つの条件に対してそれぞれ解
をもち、その時の端子OMXのノイズ電圧波VMは次のよう
になる。
The above equation (1) has a solution each for the following three conditions, the noise voltage wave V M of the terminal O MX at that time is as follows.

条件(A)においては、端子OMXのノイズ電圧波VMX
第4図(a)に示す波形VM1の様に、内部接地線のノイ
ズ電圧VGのHレベル電圧VGPの中心に共鳴周波数 で振動する波形となる。即ち、端子OMXのノイズ電圧波V
MXのピーク値をVMPX、内部接地線GNDOPのノイズ電圧VG
のピーク値をVGPとすると、 条件(A)でVMPX>VGP ……(2)となる。
In the condition (A), the noise voltage wave V MX terminal O MX resonance at the center of FIG. 4 as waveform V M1 shown in (a), H-level voltage V GP noise voltage V G of the internal ground line frequency And the waveform oscillates. That is, the noise voltage wave V of the terminal O MX
The peak value of MX is V MPX , and the noise voltage V G of the internal ground line GND OP
If the peak value is V GP, it becomes a condition (A) in the V MPX> V GP ...... (2 ).

一般にLMは小さくても15nH程度はあり、負荷容量とし
てCMX=100PFと仮定すると共鳴周波数は130MHzとなり、
その半周期4ns程度の振動となる。従って近年の高速なI
Cが端子OMXに接続されていると誤動作する事となる。
Generally, L M is small but about 15 nH. Assuming that C MX = 100 PF as the load capacity, the resonance frequency is 130 MHz.
The oscillation is about 4 ns in a half cycle. Therefore, recent high-speed I
If C is connected to terminal OMX , it will malfunction.

条件(B)においては、端子OMXのノイズ波VMXは第4
図(a)に示す波形VM2のように時定数2LMX/RMXで内部
接地線GND1のノイズ電圧波VGを追いかけてゆるやかに上
昇する形となり、このピーク値をVMXPとすると、VMPX
VGPとなる。また、条件(C)は両者の境界となる。以
上のように、モニタバッファMBXの出力トランジスタの
オン抵抗RMXを大きくし、 とすれば端子OMXに生じるノイズを内部に接地線に生じ
るノイズより小さくできる。なお、より実際に近い内部
接地線GNDOPに生じるノイズ波形と端子OMXに生じるノイ
ズ波形の回路シミュレーション結果を第4図の(b)及
び(c)に示す。ここで第4図(b)は の場合、第4図(c)は の場合である。図示するごとく実際のGNDOPに生じるノ
イズ電圧波VGは方形波というよりも正弦波に近く、端子
OMXのノイズ電圧波VMXがピークとなる時点では降下し始
めており、従ってノイズ電圧波VMXのピーク値VMPはVG
方形波と仮定した計算よりも小さくなる。第5図に、内
部接地線のノイズのピーク電圧VCP及びモニタバッファM
BXの外部出力端子OMXに生じるノイズピータ電圧V
MPXと、モニタバッファMBXにおける出力トランジスタの
オン抵抗RMXとの関係をシミュレーションにより示す。
In condition (B), the noise wave V MX terminal O MX fourth
Will form slowly rising chasing noise voltage wave V G of the internal ground line GND 1 with a time constant 2L MX / R MX as waveform V M2 shown in FIG. (A), when the peak value V MXP, V MPX
V GP . The condition (C) is a boundary between the two. As described above, the on-resistance R MX of the output transistor of the monitor buffer MB X is increased, Tosureba be smaller than the noise generated in a ground line noise occurring in terminal O MX therein. Incidentally, a circuit simulation result of the noise waveforms generated noise waveform and the terminal O MX occurring more realistic internal ground line GND OP in the FIG. 4 (b) and (c). Here, FIG. 4 (b) In the case of, FIG. 4 (c) Is the case. Noise voltage wave V G generated actual GND OP as shown is close to a sine wave rather than a square wave, the terminal
At the time the O MX noise voltage wave V MX reaches a peak and begins to fall, thus the peak value V MP of the noise voltage wave V MX is smaller than the calculated assuming a V G a square wave. FIG. 5 shows the peak voltage V CP of the noise of the internal ground line and the monitor buffer M.
Noise Peter voltage V generated at the external output terminal O MX of B X
And MPX, the relationship between the ON resistance R MX of the output transistor in the monitor buffer MB X shown by simulation.

シミュレーションにおいては、LS1〜LSN=15nH,LVO
LGO=7.5nH,VCC=5V,CS1〜CSN=100PF,CMX=50PFとし、
さらにスイッチングバッファにおける出力トランジスタ
のオン抵抗RSを8Ω程度とした。図には、同時スイッチ
ング数N=1のものとN=8のものを示す。図から判る
ように、内部接地線に生じるノイズのピーク電圧VGP
オン抵抗RMXに依存せずほぼ一定であり、一方モニタバ
ッファMBXのピーク電圧VMPXはオン抵抗RMXが小さくなる
と大きくなりRMX<20ΩでVMPX>VGPとなって前記の議論
の妥当性が示されている。なお、前記の(1)式の境界
条件 を計算すると35Ω程度となり、グラフの20Ωより大きい
が、この差は既に述べたように、内部接地線のノイズ波
形を方形波としている事によって(1)式によって得ら
れるVMPXが実際の値より大きくなるためである。従って
少なくとも とすれば、VMPX≪VGP(図の例ではVMPXはVGPの約半分)
にできる。
In the simulation, L S1 to L SN = 15 nH, L VO =
L GO = 7.5nH, V CC = 5V, C S1 to C SN = 100PF, C MX = 50PF,
Further, the ON resistance R S of the output transistor in the switching buffer was set to about 8Ω. The figure shows the case where the number of simultaneous switching N = 1 and the case where N = 8. As can be seen, the peak voltage V GP noise generated inside the ground line is substantially constant independently of the on-resistance R MX, whereas the peak voltage V MPX monitor buffer M BX is large when the on-resistance R MX smaller It becomes R MX <20Ω and V MPX > V GP , indicating the validity of the above discussion. In addition, the boundary condition of the above equation (1) Is calculated to be about 35Ω, which is larger than 20Ω in the graph. As described above, the noise waveform of the internal ground line is a square wave, so that V MPX obtained by equation (1) is larger than the actual value. It is because it becomes big. So at least Then, V MPX ≪V GP (V MPX is about half of V GP in the example in the figure)
Can be.

以上の事から明らかなように、本発明においては、複
数の出力バッファが同時スイッチングする時、一定論理
レベルを出力する出力バッファの出力トランジスタのオ
ン抵抗 としたので、その出力端子OMに生じるノイズ電圧を内部
接地線に生じるノイズよりも大幅に小さくでき、これに
接続される次段のICの誤動作を防止することができるの
である。
As is apparent from the above, according to the present invention, when a plurality of output buffers are simultaneously switched, the on-resistance of the output transistor of the output buffer that outputs a constant logical level is output. Since a was, a noise voltage generated on the output terminal O M can significantly smaller than the noise generated inside the ground line, it is possible to prevent malfunction of the next stage IC connected thereto.

次に、本発明の第2の実施例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第6図は本発明の第2の実施例における出力バッファ
の回路図である。出力端子Pに第1のPMOS出力トランジ
スタQ11のドレイン、及び第2のPMOS出力トランジスタQ
21のドレインと、第1のNMOS出力トランジスタQ12のド
レイン、及び第2のNMOS出力トランジスタQ22のドレイ
ンとが接続されている。これらの出力トランジスタの各
ソースについては、第1のPMOS出力トランジスタQ11の
ソースが第1の内部電源電圧線VCCOP1に、第2のPMOS出
力トランジスタQ21のソースが第2の内部電源電圧線V
CCOP2に、第1のNMOS出力トランジスタQ12のソースが第
1の内部接地線GNDOP1に、第2のNMOS出力トランジスタ
Q22のソースが第2の内部接地線GNDOP2に接続されてい
る。また、図におけるK11〜K14はこれらの出力トランジ
スタの制御する制御ゲートであり、端子Cは、出力が
“High−Z"が、“スルー”かを制御する制御信号入力端
子であり、端子Dは、データ入力端子である。データ入
力端子Dは、2入力NANDゲートK11の第1の入力端子
と、3入力NANDゲートK13の第2の入力端子と、2入力N
ORゲートK12の第1の入力端子と、3入力NORゲートK14
の第2の入力端子とに接続されている。また、制御信号
入力端子Cは、2入力NANDゲートK11の第2の入力端子
と、3入力NANDゲートK13の第3の入力端子と、インバ
ータK10の入力端子に接続され、このインバータK10の出
力端子は、2入力NORゲートK12の第2の入力端子と、3
入力NORゲートK14の第3の入力端子に接続されている。
さらに、出力端子Pが上記の3入力NANDゲートK13の第
1の入力と、3入力NORゲートK14の第1の入力に接続さ
れている。こうした各制御ゲートが次のように各出力ト
ランジスタのゲートに接続されている。即ち、2入力NA
NDゲートK11の出力がPMOS出力トランジスタQ11のゲート
に、3入力NANDゲートK13の出力がPMOS出力トランジス
タQ21のゲートに、2入力NORゲートK12の出力がNMOS出
力トランジスタQ12のゲートに、3入力NORゲートK14の
出力がNMOS出力トランジスタQ22のゲートにそれぞれ接
続されている。
FIG. 6 is a circuit diagram of an output buffer according to the second embodiment of the present invention. The output terminal P has a drain of the first PMOS output transistor Q11 and a second PMOS output transistor Q11.
The drain of 21, the drain of the first NMOS output transistor Q12, and the drain of the second NMOS output transistor Q22 are connected. Regarding the sources of these output transistors, the source of the first PMOS output transistor Q11 is connected to the first internal power supply voltage line V CCOP1 and the source of the second PMOS output transistor Q21 is connected to the second internal power supply voltage line V CCOP1.
CCOP2 has the source of the first NMOS output transistor Q12 connected to the first internal ground line GND OP1 , and has the second NMOS output transistor Q12 connected to the first internal ground line GND OP1.
The source of Q22 is connected to the second internal ground line GND OP2 . In the drawing, K11 to K14 are control gates for controlling these output transistors, terminal C is a control signal input terminal for controlling whether the output is "High-Z" or "through", and terminal D is , A data input terminal. The data input terminal D includes a first input terminal of the two-input NAND gate K11, a second input terminal of the three-input NAND gate K13, and a two-input N
A first input terminal of the OR gate K12 and a three-input NOR gate K14
Is connected to the second input terminal. The control signal input terminal C is connected to the second input terminal of the two-input NAND gate K11, the third input terminal of the three-input NAND gate K13, and the input terminal of the inverter K10. Are the second input terminal of the two-input NOR gate K12 and 3
The input is connected to the third input terminal of the NOR gate K14.
Further, an output terminal P is connected to a first input of the above-described three-input NAND gate K13 and a first input of the three-input NOR gate K14. Each of these control gates is connected to the gate of each output transistor as follows. That is, 2-input NA
The output of the ND gate K11 is the gate of the PMOS output transistor Q11, the output of the three-input NAND gate K13 is the gate of the PMOS output transistor Q21, the output of the two-input NOR gate K12 is the gate of the NMOS output transistor Q12, and the three-input NOR gate. The output of K14 is connected to the gate of the NMOS output transistor Q22, respectively.

次に動作について説明する。制御信号入力端子CがH
レベルであるとき、データ入力端子DがHレベルからL
レベルとなると、2入力NANDゲートK11と3入力NANDゲ
ートK13の出力が共にHレベルとなってPMOS出力トラン
ジスタQ11とQ21の双方ともがオフするとともに、2入力
NORゲートK12の出力がHレベルとなって、まず第1のNM
OSトランジスタQ12がオンする。次に出力端子Pのレベ
ルがHレベルからLレベルへと下がり始めると3入力NO
RゲートK14の出力がLレベルからHレベルへと変化して
第2のNMOS出力トランジスタがオンする。このように、
出力端子PがHからLレベルへと変化する時、まず第1
のNMOS出力トランジスタQ12がオンしてから、一定時間
後に第2のNMOS出力トランジスタQ22がオンする。ま
た、出力端子PがLからHレベルに変化する時について
も同様に第1のPMOS出力トランジスタQ11がオンしてか
ら第2のPMOS出力トランジスタQ21がオンする。即ち、
本実施例の第1の要点は、出力端子に同伝導型の第1の
出力トランジスタと第2の出力トランジスタを接続し、
出力端子のレベル変化時に、第1の出力トランジスタが
オンしてから一定時間後に第2の出力トランジスタがオ
ンするごとく制御する手段を設け、上記第1の出力トラ
ンジスタと第2の出力トランジスタの各ソースを、チッ
プ内で独立の、同電位を供給する2本の電位供給線にそ
れぞれ接続した事にある。なお、制御ゲートの接続及び
動作については公知の論理動作であるので詳細は省略す
るが、上記のごとく各出力トランジスタをスイッチでき
るものであれば他の回路構成であってもよい事を付記し
ておく。
Next, the operation will be described. Control signal input terminal C is H
Level, the data input terminal D changes from the H level to the L level.
At this time, the outputs of the two-input NAND gate K11 and the three-input NAND gate K13 both become H level, and both the PMOS output transistors Q11 and Q21 are turned off.
The output of the NOR gate K12 becomes H level, and the first NM
The OS transistor Q12 turns on. Next, when the level of the output terminal P starts to decrease from the H level to the L level, the three-input NO
The output of the R gate K14 changes from L level to H level, turning on the second NMOS output transistor. in this way,
When the output terminal P changes from H level to L level, first the first
The second NMOS output transistor Q22 is turned on a certain time after the NMOS output transistor Q12 is turned on. Similarly, when the output terminal P changes from L to H level, the first PMOS output transistor Q11 is turned on and then the second PMOS output transistor Q21 is turned on. That is,
A first point of the present embodiment is that a first output transistor and a second output transistor of the same conductivity type are connected to an output terminal,
Means for controlling so that the second output transistor is turned on after a certain period of time from when the first output transistor is turned on when the level of the output terminal is changed, wherein each source of the first output transistor and the second output transistor is provided; Are connected to two independent potential supply lines for supplying the same potential in the chip. Note that the connection and operation of the control gate are well-known logic operations, and thus the details are omitted. However, it is noted that other circuit configurations may be used as long as each output transistor can be switched as described above. deep.

さて、こうしたバッファにおけるノイズの発生と伝播
について説明する。第7図(a)は該バッファに用いた
ICの一部回路図であり、図においてSB1〜SBNが同時にス
イッチする出力バッファ、MBがこの期間一定レベルを出
力すべきモニタバッファである。各バッファともに、そ
の内部構成は、第6図に示したものであり、各端子記号
は対応しているものとする。また、IC内部の電位供給線
として、VCC1,VCC2,GND1,GND2を有し、VCC1は第1の内
部電源電圧線、VCC2は第2の内部電源電圧線、GND1は、
第1の内部接地線、GND2は第2の内部接地線である。
Now, generation and propagation of noise in such a buffer will be described. FIG. 7 (a) shows the buffer used for this buffer.
A part circuit diagram of this IC, load buffers SB 1 to SB N is switched simultaneously in FIG, MB is monitored buffer should output the time constant level. The internal configuration of each buffer is as shown in FIG. 6, and the terminal symbols correspond to each other. In addition, V CC1 , V CC2 , GND 1 , and GND 2 are provided as potential supply lines inside the IC, V CC1 is the first internal power supply voltage line, V CC2 is the second internal power supply voltage line, and GND 1 is ,
The first internal ground wire, GND 2 is a second internal ground line.

また、V1,V2,P1〜PN,PM,G1,G2はICチップ上のボンデ
ィングパッドであり、O1〜ONとOMはIC外部に出ている外
部出力端子であり、VCCは外部電源電圧、GNDは外部接地
電圧である。さらにL1〜LNはスイッチする出力バッファ
の出力端子における寄生インダクタンスであり、LMはモ
ニタバッファMBの出力端子の、LVO1は第1の内部電源電
圧端子VCCOPと外部端子VCCO1の間の、LV2は第2の内部
電源電圧端子VCCOP2と外部端子VCCO2の間の、LGO1は第
1の内部接地端子GNDOP1と外部端子GNDOP1の間の、LG2
は第2の内部接地端子GNDOP2と外部端子GNDO2間の、そ
れぞれの寄生インダクタンスであり、C1〜CN及びCMは各
外部出力端子の負荷容量である。
Further, V 1, V 2, P 1 ~P N, P M, G 1, G 2 is the bonding pads on the IC chip, the external output terminal O 1 ~ O N and O M is emanating outside the IC Where V CC is an external power supply voltage and GND is an external ground voltage. Further, L 1 to L N are the parasitic inductances at the output terminals of the output buffer to be switched, L M is the output terminal of the monitor buffer MB, and LV O1 is between the first internal power supply voltage terminal V CCOP and the external terminal V CCO1 . L V2 is between the second internal power supply voltage terminal V CCOP2 and the external terminal V CCO2 , L GO1 is between the first internal ground terminal GND OP1 and the external terminal GND OP1 , L G2
Are parasitic inductances between the second internal ground terminal GND OP2 and the external terminal GND O2 , and C 1 to C N and C M are load capacitances of the respective external output terminals.

図示するごとく各出力バッファの各電位供給端子(第
7図のVCC1,VCC2,GND1,GND2と接続される)のそれぞれ
がチップレベルの各電位供給線にそれぞれ独立に接続さ
れる。また、特に記してはいないが、第7図(a)にお
ける各制御ゲートの電源電圧及び接地は入力専用の電位
供給線や内部論理回路専用の電位供給線から供給される
ものとする。
As shown, each potential supply terminal (connected to V CC1 , V CC2 , GND 1 , and GND 2 in FIG. 7) of each output buffer is independently connected to each chip-level potential supply line. Although not particularly described, it is assumed that the power supply voltage and ground of each control gate in FIG. 7A are supplied from a potential supply line dedicated to input or a potential supply line dedicated to internal logic circuits.

第7図(b)は第7図(a)の回路において複数のバ
ッファSB1〜SBNの出力端子O1〜ONが同時にHからLレベ
ルへとなる時の各出力端子P1〜PNと、各GND電位供給線G
ND1,GND2とこのとき出力がLレベル一定であるべきモニ
タバッファMBの外部出力端子OMXの電圧波形である。
Figure 7 (b) is Figure 7 each of the output terminals P 1 to P when the output terminal O 1 ~ O N of the plurality of buffers SB 1 to SB N is from H to L level at the same time in the circuit of (a) N and each GND potential supply line G
ND 1, GND 2 and output this time is the external output terminal O MX voltage waveform monitor buffer MB should be L level constant.

さて、本発明においては各出力バッファにおける第1
のPMOS出力トランジスタ及び第1のNMOS出力トランジス
タのオン抵抗RP1及びRN1のいずれをも、充分大きく、即
ち該出力バッファに寄生する自己インダクタンスLと負
荷容量Cに対して少なくとも とした。この条件で第7図(b)を説明する。まず、各
出力バッファSB1〜SBNの各第1のNMOS出力トランジスタ
Q12がオンして、各容量C1〜CNの電荷が、第1の内部接
地線GND1を通って放電する。これにより図示するごとく
上記の内部接地線GND1に大きなノイズピークVGP1が生
じ、モニタバッファMBの第1のNMOS出力トランジスタQ1
2を通して出力端子OMに伝播してノイズピークVMP1を生
じさせる。ここで前述のごとく各出力バッファにおける
第1のNMOS出力トランジスタQ12のオン抵抗RN1としてあるので、図のようにVMP1≪VGP1とできる。次に
各スイッチする出力バッファのSB1〜SBNにおける第2の
NMOS出力トランジスタQ22がオンして内部接地線GND2
ノイズピークVGP2が生じる。この時、各スイッチバッフ
ァの出力端子O1〜ONとも放電開始よりも低い電圧になっ
ているのでVGP2≪VGP1となる。このとき第1の出力トラ
ンジスタがオンしてから第2の出力トランジスタがオン
するまでの時間を長くとればノイズピークVGP2を充分小
さくできる事はいうまでもない。この時生じたノイズは
モニタバッファであるMBの第2のNMOS出力トランジスタ
Q22を経て、その外部出力端子OMに伝播してノイズピー
クVMP2を生じさせる。第2のNMOS出力トランジスタのオ
ン抵抗は、全体の駆動能力をあげるためには小さくする
必要があり、VMP2>VGP2となるが、内部接地線のノイズ
ピークVGP2そのものを小さくできるので図示するごとく
出力のノイズピークVMP2も充分小さくできる。このよう
に、本発明によっては、大電流駆動能力の出力バッファ
においても、その出力端子に生じるノイズを小さなもの
にする事が可能となる。
Now, in the present invention, the first in each output buffer
Both the on-resistances R P1 and R N1 of the PMOS output transistor and the first NMOS output transistor are sufficiently large, that is, at least with respect to the self-inductance L and the load capacitance C parasitic to the output buffer. And FIG. 7B will be described under these conditions. First, each of the first NMOS output transistor of the output buffer SB 1 to SB N
Q12 is turned on, the charge of the capacitance C 1 -C N is discharged through the first internal ground line GND 1. Thus a large noise peaks V GP1 to internal ground line GND 1 above occurs as illustrated, the first NMOS output transistor Q1 of the monitor buffer MB
Propagates to the output terminal O M through 2 causes noise peak V MP1. Here, as described above, the on-resistance R N1 of the first NMOS output transistor Q12 in each output buffer is , So V MP1 ≪V GP1 as shown in the figure. Then the second in SB 1 to SB N output buffer that each switch
Noise peak V GP2 to internal ground line GND 2 NMOS output transistor Q22 is turned on may occur. At this time, the V GP2 «V GP1 since become a voltage lower than the firing with the output terminal O 1 ~ O N of each switch buffer. In this case it is needless to say that sufficiently small noise peaks V GP2 Taking lengthen the time until the first output transistor and the second output transistor from ON to turn on. The noise generated at this time is the second NMOS output transistor of the MB that is the monitor buffer.
Through Q22, causing noise peak V MP2 and propagated to the external output terminal O M. The on-resistance of the second NMOS output transistor needs to be reduced in order to increase the overall driving capability, and V MP2 > V GP2. However, since the noise peak V GP2 of the internal ground line itself can be reduced, it is illustrated. As a result, the output noise peak V MP2 can be sufficiently reduced. As described above, according to the present invention, even in an output buffer having a large current driving capability, it is possible to reduce noise generated at its output terminal.

以下に従来のものと具体的なノイズ電圧の比較を示
す。
The following shows a comparison between the conventional noise voltage and the specific noise voltage.

第8図(a)に各スイッチする出力電流の電流規格値
IOLの総和IOL×Nと内部接地線GND1及びGND2に生じるノ
イズピーク電圧との関係シミュレーション結果を示す。
ここで電流規格値IOL(以下IOLと略記する)とはカタロ
グ等にしばしば用いられる値で各出力バッファにおける
オン抵抗の逆数である。いま、第1のNMOS出力トランジ
スタQ12のIOLを6mAとして、放電開始時の各負荷容量の
電圧VCLを5Vとし、第2のNMOS出力トランジスタQ22のI
OLを12mAとして、この第2のNMOS出力トランジスタQ22
がオンする時の各負荷容量の電圧VCLを2.5V程度とす
る。この場合、スイッチバッファが同時に8個スイッチ
した時に各内部接地線GND1,GND2に生じるノイズピーク
電圧は図示するように、それぞれVGP1=1V、VGP2=0.7V
程度となってVGP1>VGP2となる。又、第8図(b)は、
この間スイッチしないモニタバッファの電流規格値IOL
と該出力バッファの出力端子OM上に生じるノイズピーク
電圧との関係を示す一例である。前述したように最初に
生じるノイズピーク電圧は、内部接地線GND1に生じるノ
イズピークVGP1=1Vにおける曲線上にあって、オン抵抗
の大きな第1の出力トランジスタQ12を伝わって伝播す
るのでIOL=6mAの点Pとなり、その大きさはVMP1=0.8V
程度となる。また、次に生じるノイズピーク電圧は、V
GP2=0.7Vの曲線上にあり、第2の出力トランジスタQ22
を伝わるのでIOL=12mAの点Qとなり、その大きさはV
MP2=0.8V程度となる。つまり、VMP2>VGP2となるが、V
GP2を小さくできるのでVMP2も小さくできる。なお、こ
の時バッファ1個分の電流規格値IOLは2つの出力トラ
ンジスタのものの和となって18mAとなる。ここで内部接
地線に生じるノイズを小さくする事のみの工夫を行ない
出力トランジスタを2つに分割し、その接地線を各出力
バッファに対して共通にした場合について述べる。この
場合、出力端子OMに生じる最初のノイズピークは図中の
点P′となり、その大きさはVMP1′=13Vとなる一方、
次のノイズピークは図中の点Q′となって、その大きさ
はVMP2′=0.9Vとなる。従って、同一の電流規格値の出
力バッファにおいて、その出力端子に生じるノイズピー
ク電圧を、本実施例においては従来のものの60%程度に
できる。
Fig. 8 (a) shows the current specification of the output current to be switched.
Shows the relationship between the simulation results of the total sum I OL × N noise peak voltage generated inside the ground line GND 1 and GND 2 of I OL.
Here, the current standard value I OL (hereinafter abbreviated as I OL ) is a value often used in catalogs and the like, and is the reciprocal of the ON resistance in each output buffer. Now, as 6mA the I OL of the first NMOS output transistor Q12, the voltage V CL of the load capacitance during discharge initiation and 5V, I of the second NMOS output transistor Q22
Assuming that OL is 12 mA, the second NMOS output transistor Q22
The voltage VCL of each load capacitance at the time of turning on is about 2.5V. In this case, the noise peak voltage generated on each of the internal ground lines GND 1 and GND 2 when the switch buffer switches eight at the same time is V GP1 = 1V and V GP2 = 0.7V as shown in the figure.
The V GP1> V GP2 become a degree. FIG. 8 (b)
Monitor buffer current specification value I OL that is not switched during this time
And it is an example showing a relationship between the noise peak voltage occurring on the output terminal O M of the output buffer. Occurs first noise peak voltage as described above, be on the curve in the noise peak V GP1 = 1V occurring internal ground line GND 1, since propagating transmitted a large first output transistor Q12 of the ON resistance I OL = 6mA point P and its magnitude is V MP1 = 0.8V
About. The next noise peak voltage is V
GP2 = 0.7V on the curve, the second output transistor Q22
And the point Q of I OL = 12 mA is obtained, and its magnitude is V
MP2 = about 0.8V. That is, V MP2 > V GP2 , but V
Since GP2 can be reduced, V MP2 can also be reduced. At this time, the current standard value I OL for one buffer is 18 mA, which is the sum of those of the two output transistors. Here, a description will be given of a case where the output transistor is divided into two parts by devising only the noise generated in the internal ground line and the ground line is shared by each output buffer. In this case, the first noise peak point P ', and the size thereof is V MP1' of FIG become = 13V caused the output terminal O M one,
The next noise peak is point Q 'in the figure, and its magnitude is V MP2 ' = 0.9V. Therefore, in the output buffer having the same current standard value, the noise peak voltage generated at the output terminal can be reduced to about 60% of the conventional one in this embodiment.

なお、本実施例においては、出力トランジスタを複数
に分割しており、最初の接地線に生じるノイズを分割し
ないものより小さくできる。従って第1の出力トランジ
スタのオン抵抗RMを大きなものとする事が効果的である
が、先の式 を満足する事は必ずしも必すうではない。即ち、少なく
とも第1の出力トランジスタのオン抵抗を第2の出力ト
ランジスタのオン抵抗よりも大きなものとし、かつ各出
力トランジスタごとに接地電位や電源電圧電位をICチッ
プ内で独立な内部供給線によって供給すれば、各出力ト
ランジスタへ1本の電位供給線によって電位を供給する
ものよりノイズを小さくする事ができて相応の効果があ
る。
In the present embodiment, the output transistor is divided into a plurality of parts, and the noise generated on the first ground line can be made smaller than that without dividing. It is therefore it is effective to make the ON resistance R M of the first output transistor and large, but the previous formula It is not always necessary to satisfy. That is, at least the on-resistance of the first output transistor is made larger than the on-resistance of the second output transistor, and the ground potential or the power supply voltage potential is supplied to each output transistor via an independent internal supply line in the IC chip. With this arrangement, noise can be reduced as compared with the case where the potential is supplied to each output transistor by one potential supply line, and there is a corresponding effect.

なお、各出力バッファの出力トランジスタに対して複
数の同電位供給線を設ける事については筆者達グループ
の一員が述に届けているが、その趣旨は各出力トランジ
スタのソースと第1の電位供給線及び第2の電位供給線
とのそれぞれの間にスイッチ手段を設けて、一方を負荷
の充放電における電流経路とし、もう一方を負荷のレベ
ルを一定に保持するための電位供給路として使い分ける
ごとく、上記スイッチ手段を制御するものであった。本
実施例においては、上記のスイッチ手段を制御するため
の回路は特に必要でなく、また出力トランジスタとスイ
ッチ手段を直列接続しないでよいので上記スイッチ手段
によって出力トランジスタのゲインを損なう事がないと
いう利点を有している。
The provision of a plurality of the same potential supply lines for the output transistors of each output buffer has already been reported by a member of the group of the authors, but the purpose is that the source of each output transistor is connected to the first potential supply line. A switch means is provided between each of the first and second potential supply lines, and one is used as a current path for charging and discharging the load, and the other is used as a potential supply path for maintaining a constant level of the load. It controls the switch means. In this embodiment, there is no particular need for a circuit for controlling the switch means, and the output transistor and the switch means do not need to be connected in series, so that the gain of the output transistor is not impaired by the switch means. have.

また、本発明はその趣旨の範囲で種々の変形が可能で
あり、前述の第2の出力トランジスタそのものを、さら
に複数の並列接続された出力トランジスタ群と置き換
え、これらの出力トランジスタ群を順次オンしてゆくよ
うに制御する等の変形をしてもよい事はいうまでもな
い。
Further, the present invention can be variously modified within the scope of the gist, and the second output transistor itself is replaced with a plurality of output transistor groups connected in parallel, and these output transistor groups are sequentially turned on. It goes without saying that a modification such as control to be performed may be performed.

(発明の効果) 以上のごとく本発明においては、複数の出力バッファ
が同時スイッチする時、この間出力を一定レベルに保持
すべき出力バッファの、出力トランジスタのオン抵抗を
大きくしたので、該一定レベルであるべき出力端子に生
じるノルズをIC内部の電位供給線に生じるノイズより小
さくできる。
(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, when a plurality of output buffers are simultaneously switched, the on-resistance of the output transistor of the output buffer in which the output is to be maintained at a constant level during this time is increased. The nose generated at an output terminal, which should be, can be made smaller than the noise generated in the potential supply line inside the IC.

また、本発明においては、各出力バッファの出力を複
数のMOS出力トランジスタで駆動するとともに、該出力
トランジスタのソースの各々に対してICチップ内で独立
な電位供給線によって電位を供給したので、出力を一定
レベルに保持すべき出力バッファの電流駆動能力を大き
なものとしつつ、その出力端子に生じるノイズを小さく
する事が可能となる。
In the present invention, the output of each output buffer is driven by a plurality of MOS output transistors, and the potential is supplied to each of the sources of the output transistors by independent potential supply lines in the IC chip. Can be reduced while increasing the current driving capability of the output buffer that should maintain the current level at a constant level.

従って、誤動作の怖れのない、高速で内電流駆動の出
力バッファを有する半導体集積回路を得る事ができる。
Therefore, it is possible to obtain a semiconductor integrated circuit having a high-speed and internal current drive output buffer without fear of malfunction.

尚、各実施例ではグランドノイズについて説明した
が、電源電圧端子VCCについても同様であることは言う
までもない。
Although the ground noise has been described in each embodiment, it goes without saying that the same applies to the power supply voltage terminal V CC .

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

第1図は本発明の半導体集積回路の第1の実施例を説明
する為のモデル図、第2図(a)及び(b)は従来の半
導体集積回路の出力部のモデル図、第3図はノイズ発生
のモデル図、第4図(a),(b),(c)はノイズ波
形のシミュレーション波形図、第5図は出力トランジス
タのオン抵抗とノイズピークの関係を示すシミュレーシ
ョン結果を示すグラフ、第6図は本発明の第2の実施例
の半導体集積回路におけるバッファの回路図、第7図
(a)は、本発明の第2の実施例の半導体集積回路の出
力部のモデル図、第7図(b)は同図(a)の出力に生
ずるノイズのシミュレーション波形図、第8図は電流値
とノイズピーク電圧との関係を示すシミュレーション結
果を示すグラフである。 I1〜IK……入力バッファ、SB2〜SBN……出力バッファ、
MB1〜MBJ……出力バッファ、VCCI……入力バッファ用電
源電圧端子、VCCO……出力バッファ用電源電圧端子、GN
DI……入力バッファ用接地端子、GNDO……出力バッファ
用接地端子、OS1〜OSN……出力端子、OM1〜OMJ……出力
端子、CS1〜CSN……負荷容量、CM1〜CMJ……負荷容量。
FIG. 1 is a model diagram for explaining a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, FIGS. 2 (a) and (b) are model diagrams of an output section of a conventional semiconductor integrated circuit, and FIG. 4 is a model diagram of noise generation, FIGS. 4 (a), (b) and (c) are simulation waveform diagrams of noise waveforms, and FIG. 5 is a graph showing simulation results showing the relationship between the on-resistance of the output transistor and the noise peak. FIG. 6 is a circuit diagram of a buffer in the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7A is a model diagram of an output section of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 (b) is a simulation waveform diagram of noise generated in the output of FIG. 7 (a), and FIG. 8 is a graph showing a simulation result showing a relationship between a current value and a noise peak voltage. I 1 to I K …… Input buffer, SB 2 to SB N …… Output buffer,
MB 1 to MB J …… Output buffer, V CCI …… Input buffer power supply voltage terminal, V CCO …… Output buffer power supply voltage terminal, GN
D I ...... input buffer ground terminal, GND O ...... output buffer ground terminal, O S1 ~O SN ...... output terminals, O M1 ~O MJ ...... output terminal, C S1 ~C SN ...... load capacity, C M1 to C MJ ...... Load capacity.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の出力バッファ群と、 前記第1の出力バッファ群の出力トランジスタ群と同じ
電源電圧端子及び接地端子により電源が供給される出力
トランジスタを有し、該出力トランジスタのオン抵抗が
R1であって、該出力トランジスタの出力端子に自己イン
ダクタンスLが寄生するとともに、前記第1の出力バッ
ファ群の論理変化時に一定の論理レベルを維持すべき第
2のバッファとを有する半導体集積回路において、 出力端子に負荷容量Cの負荷が設けられた際、 の条件を満足するようにオン抵抗R1、寄生インダクタン
スL、負荷容量Cの値が定められていることを特徴とす
る半導体集積回路。
A first output buffer group; and an output transistor to which power is supplied by the same power supply voltage terminal and ground terminal as the output transistor group of the first output buffer group. But
A R 1, together with the self-inductance L is parasitic to the output terminal of the output transistor, the semiconductor integrated circuit and a second buffer should maintain a constant logic level when the logic changes the first output buffer group , When a load of the load capacitance C is provided at the output terminal, Characterized in that the values of the on-resistance R 1 , the parasitic inductance L, and the load capacitance C are determined so as to satisfy the following conditions.
【請求項2】第1の出力バッファ群と、 前記第1の出力バッファ群の論理変化時に一定の論理レ
ベルを維持すべき第2の出力バッファとを有する半導体
集積回路において、 前記第1の出力バッファ群は各々、第1の電源端子及び
接地端子により電源が供給される第1の出力トランジス
タと、 第2の電源端子及び第2のグランド端子により電源が供
給され、前記第1の出力トランジスタが動作した後に該
第1の出力トランジスタと同論理を出力するとともに、
前記第1の出力トランジスタの出力端子と接続された出
力端子を有する第2の出力トランジスタとを有し、 前記第2の出力バッファは、前記第1の電源端子及び接
地端子により電源が供給される第3の出力トランジスタ
と、 前記第2の電源端子及び第2のグランド端子により電源
が供給され、前記第3の出力トランジスタが動作した後
に該第3の出力トランジスタと同論理を出力するととも
に、前記第3の出力トランジスタの出力端子と接続され
た出力端子を有する第4の出力トランジスタとを有し、 前記第3の出力トランジスタのオン抵抗R2は、前記第4
の出力トランジスタのオン抵抗R3よりも高抵抗のオン抵
抗を有することを特徴とする半導体集積回路。
2. A semiconductor integrated circuit comprising: a first output buffer group; and a second output buffer that should maintain a constant logic level when the first output buffer group changes logic. Each of the buffer groups is supplied with power from a first power supply terminal and a ground terminal, and is supplied with power from a second power supply terminal and a second ground terminal. After operating, the same logic as the first output transistor is output, and
A second output transistor having an output terminal connected to an output terminal of the first output transistor, wherein the second output buffer is supplied with power from the first power supply terminal and a ground terminal A third output transistor, and power is supplied from the second power supply terminal and the second ground terminal, and after the third output transistor operates, outputs the same logic as the third output transistor. and a fourth output transistor having a third output terminal and connected to an output terminal of the output transistor, the oN resistance R 2 of the third output transistor, the fourth
The semiconductor integrated circuit characterized by having a high resistance on-resistance than the on-resistance R 3 of the output transistor.
【請求項3】請求項2記載の半導体集積回路において、
前記第2の出力バッファの出力端子に寄生する自己イン
ダクタンスLで、該出力端子に負荷容量Cが設けられた
際、 の条件を満足するようにオン抵抗R2、寄生インダクタン
スL、負荷容量Cの値が定められていることを特徴とす
る半導体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2,
When the load capacitance C is provided at the output terminal due to the self-inductance L parasitic on the output terminal of the second output buffer, Wherein the values of the on-resistance R 2 , the parasitic inductance L, and the load capacitance C are determined so as to satisfy the following conditions.
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