JP2972960B2 - Digital output circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、デジタル出力回路、さらには半導体集積回
路装置化されたデジタル出力回路に適用して有効な技術
に関するもので、例えば半導体メモリーにおいて、セン
ス出力をレベル変換して外部へ出力する出力バッファ部
に利用して有効な技術に関するものである(例えば、日
経BP社刊行「日経エレクトロニクス1986年12月29日号
(no.410)」第129頁〜第146頁)。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology effective when applied to a digital output circuit, and further to a digital output circuit implemented as a semiconductor integrated circuit device. The present invention relates to a technique effective for use in an output buffer unit for converting a sense output to a level and outputting the converted output to the outside (for example, Nikkei BP, “Nikkei Electronics December 29, 1986 (No. 410), No. 129). Pp. 146).
[従来の技術] 例えばBiCMOS構成の半導体メモリーでは、選択記憶セ
ルから読み出した記憶情報をレベル変換して外部へ出力
する出力バッファ部において、出力をH(高レベル)か
らL(低レベル)またはLからHに切換駆動するときの
過渡時にスイッチング・ノイズが生じる。このスイッチ
ング・ノイズは、半導体メモリーを高速化させるにした
がって顕著になり、誤動作の原因となりやすい。[Prior Art] For example, in a semiconductor memory having a BiCMOS configuration, in an output buffer unit for converting the level of storage information read from a selected storage cell and outputting the converted information to the outside, the output is changed from H (high level) to L (low level) or L (low level). A switching noise occurs during a transition when the driving is switched from "H" to "H". This switching noise becomes remarkable as the speed of the semiconductor memory is increased, and is likely to cause a malfunction.
そこで、本発明者らは、上記スイッチング・ノイズの
対策として、第3図に示すような出力プリセット型のデ
ジタル出力回路を開発した。Therefore, the present inventors have developed an output preset type digital output circuit as shown in FIG. 3 as a measure against the switching noise.
同図に示すデジタル出力回路は半導体メモリーのデー
タ出力バッファ部に使用するために構成されたものであ
って、センス回路からの信号(図示省略)を所定の論理
レベルに変換するレベル変換回路1と、このレベル変換
回路1によって駆動されることにより出力outをHまた
はLにデジタル駆動する出力段2と、上記出力outを定
常時のLレベルVoLよりも高いLプリセット・レベルVpL
に限定的にプルアップ駆動するLレベル・プリセット回
路3と、上記出力outを定常時のHレベルVoHよりも低い
Hプリセット・レベルVpHに限定的にプルダウン駆動す
るHレベル・プリセット回路4とを有し、第4図に示す
ように、出力outがLからHまたはHからLに切換駆動
されるのに先立ち、例えばリード信号やチップ・イネー
ブル信号などに基づいて作成されるプリセット・クロッ
クCPに同期して上記プリセット回路3,4を動作させるこ
とにより、出力outが、LまたはHのプリセット・レベ
ルVpLまたはVpHを経て段階的に切り換わるようにし、こ
れによって出力outの切換に伴うスイッチング・ノイズ
を分散して低減させようとするものである。The digital output circuit shown in FIG. 1 is configured for use in a data output buffer section of a semiconductor memory, and includes a level conversion circuit 1 for converting a signal (not shown) from a sense circuit to a predetermined logic level. An output stage 2 which digitally drives the output out to H or L by being driven by the level conversion circuit 1; and an L preset level VpL which makes the output out higher than the normal L level VoL.
And an H level preset circuit 4 for selectively driving the output out to an H preset level VpH lower than the normal H level VoH. As shown in FIG. 4, before the output out is switched from L to H or from H to L, the output out is synchronized with a preset clock CP generated based on, for example, a read signal or a chip enable signal. Then, by operating the preset circuits 3 and 4, the output out is switched stepwise through the L or H preset level VpL or VpH, thereby reducing the switching noise accompanying the switching of the output out. It is intended to be dispersed and reduced.
第3図に示した回路についてさらに詳しく説明する
と、出力段2は、高レベル側電源電位Vccに接続されて
プルアップ駆動素子をなすバイポーラトランジスタQ1
と、低レベル側電源電位VEE(GND)に接続されてプルダ
ウン駆動素子をなすnチャンネルMOSトランジスタN1
と、ダイオード接続されてレベルシフトを行なうバイポ
ーラトランジスタQ2とによって構成されている。The circuit shown in FIG. 3 will be described in more detail. The output stage 2 includes a bipolar transistor Q1 connected to the high-level power supply potential Vcc and forming a pull-up driving element.
And an n-channel MOS transistor N1 connected to the low-level power supply potential V EE (GND) and forming a pull-down drive element
And a bipolar transistor Q2 which is diode-connected and performs a level shift.
レベル変換回路1は、定常時には出力段2のQ1とN1を
相補的にオン/オフ駆動する。これにより、定常時の出
力outは、規定のLレベルVoLまたはHレベルVoHに駆動
される。さらに、上記レベル変換回路1は、詳細な図示
は省略するが、出力outが切換駆動されるときには、こ
の切換駆動に先立ってHの能動レベルにセットされる上
記プリセット・クロックCPによって、出力段2のQ1とN1
を共にオフ状態にするように構成されている。これによ
り、出力outのレベルは、出力outが切換駆動されるとき
のプリセット時に、上記プリセット回路3,4によって制
御されるようになっている。The level conversion circuit 1 complementarily turns on and off Q1 and N1 of the output stage 2 in a steady state. As a result, the output out in the steady state is driven to the specified L level VoL or H level VoH. Further, although not shown in detail, when the output out is switched and driven, the level conversion circuit 1 uses the preset clock CP which is set to the active level of H prior to the switching drive to output the output stage 2. Q1 and N1
Are both turned off. Thus, the level of the output out is controlled by the preset circuits 3 and 4 at the time of presetting when the output out is switched and driven.
Lレベル・プリセット回路3は、出力段2のプルアッ
プ駆動素子をなすQ1に並列に接続されることによってL
プリセット駆動素子をなすバイポーラトランジスタQ4
と、プリセット時に上記Q4のベースに一定電圧(VpL+
2VBE VBEはバイポーラトランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧)を与える定電圧回路31とによって構成され
ている。Lプリセット駆動素子をなすQ4は、プリセット
時に与えられる一定のベース電圧(VpL+2VBE)によっ
て、出力outを定常時のLレベルVoLよりも若干高いLプ
リセット・レベルVpLまで限定的にプルアップ駆動す
る。The L-level preset circuit 3 is connected in parallel to Q1, which is a pull-up drive element of the output stage 2, so that the L-level preset circuit 3
Bipolar transistor Q4 as a preset drive element
When preset, a constant voltage (VpL +
2VBE VBE is constituted by a constant voltage circuit 31 for applying a voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor. The Q4 serving as the L preset drive element pulls up the output out to an L preset level VpL, which is slightly higher than the L level VoL in a steady state, by a constant base voltage (VpL + 2VBE) given at the time of preset.
この場合、定電圧回路31は、バイポーラトランジスタ
Q3のコレクタ・エミッタ間に印加される電圧を抵抗R1,R
2で分圧して上記Q3のベースに印加することにより、上
記抵抗R1,R2の値と上記Q3のベース・エミッタ間電圧VBE
によって定められる定電圧を上記コレクタ・エミッタ間
に得るようにした能動回路によって構成されている。こ
の能動型の定電圧回路31によれば、抵抗R1,R2の値によ
って定電圧値を任意に可変設定することができるため、
上記Lプリセット・レベルVpLの最適化を図ることがで
きる。In this case, the constant voltage circuit 31 is a bipolar transistor
The voltage applied between the collector and emitter of Q3 is
By dividing the voltage by 2 and applying it to the base of Q3, the values of the resistors R1 and R2 and the base-emitter voltage VBE of Q3
Is formed between the collector and the emitter. According to the active type constant voltage circuit 31, the constant voltage value can be arbitrarily set variably by the values of the resistors R1 and R2.
The L preset level VpL can be optimized.
Hレベル・プリセット回路4は、出力段2のプルダウ
ン駆動素子をなすN1に並列に接続されることによってH
プリセット駆動素子をなすバイポーラトランジスタQ6
と、出力outに現れる電圧を一定電圧(≒VpH+VBE)だ
け降下させて伝達する定電圧回路41と、この定電圧回路
41によって降下させられた電圧をプリセット時に上記Q6
のベースに与えるnチャンネルMOSトランジスタN2と、
上記Q6のベース電荷を引き抜くための抵抗R5とによって
構成されている。Hプリセット駆動素子をなすQ6は、出
力outから一定電圧(≒VpH+VBE)だけ降下されて与え
られるベース電圧によって、出力outを定常時にのHレ
ベルVoHよりも若干低いHプリセット・レベルVpHまで限
定的にプルダウン駆動する。The H-level preset circuit 4 is connected in parallel to N1 serving as a pull-down driving element of the output stage 2 so that the H-level preset circuit 4 has an H level.
Bipolar transistor Q6 as a preset drive element
And a constant voltage circuit 41 for transmitting the voltage appearing at the output out by lowering the voltage by a constant voltage (≒ VpH + VBE), and the constant voltage circuit 41
When presetting the voltage dropped by 41
An n-channel MOS transistor N2 applied to the base of
And a resistor R5 for extracting the base charge of the Q6. The Q6, which constitutes the H preset drive element, has its output out limited to an H preset level VpH slightly lower than the H level VoH in a steady state by a base voltage applied by being lowered by a constant voltage (≒ VpH + VBE) from the output out. Drive down.
この場合も、定電圧回路41は能動型の回路が採用され
ている。すなわち、バイポーラトランジスタQ5のコレク
タ・エミッタ間に印加される電圧を抵抗R3,R4で分圧し
て上記Q5のベースに印加することにより、上記抵抗R3,R
4の値と上記Q5のベース・エミッタ間電圧VBEによって定
められる定電圧を上記コレクタ・エミッタ間に得るよう
になっている。これにより、上記プリセット・レベルVp
Lも抵抗R3,R4の値によって最適化を図れるようになって
いる。Also in this case, the constant voltage circuit 41 employs an active circuit. That is, the voltage applied between the collector and the emitter of the bipolar transistor Q5 is divided by the resistors R3 and R4 and applied to the base of the Q5, whereby the resistors R3 and R
A constant voltage determined by the value of 4 and the base-emitter voltage VBE of Q5 is obtained between the collector and emitter. With this, the preset level Vp
L can also be optimized by the values of the resistors R3 and R4.
[発明が解決しようとする課題] しかしなが、上述した技術には、次のような問題のあ
ることが本発明者らによってあきらかとされた。[Problems to be solved by the invention] However, it has been clarified by the present inventors that the above-described technology has the following problems.
すなわち、上述した技術では、Hレベル・プリセット
回路4において、Hプリセット駆動素子であるバイポー
ラトランジスタQ6のベースには、出力outの電圧から定
電圧回路41によって降下させられた電圧が与えられる。
つまり、出力outがHからLに切換駆動されるのに先立
って行なわれるHプリセット時には、出力outに残って
いる定常時のHレベルVoHから上記定電圧回路41での電
圧降下分を差し引いた電圧が上記Q6のベースに印加され
る。従って、電源電位Vccが規定電位よりも高くなる
と、この高くなった分は、そのまま上記Q6のベース電圧
に加算されて印加されてしまう。例えば、電源電位Vcc
が規定の4.5Vから6.5Vに上昇すると、この上昇分(6.5
−4.5=2V)がそのまま上記Q6のベース印加電圧の上昇
分となってしまう。これにより、上記Q6が過度に導通駆
動されて出力outが過剰にプルダウン駆動されるように
なってしまう。この結果、第4図中に点線で示すよう
に、Hプリセット・レベルVpHが低くなりすぎて論理し
きい値Vthに近づいてしまう。この結果、プリセット時
の出力outのレベルの変動幅が大きくなってスイッチン
グ・ノイズが増大してしまう。また、プリセット後の出
力outが引き続いてHに駆動される場合は、出力outが瞬
時的にLに駆動されてしまうという誤動作が生じやすく
なる。このように、上述した技術では、電源電位Vccの
依存度が高く、電源電位Vccの許容変動範囲が非常に狭
いという問題があった。That is, in the above-described technique, in the H-level preset circuit 4, the voltage lowered by the constant voltage circuit 41 from the output out voltage is applied to the base of the bipolar transistor Q6, which is the H preset drive element.
In other words, at the time of the H preset performed before the output out is switched from H to L, the voltage obtained by subtracting the voltage drop in the constant voltage circuit 41 from the steady-state H level VoH remaining in the output out. Is applied to the base of Q6. Therefore, when the power supply potential Vcc becomes higher than the specified potential, the increased power is added to the base voltage of Q6 and applied as it is. For example, power supply potential Vcc
Rises from the specified 4.5V to 6.5V, this rise (6.5
−4.5 = 2V) directly becomes the rise of the base applied voltage of Q6. As a result, the Q6 is excessively conductively driven, and the output out is excessively pulled down. As a result, as shown by a dotted line in FIG. 4, the H preset level VpH becomes too low and approaches the logical threshold Vth. As a result, the fluctuation range of the level of the output out at the time of presetting becomes large, and the switching noise increases. Further, when the output out after the preset is continuously driven to H, a malfunction such that the output out is instantaneously driven to L easily occurs. As described above, the above-described technique has a problem that the power supply potential Vcc is highly dependent and the allowable variation range of the power supply potential Vcc is very narrow.
さらに、上述した技術では、Hレベル・プリセット回
路4において定電圧回路41をなすバイポーラトランジス
タQ5が、定常時にはN2のオフによって完全にオフにされ
る非活性状態となってしまう。このため、Hプリセット
時には、上記Q5を完全オフの非活性状態から所定の定電
圧動作を行う活性状態に立ち上げるまでの時間がかかっ
て、出力outを所定のHプリセット・レベルVpHに駆動す
るのが遅くなり、このことが出力動作の高速化を妨げて
いるという問題を生じていた。Further, in the above-described technique, the bipolar transistor Q5 forming the constant voltage circuit 41 in the H-level preset circuit 4 is in an inactive state in which it is completely turned off by turning off N2 in a normal state. For this reason, at the time of the H preset, it takes time until the above-mentioned Q5 is raised from the completely inactive state to the active state in which the predetermined constant voltage operation is performed, and the output out is driven to the predetermined H preset level VpH. Has been slowed down, which has hindered the speeding up of the output operation.
本発明の目的は、デジタル出力回路のスイッチング・
ノイズを低減させるための出力プリセット動作を、電源
電位の変動に影響されずに安定して行なわせるようにす
るという技術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a digital output circuit with a switching circuit.
An object of the present invention is to provide a technique for stably performing an output preset operation for reducing noise without being affected by fluctuations in a power supply potential.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
については、本明細書の記述および添附図面から明らか
になるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。[Means for Solving the Problems] The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.
すなわち、デジタル出力を定常時のHレベルよりも低
いHプリセット・レベルに駆動するに際し、出力に現れ
る電圧から一定電圧を降下させた電圧をHプリセット能
動端子に与えるための第1の定電圧回路とともに、上記
Hプリセット駆動素子の制御端子に与えられる電圧を一
定以下に制限する第2の定電圧回路を設けるというもの
である。That is, when driving the digital output to the H preset level lower than the normal H level, together with the first constant voltage circuit for applying a voltage obtained by lowering a constant voltage from the voltage appearing at the output to the H preset active terminal. And a second constant voltage circuit for limiting the voltage applied to the control terminal of the H preset drive element to a certain value or less.
[作用] 上記した手段によれば、電源電位が上昇することによ
って、プリセット時に、第1の定電圧回路によって一定
電圧だけ降下させられた電圧が上昇しても、Hプリセッ
ト駆動素子の制御端子に実際に与えられる電圧が一定電
圧以下に制限されることにより、Hプリセット駆動素子
の過渡の駆動によりHプリセット・レベルの異常低下を
防止することができる。[Operation] According to the above-described means, even if the voltage lowered by the constant voltage by the first constant voltage circuit increases at the time of presetting due to an increase in the power supply potential, the control terminal of the H preset driving element is connected to the control terminal. By limiting the actually applied voltage to a certain voltage or lower, it is possible to prevent the H preset level from abnormally lowering due to transient driving of the H preset driving element.
これにより、デジタル出力回路のスイッチング・ノイ
ズを低減させるための出力プリセット動作を、電源電位
の変動に影響されずに安定して行なわせるようにすると
いう目的が達成される。Thus, the object of stably performing the output preset operation for reducing the switching noise of the digital output circuit without being affected by the fluctuation of the power supply potential is achieved.
[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。EXAMPLES Hereinafter, preferred examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示
す。In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
第1図は本発明の技術が適用されたデジタル出力回路
の一実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of a digital output circuit to which the technique of the present invention is applied.
同図に示すデジタル出力回路は半導体メモリーのデー
タ出力バッファ部に使用するために構成されたものであ
って、その基本的な構成は、上述した技術と同様に、セ
ンス回路からの信号(図示省略)を所定の論理レベルに
変換するレベル変換回路1と、このレベル変換回路1に
よって駆動されることにより出力outをHまたはLにデ
ジタル駆動する出力段2と、上記出力outを定常時のL
レベルVoLよりも高いプリセット・レベルVpLに限定的に
プルアップ駆動するLレベル・プリセット回路3と、上
記出力outを定常時のHレベルVoHよりも低いHプリセッ
ト・レベルVpHに限定的にプルダウン駆動するHレベル
・プリセット回路4とによって構成され、第2図に示す
ように、出力outがLからHまたはHからLに切換駆動
されるのに先立ち、例えばリード信号やチップ・イネー
ブル信号などに基づいて作成されるプリセット・クロッ
クCPに同期して上記プリセット回路3,4を動作させるこ
とにより、出力outが、LまたはHのプリセット・レベ
ルVpLまたはVpHを経て段階的に切り換わるようにし、こ
れによって出力outの切換に伴うスイッチング・ノイズ
を分散させて低減させようとするものである。The digital output circuit shown in FIG. 1 is configured to be used for a data output buffer section of a semiconductor memory, and its basic configuration is similar to that of the above-described technology, in that a signal from a sense circuit (not shown) is used. ) To a predetermined logic level, an output stage 2 driven by the level conversion circuit 1 to digitally drive the output out to H or L, and the output out to L at a steady state.
An L-level preset circuit 3 for performing a pull-up drive to a preset level VpL higher than the level VoL, and a pull-down drive for the output out to an H-preset level VpH lower than the H level VoH in a normal state. As shown in FIG. 2, before the output out is driven to be switched from L to H or from H to L, for example, based on a read signal or a chip enable signal, as shown in FIG. By operating the preset circuits 3 and 4 in synchronization with the created preset clock CP, the output out is switched stepwise through the L or H preset level VpL or VpH, thereby outputting The purpose is to reduce the switching noise caused by switching out by dispersing it.
出力段2は、高レベル側電源電位Vccに接続されてプ
ルアップ駆動素子をなすバイポーラトランジスタQ1と、
低レベル側電源電位VEE(GND)に接続されてプルダウン
駆動素子をなすnチャンネルMOSトランジスタN1と、ダ
イオード接続されてレベルシフトを行なうバイポーラト
ランジスタQ2とによって構成されている。The output stage 2 includes a bipolar transistor Q1 connected to the high-level power supply potential Vcc and forming a pull-up drive element,
It is composed of an n-channel MOS transistor N1 connected to the low-level power supply potential V EE (GND) and serving as a pull-down drive element, and a bipolar transistor Q2 diode-connected and performing a level shift.
レベル変換回路1は、定常時には出力段2のQ1とN1を
相補的にオン/オフ駆動する。これにより、定常時の出
力outには、規定のLレベルVoLまたはHレベルVoHが出
力される。さらに、上記レベル変換回路1は、詳細な図
示は省略するが、出力outが切換駆動されるときには、
この切換駆動に先立ってHの能動レベルにセットされる
上記プリセット・クロックCPによって、出力段2のQ1と
N1を共にオフ状態にするように構成されている。これに
より、出力outのレベルは、出力outが切換駆動されると
きのプリセット時に、上記プリセット回路3,4によって
制御されるようになっている。The level conversion circuit 1 complementarily turns on and off Q1 and N1 of the output stage 2 in a steady state. As a result, a prescribed L level VoL or H level VoH is output to the output out during the steady state. Further, although not shown in detail in the level conversion circuit 1, when the output out is switched and driven,
Prior to this switching drive, Q1 of the output stage 2 is connected to the preset clock CP which is set to the active level of H.
Both N1 are configured to be turned off. Thus, the level of the output out is controlled by the preset circuits 3 and 4 at the time of presetting when the output out is switched and driven.
Lレベル・プリセット回路3は、出力段2のプルアッ
プ駆動素子をなすQ1に並列に接続されることによってL
プリセット駆動素子をなすバイポーラトランジスタQ4
と、プリセット時に上記Q4のベースに一定電圧(VpL+2
VBE:VBEはバイポーラトランジスタのベース・エミッタ
間電圧)を与える定電圧回路31とによって構成されてい
る。Lプリセット駆動素子をなすQ4は、プリセット時に
与えられる一定のベース電圧(VpL+2VBE)によって、
出力outを定常時のLレベルVoLよりも若干高いLプリセ
ット・レベルVpLまで限定的にプルアップ駆動する。The L-level preset circuit 3 is connected in parallel to Q1, which is a pull-up drive element of the output stage 2, so that the L-level preset circuit 3
Bipolar transistor Q4 as a preset drive element
When preset, the constant voltage (VpL + 2
VBE: VBE is constituted by a constant voltage circuit 31 for applying a voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor. Q4, which is an L preset drive element, is driven by a constant base voltage (VpL + 2VBE) given at the time of preset.
The output out is limitedly pulled up to an L preset level VpL which is slightly higher than the L level VoL in a normal state.
上記レベル・プリセット回路3の定電圧回路31は、バ
イポーラトランジスタQ3のコレクタ・エミッタ間に印加
される電圧を抵抗R1,R2で分圧して上記Q3のベースに印
加することにより、上記抵抗R1,R2の値と上記Q3のベー
ス・エミッタ間電圧VBEによって定められる定電圧を上
記コレクタ・エミッタ間に得るようにした能動回路によ
って構成されている。上記抵抗R1,R2の値は、上記Lプ
リセット・レベルVpLを最適にするように選択・設定さ
れている。The constant voltage circuit 31 of the level preset circuit 3 divides the voltage applied between the collector and the emitter of the bipolar transistor Q3 by the resistors R1 and R2 and applies the voltage to the base of the Q3, thereby obtaining the resistors R1 and R2. , And a constant voltage determined by the base-emitter voltage VBE of Q3 between the collector and emitter. The values of the resistors R1 and R2 are selected and set so as to optimize the L preset level VpL.
Hレベル・プリセット回路4は、出力段2のプルダウ
ン駆動素子をなすN1に並列に接続されることによってH
プリセット駆動素子をなすバイポーラトランジスタQ6
と、出力outに現れる電圧を一定電圧(≒VpH+VBE)だ
け降下させて伝達する定電圧回路41と、この定電圧回路
41によって降下させられた電圧をプリセット時に上記Q6
のベースに与えるnチャンネルMOSトランジスタN2など
によって構成されている。Hプリセット駆動素子をなす
Q6は、出力outから一定電圧(≒VpH+VBE)だけ降下さ
れて与えられるベース電圧によって、出力outを定常時
のHレベルVoHよりも若干低いHプリセット・レベルVpH
まで限定的にプルダウン駆動する。The H-level preset circuit 4 is connected in parallel to N1 serving as a pull-down driving element of the output stage 2 so that the H-level preset circuit 4 has an H level.
Bipolar transistor Q6 as a preset drive element
And a constant voltage circuit 41 for transmitting the voltage appearing at the output out by lowering the voltage by a constant voltage (≒ VpH + VBE), and the constant voltage circuit 41
When presetting the voltage dropped by 41
And an n-channel MOS transistor N2 applied to the base of the transistor. H-preset drive element
Q6 is a preset voltage VpH which is slightly lower than the steady-state H level VoH by the base voltage which is given by lowering the output out by a fixed voltage (≒ VpH + VBE).
The pull-down drive is limited.
上記Hレベル・プリセット回路4の定電圧回路41も能
動型の回路であって、バイポーラトランジスタQ5のコレ
クタ・エミッタ間に印加される電圧を抵抗R3,R4で分圧
して上記Q5のベースに印加することにより、上記抵抗R
3,R4の値と上記Q5のベース・エミッタ間電圧VBEによっ
て定められる定電圧を上記コレクタ・エミッタ間に得る
ようになっている。そして、上記Hプリセット・レベル
VpHを最適化するように上記抵抗R1,R2の値が選択・設定
されている。The constant voltage circuit 41 of the H level preset circuit 4 is also an active circuit, and the voltage applied between the collector and the emitter of the bipolar transistor Q5 is divided by the resistors R3 and R4 and applied to the base of the Q5. The resistance R
3. A constant voltage determined by the value of R4 and the base-emitter voltage VBE of Q5 is obtained between the collector and emitter. And the above H preset level
The values of the resistors R1 and R2 are selected and set so as to optimize VpH.
ここで、第1図に示した実施例では、上述した構成に
加えて、さらに次のような構成を有している。Here, the embodiment shown in FIG. 1 has the following configuration in addition to the above-described configuration.
すなわち、Hレベル・プリセット回路4において、出
力outに現れる電圧を一定電圧(≒VpH+VBE)だけ降下
させてQ6のベースに与えられる上記第1の定電圧回路41
とともに、上記Q6のベースに与えられる電圧を一定電圧
(Vp)以下に制限する第2の定電圧回路42が設けられて
いる。この第2の定電圧回路42は、第1の定電圧回路41
と同様に能動型の回路によって構成され、バイポーラト
ランジスタQ8のコレクタ・エミッタ間に印加される電圧
を抵抗R7,R8で分圧して上記Q8のベースに印加すること
により、上記抵抗R7,R8値と上記Q6のベース・エミッタ
間電圧VBEによって定められる定電圧を上記コレクタ・
エミッタ間に得るようになっている。定電圧値を定める
上記抵抗R7,R8の値は、上記Q6によるHプリセット駆動
が適正に行なわれるように選択・設定されている。That is, in the H-level preset circuit 4, the voltage appearing at the output out is lowered by a constant voltage (≒ VpH + VBE) and applied to the base of the Q6.
In addition, there is provided a second constant voltage circuit 42 for limiting the voltage applied to the base of Q6 to a certain voltage (Vp) or less. The second constant voltage circuit 42 includes a first constant voltage circuit 41
Similarly, the voltage applied between the collector and the emitter of the bipolar transistor Q8 is divided by the resistors R7 and R8 and applied to the base of the Q8, whereby the values of the resistors R7 and R8 are The constant voltage determined by the base-emitter voltage VBE of Q6 is
It is obtained between the emitters. The values of the resistors R7 and R8, which determine the constant voltage value, are selected and set so that the H preset drive by Q6 is properly performed.
これにより、電源電位Vccが上昇することによって、
プリセット時に、第1の定電圧回路41によって一定電圧
だけ降下させられた電圧が上昇しても、Hプリセット駆
動素子であるQ6のベースに実際に与えられる電圧は一定
電圧(Vp)以下に制限される。これにより、Q6の過渡の
駆動によりHプリセット・レベルVpHの異常低下が防止
される。例えば、電源電位Vccが4.5Vから6.5Vに上昇し
た場合でも、第2図中に点線で示すように、Hプリセッ
ト・レベルVpHの低下はほとんど無視できる程に軽減さ
せることができる。したがって、デジタル出力回路のス
イッチング・ノイズを低減させるための出力プリセット
動作は、電源電位Vccの変動に影響されずに安定して行
なわせることができる。As a result, the power supply potential Vcc rises,
At the time of presetting, even if the voltage lowered by the constant voltage by the first constant voltage circuit 41 increases, the voltage actually applied to the base of the H preset driving element Q6 is limited to a constant voltage (Vp) or less. You. As a result, an abnormal decrease in the H preset level VpH due to the transient driving of Q6 is prevented. For example, even when the power supply potential Vcc rises from 4.5 V to 6.5 V, as shown by the dotted line in FIG. 2, the decrease in the H preset level VpH can be reduced to almost negligible level. Therefore, the output preset operation for reducing the switching noise of the digital output circuit can be stably performed without being affected by the fluctuation of the power supply potential Vcc.
さらに、第1図に示した実施例では、バイポーラトラ
ンジスタQ7とnチャンネルMOSトランジスタN3とによっ
て、上記第1の定電圧回路41に所定のアイドリング電流
Iidを定常時に流す回路手段43が設けられている。MOSト
ランジスタN3は、そのゲートに一定の制御電圧Vcsが与
えられることにより定電流回路として動作する。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, a predetermined idling current is supplied to the first constant voltage circuit 41 by the bipolar transistor Q7 and the n-channel MOS transistor N3.
Circuit means 43 for flowing Iid at a normal time is provided. The MOS transistor N3 operates as a constant current circuit when a constant control voltage Vcs is applied to its gate.
これにより、上記第1の定電圧回路41のバイポーラト
ランジスタQ5は、定常時にも所定の定電圧動作を行なう
活性状態を保つようになる。これによって、上記Q5は、
プリセット・クロックCPがHに立ち上がると同時に定電
圧動作を行なって、Hプリセット駆動素子であるQ6を直
ちに限定駆動することができる。この結果、出力outを
所定のHプリセット・レベルVpHに駆動するための時間
が大幅に短縮されて、出力動作の一層の高速化が達成さ
れるようになる。As a result, the bipolar transistor Q5 of the first constant voltage circuit 41 maintains an active state of performing a predetermined constant voltage operation even in a steady state. As a result, the above Q5 becomes
The constant voltage operation is performed at the same time when the preset clock CP rises to H, so that the limited drive of the H preset driving element Q6 can be immediately performed. As a result, the time for driving the output out to the predetermined H preset level VpH is greatly reduced, and the output operation is further speeded up.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor.
例えば、プリセット駆動素子はMOSトランジスタであ
ってもよい。また、プリセット・クロックCPによってオ
ン/オフ制御されるMOSトランジスタN2は、複数直列に
接続することによって論理動作を行なわせることもでき
る。For example, the preset driving element may be a MOS transistor. Further, a plurality of MOS transistors N2 whose on / off control is performed by the preset clock CP can perform a logical operation by being connected in series.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である半導体メモリーに
適用した場合について説明したが、それに限定されるも
のではなく、例えばゲート・アレイなどの半導体集積回
路装置にも適用できる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to a semiconductor memory, which is the application field of the background, has been mainly described. However, the present invention is not limited to this. For example, a semiconductor integrated circuit such as a gate array is used. Applicable to devices.
[発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりであ
る。[Effects of the Invention] The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、デジタル出力回路のスイッチング・ノイズ
を低減させるための出力プリセット動作を、電源電位の
変動に影響されずに安定して行なわせることができると
いう効果が得られる。That is, an effect is obtained that the output preset operation for reducing the switching noise of the digital output circuit can be stably performed without being affected by the fluctuation of the power supply potential.
第1図は本発明の技術が適用されたデジタル出力回路の
一実施例を示す図、 第2図は上記回路の動作例を示す図、 第3図は本発明に先立って検討されたデジタル出力回路
の構成例を示す図、 第4図は上記回路の構成例を示す図である。 1……レベル変換回路、2……出力段、Q1……プルアッ
プ駆動素子としてのバイポーラトランジスタ、N1……プ
ルダウン駆動素子としてのMOSトランジスタ、3……L
レベル・プリセット回路、Q4……Lプリセット駆動素子
としてのバイポーラトランジスタ、31……定電圧回路、
4……Hレベル・プリセット回路、Q6……Hプリセット
駆動素子としてのバイポーラトランジスタ、41……第1
の定電圧回路、42……第2の定電圧回路、43……アイド
リング電流Iidを流す回路手段、out……デジタル回路、
CP……プリセット・クロック、VoL……定常時のLレベ
ル、VpL……Lプリセット・レベル、VoH……定常時のH
レベル、VpH……Hプリセット・レベル。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a digital output circuit to which the technology of the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram showing an operation example of the above-mentioned circuit, and FIG. 3 is a digital output studied prior to the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a circuit, and FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the circuit. 1 ... Level conversion circuit, 2 ... Output stage, Q1 ... Bipolar transistor as pull-up drive element, N1 ... MOS transistor as pull-down drive element, 3 ... L
Level preset circuit, Q4 ... Bipolar transistor as L preset drive element, 31 ... Constant voltage circuit,
4... H level preset circuit, Q6... Bipolar transistor as H preset drive element, 41.
Constant voltage circuit, 42... Second constant voltage circuit, 43... Circuit means for flowing an idling current Iid, out.
CP: Preset clock, VoL: L level at steady state, VpL: L preset level, VoH: H at steady state
Level, VpH ... H preset level.
Claims (5)
とプルダウン駆動素子によって出力を高レベルまたは低
レベルにデジタル駆動するとともに、上記出力を高レベ
ルまたは低レベルに切換駆動するのに先立って、上記プ
ルアップ駆動素子と上記プルダウン駆動素子を共にオフ
状態にするとともに、上記出力を定常時の低レベルより
も高い低レベルに限定的にプルアップ駆動する低レベル
・プリセット回路と、上記出力を定常時の高レベルより
も低い高レベルに限定的にプルダウン駆動する高レベル
・プリセット回路とを備えた出力プリセット型のデジタ
ル出力回路であって、上記高レベル・プリセット回路
は、上記プルダウン駆動素子に並列に接続されたプリセ
ット駆動素子と、上記出力に現れる電圧を所定電圧だけ
降下させて上記プリセット駆動素子の制御端子に与える
第1の定電圧回路と、上記プリセット駆動素子の制御端
子に与えられる電圧を一定以下に制限する第2の定電圧
回路とが設けられたことを特徴とするデジタル出力回
路。An output is digitally driven to a high level or a low level by a pull-up driving element and a pull-down driving element which are driven complementarily to each other, and prior to switching the output to a high level or a low level, A low-level preset circuit that turns off both the pull-up drive element and the pull-down drive element and selectively pulls up the output to a low level that is higher than the steady-state low level; A high-level preset circuit that performs pull-down driving limited to a high level lower than the high level of the output preset type digital output circuit, wherein the high-level preset circuit is connected in parallel with the pull-down drive element. Reduce the voltage appearing at the connected preset drive element and the output by a predetermined voltage, and And a second constant voltage circuit for limiting a voltage applied to the control terminal of the preset drive element to a certain level or less. Digital output circuit.
動型の定電圧回路によって上記第1の定電圧回路を構成
するとともに、この第1の定電圧回路に所定のアイドリ
ング電流を定常的に流す回路手段を設けたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のデジタル出力回路。2. The first constant voltage circuit is constituted by an active constant voltage circuit whose constant voltage value can be variably set by a resistor, and a predetermined idling current is constantly supplied to the first constant voltage circuit. 2. A digital output circuit according to claim 1, further comprising a circuit means for flowing.
タのコレクタ・エミッタ間に印加される電圧を抵抗で分
圧して上記バイポーラトランジスタのベースに印加する
ことにより、上記抵抗値と上記バイポーラトランジスタ
のベース・エミッタ間電圧によって定められる定電圧を
上記コレクタ・エミッタ間に得るようにした能動回路に
よって構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項記載のデジタル出力回路。3. The constant voltage circuit according to claim 1, wherein the voltage applied between the collector and the emitter of the bipolar transistor is divided by a resistor and applied to the base of the bipolar transistor. 3. A digital output circuit according to claim 1, wherein said digital output circuit comprises an active circuit for obtaining a constant voltage determined by an emitter-to-emitter voltage between said collector and emitter.
ンジスタで、上記プルダウン駆動素子がMOSトランジス
タであることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
3項までのいずれかに記載のデジタル出力回路。4. The digital output circuit according to claim 1, wherein said pull-up driving element is a bipolar transistor, and said pull-down driving element is a MOS transistor. .
ンジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
から第4項までいずれかに記載のデジタル出力回路。5. The digital output circuit according to claim 1, wherein said preset driving element is a bipolar transistor.
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