JP3047883B2 - テストモードを有する半導体装置の出力回路 - Google Patents

テストモードを有する半導体装置の出力回路

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JP3047883B2 JP10067443A JP6744398A JP3047883B2 JP 3047883 B2 JP3047883 B2 JP 3047883B2 JP 10067443 A JP10067443 A JP 10067443A JP 6744398 A JP6744398 A JP 6744398A JP 3047883 B2 JP3047883 B2 JP 3047883B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はテストモードを有す
る半導体装置の出力回路に関し、特にビット圧縮テスト
機能を備えた出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はビット圧縮テスト機能を備えた出
力回路のデータ出力部の構成を示すブロック図である。
読み出し動作時、読み出しバス(B1T、B1N)、・
・・(BnT、BnN)には選択されたメモリセルから
読み出されるnビットの読み出しデータが出力され、こ
れらのデータはデータラッチ回路101−1〜101−
nによってラッチされる。データラッチ回路101−1
〜101−nの出力信号(D1T、D1N)、・・・
(DnT、DnN)は、通常モード時は出力回路部10
2−1〜102−nに入力され、各出力端子103−1
〜103−nにデータが出力される。ビット圧縮テスト
モード時は、データラッチ回路101−1〜101−n
の出力信号D1T〜DnTはビット圧縮回路4に入力さ
れ、任意のビット数に圧縮される。図3の例では1ビッ
トに圧縮され、データは出力回路部102−1にのみ入
力され、出力端子3−1にのみ出力される。テストモー
ド信号及びクロック信号はラッチ信号発生回路105に
入力され、このラッチ信号発生回路105から出力され
たラッチ信号はラッチ回路101−1〜101−nに入
力されると共に、出力回路部102−1〜102−nに
入力される。電源投入回路106から出力された電源投
入信号は出力回路部102−1〜102−nに入力され
る。
【0003】次に、従来から使用されている電源投入時
の出力回路の出力ハイインピーダンス化について説明す
る。通常、半導体装置では電源投入時にシステム上で誤
動作を起こさないように、電源投入時にのみ発生するリ
セット信号を作成して出力トランジスタをオフにする。
【0004】図4は電源投入時の電源と電源投入回路1
06の電源投入信号(出力トランジスタリセット信号)
の波形の一例を示す。電源が上昇するに従って電源投入
信号も上昇し、一定の時間がたつと、電源投入信号はL
OWレベルに戻る。この信号の波形は一例であるが、こ
のような信号を使用すれば、図5に示す出力回路におい
て、出力トランジスタ4、14、22、29をオフでき
る。但し、このような回路の動作は電源の立ち上がり時
間などに依存し、必ず電源投入信号が出力されるとは限
らない。
【0005】図5は従来の出力回路を示す回路図であ
る。図6は8ビットの場合の通常の読み出し動作時のタ
イミングチャート、図7はラッチ信号発生回路105を
示す回路図である。これらの具体的な回路例を示す図を
使用して、読み出し動作及びビット圧縮テストモード時
の動作について具体的に説明する。
【0006】先ず、通常の読み出し動作時について説明
する。図7のラッチ信号発生回路105は、遅延回路3
7により、クロック信号を遅延させてラッチ信号L1を
作成する。通常の読み出し動作では、テストモード信号
はLOWレベルとなっており、読み出しバスB1T、B
1N〜B8T、B8Nのデータは、図7のラッチ信号発
生回路105でクロック信号を遅延させて作成されたラ
ッチ信号L1によってデータラッチ回路101−1〜1
01−8でラッチされる。
【0007】図5の出力回路部102−1〜102−8
は出力回路部にラッチ回路が存在する構成となってお
り、通常読み出し時のデータ伝達パスに論理を追加して
伝達時間を遅らせたくないため、ビット圧縮テストモー
ド時に、データ出力用回路はラッチ回路のNAND素子
7、16、31、34にインバータ素子10,32を介
して電源投入信号が入力され、NAND素子9、18に
はテスト結果信号OUT1、OUT2が入力されてい
る。ラッチされた信号D1T、D1N〜D8T、D8N
はラッチ信号L2によって出力回路部102−1〜10
2−8でラッチされ、各出力端子103−1〜103−
8に出力される。
【0008】次に、データ圧縮テストモード時について
説明する。図8はデータ圧縮テストモード時のタイミン
グチャート図、図9はデータビット数が8ビットの場合
のビット圧縮回路を示す回路図である。読み出しバスB
1T、B1N〜B8T、B8Nのデータは、図7のラッ
チ信号発生回路で作成されたラッチ信号L1によってデ
ータラッチ回路101−1〜101−8でラッチされ
る。ラッチされた信号D1T〜D8Tは、図9のデータ
圧縮回路で1ビットに圧縮される。
【0009】図9のデータ圧縮回路はD1T〜D8Tの
全てのデータが同一か否かを判定する論理回路である。
D1T〜D8Tが同一であると、テスト結果出力信号O
UT1はLOWレベル、テスト結果出力信号OUT2は
HIGHレベルとなり、1つでも異なるデータがある
と、テスト結果出力信号OUT1はHIGHレベル、テ
スト結果出力信号OUT2はLOWレベルとなる。
【0010】つまり、テスト結果出力信号OUT1がL
OWレベル、テスト結果出力信号OUT2がHIGHレ
ベルの場合はテストをパス、テスト結果出力信号OUT
1がHIGHレベル、テスト結果出力信号OUT2がL
OWレベルの場合はテストをフェイルと判定される。
【0011】また、テストモード信号によってビット圧
縮テストモード以外ではテスト結果出力信号OUT1、
OUT2はLOWレベルに固定される論理となってい
る。また、ラッチ信号L2は出力回路部に入力される信
号でテストモード信号とクロック信号の論理で作成され
ているのでテストモード時はLOWレベルに固定され
る。従って、出力回路部のトランスファトランジスタ
2、12、20、26は閉じたままとなる。ビット圧縮
回路で1ビットに圧縮されたテスト結果出力信号OUT
1、OUT2は出力回路部のラッチ回路部のNAND素
子9及びNAND素子18に入力され、テスト結果出力
信号OUT1がLOWレベル、テスト結果出力信号OU
T2がHIGHレベルのときは、出力トランジスタ4が
オフ、出力トランジスタ14がオンとなり、出力端子1
03−1にLOWデータが出力され、テスト結果出力信
号OUT1がHIGHレベル、テスト結果出力信号OU
T2がLOWレベルのときは出力トランジスタ4がオ
ン、出力トランジスタ14がオフとなり、出力端子10
3−1にHIGHデータが出力される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の出力回路には以下に示す問題点がある。即ち、
電源投入時に電源投入信号が出力されないような電源投
入条件において、誤ってビット圧縮テストモードに入っ
ている場合、出力回路部のラッチ信号L2がオフ状態で
固定となり、テスト結果を出力しない出力回路部にどち
らのデータがラッチされているかわからず、出力端子に
データが出力され続ける可能性がある。
【0013】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電源投入時に誤ってビット圧縮テストモー
ドに入っている場合も出力端子からデータが出力される
ことを回避することができるテストモードを有する半導
体装置の出力回路を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本願第1発明に係るテス
トモードを有する半導体装置の出力回路は、データビッ
ト数を内部で圧縮してテスト結果を一部の出力ピンに出
力するテストモードを有する半導体装置の出力回路であ
って、電源と接地との間に直列接続されたハイ出力用の
MOSトランジスタ及びロウ出力用のMOSトランジス
タと、これらのトランジスタの相互接続点に接続された
出力端子と、前記各トランジスタのゲートに接続された
ラッチ回路とを有し、前記テストモードの際、テストモ
ードの出力結果を出力する出力回路部では、テストモー
ドを示す信号によって前記ラッチ回路に設けたトランス
ファトランジスタが閉じられているテストモードを有す
る半導体装置の出力回路において、前記テストモードの
出力結果を出力しない出力回路部のラッチ回路にも前記
テストモードを示す信号を入力し、前記ハイ出力用及び
ロウ出力用トランジスタをオフすることを特徴とする。
【0015】本願第2発明に係るテストモードを有する
半導体装置の出力回路は、データビット数を内部で圧縮
してテスト結果を一部の出力ピンに出力するテストモー
ドを有する半導体装置の出力回路において、テストモー
ドの出力結果を出力する1又は複数の第1の出力回路部
とテストモードの出力結果を出力しない1又は複数の第
2の出力回路部とを有し、前記第1の出力回路部は、電
源と接地との間に直列接続されたハイ出力用のMOSト
ランジスタ及びロウ出力用のMOSトランジスタと、こ
れらのトランジスタの相互接続点に接続された出力端子
と、前記ハイ出力用トランジスタのゲートに第1ラッチ
回路を介してハイ又はロウの信号を入力させる第1手段
と、前記ロウ出力用トランジスタのゲートに第2ラッチ
回路を介してハイ又はロウの信号を入力させる第2手段
と、を有し、前記第2の出力回路部は、電源と接地との
間に直列接続されたハイ出力用のMOSトランジスタ及
びロウ出力用のMOSトランジスタと、これらのトラン
ジスタの相互接続点に接続された出力端子と、前記ハイ
出力用トランジスタのゲートに第3ラッチ回路を介して
ハイ又はロウの信号を入力させる第3手段と、前記ロウ
出力用トランジスタのゲートに第4ラッチ回路を介して
ハイ又はロウの信号を入力させる第4手段と、を有し、
テストモード時には、テストモードを示す信号を前記第
1及び第2ラッチ回路に与えてそのトランスファトラン
ジスタを閉じると共に、前記第3及び第4ラッチ回路に
も前記テストモードを示す信号を与えて前記ハイ出力用
及びロウ出力用トランジスタをオフすることを特徴とす
る。
【0016】この第2発明のテストモードを有する半導
体装置の出力回路において、前記第3及び第4ラッチ回
路は、出力端が前記ハイ出力用又はロウ出力用トランジ
スタのゲートに接続されたインバータと、このインバー
タの出力端に入力端が接続され前記インバータの入力端
に出力端が接続されたNAND素子と、前記NAND素
子の他方の入力端に出力端が接続されたNOR素子と、
を有し、前記NOR素子には、電源投入信号及びテスト
モード信号を入力するように構成することができる。
【0017】一方、前記第3及び第4ラッチ回路は、出
力端が前記ハイ出力用又はロウ出力用トランジスタのゲ
ートに接続されたNOR素子と、このNOR素子の出力
端に入力端が接続され前記NOR素子の一方の入力端に
出力端が接続されたNAND素子と、前記NAND素子
の他方の入力端に出力端が接続されたインバータと、を
有し、前記インバータには電源投入信号を入力し、前記
NOR素子の他方の入力端には、テストモード信号を入
力するように構成することもできる。
【0018】また、前記第1及び第2ラッチ回路は、出
力端が前記ハイ出力用又はロウ出力用トランジスタのゲ
ートに接続されたインバータと、このインバータの出力
端に入力端が接続されたNAND素子と、このNAND
素子の出力端と前記インバータの入力端との間に接続さ
れたトランスファトランジスタと、を有し、前記NAN
D素子の他方の入力端には電源投入信号の反転信号を入
力すると共に、前記トランスファトランジスタのゲート
にはテストモード信号の反転信号を入力するように構成
することができる。
【0019】更に、前記第1の出力回路部は、テスト結
果出力信号及び電源投入信号の反転信号が入力されるN
AND回路と、このNAND回路の出力端と前記インバ
ータの入力端との間に接続された第2トランスファゲー
トとを有し、この第2トランスファトランジスタのゲー
トにはテストモード信号を入力するように構成すること
ができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明の
実施例に係る出力回路を示す回路図である。HIGHデータ
出力用N型MOSトランジスタ4と、LOWデータ出力用
N型MOSトランジスタ14とが電源と接地との間に直
列に接続されている。両トランジスタの接続点に出力端
子103−1が接続されている。ラッチされた信号D1
Tは2段のインバータ1,3を経てトランジスタ4のゲ
ートに入力される。インバータ1とインバータ3との間
にはN型MOSトランジスタ2が接続されており、この
トランジスタ2はラッチ信号L2によりオン・オフされ
る。同様に、トランジスタ14のゲートには、ラッチさ
れた信号D1Nが入力されるインバータ11、ラッチ信
号L2によりオン・オフされるN型トランジスタ12及
びインバータ13の直列接続体が接続されている。
【0021】インバータ3、13の出力は夫々NAND
素子7、16の一方の入力に接続され、NAND素子
7,16の他方の入力には電源投入信号のインバータ1
0による反転信号が入力される。また、この電源投入信
号の反転信号はNAND素子9、18の一方の入力にも
与えられる。NAND素子9,18の他方の入力には、
夫々テスト結果出力信号OUT1、OUT2が入力され
る。
【0022】NAND素子7,9の出力は夫々N型MO
Sトランジスタ6,8を介してインバータ3とトランジ
スタ2との間に与えられる。また、NAND素子16,
18の出力はN型MOSトランジスタ15,17を介し
てインバータ13とトランジスタ12との間に与えられ
る。トランジスタ6,15のゲートにはテストモード信
号をインバータ5により反転した信号が入力され、トラ
ンジスタ8,17のゲートにはテストモード信号が入力
される。
【0023】一方、出力端子103−2〜103−8
は、夫々、電源と接地との間に直列に接続されたHIGHデ
ータ出力用N型MOSトランジスタ22とLOWデータ出
力用MOSトランジスタ29との間に接続されている。
トランジスタ22のゲートには、ラッチされた信号D2
T〜D8Tが入力されるインバータ19と、ラッチ信号
L2によりオン・オフされるN型MOSトランジスタ2
0と、インバータ21との直列接続体が接続されてお
り、インバータ21の出力はNAND素子23の一方の
入力に与えられ、NAND素子23の出力はインバータ
21の入力に与えられる。同様に、トランジスタ29の
ゲートには、ラッチされた信号D2N〜D8Nが入力さ
れるインバータ25と、ラッチ信号L2によりオン・オ
フされるN型MOSトランジスタ26と、インバータ2
7との直列接続体が接続されている。そして、インバー
タ27の出力はNAND素子28にも与えられ、NAN
D素子28の出力はインバータ27の入力に与えられ
る。
【0024】而して、本実施例に係る出力回路が、図5
に示す従来の出力回路と異なる点は、NAND素子2
3,28の他方の入力端に、NOR素子24の出力が入
力され、このNOR素子24には電源投入信号とテスト
モード信号が入力される点である。その他の構成は図5
に示す従来の出力回路と同様である。
【0025】次に、このように構成された本実施例の出
力回路の動作について説明する。読み出し及びビット圧
縮テストモード時の動作は従来と同様である。即ち、通
常の読み出し動作時には、図7のラッチ信号発生回路1
05の遅延回路37により、クロック信号を遅延させて
ラッチ信号L1を作成する。通常の読み出し動作では、
テストモード信号はLOWレベルとなっており、読み出
しバスB1T、B1N〜B8T、B8Nのデータは、図
7のラッチ信号発生回路105でクロック信号を遅延さ
せて作成されたラッチ信号L1によってデータラッチ回
路101−1〜101−8でラッチされる。
【0026】ビット圧縮テストモード時に、データ出力
用の出力回路部102−1においては、ラッチ回路のN
AND素子7、16にインバータ10を介して電源投入
信号が入力され、NAND素子9、18にはテスト結果
信号OUT1、OUT2が入力される。テスト結果信号
OUT1、OUT2は、従来と同様にしてビット圧縮回
路104にて生成される(図8,9)。ラッチされた信
号D1T、D1Nはラッチ信号L2によって出力回路部
102−1でラッチされ、出力端子103−1に出力さ
れる。このテストモード時のデータ出力用の出力回路部
の動作は図5に示す従来の出力回路部と同様である。
【0027】テストモード時に圧縮されたデータを出力
しない出力回路部102−2〜102−8においては、
従来の出力回路部と動作が異なる。即ち、テストモード
時に圧縮されたデータを出力しない出力回路部102−
2〜102−8においては、NOR素子24に、ラッチ
信号L2を停止させるテストモード信号と同じ信号が入
力され、ラッチ回路部のNAND素子23、28の他方
の入力に伝達される。これにより、出力トランジスタが
オフされるので、ラッチ信号L2がテストモード信号に
よってLOWレベルに固定されれば、テストモード時に
データが出力されない出力回路部102−2〜102−
8の出力端子103−2〜103−8からは決してデー
タが出力されることはない。また、電源投入時に誤って
ビット圧縮テストモードになっていたとしても、出力ト
ランジスタはテストモード信号によって確実にオフでき
ることになる。
【0028】次に、図2を参照して本件発明の第2実施
例について説明する。本実施例が図1に示す実施例と異
なる点は、テストモード時に圧縮されたデータを出力し
ない出力回路部102−2〜102−8へのテストモー
ド信号の入力位置である。図2に示すように、トランジ
スタ22及びトランジスタ29のゲートと、夫々トラン
ジスタ20及び26との間には、図1のインバータ2
1,27の代わりに、NOR素子30,33が接続され
ている。テストモード信号はこのNOR素子30,33
の他方の入力に入力されるようになっている。そして、
NOR素子30,33の出力は夫々NAND素子31,
34の一方の入力に与えられ、NAND素子31,34
の他方の入力には電源投入信号をインバータ32により
反転した信号が与えられる。
【0029】本実施例においては、ラッチ信号L2を停
止させるテストモード信号と同じ信号がNOR素子3
0、33に入力され、出力トランジスタがオフされるの
で、ラッチ信号L2がテストモード信号によってLOW
レベルに固定されれば、テストモード時にデータを出力
されない出力回路部102−2〜102−8の出力端子
103−2〜103−8からは決してデータが出力され
ることはない。
【0030】なお、本実施例においても、読み出し及び
ビット圧縮テストモード時の圧縮されたデータを出力す
る出力回路部102−1の動作は従来と同様であるので
その説明は省略する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の出力回路
は、ビット圧縮テストモード時に出力回路のラッチ信号
を停止させる信号と同一の信号を、データを出力しない
出力回路部に入力することによって、ハイ又はロウの出
力用トランジスタを確実にオフにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る出力回路を示す回路
図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る出力回路を示す回路
図である。
【図3】ビット圧縮テスト回路を有する半導体装置の構
成を示すブロック図である。
【図4】電源投入時の電源投入信号波形を示す図であ
る。
【図5】従来の出力回路を示す回路図である。
【図6】読み出し動作時における信号波形図である。
【図7】ラッチ信号発生回路を示す回路図である。
【図8】ビット圧縮テストモード動作時における信号波
形図である。
【図9】ビット圧縮回路を示す回路図である。
【符号の説明】 1,3、5、10、11、13、19、21、25、2
7、32、36、40:インバータ 6、8 、12、15、17、20、26:N型MOS
トランジスタ 4、22:HIGHデータ出力用N型MOSトランジス
タ 7,9、16、18、23、28、31、34、35、
38:NAND素子 14、29:LOWデータ出力用N型MOSトランジス
タ 4、24,30、33、39:NOR素子 37:遅延回路 101−1〜101−n:ラッチ回路 102−1〜102−n:出力回路 103−1〜103−n:出力端子 104:ビット圧縮回路 105:ラッチ信号発生回路 106:電源投入回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/28 - 31/3193

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データビット数を内部で圧縮してテスト
    結果を一部の出力ピンに出力するテストモードを有する
    半導体装置の出力回路であって、電源と接地との間に直
    列接続されたハイ出力用のMOSトランジスタ及びロウ
    出力用のMOSトランジスタと、これらのトランジスタ
    の相互接続点に接続された出力端子と、前記各トランジ
    スタのゲートに接続されたラッチ回路とを有し、前記テ
    ストモードの際、テストモードの出力結果を出力する出
    力回路部では、テストモードを示す信号によって前記ラ
    ッチ回路に設けたトランスファトランジスタが閉じられ
    ているテストモードを有する半導体装置の出力回路にお
    いて、前記テストモードの出力結果を出力しない出力回
    路部のラッチ回路にも前記テストモードを示す信号を入
    力し、前記ハイ出力用及びロウ出力用トランジスタをオ
    フすることを特徴とするテストモードを有する半導体装
    置の出力回路。
  2. 【請求項2】 データビット数を内部で圧縮してテスト
    結果を一部の出力ピンに出力するテストモードを有する
    半導体装置の出力回路において、テストモードの出力結
    果を出力する1又は複数の第1の出力回路部とテストモ
    ードの出力結果を出力しない1又は複数の第2の出力回
    路部とを有し、前記第1の出力回路部は、電源と接地と
    の間に直列接続されたハイ出力用のMOSトランジスタ
    及びロウ出力用のMOSトランジスタと、これらのトラ
    ンジスタの相互接続点に接続された出力端子と、前記ハ
    イ出力用トランジスタのゲートに第1ラッチ回路を介し
    てハイ又はロウの信号を入力させる第1手段と、前記ロ
    ウ出力用トランジスタのゲートに第2ラッチ回路を介し
    てハイ又はロウの信号を入力させる第2手段と、を有
    し、前記第2の出力回路部は、電源と接地との間に直列
    接続されたハイ出力用のMOSトランジスタ及びロウ出
    力用のMOSトランジスタと、これらのトランジスタの
    相互接続点に接続された出力端子と、前記ハイ出力用ト
    ランジスタのゲートに第3ラッチ回路を介してハイ又は
    ロウの信号を入力させる第3手段と、前記ロウ出力用ト
    ランジスタのゲートに第4ラッチ回路を介してハイ又は
    ロウの信号を入力させる第4手段と、を有し、テストモ
    ード時には、テストモードを示す信号を前記第1及び第
    2ラッチ回路に与えてそのトランスファトランジスタを
    閉じると共に、前記第3及び第4ラッチ回路にも前記テ
    ストモードを示す信号を与えて前記ハイ出力用及びロウ
    出力用トランジスタをオフすることを特徴とするテスト
    モードを有する半導体装置の出力回路。
  3. 【請求項3】 前記第3及び第4ラッチ回路は、出力端
    が前記ハイ出力用又はロウ出力用トランジスタのゲート
    に接続されたインバータと、このインバータの出力端に
    入力端が接続され前記インバータの入力端に出力端が接
    続されたNAND素子と、前記NAND素子の他方の入
    力端に出力端が接続されたNOR素子と、を有し、前記
    NOR素子には、電源投入信号及びテストモード信号を
    入力することを特徴とする請求項2に記載のテストモー
    ドを有する半導体装置の出力回路。
  4. 【請求項4】 前記第3及び第4ラッチ回路は、出力端
    が前記ハイ出力用又はロウ出力用トランジスタのゲート
    に接続されたNOR素子と、このNOR素子の出力端に
    入力端が接続され前記NOR素子の一方の入力端に出力
    端が接続されたNAND素子と、前記NAND素子の他
    方の入力端に出力端が接続されたインバータと、を有
    し、前記インバータには電源投入信号を入力し、前記N
    OR素子の他方の入力端には、テストモード信号を入力
    することを特徴とする請求項2に記載のテストモードを
    有する半導体装置の出力回路。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2ラッチ回路は、出力端
    が前記ハイ出力用又はロウ出力用トランジスタのゲート
    に接続されたインバータと、このインバータの出力端に
    入力端が接続されたNAND素子と、このNAND素子
    の出力端と前記インバータの入力端との間に接続された
    トランスファトランジスタと、を有し、前記NAND素
    子の他方の入力端には電源投入信号の反転信号を入力す
    ると共に、前記トランスファトランジスタのゲートには
    テストモード信号の反転信号を入力することを特徴とす
    る請求項2に記載のテストモードを有する半導体装置の
    出力回路。
  6. 【請求項6】 前記第1の出力回路部は、テスト結果出
    力信号及び電源投入信号の反転信号が入力されるNAN
    D回路と、このNAND回路の出力端と前記インバータ
    の入力端との間に接続された第2トランスファゲートと
    を有し、この第2トランスファトランジスタのゲートに
    はテストモード信号を入力することを特徴とする請求項
    2乃至5のいずれか1項に記載のテストモードを有する
    半導体装置の出力回路。
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