JP3091545B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP3091545B2
JP3091545B2 JP03340237A JP34023791A JP3091545B2 JP 3091545 B2 JP3091545 B2 JP 3091545B2 JP 03340237 A JP03340237 A JP 03340237A JP 34023791 A JP34023791 A JP 34023791A JP 3091545 B2 JP3091545 B2 JP 3091545B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
に関し、例えば5V系の電源電圧により動作する半導体
集積回路装置に搭載され、約3V系のCMOS(相補型
MOS)レベルに対応したTTL(トランジスタ・トラ
ンジスタ・ロジック)出力信号を形成するものに利用し
て有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, for example, a TTL (Complementary MOS) level compatible with a CMOS (complementary MOS) level of about 3 V, which is mounted on a semiconductor integrated circuit device operated by a 5 V power supply voltage. The present invention relates to a technique which is effective when used for forming an output signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】低電圧用動作を考慮したCMOS回路の
国際的なインターフェイス仕様として、1984年JE
DEC STANDARD No.8に記述されているLVCMOS
(LowVoltage CMOS) やLVBO(Low Voltage Battery
Operated CMOS)がある。
2. Description of the Related Art An international interface specification of a CMOS circuit considering a low voltage operation is described in 1984 JE.
LVCMOS described in DEC STANDARD No.8
(LowVoltage CMOS) and LVBO (Low Voltage Battery)
Operated CMOS).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本願発明者にあって
は、上記のような低電圧で動作する半導体集積回路装置
が開発されても、当面の間は従来のような5V系の半導
体集積回路装置と、上記約3V系のような低電圧で動作
する半導体集積回路装置とを混在させて1つのディジタ
ル情報処理システムが構成されることを考慮し、5V系
のTTL出力インターフェイスにより上記低電圧の半導
体集積回路装置に対応した出力信号を形成する機能を付
加することを考えた。この発明の目的は、所望のレベル
リミッタ機能を持つTTLインターフェイスの出力回路
を持つ半導体集積回路装置を提供することにある。この
発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
The inventor of the present application has developed a conventional 5 V type semiconductor integrated circuit for the time being, even if a semiconductor integrated circuit device operating at a low voltage as described above has been developed. Considering that one digital information processing system is configured by mixing the device and the above-mentioned semiconductor integrated circuit device operating at a low voltage such as about 3 V system, the low voltage of the low voltage is provided by a 5 V system TTL output interface. It has been considered to add a function of forming an output signal corresponding to a semiconductor integrated circuit device. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having a TTL interface output circuit having a desired level limiter function. 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.

【0004】[0004]

【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簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、TTLインターフェイス出
力回路の動作電圧に比べて低くされた低電圧系回路の信
号レベルに対応した基準電圧と、上記出力回路の出力信
号とをコンパレータにより比較し、このコンパレータの
出力信号により上記出力信号が上記基準電圧に対応した
所望のレベルになるよう可変インピーダンス素子を制御
する。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application. That is, the comparator compares a reference voltage corresponding to the signal level of the low-voltage circuit, which is lower than the operating voltage of the TTL interface output circuit, with the output signal of the output circuit, and the output signal of the comparator compares the output signal. The variable impedance element is controlled so that the signal has a desired level corresponding to the reference voltage.

【0005】[0005]

【作用】上記した手段によれば、基準電圧の設定により
任意にレベル制限された低電圧系回路用に対応した信号
を形成することができる。
According to the above-mentioned means, it is possible to form a signal corresponding to a low-voltage circuit whose level is arbitrarily limited by setting a reference voltage.

【0006】[0006]

【実施例】図1には、この発明に係るTTLインターフ
ェイス出力回路の一実施例の回路図が示されている。同
図の各回路素子は、Bi−CMOS回路の製造技術によ
り、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上におい
て形成される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a TTL interface output circuit according to the present invention. Each circuit element shown in the figure is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by a Bi-CMOS circuit manufacturing technique.

【0007】TTL回路又はCMOS回路とTTL出力
回路とを組み合わせたBi−CMOS回路により形成さ
れた信号AとBにより、エミッタフォロワ出力トランジ
スタT1とMOSFETQ1とが相補的にスイッチ制御
される。上記トランジスタT1のエミッタとMOSFE
TQ1のドレインとの間には、ベースとコレクタが共通
接続されることによってダイオード形態にされたトラン
ジスタT2がレベルシフト手段として設けられる。上記
レベルシフト用のトランジスタT2とMOSFETQ1
の共通接続点は外部端子OUTに接続され、この外部端
子OUTから出力信号が送出される。
[0007] Signals A and B formed by a TTL circuit or a Bi-CMOS circuit in which a CMOS circuit and a TTL output circuit are combined, switch the emitter follower output transistor T1 and MOSFET Q1 in a complementary manner. The emitter of the transistor T1 and the MOSFE
Between the drain of TQ1, a transistor T2 in the form of a diode by connecting the base and the collector in common is provided as a level shift means. The level shift transistor T2 and MOSFET Q1
Are connected to an external terminal OUT, and an output signal is transmitted from the external terminal OUT.

【0008】この実施例では、上記TTL出力回路の動
作電圧VCCは、5Vのような電圧とされる。これに対
して、外部端子OUTには3.3V系のメモリ又はマイ
クロプロセッサ等のような半導体集積回路装置が接続さ
れる。TTLインターフェイスによる出力回路では、ハ
イレベルの出力信号VOHは、約VCC−2VBEによ
り決定される。ここで、VBEは、トランジスタT1,
T2のベース,エミッタ間電圧である。それ故、上記出
力信号VOHは、電源電圧VCCの上昇とともに上昇
し、3.3Vのような低動作電圧より高くなってしま
う。このように動作電圧より高い信号が外部から供給さ
れると、それに接続されるMOSFETのドレインやソ
ースといったような半導体領域に内部電圧より高い電圧
が供給されることによるラッチアップ等が生じ易くなる
という危険性が高くなるという問題が生じる。
In this embodiment, the operating voltage VCC of the TTL output circuit is a voltage such as 5V. On the other hand, a semiconductor integrated circuit device such as a 3.3 V memory or a microprocessor is connected to the external terminal OUT. In the output circuit using the TTL interface, the high-level output signal VOH is determined by about VCC-2VBE. Here, VBE is the transistor T1,
This is the base-emitter voltage of T2. Therefore, the output signal VOH increases with an increase in the power supply voltage VCC, and becomes higher than a low operation voltage such as 3.3V. When a signal higher than the operating voltage is supplied from the outside in this manner, latch-up or the like due to the supply of a voltage higher than the internal voltage to a semiconductor region such as a drain or a source of a MOSFET connected thereto is likely to occur. There is a problem that the risk increases.

【0009】この実施例では、上記のようなTTL出力
回路に次のようなレベルリミッタ機能を持つ電位設定回
路を付加し、電源電圧VCCに依存しないで所望のレベ
ルに制限されたハイレベルの出力信号VOHを得るよう
にするものである。すなわち、上記TTL出力回路のN
チャンネル型MOSFETQ1には、並列形態にレベル
リミッタ用のトランジスタT3を設け、そのベースには
基準電圧VxとTTL出力信号を受けるコンパレータC
Pを設ける。上記基準電圧Vxは、TTL出力信号を受
ける、半導体集積回路装置の入力信号レベルに対応して
決定される。例えば、3.3Vの低電圧で動作するもの
では、上記基準電圧Vxは3.3Vに設定される。
In this embodiment, a potential setting circuit having the following level limiter function is added to the TTL output circuit as described above, and a high-level output limited to a desired level independently of the power supply voltage VCC is provided. This is to obtain the signal VOH. That is, N of the TTL output circuit
The channel type MOSFET Q1 is provided with a transistor T3 for a level limiter in a parallel form, and the base thereof has a comparator C receiving a reference voltage Vx and a TTL output signal.
P is provided. The reference voltage Vx is determined according to the input signal level of the semiconductor integrated circuit device that receives the TTL output signal. For example, in the case of operating at a low voltage of 3.3 V, the reference voltage Vx is set to 3.3 V.

【0010】この実施例回路の動作を、図3の動作波形
図に参照して次に説明する。出力信号がロウレベルから
ハイレベルに変化し、その時の電源電圧VCCが比較的
高くされることにより、出力信号が約3.3Vに対応し
た基準電圧Vxを越えると、コンパレータCPの出力信
号がロウレベルからハイレベルに変化してトランジスタ
T3がオン状態とする。このトランジスタT3のオン状
態により出力信号レベルの上昇を上記基準電圧Vxに対
応した電圧に制限するものである。すなわち、トランジ
スタT3は、可変インピーダンス素子として作用し、上
記コンパレータCP及びトランジスタT3からなる帰還
経路によりTTL出力信号を基準電圧Vxに対応させて
安定させる。
The operation of the circuit of this embodiment will now be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. When the output signal changes from the low level to the high level and the power supply voltage VCC at that time is made relatively high, when the output signal exceeds the reference voltage Vx corresponding to about 3.3 V, the output signal of the comparator CP changes from the low level to the high level. Level and the transistor T3 is turned on. The ON state of the transistor T3 limits the rise of the output signal level to a voltage corresponding to the reference voltage Vx. That is, the transistor T3 acts as a variable impedance element, and stabilizes the TTL output signal in accordance with the reference voltage Vx by the feedback path including the comparator CP and the transistor T3.

【0011】図2には、上記コンパレータCPの一実施
例の回路図が示されている。この実施例では、トランジ
スタT4を用い、そのベースにTTL出力信号を供給
し、エミッタに基準電圧を供給する。この場合、基準電
圧は、制限しようとする電圧レベルそのものではなく、
制限しようとする出力電圧より、トランジスタT4のベ
ース,エミッタ間電圧VBEだけ低くされた電圧であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of the comparator CP. In this embodiment, a transistor T4 is used, a TTL output signal is supplied to its base, and a reference voltage is supplied to its emitter. In this case, the reference voltage is not the voltage level itself to be limited, but
This voltage is lower than the output voltage to be limited by the voltage VBE between the base and the emitter of the transistor T4.

【0012】基準電圧は、次の回路により形成される。
トランジスタT6と、そのベースとエミッタに設けられ
た抵抗R5及びベースとコレクタに設けられた抵抗R4
は、第1の定電圧回路を構成する。同様な構成にされた
トランジスタT5及び抵抗R2,R3は、第2の定電圧
回路を構成する。トランジスタT6のベース,エミッタ
定電圧により、抵抗R5に定電流I(=VBE/R5)
を形成し、この定電流Iを抵抗R4に流すことにより、
トランジスタT6のコレクタとエミッタ間において、V
BE(1+R4/R5)のような定電圧を形成する。同
様に、トランジスタT5と抵抗R2,R3により、定電
圧VBE(1+R2/R3)を形成する。これらの定電
圧を加算してコンパレータとして作用するトランジスタ
T4のエミッタに供給する。トランジスタT4のベース
には、抵抗R1を介してTTL出力信号が供給される。
The reference voltage is formed by the following circuit.
A transistor T6, a resistor R5 provided at its base and emitter, and a resistor R4 provided at its base and collector
Constitutes a first constant voltage circuit. The transistor T5 and the resistors R2 and R3 having the same configuration constitute a second constant voltage circuit. The constant current I (= VBE / R5) is applied to the resistor R5 by the base and emitter constant voltages of the transistor T6.
And flowing this constant current I through the resistor R4,
V is applied between the collector and the emitter of the transistor T6.
A constant voltage such as BE (1 + R4 / R5) is formed. Similarly, a constant voltage VBE (1 + R2 / R3) is formed by the transistor T5 and the resistors R2 and R3. These constant voltages are added and supplied to the emitter of the transistor T4 acting as a comparator. The TTL output signal is supplied to the base of the transistor T4 via the resistor R1.

【0013】TTL出力回路の出力端子と回路の接地電
位点との間に設けられるレベルリミッタとして動作する
トランジスタT3には、エージング等による高電圧供給
時の電流制限を行うためにエミッタ抵抗R6と、この抵
抗R6により生じた電圧がベース,エミッタに供給され
るトランジスタT7が設けられる。このトランジスタT
7のコレクタは、上記トランジスタT3のベースと接続
される。
The transistor T3, which operates as a level limiter provided between the output terminal of the TTL output circuit and the ground potential point of the circuit, has an emitter resistor R6 for limiting current when a high voltage is supplied due to aging, etc. A transistor T7 is provided in which a voltage generated by the resistor R6 is supplied to a base and an emitter. This transistor T
The collector of the transistor 7 is connected to the base of the transistor T3.

【0014】この実施例のコンパレータと電流制限回路
の動作は、次の通りである。TTL出力信号が上記基準
電圧+VBE以下のときには、トランジスタT4がオフ
状態であり、これに応じてトランジスタT3にもベース
電流が供給されないからオフ状態となっている。TTL
出力信号が上記基準電圧+VBE以上に高くされると、
トランジスタT4がオン状態となり、上記定電圧回路の
定電圧動作に必要な電流供給とトランジスタT3にベー
ス電流を供給する。これにより、トランジスタT3がオ
ン状態となり、レベル制限動作を開始する。
The operation of the comparator and the current limiting circuit of this embodiment is as follows. When the TTL output signal is equal to or lower than the reference voltage + VBE, the transistor T4 is off, and accordingly, the base current is not supplied to the transistor T3, so that the transistor T4 is off. TTL
When the output signal is made higher than the reference voltage + VBE,
The transistor T4 is turned on, and supplies a current necessary for the constant voltage operation of the constant voltage circuit and a base current to the transistor T3. As a result, the transistor T3 is turned on, and the level limiting operation starts.

【0015】TTL出力回路VCCがエージング等によ
り比較的高くされることに応じて、トランジスタT3に
比較的大きな電流が流れうとする。しかし、このとき
にはトランジスタT7がオン状態となり、トランジスタ
T3によりレベル制限動作を解除してTTL出力信号を
電源電圧VCCに対応して高くするものである。
[0015] In response to the TTL output circuit VCC is relatively high by aging or the like, Utosuru by relatively large current flows through the transistor T3. However, at this time, the transistor T7 is turned on, the level limiting operation is released by the transistor T3, and the TTL output signal is raised corresponding to the power supply voltage VCC.

【0016】図4には、この発明に係るTTLインター
フェイス出力回路の他の一実施例の回路図が示されてい
る。この実施例では、前記のようなレベル制限回路をエ
ミッタフォロワ出力トランジスタT1のベース側に設け
るものである。このときの基準電圧Vxは、制限しよう
とする出力レベルをVOH’とすると、VOH+2VB
Eのような電圧に設定される。すなわち、電源電圧VC
Cが高くされることにより出力トランジスタT1のベー
ス電位が高くなろうとすると、そのレベルを電源電圧V
CCの上昇に無関係にVOH’+2VBEに制限するこ
とにより、所望の出力電圧VOH’を得ることができ
る。この実施例においても、上記図2に示したような定
電圧回路を用いたコンパレータを利用することができ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the TTL interface output circuit according to the present invention. In this embodiment, the above-described level limiting circuit is provided on the base side of the emitter follower output transistor T1. At this time, assuming that the output level to be limited is VOH ', the reference voltage Vx is VOH + 2VB
A voltage such as E is set. That is, the power supply voltage VC
When the base potential of the output transistor T1 is to be increased by increasing C, the level is changed to the power supply voltage V
A desired output voltage VOH 'can be obtained by limiting the voltage to VOH' + 2VBE regardless of the rise of CC. Also in this embodiment, a comparator using a constant voltage circuit as shown in FIG. 2 can be used.

【0017】図5には、この発明が適用されるマイクロ
コンピュータシステムの一実施例のブロック図が示され
ている。メモリ装置MECは、例えばメモリカードのよ
うな外部メモリ装置とされ、メモリカードに含まれる各
回路ブロックのうち、電池を除く各回路ブロックは、そ
れぞれ1チップからなるCMOS集積回路装置により構
成される。これらの複数からなる半導体チップは、特に
制限されないが、カード状のパッケージに上記電池とと
もに一体的に収納される。
FIG. 5 is a block diagram showing one embodiment of a microcomputer system to which the present invention is applied. The memory device MEC is an external memory device such as a memory card, for example, and among the circuit blocks included in the memory card, each of the circuit blocks except for the battery is configured by a CMOS integrated circuit device including one chip. Although not particularly limited, the plurality of semiconductor chips are integrally housed together with the battery in a card-shaped package.

【0018】半導体メモリRAMは、1ないしNからな
る複数個から構成され、その各半導体メモリRAMは、
制御端子CT、データ端子DT及びアドレス端子ATを
持っている。コントロールバスCB2,3、データバス
DB2及びアドレスバスAB2は、それぞれ複数本の信
号からなる。上記各制御端子CT、データ端子DT、ア
ドレス端子AT及び端子T5〜T8は、コントロー
ルバスCB、データバスDB及びアドレスバスABの信
号線数に対応して設けられている。このようにN個の半
導体メモリRAMを用いることより、メモリカードとし
ての記憶容量は、1つのRAMが持つ記憶容量のN倍に
される。
The semiconductor memory RAM is composed of a plurality of 1 to N, each of which is
It has a control terminal CT, a data terminal DT, and an address terminal AT. Each of the control buses CB2 and CB3, the data bus DB2 and the address bus AB2 is composed of a plurality of signals. Each control terminal CT, the data terminal DT, address terminals AT and the terminal T C 5~T C 8 are provided corresponding to the number of signal lines of the control bus CB, a data bus DB and an address bus AB. By using the N semiconductor memory RAMs, the storage capacity of the memory card is set to N times the storage capacity of one RAM.

【0019】特に制限されないが、半導体メモリRAM
は、アドレス選択用MOSFETと情報記憶用キャパシ
タとからなるダイナミック型メモリセルを用いつつ、入
出力インターフェイスがスタティックRAMと互換性を
持つようにされた擬似スタティック型RAM(以下、単
にPSRAMという場合がある。)により構成される。
上記のようにメモリセルとしてダイナミック型メモリセ
ルを用いることにより、メモリカード等のように限られ
た実装スペースのもとにおいても比較的大きな記憶容量
が実現できる。この構成に代え、スタティック型RAM
を用いるものであってもよい。
Although not particularly limited, a semiconductor memory RAM
Is a pseudo-static RAM (hereinafter simply referred to as PSRAM) in which an input / output interface is made compatible with a static RAM while using a dynamic memory cell including an address selection MOSFET and an information storage capacitor. .).
By using a dynamic memory cell as a memory cell as described above, a relatively large storage capacity can be realized even in a limited mounting space such as a memory card. Instead of this configuration, a static RAM
May be used.

【0020】コントロール回路CONTは、上記1ない
し複数からなる半導体メモリRAMの選択と動作モード
の制御を行う。すなわち、コントロール回路CONT
は、コントロール信号専用端子T5を介してマイクロ
コンピュータシステムMCSの端子T1に接続され
る。コントロール回路CONTは、マイクロプロセッサ
MPUからのコントロールバスCB1及び端子T1を
介して出力された制御信号を受けて、上位ビットのシス
テムアドレスを解読してN個の中から1つの半導体メモ
リRAMを選択するチップイネーブル信号の生成、リー
ド/ライト制御のためのライトイネーブル信号及びアウ
トプットイネーブル信号等の生成を行う。
The control circuit CONT selects one or a plurality of the semiconductor memory RAMs and controls the operation mode. That is, the control circuit CONT
Is connected to a terminal T C1 of the microcomputer system MCS via a control signal dedicated terminal T C5 . The control circuit CONT receives the control signal output from the microprocessor MPU via the control bus CB1 and the terminal T C1 , decodes the upper bit system address, and stores one of the N semiconductor memory RAMs. A chip enable signal to be selected, a write enable signal for read / write control, an output enable signal, and the like are generated.

【0021】上記半導体メモリRAMのデータ端子DT
に接続されるデータバスDB2は、データ専用端子T
6に接続される。上記半導体メモリRAMのアドレス端
子ATに接続されるアドレスバスAB2は、アドレス専
用端子T7に接続される。
The data terminal DT of the semiconductor memory RAM
Data bus DB2 connected to the data-only terminal T C
6 is connected. An address bus AB2 connected to an address terminal AT of the semiconductor memory RAM is connected to an address dedicated terminal T C7 .

【0022】電源制御回路PWRは、メモリカードME
Cの内部に搭載される電池(リチウム等)の電池電圧
と、電源電圧用端子T8を介してマイクロコンピュー
タシステムMCS電源回路PCKTから供給される電
源電圧とを受け、その動作モードに応じて上記電圧を切
り換えて内部の半導体メモリRAMやコントロール回路
CONTに供給する。例えば、半導体メモリRAMがデ
ータ保持状態にあるとき、電源制御回路PWRはメモリ
カードMECの内部に搭載される電池の電圧を供給す
る。これに対して、この実施例のメモリカードMECが
マイクロコンピュータシステムMCSに接続されて、リ
ード/ライト動作が行われるときには、マイクロコンピ
ュータシステムMCSを動作させる電源電圧に切り換え
るようにするものである。この場合、マイクロコンピュ
ータシステムMCSは、特に制限されないが、ラップト
ップ型又はノートブック型あるいはパームトップ型のよ
うに携帯可能なマイクロコンピュータシステムや各種パ
ーソナルコンピュータを構成する。
The power supply control circuit PWR includes a memory card ME
Receiving a battery voltage of the battery (lithium or the like) mounted in the interior of the C, and a power supply voltage supplied from the power supply circuit PCKT microcomputer system MCS via the supply voltage terminals T C 8, depending on the operating mode To switch the voltage and supply it to the internal semiconductor memory RAM and control circuit CONT. For example, when the semiconductor memory RAM is in a data holding state, the power supply control circuit PWR supplies a voltage of a battery mounted inside the memory card MEC. On the other hand, when the memory card MEC of this embodiment is connected to the microcomputer system MCS and a read / write operation is performed, the memory card MEC is switched to a power supply voltage for operating the microcomputer system MCS. In this case, the microcomputer system MCS constitutes a portable microcomputer system such as a laptop type, a notebook type or a palmtop type, and various personal computers, although not particularly limited.

【0023】マイクロコンピュータシステムMCSの各
回路ブロック(電源回路に搭載される電池とディスプレ
イを除く)は、それぞれ1チップからなる半導体集積回
路により構成される。マイクロコンピュータシステムM
CSは、マイクロプロセッサMPUが実行するための命
令が書き込まれているプログラムメモリPMEM及びマ
イクロプロセッサMPUがプログラムメモリPMEMか
らの命令に従って処理すべきデータあるいは処理された
データを蓄えるデータメモリDMEMを持っている。レ
ベル変換回路LCは、例えばデータメモリDMEMに蓄
えられているデータをディスプレイ表示用に信号レベル
を変換する。
Each circuit block of the microcomputer system MCS (excluding the battery and the display mounted on the power supply circuit) is constituted by a semiconductor integrated circuit consisting of one chip. Microcomputer system M
The CS has a program memory PMEM in which instructions to be executed by the microprocessor MPU are written, and a data memory DMEM in which data to be processed by the microprocessor MPU according to instructions from the program memory PMEM or data processed is stored. . The level conversion circuit LC converts the signal level of the data stored in the data memory DMEM for display display, for example.

【0024】マイクロプロセッサMPU、プログラムメ
モリPMEM、データメモリDMEM及びレベル変換回
路LCは、コントロールバスCB1、データバスDB1
及びアドレスバスAB1により結合されている。また、
マイクロプロセッサMPU、プログラムメモリPME
M、データメモリDMEMの各回路は、電源回路PCK
Tから動作用の電源電圧が供給される。
The microprocessor MPU, the program memory PMEM, the data memory DMEM, and the level conversion circuit LC include a control bus CB1, a data bus DB1.
And an address bus AB1. Also,
Microprocessor MPU, program memory PME
M, each circuit of the data memory DMEM is a power supply circuit PCK
A power supply voltage for operation is supplied from T.

【0025】例えば、上記半導体メモリRAMとして1
個当たりのデータ保持電流が5μAのものを4個用いて
メモリカードMECを構成し、データ保持状態のときの
みそれに搭載される公称容量が250mAhでCR24
30タイプのリチウム電池を用いるようにしたとする
と、約520日もの長期にわたって電池の交換が必要な
くできる。
For example, as the semiconductor memory RAM, 1
A memory card MEC is configured by using four pieces each having a data retention current of 5 μA per unit, and has a nominal capacity of 250 mAh and a CR24 only in the data retention state.
If 30 types of lithium batteries are used, the batteries need not be replaced for as long as about 520 days.

【0026】上記のようなマイクロコンピュータシステ
ムにおいて、外部メモリ装置MECが低消費電力化のた
めに3.3Vのような低電圧で動作するものでは、マイ
クロコンピュータMPUやデータメモリDMEM及びマ
イクロプロセッサメモリPMEMは、それに合わせて約
3V系の信号レベルによりデータ転送を行う必要から、
電源電圧VCCが約5Vのように比較的高いにもかかわ
らず、TTLインターフェイスによる出力回路には、上
記のようなレベルリミッタ機能が付加される。
In the microcomputer system as described above, if the external memory device MEC operates at a low voltage such as 3.3 V to reduce power consumption, the microcomputer MPU, the data memory DMEM, and the microprocessor memory PMEM Is necessary to perform data transfer with the signal level of about 3V system in accordance with it.
Although the power supply voltage VCC is relatively high, such as about 5 V, the above-described level limiter function is added to the output circuit using the TTL interface.

【0027】また、マイクロプロセッサMPUが3.3
Vのような低電圧で動作し、データメモリDMMやプ
ログラムメモリPMEMを既存の5V系の電源電圧VC
Cにより動作するものでは、これらのメモリDMEMや
PMEMの出力回路として、上記レベル制限機能を持つ
TTL出力回路が用いられる。
The microprocessor MPU is 3.3
It operates at a low voltage, such as V, and the data memory DM E M and program memory PMEM existing 5V system power supply voltage VC
In the case of operation by C, a TTL output circuit having the above-mentioned level limiting function is used as an output circuit of these memories DMEM and PMEM.

【0028】この実施例のようなレベル制限機能を持つ
電位設定回路が設けられたTTL出力回路は、それをそ
のまま5V系の半導体集積回路装置の入力信号として用
いることができる。それ故、この発明に係る半導体集積
回路装置は、3V系の低電圧用の半導体集積回路装置の
他に5V系の半導体集積回路装置にも接続できるものと
なる。
A TTL output circuit provided with a potential setting circuit having a level limiting function as in this embodiment can be used as it is as an input signal of a 5-V semiconductor integrated circuit device. Therefore, the semiconductor integrated circuit device according to the present invention can be connected to a 5 V system semiconductor integrated circuit device in addition to a 3 V system low voltage semiconductor integrated circuit device.

【0029】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) TTLインターフェイス出力回路の動作電圧に
比べて低くされた低電圧系回路の信号レベルに対応した
基準電圧と、上記出力回路の出力信号とをコンパレータ
により比較し、このコンパレータの出力信号により上記
出力信号が上記基準電圧に対応した所望のレベルになる
よう可変インピーダンス素子を制御することにより、任
意のレベル制限された低電圧系回路用に対応した出力信
号を形成することができるという効果が得られる。 (2) コンパレータとしてトランジスタを用い、その
エミッタにトランジスタと抵抗素子からなる定電圧回路
を接続することにより、簡単で精度の高い電圧制御動作
を行うことができるという効果が得られる。 (3) TTL出力信号を制御することにより、周辺に
接続される半導体素子のラッチアップ現象を防止するこ
とができるという効果が得られる。
The functions and effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) a comparator compares a reference voltage corresponding to a signal level of a low-voltage circuit, which is lower than an operation voltage of a TTL interface output circuit, with an output signal of the output circuit, and outputs an output signal of the comparator. By controlling the variable impedance element so that the output signal has a desired level corresponding to the reference voltage, an output signal corresponding to an arbitrary level-limited low-voltage circuit can be formed. Is obtained. (2) By using a transistor as a comparator and connecting a constant voltage circuit including a transistor and a resistance element to the emitter, a simple and accurate voltage control operation can be performed. (3) By controlling the TTL output signal, it is possible to obtain an effect that a latch-up phenomenon of a semiconductor element connected to the periphery can be prevented.

【0030】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
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。例えば、TT
L出力回路は、MOSFETQ1に代えてトランジスタ
を用いるものであってもよい。また、可変インピーダン
ス素子としてはトランジスタの他にMOSFETを用い
ることができるものである。半導体集積回路装置は、B
i−CMOS回路により構成されるもの他、バイポー
ラ型トランジスタによるTTL回路から構成されてもよ
い。この発明は、ディジタル処理システムを構成し、T
TLインターフェイスの出力回路を持つ各種半導体集積
回路装置に広く利用できる。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, TT
The L output circuit may use a transistor instead of the MOSFET Q1. As the variable impedance element, a MOSFET can be used in addition to the transistor. The semiconductor integrated circuit device is B
others are constituted by i-CMOS circuit may consist TTL circuit of bipolar transistors. The present invention constitutes a digital processing system.
It can be widely used for various semiconductor integrated circuit devices having a TL interface output circuit.

【0031】[0031]

【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
記の通りである。すなわち、TTLインターフェイス出
力回路の動作電圧に比べて低くされた低電圧系回路の信
号レベルに対応した基準電圧と、上記出力回路の出力信
号とをコンパレータにより比較し、このコンパレータの
出力信号により上記出力信号が上記基準電圧に対応した
所望のレベルになるよう可変インピーダンス素子を制御
することにより、任意のレベル制限された低電圧系回路
用に対応した出力信号を形成することができる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the comparator compares a reference voltage corresponding to the signal level of the low-voltage circuit, which is lower than the operating voltage of the TTL interface output circuit, with the output signal of the output circuit, and the output signal of the comparator compares the output signal. By controlling the variable impedance element so that the signal has a desired level corresponding to the reference voltage, an output signal corresponding to an arbitrary level-limited low-voltage circuit can be formed.

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

【図1】この発明に係るTTLインターフェイス出力回
路の一実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a TTL interface output circuit according to the present invention.

【図2】この発明に係るTTLインターフェイス出力回
路の具体的一実施例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific embodiment of a TTL interface output circuit according to the present invention.

【図3】その動作の一例を説明するための波形図であ
る。
FIG. 3 is a waveform chart for explaining an example of the operation.

【図4】この発明に係るTTLインターフェイス出力回
路の他の一実施例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the TTL interface output circuit according to the present invention.

【図5】この発明が適用されるマイクロコンピュータシ
ステムの一実施例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a microcomputer system to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T1…エミッタフォロワ出力トランジスタ、T2…レベ
ルシフト用トランジスタ、Q1…出力MOSFET、T
3…レベル制限用トランジスタ(可変インピーダン
ス)、CP…コンパレータ、T4…コンパレータ用トラ
ンジスタ、T5,T6…定電圧用トランジスタ、R1…
ベース抵抗、R2〜R5…定電圧用抵抗、MEC…メモ
リカード(メモリ装置)、MCS…マイクロコンピュー
タシステム、MPU…マイクロプロセッサ、PMEM…
プログラムメモリ、DMEM…データメモリ、CB1〜
CB3…コントロールバス、AB1,AB2…アドレス
バス、DB1,DB2…データバス、PCKT…電源回
路、CONT…コントロール回路、PWR…電源制御回
路、BAT…電池。
T1: emitter follower output transistor, T2: level shift transistor, Q1: output MOSFET, T
3 ... Level limiting transistor (variable impedance), CP ... Comparator, T4 ... Comparator transistor, T5, T6 ... Constant voltage transistor, R1 ...
Base resistors, R2 to R5: constant voltage resistors, MEC: memory card (memory device), MCS: microcomputer system, MPU: microprocessor, PMEM ...
Program memory, DMEM… Data memory, CB1
CB3: Control bus, AB1, AB2: Address bus, DB1, DB2: Data bus, PCKT: Power circuit, CONT: Control circuit, PWR: Power control circuit, BAT: Battery.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋岡 隆志 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/0175 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Akioka 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03K 19/0175

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 TTLインターフェイスの出力回路と、
この出力信号と上記TTLインターフェイス出力回路の
動作電圧に比べて低くされた低電圧系回路の信号レベル
に対応した基準電圧とを比較するコンパレータと、この
コンパレータの出力信号により上記基準電圧に対応した
所望の出力レベルになるよう制御される可変インピーダ
ンス素子とを含むことを特徴とする半導体集積回路装
置。
An output circuit of a TTL interface,
A comparator for comparing the output signal with a reference voltage corresponding to the signal level of the low-voltage circuit which is lower than the operating voltage of the TTL interface output circuit, and a desired signal corresponding to the reference voltage based on the output signal of the comparator. And a variable impedance element controlled to attain an output level of the semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 上記コンパレータは、トランジスタのコ
レクタとベース及びベースとエミッタ間にそれぞれ抵抗
が設けられ、エミッタとコレクタ間から定電圧を得る2
つのレベルシフト回路が直列形態にされてエミッタに接
続され、ベースに上記出力回路が供給されるトランジス
タからなり、可変インピーダンス素子は上記2つのレベ
ルシフト回路の接続点にベースが接続されたトランジス
タからなるものであることを特徴とする請求項1の半導
体集積回路装置。
2. The comparator according to claim 1, wherein a resistor is provided between a collector and a base of the transistor and between the base and the emitter, and a constant voltage is obtained between the emitter and the collector.
Two level shift circuits are connected in series and connected to the emitter, and the base is made up of a transistor whose output circuit is supplied. The variable impedance element is made up of a transistor whose base is connected to a connection point of the two level shift circuits. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記TTLインターフェイス出力回路
は、エミッタフォロワ出力トランジスタと、そのエミッ
タにレベルシフト用ダイオードを介して出力MOSFE
Tが接続されてなり、5V系の半導体集積回路装置によ
り設けられるものであり、その出力信号は3V系の回路
に供給されるものであることを特徴とする請求項1又は
請求項2の半導体集積回路装置。
3. The TTL interface output circuit comprises: an emitter follower output transistor and an output MOSFE connected to the emitter via a level shift diode.
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein T is connected to the semiconductor integrated circuit device, and the output signal is supplied to a 3V system circuit. Integrated circuit device.
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