JP3457392B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP3457392B2
JP3457392B2 JP21331494A JP21331494A JP3457392B2 JP 3457392 B2 JP3457392 B2 JP 3457392B2 JP 21331494 A JP21331494 A JP 21331494A JP 21331494 A JP21331494 A JP 21331494A JP 3457392 B2 JP3457392 B2 JP 3457392B2
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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】本発明は、半導体集積回路に関す
る。特に、出力バッファ回路におけるノイズを低減させ
た半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit. In particular, it relates to a semiconductor integrated circuit in which noise in an output buffer circuit is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年半導体集積回路は、様々な分野にお
いて幅広く用いられている。この半導体集積回路を構成
するトランジスタは、回路が微細化されているため、極
めて小さく形成されている。そのため、半導体集積回路
内部の信号を外部に取り出す際には、駆動能力の大きな
出力バッファを介して信号が取り出されることが多い。
2. Description of the Related Art Recently, semiconductor integrated circuits have been widely used in various fields. The transistor that constitutes this semiconductor integrated circuit is extremely small because the circuit is miniaturized. Therefore, when a signal inside the semiconductor integrated circuit is taken out, the signal is often taken out through an output buffer having a large driving capability.

【0003】従来の出力バッファの回路図の一例が図8
に示されている。図8に示されているように、従来の出
力バッファは、2つのインバータを直列に接続した構成
をなしている。このうち、出力パッド10側のインバー
タを構成するトランジスタは、一般に最終段トランジス
タと呼ばれる。また、入力端子12側のインバータはプ
リバッファと呼ばれる。
An example of a circuit diagram of a conventional output buffer is shown in FIG.
Is shown in. As shown in FIG. 8, the conventional output buffer has a configuration in which two inverters are connected in series. Of these, the transistor that constitutes the inverter on the output pad 10 side is generally called the final stage transistor. The inverter on the input terminal 12 side is called a prebuffer.

【0004】このような構成を有する出力バッファの動
作は、図8から明らかなように、入力端子12に「H」
または「L」の信号が入った場合に、図8中のAで示さ
れるノードが「L」または「H」に変化することによっ
て、最終段トランジスタを駆動する。そして、最終的に
この最終段トランジスタの出力信号が出力パッド10に
「H」または「L」として現われるのである。
The operation of the output buffer having such a configuration is "H" at the input terminal 12, as is apparent from FIG.
Alternatively, when a signal of “L” is input, the node indicated by A in FIG. 8 changes to “L” or “H” to drive the final stage transistor. Then, finally, the output signal of the final stage transistor appears on the output pad 10 as "H" or "L".

【0005】通常、この最終段トランジスタの充放電電
荷量は極めて大きく、最終段トランジスタの状態遷移時
には、電源線すなわちVdd、Vssノードに大きなノ
イズが誘発される。このようなノイズは、回路の誤動作
の原因となるためこのノイズを低減する工夫が種々なさ
れている。このノイズを低減する一つの手法として、最
終段トランジスタがONするのをゆっくりさせるという
手法がある。このためには、この最終段トランジスタの
ゲートを駆動させるノードの電位の変化を緩やかにする
という方法が採用される。このような方法を適用した出
力バッファの回路図が図9に示されている。図9に示さ
れているように、ここに示されている出力バッファは、
プリバッファがNチャネル側と、Pチャネル側とに分割
されてそれぞれ専用のプリバッファが設けられている。
Pチャネル側のプリバッファはトランジスタP1及びN
1によって構成されており、Nチャネル側のプリバッフ
ァはトランジスタP2及びN2によって構成されてい
る。そして、この図9に示されている出力バッファにつ
いて最終段トランジスタがONするのを緩やかにするた
めに、B及びCで示されているノードの電位の変化が緩
やかになるように、プリバッファのトランジスタのサイ
ズが定められている。例えば、図9に示されている回路
図においては、トランジスタN1がトランジスタP1よ
り小さく形成されており、一方、トランジスタP2がト
ランジスタN2に対して小さく形成されている。
Usually, the charge / discharge charge amount of the final stage transistor is extremely large, and when the state of the final stage transistor transits, a large noise is induced in the power supply line, that is, the Vdd and Vss nodes. Since such noise causes malfunction of the circuit, various measures have been taken to reduce the noise. One method of reducing this noise is to slowly turn on the final stage transistor. For this purpose, a method is adopted in which the change in the potential of the node that drives the gate of the final stage transistor is moderated. A circuit diagram of an output buffer to which such a method is applied is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the output buffer shown here is
The pre-buffer is divided into an N-channel side and a P-channel side, and a dedicated pre-buffer is provided for each.
The pre-buffer on the P-channel side is the transistors P1 and N.
1 and the N-channel side pre-buffer is composed of transistors P2 and N2. Then, in the output buffer shown in FIG. 9, in order to moderate turning on of the final stage transistor, the potential of the node indicated by B and C is gradually changed so that the potential of the prebuffer is reduced. The size of the transistor is defined. For example, in the circuit diagram shown in FIG. 9, the transistor N1 is formed smaller than the transistors P1, whereas, preparative transistor P2 is formed smaller relative transistor N2.

【0006】このように、プリバッファを構成するトラ
ンジスタのサイズ比を調節することにより、例えばノー
ドBに対しては、トランジスタN1が小さく形成されて
いるため最終段Pチャネルトランジスタのゲート端子
(すなわちノードB)の電位がVssに落ちるのが緩や
かになる。これは、いわばトランジスタN1の駆動能力
が低いためである。同様にして、ノードCに対しては
トランジスタP2のサイズが小さいため、ノードCの電
位がVddに上昇するのが緩やかになる。これによっ
て、最終段のNチャネルトランジスタがONするのを緩
やかに設定することが可能である。
As described above, by adjusting the size ratio of the transistors forming the pre-buffer , the transistor N1 is formed smaller for the node B, for example, so that the final stage P-channel transistor is The potential of the gate terminal (that is, the node B) gradually drops to Vss. This is because the driving capability of the transistor N1 is low. Similarly, for node C ,
Since the size of the transistor P2 is small, the potential of the node C rises slowly to Vdd. As a result, it is possible to gently set the final N-channel transistor to be turned on.

【0007】このように、図9に示されている出力バッ
ファによれば最終段トランジスタをONさせるためのノ
ード(B、C)の電位変化を、プリバッファを構成する
トランジスタのサイズ比を調整することにより緩やかに
した。これによって、最終段トランジスタがONするの
が緩やかになり、Vdd、Vssノードに誘発されるノ
イズを低減することが可能である。なお、特開平6−7
7807号公報にもノイズ低減を図った出力バッファが
記載されている。
As described above, according to the output buffer shown in FIG. 9, the potential change of the nodes (B, C) for turning on the final stage transistor is adjusted by adjusting the size ratio of the transistors forming the pre-buffer. This made it looser. As a result, the last-stage transistor is turned on slowly, and it is possible to reduce the noise induced in the Vdd and Vss nodes. Incidentally, JP-A-6-7
No. 7,807 discloses an output buffer designed to reduce noise.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の改良された出力バッファによれば、プリバッファを構
成するトランジスタのサイズ比を調節することにより、
具体的には図9に示されているトランジスタN1、P2
のサイズを小さくすることにより、最終段トランジスタ
を駆動する能力を減少させた。これにより、ノードB、
C(図9参照)の電位変化を緩やかにし、最終段トラン
ジスタがONすることを緩やかに設定することができ
た。
As described above, according to the conventional improved output buffer, the prebuffer is constructed.
By adjusting the size ratio of the transistor
Specifically, the transistors N1 and P2 shown in FIG.
By reducing the size of, the ability to drive the final stage transistor was reduced. This allows node B,
The change in the potential of C (see FIG. 9) can be moderated, and the turning-on of the final-stage transistor can be set gently.

【0009】しかしながら、半導体集積回路におけるレ
イアウト等の都合から、トランジスタN1、P2のサイ
ズとしては小さくする限界がある。このため、図9にお
けるノードB、Cの電位変化を緩やかにするとしても、
一定の限界があるためノイズの低減もある一定のレベル
以上にはならないといった問題があった。
However, due to the layout of the semiconductor integrated circuit, there is a limit to the size reduction of the transistors N1 and P2. Therefore, even if the potential changes of the nodes B and C in FIG.
Since there is a certain limit, there is a problem that noise reduction does not exceed a certain level.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、最終段トランジスタのゲートの電位
の変化を従来より更に緩やかにすることにより、従来と
比べて格段にノイズを低減可能なバッファ回路を有する
半導体集積回路を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to make the change in the potential of the gate of the final stage transistor more gradual than ever before, thereby making it possible to significantly reduce noise as compared with the past. To provide a semiconductor integrated circuit having a simple buffer circuit.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第一の本発明は、上記課
題を解決するために、ドライブトランジスタと、このド
ライブトランジスタを駆動するプリバッファと、を備え
た出力バッファを有する半導体集積回路において、ソー
ス端子が前記プリバッファを構成するトランジスタのゲ
ート端子に、ドレイン端子が電源に接続され、ゲート端
子に入力信号が供給されるゲート電圧制御用トランジス
タを含む制御手段により、前記プリバッファがドライブ
トランジスタを駆動する際、その駆動電流の大きさが制
限されることを特徴とする半導体集積回路である。
In order to solve the above-mentioned problems, the first present invention provides a semiconductor integrated circuit having an output buffer including a drive transistor and a pre-buffer for driving the drive transistor. Saw
The gate of the transistor whose
The drain terminal is connected to the power supply and the gate terminal
Transistor for gate voltage control where input signal is supplied to child
The semiconductor integrated circuit is characterized in that, when the pre-buffer drives the drive transistor, the magnitude of the drive current is limited by the control means including the drive circuit.

【0012】第二の本発明は、上記課題を解決するため
に、第一の本発明の半導体集積回路において、前記プリ
バッファに印加されるゲート電圧は、前記ゲート電圧抑
制用トランジスタのスレッショルド電圧分減少すること
を特徴とする半導体集積回路である。
[0012] The second aspect of the present invention, in order to solve the above problems, a semiconductor integrated circuit of the first aspect of the present invention, the gate voltage to be applied before Symbol pre-buffer is the threshold voltage of the gate voltage suppression transistor It is a semiconductor integrated circuit characterized by being reduced by the amount.

【0013】[0013]

【作用】第一の本発明における制限手段は、プリバッフ
ァの出力電流を制限するので、ドライブトランジスタに
対するいわゆる駆動能力が弱くなることになる。そのた
め、ドライブトランジスタがONするのを緩やかにする
ことができる。
Since the limiting means in the first aspect of the present invention limits the output current of the pre-buffer, the so-called driving ability for the drive transistor becomes weak. Therefore, the drive transistor can be turned on slowly.

【0014】第二の本発明における制限手段は、ゲート
電圧抑制用トランジスタによって抑制されたゲート電圧
がプリバッファのゲート端子に印加される。従って、簡
易な構成でプリバッファのゲート電圧を抑制することが
でき、その結果このプリバッファの出力電流の制限が容
易になされる。
In the limiting means of the second aspect of the present invention, the gate voltage suppressed by the gate voltage suppressing transistor is applied to the gate terminal of the prebuffer. Therefore, the gate voltage of the pre-buffer can be suppressed with a simple structure, and as a result, the output current of the pre-buffer can be easily limited.

【0015】[0015]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1には、本発明の好適な実施例である半
導体集積回路の出力バッファの回路図が示されている。
図1に示されているように、Nチャネル側の最終段トラ
ンジスタを駆動するNチャネルコントロール100は、
プリバッファであるトランジスタP12、N12の他
に、トランジスタP10及びP11を含んでいる。この
トランジスタP10及びP11は、本発明のゲート電圧
抑制用トランジスタである。この2つのトランジスタP
10、P11によってプリバッファを構成するトランジ
スタであるトランジスタP12のゲート電圧が抑制され
ているのである。このように、本実施例においては、プ
リバッファを構成するトランジスタP12に印加される
ゲート電圧が抑制されているため、トランジスタP12
に流れる電流が減少し、その結果Nチャネル側の最終段
トランジスタをONするための電圧変化量が小さくなる
のである。このようにして、Nチャネル側の最終段トラ
ンジスタが緩やかにONされるのである。
FIG. 1 is a circuit diagram of an output buffer of a semiconductor integrated circuit which is a preferred embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the N-channel control 100 that drives the final-stage transistor on the N-channel side is
It includes transistors P10 and P11 in addition to the transistors P12 and N12 which are pre-buffers. The transistors P10 and P11 are the gate voltage suppressing transistors of the present invention. These two transistors P
The gate voltage of the transistor P12, which is a transistor forming the pre-buffer, is suppressed by 10 and P11. As described above, in this embodiment, the gate voltage applied to the transistor P12 forming the pre-buffer is suppressed, so that the transistor P12.
The current flowing therethrough decreases, and as a result, the voltage change amount for turning on the final-stage transistor on the N-channel side decreases. In this way, the final-stage transistor on the N-channel side is gently turned on.

【0017】本実施例において特徴的なことは、プリバ
ッファを構成するトランジスタであるトランジスタP1
2の出力電流を減少させる手段としてゲート電圧抑制用
トランジスタP10及びP11とが備えられていること
である。これによって、例えばプリバッファを構成する
トランジスタP12がON動作する場合、すなわちトラ
ンジスタP12のゲート端子に「L」レベルの電圧が印
加される時には、トランジスタP11を介して、ゲート
端子に「L」レベルの電圧が供給されるのである。この
際、図1に示されているようにトランジスタP11は、
Pチャネル側のトランジスタであるため、スレッショル
ド電圧分だけVssより高い電圧がトランジスタP12
のゲート端子に供給されるのである。
The feature of this embodiment is that the transistor P1 which is a transistor forming a pre-buffer is used.
That is, the gate voltage suppressing transistors P10 and P11 are provided as means for reducing the output current of No. 2. Accordingly, for example, when the transistor P12 forming the pre-buffer is turned on, that is, when the “L” level voltage is applied to the gate terminal of the transistor P12, the “L” level voltage is applied to the gate terminal via the transistor P11. The voltage is supplied. At this time, as shown in FIG. 1, the transistor P11 is
Since it is a P-channel side transistor, a voltage higher than Vss by the threshold voltage is generated by the transistor P12.
Is supplied to the gate terminal of.

【0018】本実施例において特徴的なことは、このよ
うにトランジスタP12がON動作する場合に、そのゲ
ート端子にVss電位ではなく、Vss電位よりトラン
ジスタP11のスレッショルド電圧分だけ高い電圧が供
給されていることである。これによって、トランジスタ
P12に流れる出力電流の値が小さくなり、結果として
最終段トランジスタのON動作が緩やかになるのであ
る。このように、本実施例においては、プリバファのト
ランジスタに印加されるゲート電圧を抑制することによ
り、そのプリバッファの出力電流を小さくした。従っ
て、従来プリバッファを構成するトランジスタのサイズ
を小さくすることによりその出力電流を小さく設定して
いたのに対し、出力電流の大きさをより小さくすること
が可能である。その結果、最終段トランジスタのON動
作を更に一層緩やかにすることができ、ノイズの低減に
寄与するものである。なお、図1に示されているNチャ
ネルコントロール100において、トランジスタP10
は、トランジスタP12がOFF動作する際に、トラン
ジスタP12のゲート端子に「H」レベルの電位を供給
するためのトランジスタである。
A feature of this embodiment is that when the transistor P12 is turned on in this way, a voltage higher than the Vss potential by the threshold voltage of the transistor P11 is supplied to the gate terminal thereof, not the Vss potential. It is that you are. As a result, the value of the output current flowing through the transistor P12 is reduced, and as a result, the ON operation of the final stage transistor is moderated. As described above, in this embodiment, the output voltage of the pre-buffer is reduced by suppressing the gate voltage applied to the transistor of the pre-buffer. Therefore, while the output current of the prebuffer has been set small by reducing the size of the transistor forming the prebuffer, it is possible to further reduce the output current. As a result, the ON operation of the final stage transistor can be made even slower, which contributes to noise reduction. In the N-channel control 100 shown in FIG. 1, the transistor P10
Is a transistor for supplying an “H” level potential to the gate terminal of the transistor P12 when the transistor P12 is turned off.

【0019】図1には、Nチャネルコントロール100
側の回路図が示されているが、P側の最終段トランジス
タに対するPチャネルコントロール102の回路は、N
チャネルコントロール100と対称に現われる。そのた
め、図1においてはPチャネルコントロール102の回
路図は省略し、図示されていない。Pチャネルコントロ
ール102の回路は、Nチャネルコントロール100の
回路とN型とP型との導電方がそれぞれ反対になるだけ
であり、その動作も全く同様である。
FIG. 1 shows an N channel control 100.
Although the circuit diagram on the side is shown, the circuit of the P channel control 102 for the final stage transistor on the P side is
Appears symmetrically to the channel control 100. Therefore, in FIG. 1, the circuit diagram of the P-channel control 102 is omitted and not shown. The circuit of the P-channel control 102 is the same as the circuit of the N-channel control 100 except that the conductivity types of the N-type and the P-type are opposite to each other.

【0020】図2には、トランジスタのドレイン−ソー
ス間の電圧電流特性のグラフが示されている。このグラ
フにおいて、横軸はドレイン−ソース間電圧|Vds|
であり、縦軸はドレイン−ソース間電流|Ids|であ
る。なお、それぞれの電圧及び電流において絶対値を採
っているのは、説明をわかりやすくするためである。こ
のグラフに示されているように、一般にドレインソース
間電圧Vdsが大きくなると、ドレイン−ソース間電流
Idsはそれに伴って大きくなり、やがて一定の飽和電
流となり、電流は増えなくなる。この飽和電流値は、ゲ
ート−ソース間電圧Vgsによって定められる。例え
ば、図2に示されているグラフには2種類の異なる電圧
値のゲート−ソース間電圧が印加された場合の2本のグ
ラフが示されている。このグラフにおいては、ゲート−
ソース間電圧Vgs2の方がゲート−ソース間電圧Vg
s1よりその絶対値が大きいものとしている。このよう
に、ゲート−ソース間電圧が上昇すれば、それに伴って
ドレイン−ソース間電流の飽和電流値の大きさも大きく
なるのである。換言すれば、トランジスタのドレイン−
ソース間電流の大きさを小さくするにはそのトランジス
タに印加されるゲート−ソース間電圧の大きさを小さく
すれば良いことが理解されよう。
FIG. 2 shows a graph of voltage-current characteristics between the drain and the source of the transistor. In this graph, the horizontal axis represents the drain-source voltage | Vds |
And the vertical axis represents the drain-source current | Ids |. Note that the absolute values are used for the respective voltages and currents for the sake of easy understanding. As shown in this graph, generally, when the drain-source voltage Vds increases, the drain-source current Ids also increases accordingly, and eventually becomes a constant saturation current, and the current does not increase. This saturation current value is determined by the gate-source voltage Vgs. For example, the graph shown in FIG. 2 shows two graphs when two kinds of gate-source voltages having different voltage values are applied. In this graph, gate-
The source-to-source voltage Vgs2 is the gate-to-source voltage Vg.
It is assumed that its absolute value is larger than s1. Thus, as the gate-source voltage rises, the magnitude of the saturation current value of the drain-source current also increases accordingly. In other words, the drain of the transistor −
It will be understood that the magnitude of the gate-source voltage applied to the transistor can be reduced in order to reduce the magnitude of the current between the sources.

【0021】本実施例は、このようなトランジスタの特
性に鑑みて想到されたものであり、プリバッファを構成
するトランジスタに印加されるゲート電圧を下げること
により、プリバッファから出力される出力電流の大きさ
を小さくせんとするものである。
The present embodiment was conceived in view of the characteristics of such a transistor, and by lowering the gate voltage applied to the transistor forming the prebuffer, the output current output from the prebuffer can be reduced. It is intended to be small in size.

【0022】図3には、従来の出力バッファの、例えば
Nチャネル側の回路図が示されている。この図から理解
されるように、Nチャネル側の最終段トランジスタのゲ
ート電圧が「L」から「H」に変化する場合の変化の割
合を緩やかにするためには、この変化を引き起こすPチ
ャネルトランジスタに印加されるゲート−ソース間電圧
Vgsの大きさを小さくすれば良いことが理解されよ
う。このPチャネル型トランジスタのゲート端子に印加
される信号は例えば図3においてDで示されている。
FIG. 3 shows a circuit diagram of a conventional output buffer, for example, on the N channel side. As understood from this figure, in order to moderate the rate of change when the gate voltage of the final-stage transistor on the N-channel side changes from “L” to “H”, the P-channel transistor that causes this change is made. It will be understood that it is sufficient to reduce the magnitude of the gate-source voltage Vgs applied to the. The signal applied to the gate terminal of this P-channel type transistor is indicated by D in FIG. 3, for example.

【0023】図3に示されているP型トランジスタがO
N動作する際のゲート−ソース間電圧を下げるには、こ
のゲート端子Dに印加する電圧をVssより上昇させる
ことである。このような手段の一例が図4に示されてい
る。図4に示されているように、Vssに接続されてい
るP型トランジスタを設け、このトランジスタのドレイ
ン端子を、図3に示されているP型トランジスタのゲー
ト端子に接続するのである。これによって、「L」レベ
ルの信号を直接に(図3に示されている)P型トランジ
スタのゲート端子(「D」)に印加するのではなく、間
に図4に示されているP型トランジスタを介することに
よって、この図4に示されているP型トランジスタのス
レッショルド電圧VTHだけ高い電圧を供給することがで
きる。これによって、プリバッファのトランジスタに印
加されるゲート−ソース間電圧を下げることが可能とな
り、プリバッファの出力電流を小さくすることができる
ものである。
The P-type transistor shown in FIG.
To lower the gate-source voltage during N operation, the voltage applied to the gate terminal D is raised above Vss. An example of such a means is shown in FIG. As shown in FIG. 4, a P-type transistor connected to Vss is provided, and the drain terminal of this transistor is connected to the gate terminal of the P-type transistor shown in FIG. Thus, instead of directly applying the “L” level signal to the gate terminal (“D”) of the P-type transistor (shown in FIG. 3), the P-type signal shown in FIG. Through the transistor, a voltage higher by the threshold voltage VTH of the P-type transistor shown in FIG. 4 can be supplied. As a result, the gate-source voltage applied to the transistor of the pre-buffer can be lowered, and the output current of the pre-buffer can be reduced.

【0024】図1に示されている回路のNチャネルコン
トロール100の具体的な動作を図5に示されているタ
イムチャートに基づいて説明する。図5に示されている
タイムチャートは、横軸が時間であり、縦軸が電位を表
す。まず、図5に示されているタイムチャートにおいて
入力端子の電位が破線で表されている。すなわち、図5
のタイムチャートに示されているように、時刻t1まで
はトランジスタP12がON動作しており、時刻t1か
ら時刻t2の間はトランジスタP12がOFF動作して
いる。そして、時刻t2以降はトランジスタP12がO
N動作するのである。
The specific operation of the N-channel control 100 of the circuit shown in FIG. 1 will be described based on the time chart shown in FIG. In the time chart shown in FIG. 5, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents potential. First, in the time chart shown in FIG. 5, the potential of the input terminal is represented by a broken line. That is, FIG.
As shown in the time chart of, the transistor P12 is in the ON operation until the time t1, and the transistor P12 is in the OFF operation from the time t1 to the time t2. Then, after the time t2, the transistor P12 is turned off.
It operates N times.

【0025】まず、時刻t1までの間は、入力端子に印
加される信号のレベルは「L」であり、トランジスタP
12がON動作している。その結果、N側の最終段トラ
ンジスタのゲート端子には電源電位に等しいVddの電
位が印加されており、最終段トランジスタがON状態と
なっている。なお、図5に示されているタイムチャート
においてはトランジスタP12のドレイン端子、すなわ
ちN側の最終段トランジスタのゲート端子の電位が太線
で示されている。
First, until time t1, the level of the signal applied to the input terminal is "L", and the transistor P
12 is ON operation. As a result, the potential of Vdd equal to the power supply potential is applied to the gate terminal of the N-side final stage transistor, and the final stage transistor is in the ON state. In the time chart shown in FIG. 5, the potential of the drain terminal of the transistor P12, that is, the gate terminal of the final-stage transistor on the N side is indicated by a thick line.

【0026】次に、時刻t1を経過すると、入力端子に
は「H」レベルの信号が印加される。このように時刻t
1から時刻t2までの間はトランジスタP12がOFF
動作し、代わりにN型のトランジスタN12がON動作
する。すなわち、トランジスタP12のドレイン端子、
すなわちN側最終段トランジスタのゲート端子はほぼV
ss(接地電位)となる。
Next, when time t1 has passed, an "H" level signal is applied to the input terminal. Thus time t
The transistor P12 is OFF from 1 to time t2
The N-type transistor N12 is turned on instead. That is, the drain terminal of the transistor P12,
That is, the gate terminal of the N-side final stage transistor is almost V
It becomes ss (ground potential).

【0027】次に、時刻t2を経過すると、入力端子に
印加される信号のレベルは再び「L」レベルとなる。こ
の時、トランジスタP12は再びON動作をすることに
なるが、この時トランジスタP12のゲート端子に印加
される信号のレベルは、入力端子に印加される信号のレ
ベルそのものではなく、トランジスタP11のスレッシ
ョルド電圧VTH分だけ高い電圧となる。図5に示されて
いるタイムチャートにはこのトランジスタP12のゲー
ト端子に印加される信号の電位が一点鎖線で示されてい
る。このタイムチャートから理解されるように、トラン
ジスタP12がON動作する際にそのゲート端子に印加
される電位は、入力端子に印加される信号のレベルその
ものではなくスレッショルド電圧VTH分だけ高い電位と
なる。これによって、従来の回路と比較して、トランジ
スタP12に流れる電流の値を極めて小さくすることが
可能である。そのため、最終段トランジスタのゲート端
子に現われる電位は緩やかに上昇することになる。この
緩やかに上昇する様子が図5のタイムチャートに太線で
示されている。このように、本実施例によれば最終段ト
ランジスタのゲート電圧が徐々に上昇することにより、
最終段トランジスタは徐々にON動作することになる。
そのため、従来の回路と比較してよりノイズの低減を図
ることが可能である。
Next, when time t2 elapses, the level of the signal applied to the input terminal becomes "L" level again. At this time, the transistor P12 is turned on again, but the level of the signal applied to the gate terminal of the transistor P12 at this time is not the level of the signal applied to the input terminal itself, but the threshold voltage of the transistor P11. The voltage becomes higher by VTH. In the time chart shown in FIG. 5, the potential of the signal applied to the gate terminal of the transistor P12 is shown by the alternate long and short dash line. As can be seen from this time chart, the potential applied to the gate terminal of the transistor P12 when it is turned on is not the level of the signal applied to the input terminal itself, but the potential higher by the threshold voltage VTH. As a result, the value of the current flowing through the transistor P12 can be made extremely small as compared with the conventional circuit. Therefore, the potential appearing at the gate terminal of the final-stage transistor gradually rises. The manner of this gradual rise is shown by the thick line in the time chart of FIG. As described above, according to this embodiment, the gate voltage of the final stage transistor is gradually increased,
The final stage transistor gradually turns on.
Therefore, it is possible to further reduce noise as compared with the conventional circuit.

【0028】図6には、本実施例に係る出力バッファの
最終段トランジスタのゲート電位の変化を表すグラフが
示される。このグラフは横軸が時間であり、縦軸がこの
ゲート端子の電位を表す。上述したように最終段トラン
ジスタを駆動するプリバッファの出力電流が従来に比べ
てはるかに小さく設定することが可能となるので、その
結果最終段トランジスタのゲート電位の変化も従来と比
べてはるかに緩やかにすることが可能である。この結果
最終段トランジスタのON動作を極めてゆっくりとする
ことができ、ノイズの低減を図れるものである。図7に
はこの最終段トランジスタの電流変化に起因するノイズ
の様子を示すグラフが示されている。このグラフにおい
て、横軸は時間であり、縦軸はVssに誘発されるノイ
ズの電位である。図6に示されているように、従来と比
べてはるかにゆっくりと最終段トランジスタをON動作
させることが可能であるので、この結果Vssに誘発さ
れるノイズも極めて小さく抑えることができる。図7に
示されているように、最終段トランジスタのON動作に
誘発されて従来はVssに大きな振幅のノイズが誘発さ
れたが、本実施例によれば図7に破線で示されているよ
うにこの誘発されるノイズの大きさを小さくすることが
可能である。
FIG. 6 is a graph showing changes in the gate potential of the final stage transistor of the output buffer according to this embodiment. In this graph, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the potential of this gate terminal. As described above, the output current of the pre-buffer that drives the final-stage transistor can be set to be much smaller than that in the past, and as a result, the change in the gate potential of the final-stage transistor is also much more gradual than in the past. It is possible to As a result, the ON operation of the final stage transistor can be made extremely slow, and noise can be reduced. FIG. 7 shows a graph showing the state of noise caused by the current change of the final stage transistor. In this graph, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the potential of noise induced by Vss. As shown in FIG. 6, since the final stage transistor can be turned on much more slowly than in the conventional case, the noise induced by Vss can be suppressed to a very small level as a result. As shown in FIG. 7, in the related art, a large amplitude noise is induced in Vss by being induced by the ON operation of the final stage transistor, but according to the present embodiment, as shown by the broken line in FIG. It is possible to reduce the magnitude of this induced noise.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上述べたように、第一の本発明によれ
ばプリバッファのトランジスタに印加されるゲート電圧
を制限したため、プリバッファのトランジスタのサイズ
を小さくすることなく、その出力電流を小さくすること
が可能である。そのため、従来と比べて最終段トランジ
スタのON動作をより一層緩やかにすることができ、そ
の結果より一層ノイズの低減に効果を奏するものであ
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the gate voltage applied to the transistor of the pre-buffer is limited. Therefore, the output current of the transistor of the pre-buffer can be reduced without reducing the size of the transistor. It is possible to Therefore, the ON operation of the final-stage transistor can be made more gradual than in the conventional case, and as a result, the noise can be further reduced.

【0030】第二の本発明によれば、プリバッファのト
ランジスタのゲート電圧を制限する手段としてゲート電
圧抑制用トランジスタを備えている。そして、このゲー
ト電圧抑制用トランジスタのスレッショルド電圧分ゲー
ト電圧を低下させることにより、プリバッファの出力電
流を小さくすることが可能である。その結果、プリバッ
ファを構成するトランジスタのサイズを小さくすること
なくプリバッファの出力電流を容易に小さくすることが
でき、最終段トランジスタのON動作をよりゆるやかに
することが可能である。その結果、容易に低ノイズ化さ
れた半導体集積回路が得られるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, a gate voltage suppressing transistor is provided as a means for limiting the gate voltage of the transistor of the prebuffer. Then, by reducing the gate voltage by the threshold voltage of the gate voltage suppressing transistor, it is possible to reduce the output current of the pre-buffer. As a result, the output current of the pre-buffer can be easily reduced without reducing the size of the transistor forming the pre-buffer, and the ON operation of the final stage transistor can be made more gradual. As a result, it is possible to easily obtain a semiconductor integrated circuit whose noise is reduced.

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

【図1】本発明の好適な実施例である半導体集積回路の
出力バッファの回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an output buffer of a semiconductor integrated circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】トランジスタの電圧電流特性を表す図である。FIG. 2 is a diagram showing voltage-current characteristics of a transistor.

【図3】従来の出力バッファのN側の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an N side of a conventional output buffer.

【図4】Vssに設置されたP型トランジスタの接続回
路図である。
FIG. 4 is a connection circuit diagram of a P-type transistor installed at Vss.

【図5】図1に示された実施例の動作を説明するタイム
チャートである。
5 is a time chart explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.

【図6】最終段トランジスタのゲート端子の電位の変化
を表すタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart showing changes in the potential of the gate terminal of the final stage transistor.

【図7】Vssに現われるノイズの様子を表すグラフで
ある。
FIG. 7 is a graph showing how noise appears in Vss.

【図8】従来の半導体集積回路に用いられる出力バッフ
ァの一例を表す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of an output buffer used in a conventional semiconductor integrated circuit.

【図9】従来の改良された出力バッファの回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional improved output buffer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 Nチャネルコントロール 102 Pチャネルコントロール 10 出力パッド 12 入力端子 100 N channel control 102 P channel control 10 output pads 12 input terminals

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/0175 H01L 21/822 H01L 27/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03K 19/0175 H01L 21/822 H01L 27/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ドライブトランジスタと、このドライブ
トランジスタを駆動するプリバッファと、を備えた出力
バッファを有する半導体集積回路において、ソース端子が前記プリバッファを構成するトランジスタ
のゲート端子に、ドレイン端子が電源に接続され、ゲー
ト端子に入力信号が供給されるゲート電圧制御用トラン
ジスタを含む制御手段により、 前記プリバッファがドライブトランジスタを駆動する
際、その駆動電流の大きさが制限されることを特徴とす
る半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having an output buffer including a drive transistor and a prebuffer for driving the drive transistor, wherein the source terminal constitutes the prebuffer.
The gate terminal and drain terminal of the
Gate voltage control transistor whose input signal is supplied to the
A semiconductor integrated circuit characterized in that, when the pre-buffer drives the drive transistor, the magnitude of the drive current is limited by the control means including the transistor.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路におい
記プリバッファに印加されるゲート電圧は、前記ゲー
ト電圧抑制用トランジスタのスレッショルド電圧分減少
することを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit as claimed in claim 1, according to claim 1, the gate voltage to be applied before Symbol pre-buffer is a semiconductor integrated circuit, characterized in that to reduce the threshold voltage of the gate voltage suppression transistor.
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