JP3661962B2 - データ出力バッファ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路に関するもので、特に、そのデータ出力バッファに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近では、半導体チップの高速化に伴ってそのインタフェースが低い電圧スイングレベル(Voltage Swing Level) へ推移している。即ち、TTLインタフェースからLUTTL、HSTTL、GTLインタフェースへと移ってきている。これに従ってチップに供給される電源電圧も、チップ内部供給用の第1電圧と、この第1電圧と同じか又は異なる電圧としたデータ出力バッファ供給用の第2電圧とが使用され、例えば第1電圧が3.3Vであっても第2電圧は、チップの種類に応じて3.3V、2.5V、1.2Vなどのいずれかの電圧値として供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにチップ内では常に2種類の電源電圧が使用され、第1電圧は内部回路に、第2電圧はデータ出力バッファ専用にそれぞれ用いられるが、これら電源電圧の使用順序には気をつけなければならず、第1電圧と第2電圧を無秩序にオンオフしてしまうと誤動作を誘発する可能性がある。
【0004】
即ち、データ出力バッファでは、その出力ドライバを構成するプルアップ、プルダウントランジスタに対し第2電圧が供給され、該出力ドライバを制御する論理回路に対しては第1電圧が供給されて動作する。この場合、第1電圧がオン状態になってから第2電圧がオン状態になるときや第1電圧がオフ状態になってから第2電圧がオフ状態になるときは問題ないが、第2電圧が第1電圧より先にオン状態になるときには、出力ドライバのプルアップ、プルダウントランジスタが同時に導通する可能性があり、システム側で第2電圧が出力ドライバを通じて接地短絡される状況が発生するという問題がある。これにつき図1を参照してより詳細に説明する。
【0005】
図1に示すデータ出力バッファでは、論理回路をなすデータラッチ回路10とNORゲート11,12に第1電圧VDDが電源電圧として印加され、これにより制御される出力ドライバのNMOSトランジスタ13,14に第2電圧VDQが電源電圧として印加される。具体的にはその構成は、第1データ信号DOUP及び出力エネーブル信号バーOEを論理演算するNORゲート11と、第2データ信号DODP(相補データ信号)及び出力エネーブル信号バーOEを論理演算するNORゲート12と、第1データ信号DOUP及び第2データ信号DODPの論理状態をラッチするデータラッチ回路10と、から論理回路が構成されて第1電圧VDDにより動作し、そして、NORゲート11の出力論理により制御されるプルアップトランジスタのNMOSトランジスタ13と、NORゲート12の出力論理により制御されるプルダウントランジスタのNMOSトランジスタ14と、から出力ドライバが構成されて第2電圧VDQにより動作する。NMOSトランジスタ13,14は第2電圧VDQと接地電圧との間にチャネルを直列接続して設けられており、NMOSトランジスタ13のソースとNMOSトランジスタ14のドレインとの接続ノードN1からデータ出力バッファの出力データDOUTが発生する。
【0006】
このデータ出力バッファでは、第2電圧VDQが第1電圧VDDより先に印加されると、フローティング状態における制御端子の論理によってはNMOSトランジスタ13,14が同時に導通する可能性がある。これらトランジスタ13,14が共に導通すると第2電圧VDQが接地短絡する状況が発生し、誤動作が誘発されてしまう。
【0007】
このような従来技術に鑑みて本発明は、チップ内部供給用の電源電圧とデータ出力バッファ供給用の電源電圧のオンオフ順による誤動作の発生を防ぐことができるデータ出力バッファを提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、チップ内部供給用の第1電圧を使用する論理回路と、該論理回路により制御されるプルアップトランジスタ及びプルダウントランジスタを有し、データ出力バッファ供給用の第2電圧を使用する出力ドライバと、を備えたデータ出力バッファにおいて、前記第2電圧の変化を感知して短パルス信号を発生する短パルス発生器と、前記短パルス信号に従い前記プルアップトランジスタ及び前記プルダウントランジスタの制御端子の放電を行うフローティング防止手段と、を設けることを特徴とする。この場合、短パルス発生器による短パルス信号によりゲート制御されてプルアップトランジスタの制御端子を接地させる第1のトランジスタと、前記短パルス信号によりゲート制御されてプルダウントランジスタの制御端子を接地させる第2のトランジスタと、からフローティング防止手段を構成することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき添付図面を参照して詳細に説明する。
【0012】
図2に、データ出力バッファの第1実施形態を示す。このデータ出力バッファは、第1電圧VDDを電源電圧とし、第1データ信号DOUPBを反転駆動するインバータ21と、第1電圧VDDを電源電圧とし、第2データ信号DODPBを反転駆動するインバータ22と、相補信号の第1データ信号DOUPB及び第2データ信号DODPBの論理状態をラッチするデータラッチ回路23と、を論理回路としてもち、そして、インバータ21の出力論理によりゲート制御されてプルアップを遂行するNMOSトランジスタ26と、インバータ22の出力論理によりゲート制御されてプルダウンを遂行するNMOSトランジスタ27と、を出力ドライバとして有している。NMOSトランジスタ26,27のチャネルは第2電圧VDQと接地電圧との間に直列接続して設けられ、NMOSトランジスタ26のソースとNMOSトランジスタ27のドレインとの接続ノードN2から出力データDOUTが発生する。尚、NMOSトランジスタ26は同じ動作を遂行するバイポーラトランジスタに置換えることも可能である。
【0013】
このデータ出力バッファは更に加えて、プルダウントランジスタ27の制御端子に加わる制御電圧に従ってプルアップトランジスタ26の制御端子を接地させるNMOSトランジスタ24と、プルアップトランジスタ26の制御端子に加わる制御電圧に従ってプルダウントランジスタ27の制御端子を接地させるNMOSトランジスタ25と、をフローティング防止手段として備えている。即ち、NMOSトランジスタ24のチャネルはプルアップトランジスタ26の制御端子と接地電圧との間に設けられ、そのゲートはプルダウントランジスタ27の制御端子と接続されており、そしてNMOSトランジスタ25のチャネルはプルダウントランジスタ27の制御端子と接地電圧との間に設けられ、そのゲートはプルアップトランジスタ26の制御端子と接続されている。
【0014】
図2のデータ出力バッファにおいて第2電圧VDQが先に印加され、NMOSトランジスタ26,27の制御端子が論理“ハイ”のフローティング状態になる事態が生じる場合、NMOSトランジスタ24,25が導通してそのフローティング状態にある電圧を放電させることができる。従って、プルアップ及びプルダウンのNMOSトランジスタ26,27が同時に導通しての過電流を防止することが可能である。
【0015】
図3に、データ出力バッファの第2実施形態を示す。このデータ出力バッファの論理回路及び出力ドライバは図2の第1実施形態と同構成であるが、フローティング防止手段をなすNMOSトランジスタ28,29のゲートが短パルス発生器30による制御を受けている構成で異なっている。即ち、第2電圧VDQを入力とする短パルス発生器30から発生される短パルスSPによりNMOSトランジスタ28,29が導通し、第1実施形態の場合と同様にしてフローティング状態にある電圧を放電させる。図4に、このようなフローティング防止手段制御用の短パルス発生器30の具体例を示してある。
【0016】
図4の短パルス発生器30は、第2電圧VDQとノードN3との間にチャネルを設け、ゲートをノードN3に接続したPMOSトランジスタ41と、ノードN3と接地電圧との間に設けたキャパシタC1と、ノードN3と接地電圧との間にチャネルを設け、ゲートに第2電圧VDQを供給するNMOSトランジスタ42と、ノードN3を入力として接続したインバータ43と、インバータ43の出力を受けるノードN4と第2電圧VDQとの間にチャネルを設け、ゲートを接地電圧に接続したPMOSトランジスタ44と、ノードN4と第2電圧VDQとの間に設けたキャパシタC2と、ノードN4から縦列接続したインバータ45,46,47を通じて発生される信号を一入力とし、且つノードN4から縦列接続したインバータ45〜50を通じて発生される信号を他の入力とするNANDゲート51と、NANDゲート51の出力を反転駆動するインバータ52と、から構成されている。
【0017】
この短パルス発生器30は、第2電圧VDQが立上りなどで変化してNANDゲート51の2入力信号がそれぞれ論理“ハイ”から“ロウ”遷移するときに2つの信号が重なる期間でNANDゲート51から短期間の論理“ロウ”出力が発生し、これによりインバータ52を通じて論理“ハイ”の短パルスSPがNMOSトランジスタ28,29へ提供される。この短パルスSPのパルス幅はインバータ48〜50の個数変更により調整可能である。
【0018】
図5に、データ出力バッファの第3実施形態を示す。図示のデータラッチ回路23及びインバータ21,22からなる論理回路については第1、第2実施形態と同様である。
【0019】
このデータ出力バッファにおいて出力ドライバは、第2電圧VDQと接地電圧との間にチャネルを直列接続して設けたPMOSトランジスタ54及びNMOSトランジスタ55から構成されている。そしてフローティング防止手段は、第2電圧VDQを電源電圧とし、インバータ21の出力論理を反転するインバータ51と、インバータ51の入力電圧となるインバータ21の出力論理をゲートに受け、これに従ってプルダウンを担うNMOSトランジスタ55の制御端子を接地させるNMOSトランジスタ52と、インバータ22の出力論理を受け、これに従ってインバータ21の出力端子つまりインバータ51の入力端子を接地させるNMOSトランジスタ53と、から構成される。この回路では、プルアップトランジスタ54の制御端子がインバータ51により制御され、プルダウンのNMOSトランジスタ55の制御端子がインバータ22により制御される。
【0020】
この例のように、PMOSトランジスタ54をプルアップトランジスタとして使用する場合には第2電圧VDQを電源電圧としたインバータ51を使用することにより、第2電圧VDQが先にオン状態になるときにインバータ51の入力側がフローティング状態になる。従って、インバータ51の入力側で発生するフローティング状態の電圧から、NMOSトランジスタ52を利用してプルダウントランジスタ55の制御端子フローティングを除去することができる。また、プルダウントランジスタ55の制御端子に発生するフローティング状態の電圧から、NMOSトランジスタ53を利用してインバータ51の入力端子でのフローティングを除去することができる。即ち、NMOSトランジスタ54,55のオフ状態を維持させることが可能で、それにより誤動作発生を防ぐことになる。
【0021】
上記各実施形態の他にも本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態が可能であることは勿論で、例えば特に論理回路の形態は各種多様なものが可能である。
【0022】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、チップ内部供給用の電源電圧とデータ出力バッファ供給用の電源電圧とのオンオフ順による誤動作の発生を確実に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術によるデータ出力バッファの回路図。
【図2】本発明によるデータ出力バッファの第1実施形態を示す回路図。
【図3】本発明によるデータ出力バッファの第2実施形態を示す回路図。
【図4】図3に示す短パルス発生器の回路図。
【図5】本発明によるデータ出力バッファの第3実施形態を示す回路図。
【符号の説明】
21,22,23 論理回路
24,25,28,29,51,52,53 フローティング防止手段
26,27,54,55 出力ドライバ
Claims (3)
- チップ内部供給用の第1電圧を使用する論理回路と、該論理回路により制御されるプルアップトランジスタ及びプルダウントランジスタを有し、データ出力バッファ供給用の第2電圧を使用する出力ドライバと、を備えたデータ出力バッファにおいて、
前記第2電圧の変化を感知して短パルス信号を発生する短パルス発生器と、
前記短パルス信号に従い前記プルアップトランジスタ及び前記プルダウントランジスタの制御端子の放電を行うフローティング防止手段と、
を設けたことを特徴とするデータ出力バッファ。 - 短パルス発生器による短パルス信号によりゲート制御されてプルアップトランジスタの制御端子を接地させる第1のトランジスタと、
前記短パルス信号によりゲート制御されてプルダウントランジスタの制御端子を接地させる第2のトランジスタと、
からフローティング防止手段を構成する請求項1記載のデータ出力バッファ。 - フローティング防止手段を構成する第1及び第2のトランジスタをNMOSトランジスタとした請求項2記載のデータ出力バッファ。
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