JPH01274515A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH01274515A
JPH01274515A JP63104633A JP10463388A JPH01274515A JP H01274515 A JPH01274515 A JP H01274515A JP 63104633 A JP63104633 A JP 63104633A JP 10463388 A JP10463388 A JP 10463388A JP H01274515 A JPH01274515 A JP H01274515A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路に関し、特に同一人力インピ
ーダンスの回路群に良好な信号を供給するための半導体
集積回路に関するものである。
〔従来の技術〕
同一の入力インピーダンスを有す回路が複数個配置され
るものとしては、例えばフラッシュ形AD変換器がある
。フラッシュ形AD変換器においては、例えば8ビツト
の場合 211個の抵抗を縦続接続して21′  レベ
ルの基準電圧を作成している。あるレベルの入力イg号
に対してクロックに同期してこれらの基準電圧と2″個
のコンパレータにより一斉に比較を行う。例えば、フル
スケール入力を8vとし、入力に5.05Vのステップ
電圧v1が加わったとする。V□=Oの状態では、各比
較器の出力は全てII L LIとなり、入力電圧が5
.05Vになると、基準電圧が5.05V以下に対応す
る比較器の出力は全てII HIIとなり、基準電圧が
それ以上の比較諧出力は全て/l L uとなる。
このLI HIIからII L IIの変化点を検出し
、エンコーダ回路を用いて2進化性号に変換される。
〔発明が解決しようとする課題〕
このようなフラッシュ形AD変換器においては、第6図
に示すように、各コンパレータのクロック信号の入力は
、NPN トランジスタの差動入力となっており、それ
ぞれ入力容量C工が存在する。
また、クロックトライバからの配線によるインダクタン
スおよび容量も存在するので、クロックトライバからコ
ンパレータの入力までは、等価的に第7図に示すような
LC@路を形成している。
従って、LC回路による寄生インピーダンスでリンギン
グが発生するため、変換誤差が生じていた。
このようなリングングを防止するため、従来は、第5図
に示すような抵抗による補償方法があった(例えば、電
子通信学会技術研究報告、Vol、84゜No、IL、
 S S D 84−12 、 pp、7!1〜8G参
照)。
ここでは、1〜2nの電圧レベルを有する各コンパレー
タ10を複数個1および2の左右に配列し、クロックト
ライバ20からの相補的信号出力端子の間に抵抗30を
挿入する。この方法では、相補的信号の出力端子に生じ
るオーバーシュートや、それに伴うリングングを打ち消
すために抵抗30が設けられている。
しかし、第5図の回路では、タロツク信号出力端でのリ
ングング防止等の配慮はなされているが、各コンパレー
タの入力端子での波形の影響については配慮されていな
い。このため、第7図に示すL C回路に高速のクロッ
クを印加したときには、各コンパレータのクロック入力
端でクロックにリングングが発生し、AD変換器の変換
誤差が増大するという問題があった。
本発明の目的は、このような課題を解決し、同一の入力
インピーダンスを有する回路が複数個配列され、1つの
信号源から各回路に信号を供給する場合に、リングング
等の発生しない信号を各回路に供給することが可能な半
導体集積回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明の半導体集積回路は、
同一の入力インピーダンスを有する回路が複数個等間隔
に繰り返されて配置され、かつ1つの信号源から上記複
数個の回路の各入力に信号が印加される半導体集積回路
において、上記複数個の回路の入力インピーダンスが容
量性として近似でき、かつ該回路の容量と上記回路間を
接続する信号線に付加された寄生容量とを合わせた容量
Cと、上記回路間を接続する信号線に存在するインダク
タンスLを、それぞれ単位容量および単位インダクタン
スとして計算されるインピーダンスZ0(=(ゴ刀7て
−)を信号線の特性インピーダンスとし、該特性インピ
ーダンスZ0で上記信号線を終端するとともに、該特性
インピーダンスZ0 の出力インピーダンスを有する信
号源を接続したことに特徴がある。また、上記特性イン
ピーダンスで信号線を終端する場合、同一の入力インピ
ーダンスを有する複数個の回路をいくつかの群に分割し
、分割された各回路群の信号線を各群間で相互接続して
、各群に共通の終端抵抗で終端することにも特徴がある
。さらに、上記特性インピーダンスで信号線を終端する
場合、信号源からの信号線を相補的な信号を伝搬する対
の信号線とし、終端抵抗を上記対の信号線間に挿入する
ことにも特徴がある。
〔作  用〕
本発明においては、特性インピーダンスZ。を出力イン
ピーダンスとして備えた信号源と、信号ライン末端のそ
れと同じ値の終端抵抗により、入力信号の劣化を防止し
、複数個の同一回路を正常に動作させる。
第7図に示すLC回路において、LとCは、コンパレー
タ間を接続するクロックラインに存在するインダクタン
スLと、1コンパレータ当りの入力容量と回路間を接続
するクロックラインに付加された寄生容量とを合わせた
容ftCである。このLとCとをそれぞれ単位インダク
タンスおよび単位容量とし、それから計算されるインピ
ーダンスz0<−=fゴ:7で−)をクロックラインの
特性インピーダンスとする。
一般に、特性インピーダンスZ0 を持つ線路において
、その末端を70で終端すれば、入力信号は正常に伝達
できることが知られている。従って、信号源の出力に上
記り、Cから計算される特性スンピーダンスz0 と同
値の抵抗を設けてインピーダンスマツチングを行い、ま
た配線を70で終端することにより、リンギングのない
正常なりロックを各コンパレータに供給することができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
第1図は1本発明の一実施例を示すフラッシュ形AD変
換器の構成図である。
第1図の回路は、従来のフラッシュ形AD変換器の構成
に対して、1つのクロックトライバ20から駆動される
コンパレータ群1のクロックラインの末端を、抵抗3で
終端したものである。このコンパレータ群1は、複数個
のコンパレータ10から構成され、ICレイアウト上で
は、コンパレータが等間隔に配列される。そのため、1
個のコンパレータ当りのクロックライン配線容量とコン
パレータ入力容量とを合わせた容量C1および配線イン
ダクタンスLは、簡単に推定することができる。この値
が、クロックラインの線路の特性インピーダンスza<
=(U7で)を決定することになる。このようにして求
められたZ。を出力インピーダンス4として備えたクロ
ックトライバ20で駆動し、かつ終端抵抗3の値を20
に選択すれば、伝送回路と同じように、各コンパレータ
でクロックにリンギング等を生じることなく、安定にク
ロックを供給することが可能である。
第2図は、本発明の他の実施例を示すフラッシュ形AD
変換器の構成図である。
第2図においては、1〜2nのレベルを持つ複数個のコ
ンパレータを2列に配置し、これら2列を1つのコンパ
レータ群として、1個のクロックトライバ20から駆動
させる。この時の線路の特性インピーダンスZ0は、 
1列の場合の1/2となる(1)Q、z0=(1/2)
(fr7て)を終端抵抗3の値とする。また、4はクロ
ックトライバ20の出力インピーダンスがZ、どなるよ
うにするための抵抗であり、出力インピーダンスの小さ
なりロックトライバ2oを使用した場合には、抵抗4の
値はZoとなる。
第3図は、本発明のさらに他の実施例を示すフラッシュ
形AD変換器の構成図である。
第3図では、AD変換器のビット数が増大して、コンパ
レータ群を複数に分割してレイアウトした場合である。
すなわち、単一のクロック2から群に分けられた各クロ
ックトライバ20(ここでは、4個のドライバ)にクロ
ックを供給し、各クロックトライバ20から群別のコン
パレータ1にクロックを供給する。この場合、第1図に
示すように、各コンパレータ群ごとに終端抵抗3を接続
してもよいが、隣り合うコンパレータ群でクロックの位
相にずれが生じると、クロックジッタとなってAD変換
器の精度を低下させることになるため、ここでは各コン
パレータ群のクロックラインを相互に接続している。な
お、終端抵抗は1つでもよく。
このときの終端抵抗の値は、コンパレータ群の数をN、
各コンパレータ群における特性インピーダンスを20と
すれば、Z、/ Nになることは明らかである。これに
より、クロックジッタがなくなり、高精度のAD変換器
を実現できる。
第4図は1本発明のさらに別の実施例を示すフラッシュ
形AD変換器の構成図である。
一般に、高速のクロック信号を供給する場合、それぞれ
のクロック信号を相補的な信号として供給する場合が多
い。このとき、一方をCLK5とし、他方をCLK6と
すると、それぞれについてzoで終端してもよいが、 
CLK5とσπ16の線間に2Zo を挿入しても同等
となる。その場合、直流的な電流がクロックトライバ2
0からは流れないため、低消費電力の点から考慮すると
都合がよい。さらに、CLK5およびσLK6のライン
は、ICレイアウト時に並行して配置されるため、コン
パレータ群の末端でこれらの線間に抵抗3を配置すれば
よい。その場合、抵抗3を取り付けたことにより、IC
チップサイズが拡大することもないため、この点から考
慮しても都合がよい。
なお、本実施例では1本発明をAD変換器に適用した場
合を説明したが、AD変換器だけではなく、同じインピ
ーダンスを有する回路が複数個。
等間隔に繰り返し配置され、1つの信号源からこれら複
数個の回路の入力に信号が印加されるようなICであれ
ば、いずれの回路であっても本発明を適用することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明によれば、ICレイアウト
から計算される特性インピーダンスを有する終端抵抗を
、コンパレータ等の複数個の回路の末端に接続すること
により、クロック等の信号のリンギングを防止できるの
で、コンパレータ等の回路を正常に動作させることがで
きる。そして、特にフラッシュ形AD変換器に適用すれ
ば、高速時にも安定な回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すフラッシュ形AD変換
器のブロック構成図、第2図は本発明の他の実施例を示
すAD変換器の構成図、第3図は本発明のさらに他の実
施例を示すAD変換器の構成図、第4図は本発明のさら
に他の実施例を示すAD変換器の構成図、第5図は従来
のフラッシュ形AD変換器の構成図、第6図はAD変換
器のコンパレータのクロック入力部の等価回路図、第7
図はクロックトライバからコンパレータの入力部までの
クロックラインの等価回路図である。 1:コンパレータ群、2:単一のクロック、3:終端抵
抗、4:クロックドライバの出力インピーダンス、5,
6:クロックライン、10:コンパレータ、20:クロ
ックドライバ、30:ドライバの出力側に接続された抵
抗R6 第   1   図 第   2   図 第   Φ   図 第   5   図 第  6   図 第   7   図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、同一の入力インピーダンスを有する回路が複数個等
    間隔に繰り返されて配置され、かつ1つの信号源から上
    記複数個の回路の各入力に信号が印加される半導体集積
    回路において、上記複数個の回路の入力インピーダンス
    が容量性として近似でき、かつ該回路の容量と上記回路
    間を接続する信号線に付加された寄生容量とを合わせた
    容量Cと、上記回路間を接続する信号線に存在するイン
    ダクタンスLを、それぞれ単位容量および単位インダク
    タンスとして計算されるインピーダンスZ_0(=[√
    L/C])を信号線の特性インピーダンスとし、該特性
    インピーダンスZ_0で上記信号線を終端するとともに
    、該特性インピーダンスZ_0の出力インピーダンスを
    有する信号源を接続したことを特徴とする半導体集積回
    路。 2、上記特性インピーダンスで信号線を終端する場合、
    同一の入力インピーダンスを有する複数個の回路をいく
    つかの群に分割し、分割された各回路群の信号線を各群
    間で相互接続して、各群に共通の終端抵抗で終端するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積
    回路。 3、上記特性インピーダンスで信号線を終端する場合、
    信号源からの信号線を相補的な信号を伝搬する対の信号
    線とし、終端抵抗を上記対の信号線間に挿入することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路
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