JPH02122725A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH02122725A
JPH02122725A JP63276618A JP27661888A JPH02122725A JP H02122725 A JPH02122725 A JP H02122725A JP 63276618 A JP63276618 A JP 63276618A JP 27661888 A JP27661888 A JP 27661888A JP H02122725 A JPH02122725 A JP H02122725A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel transistor
output
terminal
buffer
slew rate
Prior art date
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Pending
Application number
JP63276618A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutae Hiuga
伝 日向
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP63276618A priority Critical patent/JPH02122725A/ja
Publication of JPH02122725A publication Critical patent/JPH02122725A/ja
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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〕 本発明は半導体装置における出力バッファの改良に関す
る。
〔従来の技術〕
従来の出力バッファは単なるインバーターが多かった。
CMO3I−ランジスタの場合にはPチャンネルトラン
ジスタ及びNチャンネルトランジスタのドレイン同志を
接続したものにすぎない。この回路構成をとった場合、
出力バッファに要求される出力能力の増大により各とト
ランジスタサイズが大きくなり、また最近のスイッチン
グ速度の高速化とあいまって出力の反転時に電源系に多
大なノイズが発生する事になった。このノイズが内部論
理回路の誤動作につながりかねない場合もある。
そこでこの対策として、スイッチングで速度を多少犠牲
にしてもこのノイズを防ぐ方法として、東芝レビュー4
2巻10号の図5に示される様な出力ノイズ低減回路が
用いられている。この回路は第5図に示すように出力バ
ッファに相当するPチャンネルトランジスタ74とNチ
ャンネルトランジスタ79のゲートを直接入力端子79
と接続するのではなく、その間にPチャンネルトランジ
スタ75とNチャンネルトランジスタ76及びオンした
トランスミッションゲート77を入れたものである。
このトランスミッションゲート77により高電位がNチ
ャンネルトランジスタ7つのゲートへ達するまで、ある
いは逆に低電位がトランスミッションゲート77を通し
てPチャンネルトランジスタ74のゲートに伝わるまで
若干の時間が必要になる。このためPチャンネルトラン
ジスタ74あるいはNチャンネルトランジスタ7つのス
イッチングする時間が遅れ、これにより出力端子73に
急激な立上りあるいは立下りの波形が発生する事なく、
電源へのまわり込むノイズもまた減少する事が可能にな
っていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この出力バッファが使われる回路によってはノ
イズが発生するよりもとにかく応答速度を要求される事
もまた多い。この事は特に汎用の半導体チップに特に言
える事である。汎用品の場合にはどんな使われ方をする
のかわからず様々な場合を想定する必要があるが従来の
回路構成では固定的であり、使う人の用途に合わせるこ
とができない。このため用途に合わせて様々なタイプの
出力バッファを作成する必要があり、これにより様々な
タイプの半導体を設ス1する必要が生じ、またこれら半
導体の個別の生産によりコストの増大を招いていた。
そこで本発明はこのような問題点を解決するためのもの
で、その目的とするところは出力バッファにスルーレー
トをコントロールする端子を設け、この端子のコントロ
ールにより、その使われる回路の用途に合わせた出力バ
ッファの設定を行なう事にある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置は (1)a)出力バッファをそなえた半導体装置において
、 b)出力バッファのスルーレートをコントロールする機
構をそなえ、 C)上記機構がコントロール端子によってスルーレート
を制御する事ができることを特徴とする。
〔作 用〕
本発明の上記の構成によれば、出力バッファにスルーレ
ートをコントロールする作用があるため、そのコントロ
ールを外部端子を引き出することにより、外からスルー
レートをどんな状態に設定するのか指示する事が可能と
なる。
〔実 施 例〕
以下、本発明について実施例に基づいて詳細に説明する
第1図は、本発明の半導体装置のブロック図である。1
1は入力端子、12は単なるバッファではなく、その中
にスルーレートを制御出来る機構を組み込んだスルーレ
ートコントロール付バッファ。13はそのスルーレート
コントロール付バッファ12の出力端子。14はスルー
レートコントロール付バッファ12のスルーレートを外
部から指示するためのコントロール端子である。
入力端子11より人力された信号はスルーレートコント
ロール付バッファ12内で処理されるのであるが、その
際コントロール端子14の状態によりバッファのスルー
レートがどの程度のものか設定される。その設定に従っ
てスルーレートコントロール付バッファ12の出力が出
力端子13へ出力される。このコントロール端子14に
よって、その半導体の使用用途に合わせてスルーレート
の設定が可能になり、使用者の希望に合わせたものか可
能になる。またこのスルーレートの制御により電源への
ノイズの影響も必要に応じて低減する事ができる。
第2図は本発明の半導体装置の回路図の一例である。2
1は高電位電極。32は低電位電極、22は出力バッフ
ァにあたるPチャンネルトランジスタ。24は同じく出
力バッファにあたるNチャンネルトランジスタ。30.
31はそれぞれPチャンネルトランジスタ22及びNチ
ャンネルトランジスタ24のゲートを駆動するインバー
ター33はスルーレートを制御するコントロール端子で
ある。2つはコントロール端子33からの入力信号を反
転するためのインバーター。25.26はNチャンネル
トランジスタであり、25は人力信号を受け、26はコ
ントロール端子33の信号をゲートに受ける。27.2
8はPチャンネルトランジスタで、それぞれ27はコン
トロール端子の信号を反転した信号を受け、27は人力
信号を受ける。34は入力端子、23はこのバッファの
出力端子である。
コントロール端子33が低電位(以下略してL)だった
場合、Nチャンネルトランジスタ26及びPチャンネル
トランジスタ27はオフする。このため、出力バッファ
にあたるPチャンネルトランジスタ22及びNチャンネ
ルトランジスタ24のゲートを駆動するのは30.31
のインバーターのみになる。従って、このインバーター
だけではゲート電極を駆動させるに十分ではなく、どう
してもスイッチング速度に遅れをきたす。これとは逆に
コントロール端子が高電位(以下略してH)になった場
合、出力バッファにあたるPチャンネルトランジスタ2
2とNチャンネルトランジスタ24のゲートを駆動する
のはインバーター30゜31だけではない。すなわち、
コントロール端子33がHの時、Nチャンネルトランジ
スタ26がオンし、Pチャンネルトランジスタ27もイ
ンバーター29の出力がLのためオンする。従ってPチ
ャンネルトランジスタ22のゲートにとってはNチャン
ネルトランジスタ25があるためにインバーター30の
Nチャンネルが強化された事になる。これはPチャンネ
ルトランジスタ22のゲートをLへ引っばり易くなり、
その分スイッチング速度が増する。この事は出力バッフ
ァにあたるNチャンネルトランジスタ24にも言える事
である。
Pチャンネルトランジスタ28が加わる事によりインバ
ーター31かH側に強化され、Hへ引っばり易くなり、
このために出力端子23をLへ高速に反転できる事が可
能となる。
第3図は本発明の半導体装置の別の一実施例である。4
1は高電位電極、42は低電位電極、52は入力端子、
44は出力端子である。53はこの出力バッファのスル
ーレートを制御するコントロール端子である。43.4
4はこのスルーレートコントロール付バッファの出力バ
ッファにあたるPチャンネルトランジスタ及びNチャン
ネルトランジスタである。46.50はPチャンネルト
ランジスタで出力バツアのケート駆動用に働き、48.
54は同じく出力バッファのゲート駆動用Nチャンネル
トランジスタである。ここで今までのトランジスタはす
べてエンハンスメント形トランジスタ又はそれに近いト
ランジスタで構成されるが、48.4つは完全なデイプ
リージョン形トランジスタである。48はデイプリージ
ョンNチャンネルトランジスタ、49はデイプリージョ
ンPチャンネルトランジスタである。51はコントロー
ル端子53の信号を反転するためのインバーターである
コントロール端子53がHである場合、デイプリージョ
ンNチャンネルトランジスタ48は完全なオン、すなわ
ち導通になる。同じくインバーター51によって反転さ
れた信号をゲートに受けるデイプリージョンPチャンネ
ルトランジスタ49も同じく完全なオン、すなわち導通
状態となる。
こうなるとPチャンネルトランジスタ46及びNチャン
ネルトランジスタ47でPチャンネルトランジスタ43
を駆動する事になる。この際デイプリージョン形Nチャ
ンネルトランジスタ48の影響はオンしているため少な
い。同様に出力バッファにあたるNチャンネルトランジ
スタ45も同じように考えられる。デイプリージョン形
Pチャンネルトランジスタ4つがオンしているため、N
チャンネルトランジスタ45の駆動はPチャンネルトラ
ンジスタ50とNチャンネルトランジスタ54になる。
これらのトランジスタでゲートを駆動する際デイプリー
ジョンPチャンネルトランジスタ49の影響は少ない。
これに対してコントロール子53がLになった場合、デ
イプリージョンNチャンネルトランジスタ26及びデイ
プリージョンPチャンネルトランジスタ27はオフする
しかし、ここで使われているトランジスタはデイプリー
ジョン形トランジスタであるためこのトランジスタのし
きい値電圧を割っていず、従って完全にオフしきれず、
ある程度の導通は保っている。
このため、この状態にあるトランジスタは数にΩ程度の
抵抗とみなす事ができる。この事はPチャンネルトラン
ジスタ43にしてみるとゲートをLへ引っばるNチャン
ネルトランジスタ48に負荷が加わった事になり、ゲー
トの電位をLへすみやかにもっていきに<<シている事
を示す。すなわち、Pチャンネルトランジスタ43のオ
ンするスピードかにぶる。Nチャンネルトランジスタ4
5にしても同様であり、Nチャンネルトランジスタ45
のゲートを引っばるPチャンネルトランジスタ50に負
荷がかかった事となり、ゲートをLへもってゆく能力が
劣り、Nチャンネルトランジスタ45のオンするスピー
ドが遅くなる。このためコントロール端子53の状態に
より入力端子52から出力端子に抜けるまでのスルーレ
ートが制御する事ができる様になる。これにより急激な
出力の変動が避けられ、電源へのノイズも低減される。
第4図は本発明の半導体装置のもう一つの実施例である
。66は入力端子、63はコントロールケート付バッフ
ァの出力端子。67はスルーレートを制御するコントロ
ール端子である。68.6つは出カバソファにあたるP
チャンネルトランジスタ及びNチャンネルトランジスタ
である。64.70はインバーター。65はゲートをコ
ントロール端子67に接続されたゲートがHでオンする
トランスミッションゲートである。
コントロール端子67がしたった場合、トランスミッシ
ョンゲート65はオフし、このため出力バッファにあた
るPチャンネルトランジスタ63とNチャンネルトラン
ジスタ69はインバーター64のみで駆動される事にな
る。すなわちバッファのゲートを駆動するのはインバー
ター1つである。これに対し、コントロール端子67が
Hであった場合、トランスミッションゲート65はオン
し、インバーター70の出力が出力バッファにあたるP
チャンネルトランジスタ68及びNチャンネルトランジ
スタ6つのゲートの駆動に寄与する。
すなわちゲート駆動はインバーター2ってあり、そのゲ
ート駆動能力は倍になり、Pチャンネルトランジスタ6
8及びNチャンネルトランジスタ69のスイッチングス
ピードが上がる。このことはコントロール端子67の状
態によりスルーレートが制御できる事を示している。
ここにあげた実施例は主にCM OS ti■造のスル
ーレートコントロール付バッファについて説明を行った
が、これはCMO3に限るものではない。
またここにあげた実施例は、コントロール端子が1本で
あるが複数であってもかまわない。またここに挙げた実
施例はあくまでも一実施例にすぎない。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によればスルーレートコントロ
ール端子を設けたことにより、ユーザーの希望に合わせ
たスルーレートの設定が可能なる。
この事はスルーレートの問題で様々な使用状態にあった
バッファを作る必要がなくなり、これにかかる設計コス
トと、品種が多くなる事に依るコストアップか避けられ
るという効果がある。
また出力バッファが強力な出力能力を持った場合、その
使用環境により多大な出力電流及びスイッチングスピー
ドゆえに電源系へノイズが入り、内部論理の誤動作を引
き起す可能性も生じる。内部論理系への誤動作はどうし
ても避けなければならず、この時スルーレートをコント
ロールし、スイッチング速度を多少弱め誤動作を避けら
れるという効果もある。
さらにスルーレートをコントロールする事により、次段
の論理入力を微妙なタイミングでずらせてやる事も可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例である半導体装置のブロック図
。 第2、第3、第4図は本発明の半導体装置の実施例であ
る回路図。 第5図は従来の半導体装置の回路図。 11・・・入力端子 スルーレートコントロール付バッ ファ 出力端子 コントロール端子 13 ・ φ 14 ・ 12 ・ ・ 21 ・ 22. 23 ・ 24. 2つ、 32 ・ 33 ・ 34 ・ 41 壷 42 ・ 43. 44 ・ 45. 48 ・ ・・高電位電極 27.28 φ・Pチャンネルトランジスタ ・・出力端子 25.26 ・・Nチャンネルトランジスタ 30.31 ・・インバーター ・・低電位電極 ・・コントール端子 ・・入力端子 ・・高電位電極 ・・低電位電極 46.50 ・−pチャンネルトランジスタ ・・出力端子 47.54 ・・Nチャンネルトランジスタ ・・デイプリージョンNチャンネルト ランジスタ 4つ ・ 51 ・ 52 ・ 53 ・ 61 ・ 62 ・ 63 ・ 64. 65 ・ 67 ・ 68 ・ 69 ・ 71 ・ 72 ・ 73 ・ 74. 76、 ・・デイプリージョンNチャンネルト ランジスタ ・争インバーター ・・入力端子 ・・コントロール端子 ・・高電位電極 ・・低電位電極 ・・出力端子 ・中インバーター ・・トランスミッションゲート ・・コントール端子 ・・Pチャンネルトランジスタ ・・Nチャンネルトランジスタ ・・高電位電極 ・・低電位電極 ・・出力端子 ・・Pチャンネルトランジスタ 7つ ・Nチャンネルトランジスタ 77 ・ ・ トランスミッションゲート 78 ・ ・ ・入力端子 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)出力バッファをそなえた半導体装置において
    、 b)出力バッファのスルーレートをコントロールする機
    構をそなえ、 c)上記機構がコントロール端子によってスルーレート
    を制御する事ができることを特徴とする半導体装置。
JP63276618A 1988-11-01 1988-11-01 半導体装置 Pending JPH02122725A (ja)

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JP63276618A JPH02122725A (ja) 1988-11-01 1988-11-01 半導体装置

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JP63276618A JPH02122725A (ja) 1988-11-01 1988-11-01 半導体装置

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JPH02122725A true JPH02122725A (ja) 1990-05-10

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ID=17571950

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JP63276618A Pending JPH02122725A (ja) 1988-11-01 1988-11-01 半導体装置

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JP (1) JPH02122725A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5589789A (en) * 1993-10-16 1996-12-31 Nec Corporation Bus driver circuit for high-speed data transmission
US7285976B2 (en) 2005-01-31 2007-10-23 Freescale Semiconductor, Inc. Integrated circuit with programmable-impedance output buffer and method therefor
US11750182B2 (en) 2021-11-09 2023-09-05 Fuji Electric Co., Ltd. Integrated circuit

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