JPH0212867A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH0212867A
JPH0212867A JP63164058A JP16405888A JPH0212867A JP H0212867 A JPH0212867 A JP H0212867A JP 63164058 A JP63164058 A JP 63164058A JP 16405888 A JP16405888 A JP 16405888A JP H0212867 A JPH0212867 A JP H0212867A
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Masahiro Kojima
正裕 小島
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Abstract

PURPOSE:To limit the amplitude of an output voltage without slowing down a speed, to eliminate the overshoot of a supply voltage or more and to make it possible to prevent the generation of a latch-up by a method wherein a semiconductor integrated circuit is constituted in such a way that an output level is detected and the gate signal of an output transistor is controlled. CONSTITUTION:A semiconductor integrated circuit having an output circuit constituted of first and second transistors 3 and 4 connected in series between a first potential VDD and a second potential is provided with a means 2 to detect the level of a connection point between the transistors 3 and 4 and a means (an output transistor gate voltage control circuit) 5 to control a gate signal of at least one of the transistors 3 and 4 by an output signal from said detecting means 2. For example, an output circuit which is constituted of a P-channel transistor 3 and an N-channel transistor 4, an output level detecting circuit 2 and a circuit 5 which receives a signal from the circuit 2 and controls a gate signal of the transistor 3 and a circuit (a contact circuit) 7 to control the ON and OFF of the transistors 3 and 4 are provided.

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、 に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, It is related to.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

特に出力回路 従来の相補形MO8)ランリスタの3ステ一ト出力回路
の一般的な構成を第4図に示す。
In particular, the general configuration of a conventional complementary MO8) run lister three-state output circuit is shown in FIG.

Pチャネルトランジスタ3とNチャネルトランジスタ4
によって相補型MO8)ランリスタ回路が構成されてい
て、その出力は出力端子1に接続されている。Pチャネ
ルトランジスタ3のゲート入力には、制御端子8からの
制御信号と入力端子9からの信号とを入力とする論理積
ゲート17の出力が入力される。またNチャネルトラン
ジスタ4のゲート入力には制御信号の反転信号と入力信
号とを入力する論理和ゲート18の出力が入力される。
P-channel transistor 3 and N-channel transistor 4
A complementary MO8) run lister circuit is constructed, and its output is connected to output terminal 1. The gate input of the P-channel transistor 3 receives the output of an AND gate 17 which receives a control signal from the control terminal 8 and a signal from the input terminal 9. The gate input of the N-channel transistor 4 receives the output of an OR gate 18 which receives an inverted control signal and an input signal.

この回路により制御端子8に低(Low)レベルの 入
力がなされた場合、入力端子9の信号レベルにかかわら
ずPチャネルトランジスタ3はオフ状態に、Nチャネル
トランジスタ4もオフ状態になり、出力端子1はハイイ
ンピーダンス状態となる。制御端子8及び入力端子9に
高(High)レベルの入力がなされた場合、第5図(
a)のようなゲート電圧がトランジスタ3及び4に加わ
り、Pチャネルトランジスタ3はオン状態に、Nチャネ
ルトランジスタ4はオフ状態となり、Pチャネルトラン
ジスタ3を通して容量負荷が充電され出力端子1には第
5図(b)のようにHi ghレベルが出力される。制
御端子8はHi g hレベル、入力端子9はLowレ
ベルの入力がなされた場合、第5図(a)のようなゲー
ト電圧がトランジスタ3及び4に加わり、Pチャネルト
ランジスタ3はオフ状態に、Nチャネルトランジスタ4
はオン状態となり、Nチャネルトランジスタ4を通して
容量負荷に蓄えられた電荷を放電し、出力端子1には第
5図(b)のようにLowレベルが出力される。
With this circuit, when a low level input is made to the control terminal 8, the P-channel transistor 3 is turned off and the N-channel transistor 4 is also turned off, regardless of the signal level of the input terminal 9, and the output terminal 1 becomes a high impedance state. When a high level input is made to the control terminal 8 and the input terminal 9, as shown in FIG.
A gate voltage as shown in a) is applied to transistors 3 and 4, P-channel transistor 3 is turned on, N-channel transistor 4 is turned off, and the capacitive load is charged through P-channel transistor 3, and the fifth A high level is output as shown in Figure (b). When a high level is input to the control terminal 8 and a low level is input to the input terminal 9, a gate voltage as shown in FIG. 5(a) is applied to the transistors 3 and 4, and the P-channel transistor 3 is turned off. N-channel transistor 4
turns on, discharges the charge stored in the capacitive load through the N-channel transistor 4, and outputs a low level to the output terminal 1 as shown in FIG. 5(b).

この場合の出力振幅は接地電位GNDから電源電圧VD
Dまでとなり、かつ、リダクタンス成分等の原因により
電源電圧に達した後もしばらくはそれ以上の電圧まで上
がろうとするオーバーシュート、接地電位に達した後も
しばらくはそれ以下の電圧まで下がろうとするアンダー
シュートと呼ばれる現象が見られる。この現象はスピー
ドをはやくする為に充放電電流を大きくすればする程顕
著に現れる。
In this case, the output amplitude is from the ground potential GND to the power supply voltage VD.
D, and due to factors such as reductance, there is an overshoot in which the voltage tries to rise to a higher voltage for a while after reaching the power supply voltage, and even after reaching the ground potential, the voltage tends to fall to a lower voltage for a while. A phenomenon called undershoot can be seen. This phenomenon becomes more noticeable as the charging/discharging current is increased to increase the speed.

次にE/Eフッシュプルの3ステ一ト回路を第6図に、
出力波形を第7図に示す。Nチャネルトランジスタ19
.20が電源電圧vnnと接地電位GND間に直列接続
され、出力端は出力端子1に、トランジスタ19のゲー
ト入力は制御信号と入力信号の反転信号との論理和出力
端に、トランジスタ20のゲート入力は制御信号と入力
信号の論理和出力端にそれぞれ接続されている。この回
路の動作は先に説明した相補型MO3)ランリスタの3
ステ一ト出力回路と同様である。しかし、電源端子側に
接続されたトランジスタ1.9がNチャネルトランジス
タである為、ソース端子が出力端子にあたり出力端子が
Hi g hレベルとなろうとすると相対的にゲート電
圧が低下し、電流が流れにくくなることから相補型MO
8)ランリスタの出力回路と比べて立ち上がりが遅くな
る。また、Nチャネルトランジスタである為出力電圧は
(電源電圧VDD)   (Nチャネルトランジスタの
しきい値電圧V、4)よりも高くなり得ないことから、
出力振幅は相補型MOSトランジスタの出力回路のよう
に接地電位から電源電圧までのフル振幅はしない。
Next, the 3-state circuit of E/E push pull is shown in Figure 6.
The output waveform is shown in FIG. N-channel transistor 19
.. 20 are connected in series between the power supply voltage vnn and the ground potential GND, the output terminal is connected to the output terminal 1, the gate input of the transistor 19 is connected to the OR output terminal of the control signal and the inverted signal of the input signal, and the gate input of the transistor 20 is connected in series between the power supply voltage vnn and the ground potential GND. are respectively connected to the logical sum output terminals of the control signal and the input signal. The operation of this circuit is the complementary MO3) run lister 3 described earlier.
This is similar to the state output circuit. However, since the transistor 1.9 connected to the power supply terminal side is an N-channel transistor, the source terminal is the output terminal, and when the output terminal attempts to go high, the gate voltage decreases relatively and current flows. Complementary MO
8) Rising time is slower than that of a run lister output circuit. In addition, since it is an N-channel transistor, the output voltage cannot be higher than (power supply voltage VDD) (threshold voltage of N-channel transistor V, 4).
The output amplitude does not have the full amplitude from the ground potential to the power supply voltage unlike the output circuit of complementary MOS transistors.

第7図を参照してこの動作を説明すると、制御端子8が
Hi g hレベルの場合には入力信号にかかわらずト
ランジスタ19.20はオフ状態となり、出力端子1は
ハイインピーダンス状態となる。
This operation will be explained with reference to FIG. 7. When the control terminal 8 is at a high level, the transistors 19 and 20 are in an off state regardless of the input signal, and the output terminal 1 is in a high impedance state.

制御端子8がLowレベル、入力端子9がHi g h
レベルの場合には、第7図(a)、 (b)に示すよう
なゲート電圧がトランジスタ19および20にそれぞれ
加わり、トランジスタ19はオン、トランジスタ20は
オフ状態となって第7図(C)のように出力電位は上昇
する。しかし、電源端子側に接続されているトランジス
タ19はNチャネルであるため、出力は(V!ID  
VTR’ )以上にはなり得ない、続いて入力端子9が
Lowレベルとなるとトランジスタ19はオフ、トラン
ジスタ20がオン状態となって第7図(c)のように出
力電位は下降する。
Control terminal 8 is low level, input terminal 9 is high
In the case of the level, gate voltages as shown in FIGS. 7(a) and 7(b) are applied to transistors 19 and 20, respectively, transistor 19 is turned on, transistor 20 is turned off, and as shown in FIG. 7(C). The output potential increases as follows. However, since the transistor 19 connected to the power supply terminal side is an N-channel, the output is (V!ID
Subsequently, when the input terminal 9 becomes Low level, the transistor 19 is turned off and the transistor 20 is turned on, so that the output potential drops as shown in FIG. 7(c).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した様な従来の相補型MO3)ランリスタの出力回
路では出力波形は第5図の様になり、スピードははやい
がオーバーシュート、アンダーシュートを生じる。第8
図に相補型MO8の断面図を示すが、Pチャネルトラン
ジスタのドレイン23とNウェル22とP基板21の間
に存在する寄生PNPトランジスタ31のエミッタにこ
のオーバーシュートによってベース電圧(ウェル電位)
よりも高い電圧が印加されると、寄生PNPトランジス
タ31にコレクタ電流icx+が流れる。
In the conventional complementary MO3) run lister output circuit as described above, the output waveform is as shown in FIG. 5, and although the speed is fast, overshoot and undershoot occur. 8th
The figure shows a cross-sectional view of the complementary MO8, and this overshoot causes the base voltage (well potential
When a voltage higher than that is applied, a collector current icx+ flows through the parasitic PNP transistor 31.

さらにNチャネルトランジスタのソース29とP基板2
1とNウェル22の間に存在する寄生NPNトランジス
タ33のベース電圧(P基板電位)が、コレクタ電流i
。8、が流れたことで上昇しエミッタ電圧よりも高くな
り、コレクタ電流i。8□が流れる。コレクタ電流i。
Furthermore, the source 29 of the N-channel transistor and the P substrate 2
1 and the N well 22, the base voltage (P substrate potential) of the parasitic NPN transistor 33 exists between the collector current i
. 8, increases and becomes higher than the emitter voltage, and the collector current i. 8□ flows. Collector current i.

82が流れたことで寄生PNP)ランリスタ31のベー
ス電圧が下降することからさらにコレクタ電流ici+
が流れだす。
82 flows, the base voltage of the parasitic PNP) run lister 31 decreases, and the collector current ici+ further decreases.
begins to flow.

これを繰り返すことで電源を切断しないかぎり電流が流
れ続ける現象を引き起こす。この現象をラッチアップ現
象と呼び、アンダーシュートにおいても同様にラッチア
ップ現象が引き起こされる。
Repeating this causes a phenomenon in which current continues to flow unless the power is turned off. This phenomenon is called latch-up phenomenon, and undershoot also causes latch-up phenomenon.

この現象は相補型MO8)ランリスタ回路特有の欠点と
いえる。
This phenomenon can be said to be a drawback specific to complementary MO8) run lister circuits.

また、E/Eフッシュプルでは出力部の回路が全てNチ
ャネルトランジスタで構成されていることから、オーバ
ーシュートを起こしてもP基板とNチャネルトランジス
タのドレイン部は逆バイアスされているのでラッチアッ
プ現象を引き起こさない。しかし、上述した様に電源端
子側に接続されたトランジスタがNチャネルトランジス
タである為、出力がHi g hレベルとなろうとする
と相対的にゲート電圧が低下し電流が流れにくくなるこ
とがら相補型MO3)ランリスタの出力回路に比べて立
ち上がりが遅いという欠点がある。
In addition, in the E/E push-pull, the output circuit is entirely composed of N-channel transistors, so even if an overshoot occurs, the P substrate and the drain of the N-channel transistor are reverse biased, so latch-up can be avoided. Don't cause it. However, as mentioned above, since the transistor connected to the power supply terminal side is an N-channel transistor, when the output attempts to reach a high level, the gate voltage decreases relatively, making it difficult for current to flow. ) The disadvantage is that the rise time is slower than that of the run lister output circuit.

〔目的〕〔the purpose〕

本発明は出力レベルを検出し出力トランジスタのゲート
信号を制御することでスピードを遅くすることなく出力
振幅を制限し、電源電圧以上のオーバーシュートをなく
シ、ラツアップ現象を防止するものである。また振幅制
限により出力負荷容量に蓄えられる電荷が小さくなり、
信号反転時の過度電流を下げられる。故にアンダーシュ
ートは小さくなり、ラッチアップは防止され、さらに現
在多ピンのLSIで問題のLSI自身による電源、GN
Dノイズの発生もおさえるものである。
The present invention detects the output level and controls the gate signal of the output transistor to limit the output amplitude without slowing down the speed, eliminate overshoot above the power supply voltage, and prevent the phenomenon of run-up. In addition, the amplitude limit reduces the charge stored in the output load capacitance,
Reduces transient current when signal is reversed. Therefore, undershoot is reduced, latch-up is prevented, and the power supply and GN caused by the LSI itself, which is a problem with current multi-pin LSIs, are reduced.
This also suppresses the occurrence of D noise.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の半導体集積回路は電源、接地端子間に直列接続
された第1の極性の第1M08)ランリスタと第2の極
性の第2M08)ランリスタで構成される出力回路を有
する半導体集積回路において、該第lMOSトランジス
タと第2M08)ランリスタの接続点の出力レベルを検
出する回路と、該第1M08)ランリスタと第2M03
)ランリスタの少なくとも一方のゲート信号を前記検出
回路からの信号によって、制御する回路とを有している
The semiconductor integrated circuit of the present invention is a semiconductor integrated circuit having an output circuit composed of a first M08) run lister of a first polarity and a second M08) run lister of a second polarity connected in series between a power supply terminal and a ground terminal. a circuit for detecting an output level at a connection point between the first MOS transistor and the second M08) run lister; and the first M08) run lister and the second M03
) A circuit for controlling at least one gate signal of the run lister by a signal from the detection circuit.

このことにより、出力レベルを検出し、出力トランジス
タのゲート信号を制御することでスピードを遅くするこ
となく出力電圧の振幅を制限し、電源電圧以上のオーバ
ーシュートをなくしラッチアップを防止するものである
。加えt振幅制限により出力負荷容量に蓄えられる電荷
が小さくなり過度電流が小さくなる。故に、アンダーシ
ュートは小さくなりラッチアップ現象は防止され、さら
に現在多ビンのLSIで問題のLSI自身による電源、
GNDノイズ発生もおさえることが可能である。
By detecting the output level and controlling the gate signal of the output transistor, the amplitude of the output voltage is limited without slowing down the speed, eliminating overshoot above the power supply voltage and preventing latch-up. . In addition, due to the t amplitude limit, the charge stored in the output load capacitance becomes smaller, and the transient current becomes smaller. Therefore, undershoot is reduced, latch-up phenomenon is prevented, and the power supply by the LSI itself, which is a problem with current multi-bin LSIs, is eliminated.
It is also possible to suppress the generation of GND noise.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の詳細をその実施例につき図面を参照して説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

第1図においては電源及び接地端子間に直列接続された
Pチャネルトランジスタ3とNチャネルトランジスタ4
で構成される出力回路と、出力端子1の出力レベル検出
回路2と、出力レベル検出回路からの信号を受けてPチ
ャネルトランジスタ3のゲート信号を制御する回路5と
、Pチャネルトランジスタ3とNチャネルトランジスタ
4のオン・オフを制御する回路7とで構成される。
In FIG. 1, a P-channel transistor 3 and an N-channel transistor 4 are connected in series between the power supply and ground terminals.
an output circuit consisting of an output circuit 2, an output level detection circuit 2 for the output terminal 1, a circuit 5 that receives a signal from the output level detection circuit and controls the gate signal of the P-channel transistor 3, and a circuit 5 for controlling the gate signal of the P-channel transistor 3 and the N-channel It is composed of a circuit 7 that controls on/off of the transistor 4.

この回路の動作は以下のようになる。The operation of this circuit is as follows.

制御回路7の出力6がHi ghからLowに変化する
とNチャネルトランジスタ4がオフする。
When the output 6 of the control circuit 7 changes from High to Low, the N-channel transistor 4 is turned off.

相補型MO8)ランリスタ回路の出力が出力レベルに達
していない場合には、出力トランジスタゲート電圧制御
回路5からは制御回路7の出力6がそのまま出力され、
Pチャネルトランジスタ3がオンし、出力端子1の電圧
は上昇する。しかし出力電圧が出力レベルを超えると出
力レベル検出回路2から出力トランジスタゲート電圧制
御回路5に制御回路7の信号を伝えずに無条件に出力を
Highとして、Pチャネルトランジスタ3をオフとす
るように制御される。そのため出力電圧はそれ以上上昇
しない。この為、たとえオーバーシュートが生じたとし
ても電源電圧を超えることはない。
Complementary MO8) When the output of the run lister circuit has not reached the output level, the output transistor gate voltage control circuit 5 outputs the output 6 of the control circuit 7 as it is,
P-channel transistor 3 is turned on, and the voltage at output terminal 1 increases. However, when the output voltage exceeds the output level, the signal from the control circuit 7 is not transmitted from the output level detection circuit 2 to the output transistor gate voltage control circuit 5, and the output is unconditionally set to High, and the P-channel transistor 3 is turned off. controlled. Therefore, the output voltage does not increase any further. Therefore, even if overshoot occurs, the voltage will not exceed the power supply voltage.

また、制御回路7の出力がLowからHi g hに変
化するとNチャネルトランジスタ4がオンし、Pチャネ
ルトランジスタ3はオフし、出力端子1にはLowレベ
ルが出力される。
Further, when the output of the control circuit 7 changes from Low to High, the N-channel transistor 4 is turned on, the P-channel transistor 3 is turned off, and a low level is outputted to the output terminal 1.

第2図に本発明の詳細な構成を示す。FIG. 2 shows the detailed configuration of the present invention.

制御回路7は、制御端子8からの制御信号と入力端子9
からの入力信号とをNANDゲート17と、制御信号の
反転信号と入力信号とを入力とするNORゲート18か
ら構成されていて、NANDゲート17の出力は出力ト
ランジスタゲート電圧制御回路5のトランスファゲート
16に、NORゲート18の出力はNチャネルトランジ
スタ4のゲート入力にそれぞれ接続される。NANDゲ
ー)17.NORゲー)18から出力される論理レベル
は共に等しい。また、制御信号の反転信号は、出力レベ
ル検出回路2のPチャネルトランジスタ11のゲート入
力にも供給されている。
The control circuit 7 receives a control signal from a control terminal 8 and an input terminal 9.
The NAND gate 18 receives the input signal from the output transistor gate voltage control circuit 5, and the NOR gate 18 receives the inverted signal of the control signal and the input signal. In addition, the outputs of the NOR gates 18 are connected to the gate inputs of the N-channel transistors 4, respectively. NAND game) 17. The logic levels output from the NOR game (NOR game) 18 are the same. Further, the inverted signal of the control signal is also supplied to the gate input of the P-channel transistor 11 of the output level detection circuit 2.

出力レベル検出回路2はPチャネルトランジスタ11.
12および保護抵抗10の直列回路と、Pチャネルトラ
ンジスタ13とNチャネルトランジスタ15からなる直
列回路から構成され、Pチャネルトランジスタ12およ
び13のゲートは互いに接続されている。抵抗10の他
端は出力端子1に接続され、トランジスタ13.15の
直列回路の出力は出力トランジスタゲート電圧制御回路
5に供給されている。
The output level detection circuit 2 includes a P-channel transistor 11.
12 and a protection resistor 10, and a series circuit consisting of a P channel transistor 13 and an N channel transistor 15, and the gates of P channel transistors 12 and 13 are connected to each other. The other end of the resistor 10 is connected to the output terminal 1, and the output of the series circuit of transistors 13 and 15 is supplied to the output transistor gate voltage control circuit 5.

出力トランジスタゲート電圧制御回路5はトランスファ
ゲート16とPチャネルトランジスタ14から構成され
、出力レベル検出回路2からの信号は、その反転信号と
共にトランスファゲート16を構成するP、Nチャネル
トランジスタのゲート入力に供給される。
The output transistor gate voltage control circuit 5 is composed of a transfer gate 16 and a P channel transistor 14, and the signal from the output level detection circuit 2 is supplied together with its inverted signal to the gate inputs of the P and N channel transistors forming the transfer gate 16. be done.

次に第3図を参照して動作を説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIG.

制御端子8にLowレベルが印加されているとき、入力
端子9のレベルにかかわらずNANDゲート17からは
Hi g hレベルが出力され、NORゲート18から
はLowレベルが出力される。
When a low level is applied to the control terminal 8, a high level is output from the NAND gate 17 regardless of the level of the input terminal 9, and a low level is output from the NOR gate 18.

このときNチャネルトランジスタ4はオフ状態、Pチャ
ネルトランジスタ11もオフ状態となる。
At this time, N-channel transistor 4 is turned off, and P-channel transistor 11 is also turned off.

そのためPチャネルトランジスタ12および13には電
流が流れず、出力レベル検出回路2からの出力はLow
レベルとなる。この検出回路2からのLowレベルを受
けて、Pチャネルトランジスタ14はオン状態に、トラ
ンスファゲート16はオフ状態となって、Pチャネルト
ランジスタ3のケートにはHighレベルが印加され、
オフ状態となる。そのため出力端子1はハイインピーダ
ンス状態となる。
Therefore, no current flows through P-channel transistors 12 and 13, and the output from output level detection circuit 2 is Low.
level. In response to this Low level from the detection circuit 2, the P channel transistor 14 is turned on, the transfer gate 16 is turned off, and a High level is applied to the gate of the P channel transistor 3.
Turns off. Therefore, the output terminal 1 becomes in a high impedance state.

次に制御端子8および入力端子9にHi g hレベル
が印加された場合、制御回路7のNAND 17および
N0R18からは第3図(a)に示すようにLowレベ
ルが出力される。そのためNチャネルトランジスタ4は
オフ状態、Pチャネルトランジスタ11はオン状態とな
る。出力端子1がLowレベルにある場合には、Pチャ
ネルトランジスタ11を介してPチャネルトランジスタ
12および13に電流が流れ、出力レベル検出回路2か
らはHi g hレベルが出力される。このHi g 
hレベルを受けてトランスファゲート16はオン状態に
、Pチャネルトランジスタ14はオフ状態となる。
Next, when a High level is applied to the control terminal 8 and the input terminal 9, the NAND 17 and N0R18 of the control circuit 7 output a Low level as shown in FIG. 3(a). Therefore, N-channel transistor 4 is turned off and P-channel transistor 11 is turned on. When the output terminal 1 is at a low level, current flows through the p-channel transistor 11 to the p-channel transistors 12 and 13, and the output level detection circuit 2 outputs a high level. This High
In response to the h level, transfer gate 16 is turned on and P channel transistor 14 is turned off.

こうしてNANDl 7の出力Lowは、第3図(b)
のようにPチャネルトランジスタ3に伝わり出力端子1
の電圧を上昇させる。しかし、出力電圧が(電源電圧V
nn  Pチャネルトランジスタ12のしきい値電圧V
?i)に達するとPチャネルトランジスタ12には電流
が流れなくなり、出力レベル検出回路2の出力は反転し
Lowレベルとなる。
In this way, the output Low of NANDl 7 is as shown in Fig. 3(b).
It is transmitted to the P-channel transistor 3 as shown in FIG.
increase the voltage. However, the output voltage (power supply voltage V
nn Threshold voltage V of P-channel transistor 12
? When i) is reached, no current flows through the P-channel transistor 12, and the output of the output level detection circuit 2 is inverted and becomes Low level.

そのため出力トランジスタゲート電圧制御回路5内のト
ランスファゲート16はオフし、2NANDゲート17
の出力はPチャネルトランジスタ3には伝わらなくなる
。このとき、Pチャネルトランジスタ14がオン状態と
なってPチャネルトランジスタ3のゲート電圧はHi 
g hになり、Pチャネルトランジスタ3はオフ状態と
なり出力電圧は、第3図(c)のようにそれ以上あがら
なくなる。出力端子1がHighレベルにある場合には
、このような動作は必要ない。
Therefore, the transfer gate 16 in the output transistor gate voltage control circuit 5 is turned off, and the 2NAND gate 17
The output of is no longer transmitted to the P-channel transistor 3. At this time, the P-channel transistor 14 is turned on, and the gate voltage of the P-channel transistor 3 becomes Hi.
gh, the P-channel transistor 3 is turned off, and the output voltage no longer increases as shown in FIG. 3(c). If the output terminal 1 is at a high level, such an operation is not necessary.

制御端子8にHi g hレベルが、入力端子9にLo
wレベルの入力がなされた場合、第3図(a)のように
NANDl7およびN0R18からHighレベルが出
力されて、Nチャネルトランジスタ4とPチャネルトラ
ンジスタ11がオン状態となる。
High level at control terminal 8, Lo at input terminal 9
When a w level input is made, a high level is output from NANDl7 and N0R18 as shown in FIG. 3(a), and N channel transistor 4 and P channel transistor 11 are turned on.

そのため、Pチャネルトランジスタ12,11からNチ
ャネルトランジスタ4の経路に電流が流れ出力レベル検
出回路2の出力が反転しHi g hとなる。このため
、トランスファゲート16がオン状態になることから2
NANDゲート17の出力がPチャネルトランジスタ3
のゲートに伝わり、Pチャネルトランジスタ3はオフ状
態となり、第3図(c)のように出力電圧は徐々に低下
する。
Therefore, current flows from the P-channel transistors 12 and 11 to the N-channel transistor 4, and the output of the output level detection circuit 2 is inverted and becomes High. Therefore, since the transfer gate 16 is turned on, 2
The output of the NAND gate 17 is the P-channel transistor 3
The P-channel transistor 3 is turned off, and the output voltage gradually decreases as shown in FIG. 3(c).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明で明らかな如く、本発明の半導体集積回路に
よれば、出力レベルを検出し、出力トランジスタのゲー
ト信号を制御することでスピードを遅くすることなく出
力振幅を制限し、電源電圧以上のオーバーシュートをな
くしラッチアップを防止することができる。加えて振幅
制限により出力負荷容量に蓄えれる電荷が小さくなり過
度電流を下げられることからアンダーシュートが小さく
なりラッチアップをおさえられ、さらに現在多ピンのL
SIで問題となっているLSI自身による電源、GND
ノイズ発生もおさえることが可能である。
As is clear from the above description, the semiconductor integrated circuit of the present invention detects the output level and controls the gate signal of the output transistor to limit the output amplitude without slowing down the speed, and Overshoot can be eliminated and latch-up can be prevented. In addition, amplitude limiting reduces the charge stored in the output load capacitance and reduces transient current, which reduces undershoot and suppresses latch-up.
Power supply and GND caused by the LSI itself, which is a problem with SI
It is also possible to suppress noise generation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の一実施例の
回路図、第3図は本発明の出力波形の説明図、第4図は
従来の相補型MO8)ランリスタで構成した3ステ一ト
出力回路図、第5図は第4図の回路の出力波形図、第6
図はE/Eフッシュプルで構成した3ステ一ト出力回路
図、第7図は第6図の回路の出力波形図、第8図は相補
型MOSトランジスタ回路の断面図である。 1・・・・・・出力端子、2・・・・・・出力レベル検
出回路、3.11〜14・・・・・・Pチャネルトラン
ジスタ、4.15,19.20・・・・・・Nチャネル
トランジスタ、5・・・・・・出力トランジスタゲート
電圧制御回路、6・・・・・・制御回路の出力、7・・
・・・・制御回路、8・・・・・・制御端子、9・・・
・・・入力端子、10・・・・・・保護抵抗、16・・
・・・・トランスファゲート、17・・・・・・NAN
Dゲート、18・・・・・・NORゲート、21・・・
・・・P型基板、22・・・・・・Nウェル、23・・
・・・・P型ドレイン領域、24.28・・・・・・ゲ
ート電極、25・・・・・・P型ソース領域、26・・
・・・・ウェルコンタクト、27・・・・・・N型ドレ
イン領域、29・・・・・・N型ソース領域、30・・
・・・・基板コンタクト、31・・・・・・寄生PNP
)ランリスタ、32・・・・・・Nウェルの抵抗、33
・・・・・・寄生NPN)ランリスタ、34・・・・・
・P型基板の抵抗。 代理人 弁理士 内 原   晋 7弗 フ 図 井 図 井 凹 弄 凹 茅 閃 第 乙 図 茅 阿 茅 閉
Figure 1 is a configuration diagram of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Figure 3 is an explanatory diagram of the output waveform of the present invention, and Figure 4 is composed of a conventional complementary MO8) run lister. 3-state output circuit diagram, Figure 5 is the output waveform diagram of the circuit in Figure 4, and Figure 6 is the output waveform diagram of the circuit in Figure 4.
The figure is a three-state output circuit diagram configured with an E/E push pull, FIG. 7 is an output waveform diagram of the circuit of FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view of a complementary MOS transistor circuit. 1... Output terminal, 2... Output level detection circuit, 3.11 to 14... P channel transistor, 4.15, 19.20... N-channel transistor, 5... Output transistor gate voltage control circuit, 6... Output of control circuit, 7...
...Control circuit, 8...Control terminal, 9...
...Input terminal, 10...Protection resistor, 16...
...Transfer Gate, 17...NAN
D gate, 18...NOR gate, 21...
...P type substrate, 22...N well, 23...
...P type drain region, 24.28 ... Gate electrode, 25 ... P type source region, 26 ...
...Well contact, 27...N type drain region, 29...N type source region, 30...
... Substrate contact, 31 ... Parasitic PNP
) Run lister, 32...N-well resistance, 33
...parasitic NPN) run lister, 34...
・Resistance of P type board. Agent: Susumu Uchihara, Patent Attorney

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1の電位と第2の電位との間に直接接続された第1の
トランジスタと、第2のトランジスタで構成される出力
回路を有する半導体集積回路において、該第1のトラン
ジスタと第2のトランジスタの接続点のレベルを検出す
る手段と、該第1のトランジスタと第2のトランジスタ
の少なくとも一方のゲート信号を前記検出手段からの出
力信号によって制御する手段とを有する半導体集積回路
In a semiconductor integrated circuit having an output circuit including a first transistor and a second transistor directly connected between a first potential and a second potential, the first transistor and the second transistor 1. A semiconductor integrated circuit comprising: means for detecting a level at a connection point; and means for controlling a gate signal of at least one of the first transistor and the second transistor by an output signal from the detecting means.
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