JPH0222917A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0222917A
JPH0222917A JP63173600A JP17360088A JPH0222917A JP H0222917 A JPH0222917 A JP H0222917A JP 63173600 A JP63173600 A JP 63173600A JP 17360088 A JP17360088 A JP 17360088A JP H0222917 A JPH0222917 A JP H0222917A
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JP
Japan
Prior art keywords
output
mos
inverting
mos transistor
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP63173600A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Takagi
治 高木
Akinori Yamamoto
明典 山本
Takumi Morimoto
森本 琢巳
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0222917A publication Critical patent/JPH0222917A/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 従来の技術        (第4.5図)発明が解決
しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の一実施例    (第1〜3図)発明の効果 〔概要〕 半導体装置に関し、 簡単な回路構成で高速化、高集積化を妨げることな(、
ノイズを低減できる半導体装置を提供することを目的と
し、 高電位側の第1のMOSトランジスタと、低電位側の第
2のMOS)ランジスタとを備え、入力信号を反転させ
て出力するバッファ回路を構成する半導体装置において
、前記バッファ回路の出力信号を反転してラッチする反
転ラッチ手段と、前記バッファ回路の出力端子と低電位
源との間に介挿され、第2のMOS)ランジスタよりも
駆動能力の小さい第3のMOS)ランジスタと、を設け
、反転ラッチ手段のランチ出力を前記第2のMOSトラ
ンジスタのバンクゲートに供給するとともに、該ランチ
出力を第3のMOSトランジスタのゲートに供給して入
力信号を反転させたバッファ出力を取り出すように構成
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置に係り、詳しくは、大駆動の出カ
バソファの出力リンギングノイズ等を軽減する半導体装
置に関する。
CMOS半導体装置は高速化、多ピンパツケージ化、大
駆動の出カバソファ化を要求されている。
また、高密度実装に伴いプリント板等の配線も縮小され
、電源ライン(VDD、VSS等)のプリントパターン
も細くなってきている。この様な状況下で使用されるC
MOS半導体装置においては、(イ)大駆動の出カバソ
ファの0N−OFF時に発生する出力リンギングノイズ
、 (ロ)多くの出力バッファが同時間に0N−OFFする
時に発生するノイズ、 が回路誤動作の誘因となっており、その対策が重要であ
る。
〔従来の技術〕
従来のバッファ回路としては、例えば第4図に示すよう
なものがある。同図において、1はPチャンネルMO3
)ランジスタ(以下、PMO3という)、2はNチャン
ネルMO3I−ランジスタ(以下、NMOSという)で
あり、PMO3Iのバンクゲートは電源VDD側に、N
MOS2のバンクゲートは電源VSS側に接続されてい
る。しだがって、第5図にタイミングチャートを示すよ
うに、入力信号Siが“L″から“H”に立ち上がると
、PMO3Iがオフ、NMOS2がオンとなって、出力
信号Soが”L″レベルプルダウンし、バッファ出力と
して取り出される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来のバッファ回路にあって
は、入力信号Siが“L”から“L″に立ち上がるとき
第5図に示すように、出力信号SOにノイズの原因とな
るオーバシュート(又はアンダーシュート)が発生し、
次段の回路の誤動作を誘発するという問題点があった。
すなわち、上記バッファ回路を構成するCMOS半導体
装置では瞬時に起こる電圧の変動、寄生抵抗、パッケー
ジ等のインダクタンス及びプリント板等の配線パターン
の抵抗に起因して第5図に示すような出力波形の変動が
発生し、これがノイズを引き起こす。第4図に示す従来
例では回路自体については何ら対策が施されておらず、
ノイズ成分を小さくするために、例えば電源VSSライ
ンを強化することが行われている。しかし、この方法に
よると、高密度な実装の妨げとなり、また大きな効果も
望めない。さらに、他の方法として、例えばノイズ除去
回路を設けることも考えられるが、高速化、高集積化を
達成する上では得策とはいえない。
そこで本発明は、簡単な回路構成で高速化、高集積化を
妨げることなく、ノイズを低減できる半導体装置を提供
することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置は上記目的達成のため、高電位
側の第1のMOSトランジスタと、低電位側の第2のM
OSトランジスタとを備え、入力信号を反転させて出力
するバッファ回路を構成する半導体装置において、前記
バッファ回路の出力信号を反転してラッチする反転ラッ
チ手段と、前記バッファ回路の出力端子と低電位源との
間に介挿され、第2のMOS)ランジスタよりも駆動能
力の小さい第3のMOS)ランジスタと、を設け、反転
ラッチ手段のラッチ出力を前記第2のMOSトランジス
タのバックゲートに供給するとともに、該ラッチ出力を
第3のMOS)ランジスタのゲートに供給して入力信号
を反転させたバッファ出力を取り出すようにしている。
〔作用〕
本発明では、反転ラッチ手段のラッチ出力が第2のMO
S)ランジスタのバックゲートに供給されるとともに、
第3のMOSトランジスタのゲートに供給されて入力信
号を反転させたバッファ出力が取り出される。この場合
、特に入力電圧に°“H”が印加されるときには、最初
に第2のMOSトランジスタがオンして出力のレベルが
下がり、ある程度下がった時点でラッチ出力が”H”と
なり、第2のMOS)ランジスタがオフすると同時に、
第3のMOSトランジスタがオンして出力レベルがシュ
ートなしに所定の低電位レベルに反転する。
したがって、入力信号のレベル変化に対してバッファ出
力の変動が抑制され、ノイズが低減する。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1〜3図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す
図である。まず、構成を説明する。第1図において、1
1は高電位側(Van側ンに設けられたPMO3(第1
のMOSトランジスタに相当)であり、そのバックゲー
トは電源■I、D側に接続される。I2は低電位側(■
8.側)に設けられたNMOS(第2のMOSトランジ
スタに相当)であり、そのバンクゲートはインバータラ
ッチ(反転ラッチ手段に相当)13の出力側に接続され
る。PMO3llおよびNMOS12のゲートは共通接
続され、人力信号Siが印加される。また、PMO3I
IのソースとNMOS12のドレインとは共通接続され
、入力信号Siを反転させた信号がバッファ出力信号S
oとして取り出される。
インバークラッチ13はインバータ14およびインバー
タ15からなり、インバーター4の方がインバーター5
よりも駆動能力が大きくなっている。ここで、入力信号
の変化に対しては駆動能力の大きいインバータ14の方
が速く追随する。一方、駆動能力の大きい方がノイズを
発生しやすいという特質かある。
インバークラッチ13は上記出力信号SOを反転させた
信号をラッチし、このラッチ信号SLをNMOS12の
バンクゲートおよびNMOS16のゲートに供給する。
NMOS16はバッファ出力信号SOが取り出されるラ
イン17と低電位電源V。との間に介挿されており、そ
のバックゲートは低電位型B V s s側に接続され
る。ここで、N M OS 16は第2図に示すように
N M OS 12よりも駆動能力が小さいものが用い
られる。駆動能力の大小による\ 特質は前述した通りである。
次に、作用を説明する。
まず、PMO311およびNMOS16はそ(7) ハ
ックゲートが何れも通常の使用方法と同様に高電位側あ
るいは低電位側に接続されているため、ゲートの印加電
圧によって一義的に通常通りオン/オフする。一方、N
MOS12はそのバンクゲートに加わる電圧によって作
動が異なる。すなわち、バックゲート電圧がL ”であ
るときはNMOS16と同じくNチャンネルMOSと同
様の動作をする。
一方、バックゲート電圧が“H”になると、NMOS1
2のゲート電圧のレベルに拘わりなくNMOS12は常
にオフ状態となる。
以上を前提にして、最初に入力信号Siが第3図(a)
に示すように′L”から“H”へ立ち上がる場合の動作
を説明する。まず、入力信号Siが“L”のときはPM
O3IIがオン、NMOS12がオフで、出力信号So
が“H”状態にあり、したがって、インバータ14の出
力は“L″、インバータ15の出力は“H”となり、ま
たNMOS16はオフとなっている。この状態は次の表
で示される。
なお、このときNMOS12のバックゲート電圧には“
L゛レベルラッチ信号S r、が印加されるため、NM
OS12は通常動作をしている。
但し、P ++ : P MO5ll N It : N M O512 I Ia : NMOS16 ■1.:インバータ15 N Ia : N M OS 16 次に、入力信号Siが“L”から立ち上がりを開始する
と、表に示すように、まずPMO5IIがオフし、NM
OS12がオンする。これにより、出力信号Soのレベ
ルが下がり始め、インバータ14の反転レベルまで下が
るとインバータ14が反転してそのラッチ信号SLが“
L″から“H″に立ち上がる。このため、NMOS12
のバックゲート電圧が“H”となり、NMOS12が直
ちにオフ状態に固定され、いわゆるハイインピーダンス
状態(表ではZで示す)となる、一方、上記ラッチ信号
SLはNMOS16にも供給されているため、ランチ信
号SLがNMOS16の反転レベルまで立ち上がると、
NMOS16が直ちにオンとなり、ライン17における
出力信号Soのレベルが今度はNMOS16を通して引
き下げられる。
このように、入力信号Siが“L″から“H”に変化す
るときには、最初に駆動能力の大きいNMOS12がオ
ンすることにより急速に出力信号SOのレベルが下がり
、NMOS16の反転レベルまで下がった時点でNMO
S12がオフすると同時に、今度は駆動能力の小さいN
MOS16がオンして出力信号Soのレベルが引き下げ
られる。このとき、NMOS16は駆動能力が小さいた
め、オーバシュー4を起こさず第3図に示すように波形
の変動が全くないものとなる。したがって、瞬時に起こ
る電圧の変動に起因するノイズを抑制することができる
特に、本発明をCMOSゲートアレイに適用した場合に
は、出カバソファの出力リンギングノイズや出カバソフ
ァの同時変化によって起こる同時変化ノイズを有効に軽
減することができる。この場合、本実施例では電源(V
ss)ラインの強化をする必要はなく、また単にインバ
ークラッチ13およびNMOS16を追加するだけの簡
単な構成でよく、しかもこれらの素子は通常のCMO3
で形成できるから、高速化、高集積化を害することもな
い。
一方、入力信号Siが第3図(b)に示すように“H″
から“L″に立ち下がる場合は、まずPMO3IIがオ
ンし、NMOS12がオフする。これにより、出力信号
Soのレベルが上昇し始め、インバータ14の反転レベ
ルまで上昇すると、インバータ14が反転してそのラッ
チ信号SLが“H”からL″に変わる。このため、NM
OS12のバックゲート電圧が“L“となり、NMOS
12が通常動作に戻る(オフ状態を維持する)。一方、
上記ラッチ信号SLがNMOS16の反転レベルまで低
下すると、NMOS16が直ちにオフとなり、出力信号
Soが急速に正規の“H”レベルまで引き上げられる。
この場合も、第3図(b)に示すように出力波形に変動
がないのは勿論である。
なお、本発明はCMOSゲートアレイに適用して多大の
効果があるが、その他の集積回路に適用しても同様の効
果がある。
〔効果〕
本発明によれば、簡単な回路素子を追加するのみで、高
速化、高集積化を妨げることなく、出力信号の変動を抑
制することができ、ノイズを有効に軽減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す
図であり、 第1図はその回路図、 第2図はそのNHO3)ランジスタの駆動能力の特性を
示す図、 第3図はその作用を説明するタイミングチャート、 第4図は従来のバッファ回路を示す回路図、第5図は第
4図に示す回路のタイミングチャートである。 11・・・・・・PMO3(第1のMOSトランジスタ
)、12・・・・・・NHO5(第2のMO3I−ラン
ジスタ)、13・・・・・・インバークラッチ(反転ラ
ッチ手段)、14.15・・・・・・インバータ、 16・・・・・・NHO3(第3のMOS)ランジスタ
)、17・・・・・・ライン。 一実功性樫釦NMO3)−ランジスタの1際口阪1b刀
の堵ト圧乞示す図第2図 tt = PMO5<:名1のMOS)ランジス7)t
Z : NHO3(11yZcyrMO5hランジス7
)11インtX−9ラゲ+(反転うVチ1−負)1+、
Is:インバータ Ib :  NMo5 (専3L:y)MOS)ランジ
ス7)17tライン ー実漁例の回)聞 第1図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 高電位側の第1のMOSトランジスタと、低電位側の第
    2のMOSトランジスタとを備え、入力信号を反転させ
    て出力するバッファ回路を構成する半導体装置において
    、 前記バッファ回路の出力信号を反転してラッチする反転
    ラッチ手段と、 前記バッファ回路の出力端子と低電位源との間に介挿さ
    れ、第2のMOSトランジスタよりも駆動能力の小さい
    第3のMOSトランジスタと、を設け、 反転ラッチ手段のラッチ出力を前記第2のMOSトラン
    ジスタのバックゲートに供給するとともに、該ラッチ出
    力を第3のMOSトランジスタのゲートに供給して入力
    信号を反転させたバッファ出力を取り出すようにしたこ
    とを特徴とする半導体装置。
JP63173600A 1988-07-11 1988-07-11 半導体装置 Pending JPH0222917A (ja)

Priority Applications (1)

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JP63173600A JPH0222917A (ja) 1988-07-11 1988-07-11 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

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ID=15963609

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Cited By (5)

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