JPH03165121A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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Publication number
JPH03165121A
JPH03165121A JP30312389A JP30312389A JPH03165121A JP H03165121 A JPH03165121 A JP H03165121A JP 30312389 A JP30312389 A JP 30312389A JP 30312389 A JP30312389 A JP 30312389A JP H03165121 A JPH03165121 A JP H03165121A
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Japan
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output
circuit
integrated circuit
semiconductor integrated
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Application number
JP30312389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Sato
照二 佐藤
Hiroshi Takahashi
宏 高橋
Tsuyoshi Hirai
平井 強
Keiji Ichige
市毛 啓司
Hisanori Yamada
寿範 山田
Katsumi Takahashi
克巳 高橋
Koichi Nishimura
晃一 西村
Yuji Takahashi
雄司 高橋
Hiromichi Muto
武藤 博道
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.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Haramachi Electronics Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce power noise by providing a transit period output control means applying cut-off control on a load transistor(TR) and a driving TR being constituting an output circuit in the complementary push-pull form at a transit period when the output is changed. CONSTITUTION:A transit period output control means is provided, which applies cut-off control to a load transistor(TR) and a driving TR constituting the output circuit in the complementary push-pull form at the transit period when the output is changed. That is, an output control circuit (transit period output control circuit) 14 at output transient response applying cut-off control to both MOSFETs Q1, Q2 at the transit period when an output of a CMOS inverter 11 is changed is provided between a pre-buffer 12 and a tri-state output control circuit 13. The transit period output control means 14 acts like controlling the output circuit 10 into a high output impedance state for the transient response period of the output waveform. Thus, power noise or through-current caused in the output circuit is suppressed.

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さらにはその出力動作時におけ
る電源ノイズ低減のための技術に関し。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and to a technique for reducing power supply noise during output operation thereof.

例えば0MO8型の半導体集積回路やバイポーラトラン
ジスタとCMOS回路を含む混成集積回路に適用して有
効な技術に関するものである。
For example, the present invention relates to a technique that is effective when applied to a 0MO8 type semiconductor integrated circuit or a hybrid integrated circuit including a bipolar transistor and a CMOS circuit.

〔従来技術〕[Prior art]

コンプリメンタリ・プッシュ・プル回路例えばCMOS
インバータは導電型の異なるnチャンネル型MO8FE
Tとpチャンネル型MO5FETが入力に対して相補的
にスイッチ制御されることにより、過渡応答時に一時的
に貫通電流が流れてもハイレベル及びローレベルの確定
入力に対しては貫通電流を生ぜず、且つ出力信号振幅と
して電源電圧全体を利用することができる。ところでこ
のようなCMO8回路が出力バッファなどのような出力
回路に利用される場合、その性質上比較的大きな駆動能
力が必要とされるためそれに応じてトランジスタサイズ
は大きくされる。しかも、マイクロコンピュタなどのロ
ジックLSIやメモリLSIなどでは複数ビットもしく
は多ビツト同時出力されるようになっている。このため
、多ビツト同時出力されるビットパターンによっては同
時に大きな電流が電源配線に流れて接地電位の不所望な
上昇又は電源電位の不所望な低下を生ずる。
Complementary push-pull circuit e.g. CMOS
The inverter is an n-channel MO8FE with different conductivity types.
Since the T and p-channel type MO5FETs are switch controlled in a complementary manner to the input, even if a through current flows temporarily during a transient response, no through current will occur for fixed inputs of high level and low level. , and the entire power supply voltage can be used as the output signal amplitude. By the way, when such a CMO8 circuit is used for an output circuit such as an output buffer, a relatively large driving capacity is required due to its nature, and the transistor size is accordingly increased. Furthermore, logic LSIs and memory LSIs such as microcomputers are designed to output multiple bits or multiple bits simultaneously. Therefore, depending on the bit pattern in which multiple bits are output simultaneously, a large current flows through the power supply wiring at the same time, causing an undesirable increase in the ground potential or an undesirable decrease in the power supply potential.

このような電圧変動は当該半導体集積回路の入力回路に
は不所望なノイズとして与えられ、誤動作の原因になる
。特にTTL (トランジスタ・トランジスタ・ロジッ
ク)レベルのように比較的接地電位側の入力ノイズマジ
ーンの低いレベルで外部とインタフェースされるような
場合には特に接地電位側の電源ノイズの影響が顕著にな
る。
Such voltage fluctuations are applied as undesired noise to the input circuit of the semiconductor integrated circuit, causing malfunctions. In particular, when the device is interfaced with the outside at a relatively low level of input noise mask on the ground potential side, such as at the TTL (transistor-transistor-logic) level, the influence of power supply noise on the ground potential side becomes significant.

従来断る電源ノイズを低減するために出力段前段の回路
によって予め出力ノードを放電させたり。
In order to reduce power supply noise, which is conventionally rejected, the output node is discharged in advance by the circuit before the output stage.

出力回路への入力信号の変化を緩和させたりして、出力
波形の過渡応答を緩やかにしたり、或いはデータ出力端
子群のように多ビツト同期出力動作される外部端子を2
群に分割して夫々の出力タイミングをずらすことも考え
られる。
It is possible to soften the transient response of the output waveform by relaxing changes in the input signal to the output circuit, or to connect two external terminals that perform multi-bit synchronous output operation, such as the data output terminal group.
It is also conceivable to divide it into groups and shift the output timing of each group.

尚、半導体集積回路の電源ノイズについて記載された文
献の例としては、日経マグロウヒル社発行の日経エレク
トロニクス、462号(1988年12月12日)第2
86頁から第288頁、453号(1988年8月8日
)第224頁から第227頁、455号(1988年9
月5日)第119頁から第136頁がある。
An example of a document describing power supply noise in semiconductor integrated circuits is Nikkei Electronics, No. 462 (December 12, 1988), published by Nikkei McGraw-Hill, No. 2.
Pages 86 to 288, No. 453 (August 8, 1988), Pages 224 to 227, No. 455 (September 1988)
May 5th) There are pages 119 to 136.

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

しかしながら、出力波形の過渡応答を緩やかにする技術
では出力動作速度との関係で極端に緩やかにすることが
できないため期待するほど電源イズを低減することがで
きない。しかも過渡応答を緩やかにすればするほど貫通
電流が多くなってしまう。また、多ビツト同期出力動作
される外部端子を数群に分割して夫々の出力タイミング
をずらす技術について本発明者が検討したところ、同時
に出力動作される外部端子が隣接している場合にはさほ
ど電源ノイズの低減効果が得られないことを見出した。
However, with the technique of slowing down the transient response of the output waveform, it is not possible to make it extremely slow due to the relationship with the output operation speed, and therefore it is not possible to reduce the power supply noise as much as expected. Moreover, the slower the transient response, the more the through current will increase. In addition, the inventor investigated a technique for dividing external terminals that perform multi-bit synchronous output operations into several groups and staggers the output timing of each group, and found that when external terminals that perform simultaneous output operations are adjacent to each other, It was found that the effect of reducing power supply noise could not be obtained.

本発明の目的は、出力波形の過渡応答時に出力回路で生
ずる電源ノイズを低減することができる半導体集積回路
を提供することにある。また本発明の別の目的は、出力
波形の過渡応答時に出力回路で生ずる貫通電流を実質的
になくすことができる半導体集積回路を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can reduce power supply noise generated in an output circuit during a transient response of an output waveform. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can substantially eliminate through current generated in an output circuit during a transient response of an output waveform.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

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

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、出力回路の構成上電源ノイズや貫通電流を抑
制するために、出力が変化される遷移期に、コンプリメ
ンタリ・プッシュ・プル形態で出力回路を構成する負荷
トランジスタと駆動トランジスタとをカット・オフ制御
する遷移期出力制御手段を設けるものである。或いは、
出力がノ)イレベルからローレベルに変化されるときに
は負荷トランジスタのターン・オフよりも駆動トランジ
スタのターン・オン動作を遅延させ、出力がローレベル
からハイレベルに変化されるときには駆動トランジスタ
のターン・オフよりも負荷トランジスタのターン・オン
動作を遅延させる遷移期出力制御手段を設ける。
In other words, in order to suppress power supply noise and through current due to the configuration of the output circuit, cut-off control is performed on the load transistor and drive transistor that make up the output circuit in a complementary push-pull configuration during the transition period when the output changes. A transition period output control means is provided. Or,
When the output is changed from a low level to a low level, the turn-on operation of the drive transistor is delayed compared to the turn-off of the load transistor, and when the output is changed from a low level to a high level, the turn-on operation of the drive transistor is delayed. A transition period output control means for delaying the turn-on operation of the load transistor is provided.

また、出力回路の動作タイミングという観点から電源ノ
イズを低減させるために、出力動作上岡期動作する複数
個の出力回路の出方動作タイミングを単数又は数個の出
力端子毎に交互にずらすタイミング調整手段を設けるも
のである。或いは、出力回路を介して同一タイミングで
出力動作される外部端子を、単数又は数個おきに配置す
るようにするものである。
In addition, in order to reduce power supply noise from the viewpoint of the operation timing of the output circuit, a timing adjustment means for alternately shifting the output operation timing of a plurality of output circuits that operate during the output operation for each output terminal or several output terminals. It is intended to provide Alternatively, external terminals that are outputted at the same timing via the output circuit are arranged every single or every few external terminals.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、遷移期出力制御手段は、出力波
形の過渡応答期間に出力回路を高出力インピーダンス状
態に制御するように作用し、これにより、出力回路で生
ずる電源ノイズや貫通電流の抑制を達成するものである
According to the above means, the transition period output control means acts to control the output circuit to a high output impedance state during the transient response period of the output waveform, thereby suppressing power supply noise and through current generated in the output circuit. The goal is to achieve the following.

また、出力動作上同期動作する出力回路の動作タイミン
グをタイミング調整手段で単数又は数個の出力端子毎に
交互にずらしたり、或いは同一タイミングで出力動作さ
れる外部端子を単数又は数個おきに配置しておくことは
、出力動作に際して同時に変化される外部出力端子への
充放電電流の絶対量が減少すると共に、電源配線上の相
互に分散された位置で個々の出力回路に電流を供給する
ように作用し、これにより、出力波形の過渡応答時に出
力回路で生ずる電源ノイズを低減することを達成するも
のである。
In addition, the operation timing of output circuits that operate synchronously in output operation may be alternately shifted for each output terminal or several output terminals using a timing adjustment means, or external terminals that operate at the same timing may be arranged every other or every few output terminals. The important thing to keep in mind is to reduce the absolute amount of charge/discharge current to external output terminals that changes simultaneously during output operation, and to supply current to individual output circuits at mutually distributed locations on the power supply wiring. Thus, it is possible to reduce the power supply noise generated in the output circuit during a transient response of the output waveform.

〔実施例〕〔Example〕

第8図には本発明の一実施例に係る半導体集積回路の全
体が概略的に示される。この半導体集積回路は、特に制
限されないが、半導体集積回路製造技術によってシリコ
ンのような1個の半導体基板1に形成されたシリアルコ
ミュニケーション制御用のLSIであり、該半導体基板
1に、2個のMSCI(マルチ・プロトコル・シリアル
コミュニケーション・インタフェース)ユニット2、D
MAC(ダイレクト・メモリ・アクセス・コントロール
)ユニット3、タイマユニット4.並びに制御ユニット
5を含み、その周りには入力回路や出力回路などを含む
各種周辺回路6が配置されている。
FIG. 8 schematically shows an entire semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. Although not particularly limited, this semiconductor integrated circuit is an LSI for serial communication control formed on one semiconductor substrate 1 such as silicon by semiconductor integrated circuit manufacturing technology, and on the semiconductor substrate 1, two MSCI (Multi-Protocol Serial Communication Interface) Unit 2, D
MAC (direct memory access control) unit 3, timer unit 4. It also includes a control unit 5, and various peripheral circuits 6 including input circuits, output circuits, etc. are arranged around it.

第1図には前記周辺回路6に含まれる出力回路の一例が
示され、第2図にはその出力回路の動作真理値図が示さ
れる。
FIG. 1 shows an example of an output circuit included in the peripheral circuit 6, and FIG. 2 shows an operational truth diagram of the output circuit.

同図に示される出力回路10は、Pチャンネル型負荷M
O8FETQIとnチャンネル型駆動MO8FETQ2
をコンプリメンタリ・プッシュ・プル接続して成る最終
出力段(以下単にCMOSインバータとも記す)11、
プリバッファ12゜トライステート出力制御回路13を
有し、さらに前記プリバッファ12とトライステート出
力制御回路13との間には、CMOSインバータ11の
出力が変化される遷移期に前記双方のMO8FETQI
、Q2をカット・オフ制御する出力過渡応答時の出力制
御回路(以下単に遷移期出力制御回路)14が設けられ
ている。
The output circuit 10 shown in the figure has a P-channel type load M
O8FETQI and n-channel drive MO8FETQ2
A final output stage (hereinafter also simply referred to as a CMOS inverter) 11 consisting of a complementary push-pull connection of
The pre-buffer 12 has a tri-state output control circuit 13, and between the pre-buffer 12 and the tri-state output control circuit 13, both MO8FET QI
, Q2 are provided with an output control circuit (hereinafter simply referred to as a transition period output control circuit) 14 during an output transient response.

前記CMOSインバータ11の構成トランジスタサイズ
は外部に対して出力動作を行う性質ヒその他の論理動作
を行うMOSFETに比べて大きくされ、比較的大きな
電流駆動能力を持つようにされている。前記MO3FE
TQIのソース電極は電源配線から電源電圧Vddが与
えられ、また前記MO3FETQ2のソース電極にはグ
ランド配線から接地電位Vssが与えられる。そして。
The size of the transistors constituting the CMOS inverter 11 is made larger than that of a MOSFET which performs an output operation to the outside and performs other logic operations, so that it has a relatively large current driving ability. The MO3FE
The source electrode of the TQI is supplied with a power supply voltage Vdd from a power supply wiring, and the source electrode of the MO3FETQ2 is supplied with a ground potential Vss from a ground wiring. and.

CMOSインバータ11の出力端子は出力パッド19に
結合されている。前記プリバッファ12は、例えば2個
のCMOSインバータ12A、12Bによって構成され
、その出力端子は個別的にMOSAFETQI、Q2の
ゲート電極に接続されている。
The output terminal of CMOS inverter 11 is coupled to output pad 19. The pre-buffer 12 is composed of, for example, two CMOS inverters 12A and 12B, the output terminals of which are individually connected to the gate electrodes of MOSAFETs QI and Q2.

前記トライステート出力制御回路13は、特に制限され
ないが、2人力型のナントゲート15及びノアゲート1
6.そしてインバータ17を含む。
The tri-state output control circuit 13 includes, but is not particularly limited to, a two-man operated Nantes gate 15 and a Noah gate 1.
6. It also includes an inverter 17.

このトライステート出力制御回路13には出力回路10
の出力動作を選択/非選択制御するための制御信号GA
TEと内部論理を経て伝達される信号SIGが与えられ
る。制御信号GATEは出力回路1oを非選択状態もし
くは活性化するときにハイレベルにされ、これによりノ
アゲート16の出力がローレベル、そしてナントゲート
15の出力がハイレベルにされる。この出力レベルはそ
の詳細を後で説明する遷移期出力制御回路14を通して
最終的にプリバッファ12に与えられるようになってい
る。したがってこの状態でMO3FETQI、Q2は共
にカットオフされて、CMOSインバータ11は高出力
インピーダンス状態に制御される。前記制御信号GAT
Eがローレベルにされると、ナントゲート15及びノア
ゲート16は前記信号SIGの反転レベルを出力し、こ
の出力レベルは最終的に遷移期出力制御回路14を通し
てプリバッファ12に与えられるようになっているから
、信号SIGのローレベルに応じてCMOSインバータ
11はハイレベルを出力し、また、信号SIGのハイレ
ベルに応じてCMOSインバータ11はローレベルを出
力する。
This tri-state output control circuit 13 includes an output circuit 10
Control signal GA for selecting/deselecting the output operation of
A signal SIG is provided which is transmitted via TE and internal logic. The control signal GATE is set to a high level when the output circuit 1o is in a non-selected state or activated, thereby causing the output of the NOR gate 16 to be set to a low level and the output of the NAND gate 15 to be set to a high level. This output level is finally given to the pre-buffer 12 through a transition period output control circuit 14, the details of which will be explained later. Therefore, in this state, both MO3FETs QI and Q2 are cut off, and the CMOS inverter 11 is controlled to a high output impedance state. The control signal GAT
When E is set to low level, the Nant gate 15 and the NOR gate 16 output the inverted level of the signal SIG, and this output level is finally given to the pre-buffer 12 through the transition period output control circuit 14. Therefore, the CMOS inverter 11 outputs a high level in response to the low level of the signal SIG, and the CMOS inverter 11 outputs a low level in response to the high level of the signal SIG.

前記遷移期出力制御回路14は、2人力型アンドゲート
20と2人力型オアゲート21を含み、双方のゲート2
0.21の一方の入力端子側に夫々遅延回路22.23
が介在されて構成される。
The transition period output control circuit 14 includes a two-manpower type AND gate 20 and a two-manpower type OR gate 21, and both gates 2
Delay circuits 22 and 23 are installed on one input terminal side of 0.21, respectively.
is constructed by intervening.

尚、前記遅延回路22.23は偶数段のインバータ或い
は所要のCR時定数を得るための抵抗成分や容量成分を
持つ回路素子によって構成される。
Incidentally, the delay circuits 22 and 23 are constituted by an even number of stages of inverters or circuit elements having a resistance component or a capacitance component to obtain a required CR time constant.

第3図に示されるように、前記遅延回路22はノアゲー
ト16の出力がローレベルからハイレベルに変化される
とき、アンドゲート2oの出力がローレベルからハイレ
ベルへ変化するタイミングを遅延させるように作用し、
また、前記遅延回路23はナントゲート15の出力がハ
イレベルからローレベルに変化されるとき、オアゲート
21の出力がハイレベルからローレベルへ変化するタイ
ミングを遅延させるように作用する。即ち、この遷移期
出力制御回路14は、第3図の■に示されるようにCM
OSインバータ11の出力がハイレベルからローレベル
に変化されるときにはMO8FETQIのターン・オフ
よりもMO8FETQ2のターン・オン動作を遅延させ
、その■で示される期間当該CMOSインバータ11を
高出力インピーダンス状態(Hi−Z)に制御する。ま
た、第3図の■に示されるようにCMOSインバータ1
1の出力がローレベルがらハイレベルに変化されるとき
にはMO5FETQ2のターン・オフよりもMO8FE
TQIのターン・オン動作を遅延させ、その■で示され
る期間当該CMOSインバータ11を高出力インピーダ
ンス状態(Hi−Z)に制御する。
As shown in FIG. 3, the delay circuit 22 is configured to delay the timing at which the output of the AND gate 2o changes from low level to high level when the output of NOR gate 16 changes from low level to high level. acts,
Further, the delay circuit 23 acts to delay the timing at which the output of the OR gate 21 changes from high level to low level when the output of the Nant gate 15 changes from high level to low level. That is, this transition period output control circuit 14 controls the CM as shown in (■) in FIG.
When the output of the OS inverter 11 is changed from high level to low level, the turn-on operation of MO8FETQ2 is delayed from the turn-off of MO8FETQI, and the CMOS inverter 11 is kept in a high output impedance state (Hi −Z). In addition, as shown in Figure 3, the CMOS inverter 1
When the output of MO8FE1 is changed from low level to high level, MO8FE is turned off more than MO5FETQ2 is turned off.
The turn-on operation of the TQI is delayed, and the CMOS inverter 11 is controlled to a high output impedance state (Hi-Z) during the period indicated by .

したがって、CMOSインバータ11の出力が反転され
る過渡応答期間においてPチャンネル型MO3FETQ
I及びNチャンネル型MO8FETQ2が共に一時的で
あってもオン状態にされることが防止されるから、出力
反転動作時にCMOSインバータ11には一切貫通電流
が流れず、これにより低消費電力を図りつつ電源ノイズ
を抑制することができる。
Therefore, during the transient response period when the output of the CMOS inverter 11 is inverted, the P-channel type MO3FETQ
Since both the I and N channel type MO8FETQ2 are prevented from being turned on even temporarily, no through current flows through the CMOS inverter 11 during output inversion operation, thereby reducing power consumption. Power supply noise can be suppressed.

第4図には別の出力回路の例が示される。An example of another output circuit is shown in FIG.

同図に示される出力回路30は、信号SIGのレベルに
従ってその出力レベルがハイレベル又はローレベルに確
定される形態を持ち、Pチャンネル型負荷MO5FET
Q3とNチャンネル型駆動MO3FETQ4をコンプリ
メンタリ・プッシュ・プル接続して成る最終出力段(以
下貼にCMOSインバータとも記す)31、プリバッフ
ァ32、そして、CMOSインバータ31の出力が変化
される遷移期に前記双方のMO8FETQ3.Q4をカ
ット・オフ制御する出力過渡応答時の出力制御回路(以
下単に遷移期出力制御回路)33が設けられている。
The output circuit 30 shown in the figure has a configuration in which its output level is determined to be high level or low level according to the level of signal SIG, and has a P-channel type load MO5FET.
A final output stage (hereinafter also referred to as a CMOS inverter) 31 consisting of a complementary push-pull connection of Q3 and an N-channel drive MO3FET Q4, a pre-buffer 32, and the Both MO8FETQ3. An output control circuit during an output transient response (hereinafter simply referred to as a transition period output control circuit) 33 is provided to cut off Q4.

前記CMOSインバータ31の構成トランジスタサイズ
は外部に対して出力動作を行う性質上その他の論理動作
を行うMOSFETに比べて大きくされ、比較的多くな
電流駆動能力を持つようにされている。前記MO8FE
TQ3のソース電極は電源配線から電源電圧Vddが与
えられ、また前記MO5FETQ4のソース電極にはグ
ランド配線から接地電位Vssが与えられる。そして、
CMOSインバータ31の出力端子は出力バッド34に
結合されている。前記プリバッファ32は、例えば2個
のCMOSインバータ32A、32I3によって構成さ
れ、その出力端子は個別的にMO8FETQ3.Q4の
ゲート電極に接続されている。
The size of the transistors constituting the CMOS inverter 31 is made larger than that of MOSFETs that perform other logic operations because of the nature of outputting to the outside, so that the CMOS inverter 31 has a relatively large current driving capability. Said MO8FE
The source electrode of TQ3 is supplied with a power supply voltage Vdd from a power supply wiring, and the source electrode of the MO5FETQ4 is supplied with a ground potential Vss from a ground wiring. and,
The output terminal of CMOS inverter 31 is coupled to output pad 34. The pre-buffer 32 is composed of, for example, two CMOS inverters 32A and 32I3, and the output terminals thereof are individually connected to MO8FETQ3. Connected to the gate electrode of Q4.

前記遷移期出力制御回路33は、2人力型ノアゲート3
5.36の一方の入力端子を他方の出力端子に交差結合
し、夫々のノアゲート35.36の出力端子に遅延回路
37.38を設けたスタテイックフリップフロップを主
体に構成される。ノアゲート35の他方の入力端子には
信号SIGが与えられ、ノアゲート36の他方の入力端
子には該信号SIGをCMOSインバータ39で反転し
た信号が与えられる。そして遅延回路37の出力端子は
CMOSインバータ32Aの入力端子に結合され、また
、遅延回路38の出力端子はCMOSインバータ40を
介して前記CMOSインバータ32Bの入力端子に結合
される。
The transition period output control circuit 33 is a two-man powered Noah gate 3.
5.36 is cross-coupled to the other output terminal, and the output terminal of each NOR gate 35.36 is provided with a delay circuit 37.38. A signal SIG is applied to the other input terminal of the NOR gate 35, and a signal obtained by inverting the signal SIG by a CMOS inverter 39 is applied to the other input terminal of the NOR gate 36. The output terminal of the delay circuit 37 is coupled to the input terminal of the CMOS inverter 32A, and the output terminal of the delay circuit 38 is coupled via the CMOS inverter 40 to the input terminal of the CMOS inverter 32B.

この遷移期出力側m回路33も前記出力回路10同様に
MO8FETQ3とMO8FETQ4の入力信号レベル
が重ならないように制御する。したがって、この出力回
路30においても、CMOSインバータ31の出力が反
転される過渡応答期間においてPチャンネル型MO8F
ETQ3及びNチャンネル型MO8FETQ4が共に一
時的であってもオン状態にされることが防止されるから
Similarly to the output circuit 10, this transition period output side m circuit 33 is also controlled so that the input signal levels of MO8FETQ3 and MO8FETQ4 do not overlap. Therefore, in this output circuit 30 as well, during the transient response period in which the output of the CMOS inverter 31 is inverted, the P-channel type MO8F
This is because both ETQ3 and N-channel type MO8FETQ4 are prevented from being turned on even temporarily.

出力反転動作時にCMOSインバータ31には一切貫通
電流が流れず、これにより低消費電力を図りつつ電源ノ
イズを抑制することができる。
During the output inversion operation, no through current flows through the CMOS inverter 31, thereby reducing power consumption and suppressing power supply noise.

第5図には多数の出力回路相互間での出力動作タイミン
グをずらして電源ノイズを低減するための一実施例が示
される。
FIG. 5 shows an embodiment for reducing power supply noise by shifting the output operation timing between a large number of output circuits.

第5図には例えば8個の出力回路51〜58とその出力
端子に夫々結合された8個の出力パッド61〜68が示
され、それらは前記第8図の周辺回路6に含まれている
。夫々の出力回路51〜58は、特に制限されないが、
第1図と同様の回路、又は第1図の回路構成において遷
移期出力制御回路14が省略されたトライステート出力
型の回路構成を持ち、例えば8ビツトの信号5IGI〜
5IG8を同期出力するために用いられる。夫々の出力
回路51〜58に対するトライステート出力制御は第1
図で説明したと同様に意義を持つ制御信号GATEによ
って制御される。8個の出力回路51〜58は半導体集
積回路の動作上同期して出力動作されるが、その許容範
囲内で、夫々の出力回路における出力動作タイミングを
1個おきに交互にずらすようにするため、出力回路52
,54.56.58には直列接続された2個のCMOS
インバータ70.71を介して制御信号GATEが与え
られ、その他の出力回路51,53,55.57には直
接制御信号GATEが与えられるようになっている。前
記2個のCMOSインバータ70.71は遅延回路とし
て機能されるものであり、その他の遅延素子に変更可能
である。また、交互に出力タイミングをずらす出力回路
の数は1個に限定されず、2個など数個おきにすること
もできる。斯る構成は、出力回路を介して同一タイミン
グで出力動作される出力パッドなどの外部端子を1個又
は数個おきに配置した構成と機能上等価である。
FIG. 5 shows, for example, eight output circuits 51 to 58 and eight output pads 61 to 68 coupled to their output terminals, which are included in the peripheral circuit 6 of FIG. . Although the respective output circuits 51 to 58 are not particularly limited,
It has a circuit similar to that shown in FIG. 1, or a tri-state output type circuit configuration in which the transition period output control circuit 14 is omitted in the circuit configuration shown in FIG.
Used for synchronous output of 5IG8. Tri-state output control for each of the output circuits 51 to 58 is performed by the first
It is controlled by the control signal GATE, which has the same meaning as explained in the figure. Although the eight output circuits 51 to 58 perform output operations synchronously due to the operation of the semiconductor integrated circuit, the output operation timing of each output circuit is alternately shifted every other output circuit within the permissible range. , output circuit 52
, 54.56.58 have two CMOS connected in series.
Control signal GATE is applied via inverter 70.71, and control signal GATE is applied directly to other output circuits 51, 53, 55.57. The two CMOS inverters 70 and 71 function as delay circuits, and can be replaced with other delay elements. Furthermore, the number of output circuits whose output timings are alternately shifted is not limited to one, but may be every several, such as two. Such a configuration is functionally equivalent to a configuration in which external terminals such as output pads, which are outputted at the same timing via an output circuit, are arranged every other or several external terminals.

第6図には出力回路51〜58の出力が全て同期して変
化される場合の出力波形の一例が示される。同図から明
らかなように出力変化タイミングは4個の出力回路を一
層にして相互にずれたタイミングで変化される。しかも
、隣合う出力回路は相互にずれたタイミングで出力変化
される。
FIG. 6 shows an example of the output waveforms when the outputs of the output circuits 51 to 58 are all changed synchronously. As is clear from the figure, the output change timing is changed at mutually shifted timing in four output circuits. Furthermore, the outputs of adjacent output circuits are changed at mutually shifted timings.

このように出力動作上同期動作する出力回路51〜58
の動作タイミングを1個又は数個おきに交互にずらした
り、或いは同一タイミングで出力動作される外部端子を
1個又は数個おきに配置しておくことにより、8個の出
力回路51〜58による同期出力動作に際して同時に出
力変化される出力パッドへの充放電電流の絶対量が減少
すると共に、電源配線上の相互に分散された位置で個々
の出力回路に電流を供給すればよくなり、これによって
、出力波形の過渡応答時に出力回路で生ずる電源ノイズ
を低減することができる。
Output circuits 51 to 58 that operate synchronously in output operation in this way
By alternately shifting the operation timing of every one or every few external terminals, or by arranging every one or every few external terminals that output at the same timing, eight output circuits 51 to 58 can be used. During synchronous output operation, the absolute amount of charging and discharging current to the output pads whose outputs change simultaneously is reduced, and current can be supplied to individual output circuits at mutually distributed locations on the power supply wiring. , power supply noise generated in the output circuit during transient response of the output waveform can be reduced.

第5図及び第6図の説明では出力変化タイミングのずら
し方を2段階としたが3段階以上でずらして電源ノイズ
を一層低減するようにしてもよい。
In the explanation of FIGS. 5 and 6, the output change timing is shifted in two steps, but it may be shifted in three or more steps to further reduce power supply noise.

第7図には例えば4段階で出力タイミングをずらした場
合の出力波形の一例が示される。このようにするには、
第5図における出力回路51.55に制御信号GATE
をそのまま供給し、出力回路52.56に4段のCMO
Sインバータを介して遅延させた制御信号GATEを供
給し、出力回路53.57に2段のCMOSインバータ
を介して遅延させた制御信号GATEを供給し、出力回
路54.58に6段のCMOSインバータを介して遅延
させた制御信号GATEを供給すればよい。
FIG. 7 shows an example of an output waveform when the output timing is shifted in four steps, for example. To do this,
The control signal GATE is applied to the output circuits 51 and 55 in FIG.
is supplied as is, and a 4-stage CMO
A delayed control signal GATE is supplied via an S inverter, a delayed control signal GATE is supplied via a two-stage CMOS inverter to an output circuit 53.57, and a six-stage CMOS inverter is supplied to an output circuit 54.58. It is sufficient to supply the delayed control signal GATE via the .

特に第7図のように隣接するもの同士の出力タイミング
のずれを大きくするようにしておればmm電源ノイズを
低減することができる。
In particular, mm power supply noise can be reduced by increasing the difference in output timing between adjacent devices as shown in FIG.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが本発明はそれに限定されるものでは
なくその要旨を逸脱しない範囲において種々変更するこ
とができる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on examples, the present invention is not limited thereto and can be modified in various ways without departing from the gist thereof.

例えば上記実施例ではコンプリメンタリ・プッシュ・プ
ル形態の出力段をCMOSインバータとして説明したが
、本発明はそれに限定されるものではなく、Nチャンネ
ル型MO3FETを負荷トランジスタ及び駆動トランジ
スタとする回路にも適用することができ、それに応じて
トライステート出力制御回路の論理も変更される。また
、本発明が適用される半導体集積回路は第8図の構成に
限定されず、マイクロコンピュータなどの各種論理LS
IさらにはメモリLSIなどにも適用することができる
For example, in the above embodiment, the complementary push-pull type output stage was explained as a CMOS inverter, but the present invention is not limited thereto, and can also be applied to a circuit using an N-channel MO3FET as a load transistor and a drive transistor. , and the logic of the tristate output control circuit is changed accordingly. Further, the semiconductor integrated circuit to which the present invention is applied is not limited to the configuration shown in FIG.
Furthermore, it can be applied to memory LSIs and the like.

以上の説明では主として本発明者にによってなされた発
明をその背景となった利用分野であるCMO3型半導体
集積回路に適用した場合について説明したが、本発明は
それに限定されるものではなく、Bi−CMO5型の半
導体集積回路さらにはバイポーラ型半導体集積回路など
にも広く適用することができる。本発明は少なくとも負
荷トランジスタと駆動トランジスタとをコンプリメンタ
リ・プッシュ・プル接続した出力回路を含む条件のもの
に適用することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to a CMO3 type semiconductor integrated circuit, which is the background field of application, but the present invention is not limited thereto. It can be widely applied to CMO5 type semiconductor integrated circuits as well as bipolar type semiconductor integrated circuits. The present invention can be applied to conditions including an output circuit in which at least a load transistor and a drive transistor are connected in a complementary push-pull manner.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、出力が変化される遷移期に、コンプリメンタ
リ・プッシュ・プル形態で出力回路を構成する負荷トラ
ンジスタと駆動トランジスタとをカット・オフ制御する
遷移期出力制御手段、もしくは、出力がハイレベルから
ローレベルに変化されるときには負荷トランジスタのタ
ーン・オフよりも駆動トランジスタのターン・オン動作
を遅延させ、出力がローレベルからハイレベルに変化さ
れるときには駆動トランジスタのターン・オフよりも負
荷トランジスタのターン・オン動作を遅延させる遷移期
出力制御手段を設けることにより、出力波形の過渡応答
期間に出力回路を高出力インピーダンス状態に制御する
ように作用し、これにより、出力回路で生ずる電源ノイ
ズや貫通電流の抑制を達成することができるという効果
がある。
In other words, during the transition period when the output is changed, there is a transition period output control means that performs cut-off control on the load transistor and the drive transistor that constitute the output circuit in a complementary push-pull configuration, or when the output changes from a high level to a low level. When the output is changed from low level to high level, the turn-on operation of the drive transistor is delayed compared to the turn-off operation of the load transistor, and when the output is changed from low level to high level, the turn-on operation of the load transistor is delayed rather than the turn-off operation of the drive transistor. By providing a transition period output control means that delays the operation, it acts to control the output circuit to a high output impedance state during the transient response period of the output waveform, thereby suppressing power supply noise and shoot-through current generated in the output circuit. It has the effect of being able to achieve the following.

また、出力動作上同期動作する出力回路の動作タイミン
グをタイミング調整手段で単数又は数個の出力端子毎に
交互にずらしたり、或いは同一タイミングで出力動作さ
れる外部端子を単数又は数個おきに配置しておくことに
より、同期動作されるべき出力回路の動作タイミングと
いう観点からも出力波形の過渡応答時に出力回路で生ず
る電源ノイズを低減することができるという効果がある
In addition, the operation timing of output circuits that operate synchronously in output operation may be alternately shifted for each output terminal or several output terminals using a timing adjustment means, or external terminals that operate at the same timing may be arranged every other or every few output terminals. By doing so, there is an effect that power supply noise generated in the output circuit during a transient response of the output waveform can be reduced from the viewpoint of the operation timing of the output circuit to be operated synchronously.

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

第1図は本発明の一実施例に係る半導体集積回路に適用
される出力回路の一例論理回路図。 第2図は第1図の出力回路が採る動作真理値の説明図、 第3図は第1図の出力回路におけるm個動作タイミング
チヤード、 第4図は出力回路の別の論理回路図、 第5図は多数の出力回路相互間での出力動作タイミング
をずらして電源ノイズを低減するための一実施例回路図
、 第6図は第5図のm個動作タイミングチヤード、第7図
は出力変化タイミングのずらし方を4段階にした場合の
出力波形の一例タイミングチヤード、 第8図は本発明の一実施例に係る半導体集積回路の全体
ブロック図である。 1・・・半導体基板、6・・・周辺回路、1o・・・出
力回路、11・・・CMOSインバータ、Ql・・・P
チャンネル型負荷MO8FET、Q2・・・Nチャンネ
ル型駆動MO8FET、12・・・プリバッファ、13
・・・トライステート出力制御回路、14・・・遷移期
出力制御回路、19・・・出力パッド、22.23・・
・遅延回路、30・・・出力回路、31・・・CMOS
インバータ、Q3・・・Pチャンネル型負荷MO3FE
T、Q4・・・Nチャンネル型駆動MO3FET、32
・・・プリバッファ、33・・・遷移期出力制御回路、
34・・・出力パッド、51〜58出力回路、61〜6
8・・・出力パッド、70.71・・・CMOSインバ
ータ。 第 図 第 図 第 5 図 第 図 第 図 第 図
FIG. 1 is a logic circuit diagram of an example of an output circuit applied to a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation truth values taken by the output circuit of FIG. 1, FIG. 3 is a diagram of m operation timing charts in the output circuit of FIG. 1, and FIG. 4 is another logic circuit diagram of the output circuit. Fig. 5 is a circuit diagram of an embodiment for reducing power supply noise by shifting the output operation timing between a large number of output circuits, Fig. 6 is a chart of the m operation timings of Fig. 5, and Fig. 7 is FIG. 8 is an overall block diagram of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Semiconductor substrate, 6...Peripheral circuit, 1o...Output circuit, 11...CMOS inverter, Ql...P
Channel type load MO8FET, Q2... N-channel type drive MO8FET, 12... Pre-buffer, 13
... Tri-state output control circuit, 14... Transition period output control circuit, 19... Output pad, 22.23...
・Delay circuit, 30... Output circuit, 31... CMOS
Inverter, Q3...P channel type load MO3FE
T, Q4...N-channel type drive MO3FET, 32
... pre-buffer, 33... transition period output control circuit,
34... Output pad, 51-58 output circuit, 61-6
8...Output pad, 70.71...CMOS inverter. Figure Figure Figure 5 Figure Figure Figure Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、負荷トランジスタと駆動トランジスタとをコンプリ
メンタリ・プッシュ・プル接続した出力回路を含む半導
体集積回路において、 出力が変化される遷移期に前記双方のトランジスタをカ
ット・オフ制御する遷移期出力制御手段を設けたことを
特徴とする半導体集積回路。 2、負荷トランジスタと駆動トランジスタとをコンプリ
メンタリ・プッシュ・プル接続した出力回路を含む半導
体集積回路において、 出力がハイレベルからローレベルに変化されるときには
負荷トランジスタのターン・オフよりも駆動トランジス
タのターン・オン動作を遅延させ、出力がローレベルか
らハイレベルに変化されるときには駆動トランジスタの
ターン・オフよりも負荷トランジスタのターン・オン動
作を遅延させる遷移期出力制御手段を設けたことを特徴
とする半導体集積回路。 3、出力回路に個別的に結合された複数個の外部端子が
半導体基板に並設されて成る半導体集積回路において、 出力動作上同期動作する複数個の出力回路の出力動作タ
イミングを、単数又は数個の出力端子毎に交互にずらす
タイミング調整手段を設けたことを特徴とする半導体集
積回路。 4、出力回路に個別的に結合された複数個の外部端子が
半導体基板に並設されて成る半導体集積回路において、 出力回路を介して同一タイミングで出力動作される外部
端子を、単数又は数個おきに配置したことを特徴とする
半導体集積回路。
[Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit including an output circuit in which a load transistor and a drive transistor are connected in a complementary push-pull manner, a transition in which both transistors are controlled to cut off during a transition period in which the output is changed. A semiconductor integrated circuit characterized by being provided with a periodic output control means. 2. In a semiconductor integrated circuit including an output circuit in which a load transistor and a drive transistor are connected in a complementary push-pull manner, when the output is changed from a high level to a low level, the drive transistor turns off more than the load transistor turns off. A semiconductor characterized in that it is provided with a transition period output control means that delays the on operation and delays the turn on operation of the load transistor than the turn off of the drive transistor when the output is changed from a low level to a high level. integrated circuit. 3. In a semiconductor integrated circuit in which a plurality of external terminals individually coupled to output circuits are arranged in parallel on a semiconductor substrate, the output operation timing of the plurality of output circuits that operate synchronously in the output operation can be determined in a single or a number. 1. A semiconductor integrated circuit comprising timing adjustment means for alternately shifting each output terminal. 4. In a semiconductor integrated circuit in which a plurality of external terminals individually coupled to an output circuit are arranged in parallel on a semiconductor substrate, one or more external terminals are operated to output at the same timing via the output circuit. A semiconductor integrated circuit characterized by being arranged at intervals.
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