JPH03266519A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH03266519A
JPH03266519A JP2063995A JP6399590A JPH03266519A JP H03266519 A JPH03266519 A JP H03266519A JP 2063995 A JP2063995 A JP 2063995A JP 6399590 A JP6399590 A JP 6399590A JP H03266519 A JPH03266519 A JP H03266519A
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transistor
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Abstract

PURPOSE:To prevent malfunction of a circuit of a next stage and to attain high speed processing and large current by selecting an onresistance, parasitic inductance and a load capacitance so as to satisfy a specific condition when a capacitive load is provided to an output terminal. CONSTITUTION:When a load whose capacitance C is provided to an output terminal, an ON-resistance R1, a parasitic inductance L and a load capacitance C are selected so as to satisfy the condition of equation I. That is, when 1st output buffer groups SB1-SBN are turned on, the resistance of 2nd output buffers MB1-MBf to keep a prescribed logic level is selected larger than a prescribed value to decrease noise voltage caused in an internal power supply line. Thus, the semiconductor integrated circuit precluding malfunction and having output buffers at fast speed for large current drive is realized.

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、特に接地線や電源電圧
線等に生じるノイズによる誤動作を防止する出力バッフ
ァを有する半導体集積回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having an output buffer that prevents malfunction due to noise generated in a ground line, power supply voltage line, etc.

(従来の技術) 近年、半導体集積回路において、出力バッファ回路の高
速化、大電流駆動能力化に伴なって、こうした出力バッ
ファが同時にスイッチする際にICチップ内部の接地線
や電源電圧線に生じるノイズによる誤動作が問題となっ
ている。その対策とLで、出力バッファ回路専用の接地
線とIC内部の回路の接地線を分離するという方法等が
とられているが、それでも以下のような問題がある。
(Prior Art) In recent years, in semiconductor integrated circuits, as output buffer circuits have become faster and have a higher current drive capability, when these output buffers switch simultaneously, problems occur on the ground line and power supply voltage line inside the IC chip. Malfunctions due to noise are a problem. As a countermeasure for this problem, methods such as separating the ground line dedicated to the output buffer circuit from the ground line of the circuit inside the IC have been taken, but the following problems still occur.

例えば複数の出力バッファの同時スイッチングによって
、チップ内部の接地線に生じたノイズが、この時本来は
一定レベルを出力すべき出力バッファ回路のトランジス
タに伝播Lで、その出力端子にヒゲ状のノイズパルスが
生じる。このようすを、以下、図面を用いて説明する。
For example, noise generated in the ground line inside the chip due to simultaneous switching of multiple output buffers is propagated to the transistor of the output buffer circuit, which is supposed to output a constant level, and a whisker-shaped noise pulse is generated at the output terminal. occurs. This situation will be explained below using the drawings.

第2図(a)は、同時スイッチするN個の出力バッファ
によって生じるノイズの説明するだめのモデルである。
FIG. 2(a) is an illustrative model of the noise caused by N output buffers switching simultaneously.

図においてSB1〜SBNはスイッチするN個の出力バ
ッファ回路(以下スイッチバッファと称する)、MBは
、スイッチバッファSBがスイッチする間、その出力が
一定論理であるべき出力バッファ回路(以下、モニタバ
ッファと称する)であってその入力は、電圧E0の一定
レベル(例えばLレベル)となっている。また、vcc
はIC外部の電源電圧端子、GNDはIC外部の接地端
子、vccpはICチップ内部の電源電圧線、GND、
はICチップ内部の接地線、P1〜PNはチップ上のバ
ットにある各出力バッファSHの内部出力端子01〜O
Nは工Ci’?ツケージピンとして出ている各スイッチ
バッファSBの外部出力端子、PMとONはモニタバッ
ファMBのそれぞれ内部出力端子及び外部出力端子、C
1〜CNは各スイッチバッファSBの外部出力端子に接
続される負荷容量、CMはモニタバッファMBの外部出
力端子OMの負荷容量である。また、L、〜LN及びり
、は、各出力バッファ回路の内部出力端子P、〜PNと
P、 (I CチップのPAD )と出力外部端子01
〜ONと0M間にある、ワイヤやパッケージ等の寄生イ
ンダクタンスであり、Lvcoは内部電源電圧線■cc
pと外部電源電圧端子vccとの間の、LoNDは内部
接地線GNDPと外部接地端子GNDとの間の寄生イン
ダクタンスでちる。第2図(b)は、上記のスイッチバ
ッファSBやモニタバッファMBの内部回路の概略を示
すもので、内部電源線vccPと各出力PXとの間にP
MO8出力トランジスタQ1が、内部接地線GND、と
出力PXとの間にNMOS出力トランジスタQ2がそれ
ぞれ設けられ、各出力トランジスタのダートは制御回路
Kに接続されている。いまここでN個のスイッチバッフ
ァSB1〜SBNの入力が同時にHレベルからLレベル
に変化したとすると、外部出力端子01〜ONの負荷容
量C1〜CNから、各スイッチバッファSBのNMO8
出力トランジスタQ2を通り、内部接地線GND 、を
経て、寄生インダクタンスL。NDを抜けて外部接地端
子GNDに瞬間的に大きな放電電流IDcHが流れる。
In the figure, SB1 to SBN are N output buffer circuits that switch (hereinafter referred to as switch buffers), and MB is an output buffer circuit whose output should have a constant logic while switch buffer SB switches (hereinafter referred to as monitor buffer). The input voltage is at a constant level (for example, L level) of voltage E0. Also, vcc
is the power supply voltage terminal outside the IC, GND is the ground terminal outside the IC, vccp is the power supply voltage line inside the IC chip, GND,
is the ground line inside the IC chip, P1~PN are the internal output terminals 01~O of each output buffer SH on the bat on the chip.
N is engineering Ci'? The external output terminals of each switch buffer SB come out as cage pins, PM and ON are the internal and external output terminals of monitor buffer MB, respectively, and C
1 to CN are load capacitances connected to external output terminals of each switch buffer SB, and CM is a load capacitance of external output terminal OM of monitor buffer MB. In addition, L, ~LN and RI are the internal output terminals P, ~PN and P of each output buffer circuit, (PAD of IC chip) and output external terminal 01.
~ It is the parasitic inductance of wires, packages, etc. between ON and 0M, and Lvco is the internal power supply voltage line ■ cc
LoND between p and the external power supply voltage terminal vcc is determined by the parasitic inductance between the internal ground line GNDP and the external ground terminal GND. FIG. 2(b) schematically shows the internal circuits of the switch buffer SB and monitor buffer MB.
An NMOS output transistor Q2 is provided between the MO8 output transistor Q1 and the internal ground line GND and the output PX, and the terminal of each output transistor is connected to the control circuit K. Now, if the inputs of N switch buffers SB1 to SBN change from H level to L level at the same time, NMO8 of each switch buffer SB is calculated from the load capacitances C1 to CN of external output terminals 01 to ON.
The parasitic inductance L passes through the output transistor Q2 and the internal ground line GND. A large discharge current IDcH momentarily flows through ND to external ground terminal GND.

このために上記寄生イ地線ノイズが生じる。(tは時間
である。)この内部接地線ノイズがモニタバッファMB
のNMO8出力トランジスタQ2を通して外部出力端子
OMに伝播してノイズパルスを生じさせ、これに接続さ
れている他の回路を誤動作させる。こうした出力に生じ
るノイズパルスを低減するためには、ICにGNDビン
を多数膜ければよいが、出力バッファの高速化、大電流
駆動能力化が著るしいため充分効果をあげるには非常に
多数のGNDピンを要し現実的ではない。そこで特開昭
61−109320等によって、各出力バッファがスイ
ッチする際の充放電電流がその充放電期間を通して平均
して流れ、そのピーク電流が小さくなるごとく工夫した
出力バッファ回路が提案されている。
This causes the parasitic ground line noise. (t is time.) This internal ground line noise
It propagates to the external output terminal OM through the NMO8 output transistor Q2, generates a noise pulse, and causes other circuits connected to it to malfunction. In order to reduce these noise pulses generated in the output, it is possible to install a large number of GND bins on the IC, but since the speed of the output buffer and the large current drive capability are significantly increased, it is necessary to install a large number of GND bins in order to obtain a sufficient effect. This is not practical as it requires a GND pin. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 61-109320 and others have proposed an output buffer circuit designed so that the charging and discharging current when each output buffer switches flows on average throughout the charging and discharging period, and the peak current is small.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来技術においては、もっばらスイッチ
バッファによって流れる充放電電流のピーク値を小さく
するといった、内部接地線GND、に生じるノイズ電圧
を小さくする事にのみ注目した工夫がなされており、以
下に述べる課題を有している。
(Problem to be solved by the invention) However, in the prior art, attention has been focused only on reducing the noise voltage generated in the internal ground line GND, such as reducing the peak value of the charging/discharging current flowing through the switch buffer. Many improvements have been made to this system, and it has the following issues.

即ち、内部接地線GNDPにノイズ電圧”NGが生じる
とモニタバッファの外部出力端子OMに、その寄生イン
ダクタンスLMと負荷容量CMの共振現象によって、上
記のGND、のノイズ電圧vN。より高いピーク値をも
つノイズ電圧vNM(〉vNo)が生じることがある。
That is, when the noise voltage "NG" occurs on the internal ground line GNDP, the noise voltage "NG" of the above GND occurs on the external output terminal OM of the monitor buffer due to the resonance phenomenon of the parasitic inductance LM and the load capacitance CM. A noise voltage vNM(>vNo) may occur.

このため、スイッチバッファの充放電電流のピークのみ
を小さくしても、充分な効果が得られず、モニタバッフ
ァの外部出力端子OMに接続して使用される次段のIC
等の回路の誤動作を避けられないという課題を有してい
た。
For this reason, even if only the peak of the charge/discharge current of the switch buffer is reduced, a sufficient effect cannot be obtained, and the next-stage IC connected to the external output terminal OM of the monitor buffer
The problem was that malfunctions of circuits such as these cannot be avoided.

本発明は上記のモニタバッファの外部出力端子に大きな
ノイズが生じて次段の回路の誤動作を防止できる、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 prevent malfunction of the next stage circuit due to large noise generated at the external output terminal of the monitor buffer.

また、高速化、大電流化を図っても、内部接地線に生じ
るノイズを小さくできることに加えて、モニタバッファ
として用いても一定レベルであるべき出力端子に生じる
ノイズを小さくできる優れた出力バッファ回路を有する
半導体集積回路を提供することにある。
In addition, even with higher speeds and higher currents, it is possible to reduce the noise generated in the internal grounding wire, and even when used as a monitor buffer, it is an excellent output buffer circuit that can reduce the noise generated at the output terminal, which should be at a constant level. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit having the following features.

(問題点を解決するための手段) 本件発明の第1は、第1の出力バッファ群と、これらの
第1の出力バッファ群の出力トランジスタ群と同じ電源
電圧端子及び接地端子により電源が供給される出力トラ
ンジスタを有し、この出力トランジスタのオン抵抗がR
1であって、この出力トランジスタの出力端子に自己イ
ンダクタンスLが寄生するとともに、これらの第1の出
力バッファ群の論理変化時に一定の論理レベルを維持す
べき第2のバッファとを有する半導体集積回路において
、出力端子に負荷容量Cの負荷が設けられた際、R1≧
2Vゴフで−の条件を満足するようにオン抵抗R1、寄
生インダクタンスし、負荷容量Cの値が定められている
ことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problem) The first aspect of the present invention is that power is supplied from the same power supply voltage terminal and ground terminal as the first output buffer group and the output transistor group of the first output buffer group. has an output transistor whose on-resistance is R
1, the semiconductor integrated circuit has a self-inductance L parasitic on the output terminal of the output transistor, and a second buffer that is to maintain a constant logic level when the logic of the first output buffer group changes. In, when a load of load capacity C is provided to the output terminal, R1≧
This device is characterized in that the on-resistance R1, the parasitic inductance, and the value of the load capacitance C are determined so as to satisfy the negative condition at 2V Goff.

本件発明の第2は、第1の出力バッファ群と、これらの
第1の出力バッファ群の論理変化時に一定の論理レベル
を維持すべき第2の出力バッファとを有する半導体集積
回路において、これら第1の出力バッファ群は各々、第
1の電源端子及び接地端子により電源が供給される第1
の出力トランジスタと、第2の電源端子及び第2のグラ
ンド端子により電源が供給され、この第1の出力トラン
ジスタが動作した後にこの第1の出力トランジスタと同
論理を出力するとともに、この第1の出力トランジスタ
の出力端子と接続された出力端子を有する第2の出力ト
ランジスタとを有し、この第2の出力バッファは、この
第1の電源端子及び接地端子により電源が供給される第
3の出力トランジスタと、この第2の電源端子及び第2
のグランド端子により電源が供給され、この第3の出力
トランジスタが動作した後にこの第3の出力トランジス
タと同論理を出力するとともに、この第3の出力トラン
ジスタの出力端子と接続された出力端子を有する第4の
出力トランジスタとを有し、この第3の出力トランジス
タのオン抵抗R2は、この第4の出力トランジスタのオ
ン抵抗R3よりも高抵抗のオン抵抗を有することを特徴
とするものである。
A second aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit having a first output buffer group and a second output buffer that is to maintain a constant logic level when the logic of the first output buffer group changes. The one output buffer group each has a first output buffer that is powered by a first power supply terminal and a ground terminal.
Power is supplied from the output transistor, the second power supply terminal, and the second ground terminal, and after the first output transistor operates, it outputs the same logic as the first output transistor, and the first output transistor outputs the same logic as the first output transistor. a second output transistor having an output terminal connected to the output terminal of the output transistor; the second output buffer has a third output transistor powered by the first power supply terminal and the ground terminal; a transistor, this second power supply terminal and the second
Power is supplied from the ground terminal of the third output transistor, and after the third output transistor operates, it outputs the same logic as the third output transistor, and has an output terminal connected to the output terminal of the third output transistor. The fourth output transistor is characterized in that the on-resistance R2 of the third output transistor is higher than the on-resistance R3 of the fourth output transistor.

(作用) 本件発明の第1は、以上の様に第1の出力バッファ群が
オンするときに一定の論理レベルを維持すべき第2の出
力バッファの抵抗値を所定の値よシ大きくすることによ
り、内部の電源供給線に生じるノイズ電圧より小さくす
ることができる。
(Function) As described above, the first aspect of the present invention is to increase the resistance value of the second output buffer, which should maintain a constant logic level when the first output buffer group is turned on, by a predetermined value. Therefore, the noise voltage generated in the internal power supply line can be made smaller.

又、本件発明の第2は、第1の出力バッファ群及び第2
の出力バッファの出力トランジスタを各各複数設け、オ
ン抵抗が高抵抗の出力トランジスタが動作した後にオン
抵抗が低抵抗の出力トランジスタが動作する様構成した
ので論理値の変化開始時で電圧の変化率が大きい間は高
抵抗のオン抵抗の出力トランジスタが動作し、変化開始
後ある程度時間が経過して電圧の変化率が鈍った状態で
更に低抵抗の出力トランジスタが動作するので電圧の変
化が分散され、出力に発生するノイズを大幅に小さくす
ることができる。
Further, the second aspect of the present invention is that the first output buffer group and the second output buffer group
A plurality of output transistors are provided for each of the output buffers, and the output transistor with a high on-resistance operates after which the output transistor with a low on-resistance operates, so that the rate of change in voltage at the start of a change in logic value is reduced. While the on-resistance is large, the high-resistance on-resistance output transistor operates, and after a certain period of time has elapsed after the voltage change rate has slowed down, the low-resistance output transistor operates, so that the voltage change is dispersed. , the noise generated in the output can be significantly reduced.

(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を説明するためのモデル
図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a model diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

図において、半導体集積回路1は入力バッファI、〜I
K、該入カバッファエ1〜IKの出力を入力とする内部
回路2、この内部回路2の大電流駆動用の出力バッファ
SB1〜SBN及びこれらの出力端子OS1〜OsNか
らなる第1の出力部3、同じく内部回路2の出力バッフ
ァであり前述したモニタバッファと同様な動作をするバ
ッファMB1〜MB。
In the figure, a semiconductor integrated circuit 1 has input buffers I, ~I
K, an internal circuit 2 which receives the outputs of the input buffers 1 to IK, a first output section 3 consisting of output buffers SB1 to SBN for large current driving of this internal circuit 2, and output terminals OS1 to OsN of these; Buffers MB1 to MB are also output buffers of the internal circuit 2 and operate in the same manner as the monitor buffers described above.

(以下モニタバッファという)及びこれらの出力端子O
M1〜OMJからなる第2の出力部4、入力バッファ1
1〜IK及び内部回路2の電源電圧端子■ccx及び接
地端子GND工、出力バッファSB1〜sBN及びモニ
タバッファMB1〜MB、の電源電圧端子vco。及び
接地端子GNDoとから構成される。
(hereinafter referred to as monitor buffer) and these output terminals O
Second output section 4 consisting of M1 to OMJ, input buffer 1
1 to IK, power supply voltage terminals ccx and ground terminal GND of internal circuit 2, power supply voltage terminals vco of output buffers SB1 to sBN and monitor buffers MB1 to MB. and a ground terminal GNDo.

又、半導体チップの内部出力端子(ポンディングパッド
)を構成するPs1〜PSNと外部リードを構成する各
出力端子081〜0sNO間には自己インダクタンス”
81〜”SNが寄生するとともに、外部に負荷容量C8
1〜C8Nが設けられており、同様に半導体チップの内
部出力端子PM1〜PMJと外部リードを構成する各出
力端子OM1〜OMJの間には自己インダクタンスしM
1〜LMJが寄生するとともに、外部に負荷容量CM1
〜CMNが設けられている。更に、内部電源電圧端子V
。CIPと外部電源電圧端子VCCIとの間、内部電源
電圧端子vccopと外部電源電圧端子V。coとの間
には寄生インダクタンス”Vl及びLvoが、内部接地
端子GND 、 Pと外部接地端子GNDxとの間、内
部接地端子GNDo、と外部リードを接地端子GNDo
の間には寄生インダクタンスL。1、LGoが寄生して
いる。
In addition, there is a self-inductance between Ps1 to PSN, which constitute the internal output terminals (ponding pads) of the semiconductor chip, and each output terminal, 081 to 0sNO, which constitute the external leads.
81~”SN is parasitic and external load capacitance C8
Similarly, self-inductance M is provided between the internal output terminals PM1 to PMJ of the semiconductor chip and each output terminal OM1 to OMJ constituting the external lead.
1~LMJ is parasitic, and external load capacitance CM1
~CMN is provided. Furthermore, the internal power supply voltage terminal V
. between CIP and external power supply voltage terminal VCCI, and between internal power supply voltage terminal vccop and external power supply voltage terminal V. There are parasitic inductances "Vl" and "Lvo" between the internal grounding terminal GND, P and the external grounding terminal GNDx, the internal grounding terminal GNDo, and the external lead between the internal grounding terminal GNDo and the external ground terminal GNDo.
There is a parasitic inductance L between them. 1. LGo is parasitic.

ここで、第1の出力部3の出力バッファSB、〜SBN
は大電流用の出力バッファであるために同時にスイッチ
ングするとき電源電圧端子V。co及び接地端子GND
o間の内部電源のノイズ源となるのを避は得ない。その
ため、内部電源が共通な第2の出力部4のモニタバッフ
ァMB1〜MB、が一定の論理レベルを出力しようとす
る際、第1の出力部3のノイズにより影響される。
Here, the output buffers SB, ~SBN of the first output section 3
is an output buffer for large currents, so when switching at the same time, the power supply voltage terminal V. co and ground terminal GND
It is unavoidable that this becomes a noise source for the internal power supply between the two terminals. Therefore, when the monitor buffers MB1 to MB of the second output section 4, which share the same internal power supply, try to output a constant logic level, they are affected by the noise of the first output section 3.

本発明の第1の実施例は、上記の第2の出力部4の任意
のモニタバッファMBXにおける出力トランジスタのオ
ン抵抗をRMX ’ このモニタバッファMBxの出力
端子PMxに寄生する自己インダクタンスしMx、及び
負荷容量CMXとするとき、これらの関係を、 RMX≧〆η5Z77 を満足するように設定するものである。
In the first embodiment of the present invention, the on-resistance of the output transistor in any monitor buffer MBX of the second output section 4 is RMX' and the self-inductance parasitic to the output terminal PMx of this monitor buffer MBx is Mx, and When the load capacity is CMX, these relationships are set to satisfy RMX≧〆η5Z77.

これを、第1図を簡略化した第3図のモデル図を用いて
説明する。
This will be explained using the model diagram of FIG. 3, which is a simplified version of FIG. 1.

図においで、第1の出力部3では、各バッファの出力ト
ラングスタのオン抵抗Rs、寄生インダクタンスL8は
各出力バッファSB1〜SBNが並列に接続されている
ため個数N分の1のR8ハ、4^となり、負荷容量C8
は個数N倍となりC6XNとなっている。又、第2の出
力部4では、任意のモニタバッファMBXの出力として
記しである。
In the figure, in the first output section 3, the on-resistance Rs and parasitic inductance L8 of the output transducer of each buffer are 1/N of the number of output buffers SB1 to SBN, so the on-resistance Rs and parasitic inductance L8 are ^, and the load capacity C8
is multiplied by N times and becomes C6XN. Further, the second output section 4 is described as an output of an arbitrary monitor buffer MBX.

前述の様に、同時にスイッチングすることによって瞬間
的に大きな放電電流より。Hが流れて、寄生インダクタ
ンスし。NDの働きで内部接地線GNDoPにピーク値
V。、のノイズ電圧波V。が生じる。ここで、スイッチ
ングする出力バッファが多数あれば、図中のオン抵抗R
MXを流れる電流IMCHに比べてよりCH> IMC
)Iとなるので、ノイズ電圧波V。はIMcHに依存し
ないと考えてよい。そこで内部接地線GND1に生じる
ノイズ電圧波として第4図(、)に示すような方形波を
仮定すると、モニタバッファMBXの外部出力端子に生
じるノイズ電圧波vMxは、算であって、例えば「過渡
現象と波形解析」東海大学出版会第14刷のP13〜P
16に詳述されているので、その結果だけを述べる。
As mentioned above, simultaneous switching causes a momentary large discharge current. H flows and parasitic inductance occurs. The peak value V is applied to the internal grounding line GNDoP due to the action of ND. , the noise voltage wave V. occurs. Here, if there are many switching output buffers, the on-resistance R in the diagram
The current flowing through MX is CH > IMC compared to IMCH.
)I, so the noise voltage wave V. may be considered to be independent of IMcH. Therefore, assuming a square wave as shown in FIG. 4(, ) as the noise voltage wave generated on the internal grounding line GND1, the noise voltage wave vMx generated on the external output terminal of the monitor buffer MBX is a “Phenomena and Waveform Analysis” Tokai University Press 14th edition P13-P
16, so only the results will be described.

上式(1)は、以下の3つの条件に対してそれぞれ解を
もち、その時の端子OMxのノイズ電圧波VMは次のよ
うになる。
The above equation (1) has solutions for the following three conditions, and the noise voltage wave VM at the terminal OMx at that time is as follows.

(A)   RMX < 2r (B)    RMx= 2V丁匹7;マ(C)   
RMX) 2メζ7瓢; 条件(A)においては、端子OMXのノイズ電圧波vM
Xは第4図(、)に示す波形vM、の様に、内部接地線
のノイズ電圧V。のHレベル電圧V。、を中心に共鳴周
波数%π〆LMXCy x (Hz )  で振動する
波形となる。
(A) RMX < 2r (B) RMx = 2V 7; Ma (C)
RMX) 2 meters ζ 7 lines; Under condition (A), the noise voltage wave vM of the terminal OMX
X is the noise voltage V of the internal ground line, as shown in the waveform vM shown in FIG. 4(,). H level voltage V. , the waveform vibrates at a resonance frequency %π〆LMXCy x (Hz).

即ち、端子OMXのノイズ電圧波vMxのピーク値ヲv
MPX ”l内部接地線GNDo、のノイズ電圧V。の
ピーク値を■。、とすると、 条件(A)で”MPX > vCP   ””’(2)
      となる。
That is, the peak value wov of the noise voltage wave vMx at the terminal OMX
If the peak value of the noise voltage V of internal grounding line GNDo is , then under condition (A), "MPX >vCP"' (2)
becomes.

一般にLMは小さくても15 nH程度はあり、負荷容
量としてCMx=100PFと仮定すると共鳴周波数は
130 MHzとなり、その半周期4 ns程度の振動
と力る。従って近年の高速なICが端子OMXに接続さ
れていると誤動作す、る事となる。
Generally, the LM is as small as about 15 nH, and assuming that the load capacitance is CMx=100PF, the resonant frequency is 130 MHz, and the vibration has a half period of about 4 ns. Therefore, if a recent high-speed IC is connected to the terminal OMX, it will malfunction.

条件(B)においては、端子OMxのノイズ波■MXは
第4図(a)に示す波形vM2のように時定数2LMX
/RMxで内部接地線GND1のノイズ電圧波V。を追
いかけてゆるやかに上昇する形となり、このピーク値を
VMPXとすると、vMPX≦voPとなる。また、条
件(C)は両者の境界となる。以上のように、モニタバ
ッファMBXの出力トランジスタのオン抵抗RMxを大
きくし、R,Ax≧2f;7η;とすれば端子OMxに
生じるノイズを内部接地線に生じるノイズより小さくで
きる。なお、より実際に近い内部接地線GNDo、に生
じるノイズ波形と端子OMXに生じるノイズ波形の回路
シミュレーション結果を第4図の(b)及び(C)に示
す。ここで第4図(b)はRMx〈2〆ζフで;の場合
、第4図(c)はRMX > 24フ著;の場合である
。図示するごとく実際のGNDo、に生じるノイズ電圧
波V。は方形波というよりも正弦波に近く、端子OMx
のノイズ電圧波vMxがピークとなる時点では降下し始
めており、従ってノイズ電圧波vMXのピーク値vMP
はV。
Under condition (B), the noise wave MX at the terminal OMx has a time constant 2LMX as shown in the waveform vM2 shown in Fig. 4(a).
/RMx is the noise voltage wave V of the internal grounding line GND1. , and if this peak value is VMPX, then vMPX≦voP. Moreover, condition (C) serves as a boundary between the two. As described above, by increasing the on-resistance RMx of the output transistor of the monitor buffer MBX so that R,Ax≧2f;7η;, the noise generated at the terminal OMx can be made smaller than the noise generated at the internal ground line. Note that circuit simulation results of the noise waveform occurring on the internal ground line GNDo and the noise waveform occurring at the terminal OMX, which are more realistic, are shown in FIGS. 4(b) and 4(C). Here, FIG. 4(b) shows the case when RMx<2〆ζf; FIG. 4(c) shows the case when RMX>24f;. As shown in the figure, a noise voltage wave V occurs in the actual GNDo. is more like a sine wave than a square wave, and the terminal OMx
At the point when the noise voltage wave vMx reaches its peak, it has started to fall, so the peak value vMP of the noise voltage wave vMX
is V.

を方形波と仮定した計算よりも小さくなる。第5図に、
内部接地線のノイズのピーク電圧V。P及びモニタバッ
ファMBxの外部出力端子OMXに生じるノイズビータ
電圧vMPXと、モニタバッファMBXにおける出力ト
ランジスタのオン抵抗RMXとの関係をシミュレーショ
ンにヨ歩示す。
is smaller than the calculation assuming that is a square wave. In Figure 5,
Peak voltage of internal ground wire noise, V. The relationship between the noise beater voltage vMPX generated at the external output terminal OMX of the monitor buffer MBx and the on-resistance RMX of the output transistor in the monitor buffer MBX is shown in the simulation.

シミュレーションにおいては、Ls1〜LSN = 1
5nH。
In the simulation, Ls1~LSN = 1
5nH.

Lvo=Lo。=7,5nH2■、。=5v、Cs1〜
C5N=1ooPF。
Lvo=Lo. =7,5nH2■,. =5v, Cs1~
C5N=1ooPF.

CMx=50PF とし、さらにスイッチングバッファ
における出力トランジスタのオン抵抗R8を8Ω程度と
しだ。図には、同時スイッチング数N=1のものとN=
8のものを示す。図から判るように、内部接地線に生じ
るノイズのピーク電圧V。Pはオン抵抗RMXに依存せ
ずほぼ一定であ板1方モニタバッファMBxのピーク電
圧vM、xはオン抵抗RMXが小さくなると犬きくなり
 R,X< 200で”MPX > vCPとなって前
記の議論の妥当性が示されている。なお、前記の(1)
式の境界条件R8=2VTパン司5−を計算すると35
Ω程度となシ、グラフの200より大きいが、この差は
既に述べたように、内部接地線のノイズ波形を方形波と
している事によって(1)式によって得られるVMPX
が実際の値より大きくなるためである。従って少なくと
もRMX≧2VT四ン’MX−とすれば、VMPX<v
6P(図の例ではvMPXはV。。
CMx=50PF, and the on-resistance R8 of the output transistor in the switching buffer is about 8Ω. In the figure, the simultaneous switching number N=1 and N=
8 is shown. As can be seen from the figure, the peak voltage V of the noise generated on the internal ground line. P is almost constant without depending on the on-resistance RMX, and the peak voltage vM of the one-sided monitor buffer MBx, x becomes sharper as the on-resistance RMX becomes smaller. When R, The validity of the argument is shown.In addition, the above (1)
Calculating the boundary condition R8=2VTPanji5- of the equation gives 35
It is about Ω, which is larger than 200 in the graph, but as mentioned above, this difference is due to the VMPX obtained by equation (1) by making the noise waveform of the internal grounding wire a square wave.
This is because the value becomes larger than the actual value. Therefore, if at least RMX≧2VT4'MX-, then VMPX<v
6P (in the example shown, vMPX is V.

の約半分)にできる。(approximately half of that).

以上の事から明らかなように、本発明においては、複数
の出力バッファが同時スイッチングする時、一定論理レ
ベルを出力する出力バッファの出力トランジスタのオン
抵抗RMxをRMx≧2uとしたので、その出力端子O
Mに生じるノイズ電圧を内部接地線に生じるノイズより
も大幅に小さくでき、これに接続される次段のICの誤
動作を防止することができるのである。
As is clear from the above, in the present invention, when a plurality of output buffers switch simultaneously, the on-resistance RMx of the output transistor of the output buffer that outputs a constant logic level is set to RMx≧2u, so that the output terminal O
The noise voltage generated in M can be made much smaller than the noise generated in the internal ground line, and malfunction of the next stage IC connected thereto can be prevented.

次に、本発明の第2の実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第6図は本発明の第2の実施例における出力バッファの
回路図である。出力端子Pに第1のPMO8出力トラン
ジスタQllのドレイン、及び第2のPMOS出力トラ
ンジスタQ21のドレインと、第1ONMO8出力トラ
ンジスタQ12のドレイン、及び第2のNMO3出力ト
ランジスタQ22のドレインとが接続されている。これ
らの出力トランジスタの各ソースについては、第1のP
MO8出力トランジスタQllのソースが第1の内部電
源電圧線vCCOPiに、第2のPMO8出力トランジ
スタQ21のソースが第2の内部電源電圧線VccOP
2に、第1のNMO8出力ト出力トランジスタボ12ス
が第1の内部接地線GNDo、1に、第2のNMO8出
力ト出力トランジスタボ22スが第2の内部接地線GN
DOP2に接続されて喝。
FIG. 6 is a circuit diagram of an output buffer in a second embodiment of the invention. The drain of the first PMO8 output transistor Qll, the drain of the second PMOS output transistor Q21, the drain of the first ONMO8 output transistor Q12, and the drain of the second NMO3 output transistor Q22 are connected to the output terminal P. . For each source of these output transistors, the first P
The source of the MO8 output transistor Qll is connected to the first internal power supply voltage line vCCOPi, and the source of the second PMO8 output transistor Q21 is connected to the second internal power supply voltage line VccOP.
2, the first NMO8 output transistor boss 12 is connected to the first internal ground line GNDo, and the second NMO8 output transistor boss 22 is connected to the second internal ground line GNDo.
Connected to DOP2.

また、図におけるKll〜に14はこれらの出力トラン
ジスタを制御する制御ケ゛−トであり、端子Cは、出力
が”High−Z”か、“スルー”かを制御する制御信
号入力端子であり、端子りは、データ入力端子である。
Further, Kll~14 in the figure is a control gate that controls these output transistors, and the terminal C is a control signal input terminal that controls whether the output is "High-Z" or "through". The terminal is a data input terminal.

データ入力端子りは、2人力NANDゲートに11の第
1の入力端子と、3人力NANDゲートに13の第2の
入力端子と、2人力NORゲートに12の第1の入力端
子と、3人力NORゲートに14の第2の入力端子とに
接続されている。また、制御信号入力端子Cは、2人力
NANDゲートに11の第2の入力端子と、3人力NA
NDゲートに13の第3の入力端子と、インバータKI
Oの入力端子に接続され、このインバータKIOの出力
端子は、2人力双慮’ II −) K J 2の第2
の入力端子と、3人力NORゲートK14の第3の入力
端子に接続されている。さらに、出力端子Pが上記の3
人力NANDゲートに13の第1の入力と、3人力NO
RゲートK14の第1の入力に接続されている。こうし
た各制御ダートが次のように各出力トランジスタのケ゛
−トに接続されている。
The data input terminals include 11 first input terminals for a 2-man powered NAND gate, 13 second input terminals for a 3-man powered NAND gate, 12 first input terminals for a 2-man powered NOR gate, and 12 first input terminals for a 3-man powered NOR gate. 14 second input terminals to the NOR gate. In addition, the control signal input terminal C is connected to a second input terminal of 11 for a two-manpower NAND gate, and a second input terminal for a three-manpower NAND gate.
13 third input terminals to the ND gate and the inverter KI
The output terminal of this inverter KIO is connected to the input terminal of the inverter KIO.
and the third input terminal of a three-power NOR gate K14. Furthermore, the output terminal P is
13 first inputs to human powered NAND gate and 3 human powered NO
It is connected to the first input of R gate K14. Each of these control darts is connected to the gate of each output transistor as follows.

即ち、2人力NANDゲートKllの出力がPMO8出
力トランジスタQllのダートに、3人力NANDゲー
トに13の出力がPMOS出力トランジスタQ21のゲ
ートに、2人力NORゲートに12の出力がNMO3出
力トランジスタQ12のゲートに、3人力NORダート
に14の出力がNMO8出力ト出力トランジスタボ22
トにそれぞれ接続されている。
That is, the output of the 2-man NAND gate Kll goes to the gate of the PMO 8 output transistor Qll, the 13 output to the 3-man NAND gate goes to the gate of the PMOS output transistor Q21, and the 12 output to the 2-man power NOR gate goes to the gate of the NMO 3 output transistor Q12. In addition, 14 outputs are added to the 3-man NOR dart, NMO 8 outputs and 22 output transistors.
connected to each port.

次に動作について説明する。制御信号入力端子CがHレ
ベルであるとき、データ入力端子りがHレベルからLレ
ベルとなると、2人力NANDゲートKllと3人力N
ANDグ→ドに13の出力が共にHレベルとなってPM
O8出力トランジスタQllとG21の双方ともがオフ
するとともに、2人力NORゲートに12の出力がHレ
ベルとなって、まず第1のNMO8出力ト出力トランジ
スタボ12する。
Next, the operation will be explained. When the control signal input terminal C is at H level, when the data input terminal goes from H level to L level, two-man NAND gate Kll and three-man NAND gate
AND 13 outputs both go to H level and PM
Both the O8 output transistors Qll and G21 are turned off, and the output of 12 to the two-manufactured NOR gate becomes H level, and the first NMO8 output transistor 12 is turned off.

次に出力端子PのレベルがHレベルからLレベルへと下
がり始めると3人力NORゲートに14の出力がLレベ
ルからHレベルへと変化して第2のNMOS出力トラン
ジスタがオンする。このように、出力端子PがHからL
レベルへと変化する時、まず第1のNMOS出力トラン
ジスタQ12がオンしてから、一定時間後に第2のNM
O8出力ト出力トランジスタボ22する。また、出力端
子PがLからHレベルに変化する時についても同様に第
1のPMO8出力トランジスタQllがオンしてから第
2のPMO3出力ト出力トランジスタボ21する。即ち
、本実施例の第1の要点は、出力端子に同伝導型の第1
の出力トランジスタと第2の出力トランジスタを接続し
、出力端子のレベル変化時に、第1の出力トランジスタ
がオンしてから一定時間後に第2の出力トランジスタが
オンするごとく制御する手段を設け、上記第1の出力ト
ランジスタと第2の出力トランジスタの各ソースを、チ
ップ内で独立の、同電位を供給する2本の電位供給線に
それぞれ接続した事にある。なお、制御ケ゛−トの接続
及び動作については公知の論理動作であるので詳細は省
略するが、上記のごとく各出力トランジスタをスイッチ
できるものであれば他の回路構成であってもよい事を付
記しておく。
Next, when the level of the output terminal P starts to fall from the H level to the L level, the output of the three-manufactured NOR gate 14 changes from the L level to the H level, and the second NMOS output transistor is turned on. In this way, the output terminal P changes from H to L.
When changing to the level, first the first NMOS output transistor Q12 is turned on, and after a certain period of time, the second NMOS output transistor Q12 is turned on.
O8 output to output transistor 22. Similarly, when the output terminal P changes from L to H level, the first PMO8 output transistor Qll is turned on and then the second PMO3 output transistor Qll is turned on. That is, the first point of this embodiment is that the first point of the same conductivity type is connected to the output terminal.
The output transistor and the second output transistor are connected, and when the level of the output terminal changes, a control means is provided so that the second output transistor is turned on after a certain period of time after the first output transistor is turned on. The sources of the first output transistor and the second output transistor are connected to two independent potential supply lines within the chip that supply the same potential. The connection and operation of the control gate is a well-known logical operation, so the details are omitted, but it should be noted that other circuit configurations may be used as long as each output transistor can be switched as described above. I'll keep it.

さて、こうしたバッファにおけるノイズの発生と伝播に
ついて説明する。第7図(、)は該バッファに用いたI
Cの一部回路図であり、図においてSB1〜SBNが同
時にスイッチする出カバソファ、MBがこの期間一定レ
ベルを出力すべきモニタバッファである。各バッファと
もに、その内部構成は、第6図に示したものであり、各
端子記号は対応しているものとする。また、IC内部の
電位供給線とLで、■oo1.voc2.GND1.G
ND2を有し、VCCIは第1の内部電源電圧線、vC
C2は第2の内部電源電圧線、GNDlは、第1の内部
接地線、GND2は第2の内部接地線である。
Now, the generation and propagation of noise in such a buffer will be explained. Figure 7 (,) shows the I used for the buffer.
This is a partial circuit diagram of C. In the figure, SB1 to SBN are output sofas that switch simultaneously, and MB is a monitor buffer that should output a constant level during this period. The internal configuration of each buffer is shown in FIG. 6, and the terminal symbols correspond to each other. Also, with the potential supply line and L inside the IC, ■oo1. voc2. GND1. G
ND2, and VCCI is the first internal power supply voltage line, vC
C2 is a second internal power supply voltage line, GNDl is a first internal ground line, and GND2 is a second internal ground line.

また、■4.v2.P1〜PN、PM、G4.G2はI
 Cf yプ上のポンディングパッドであシ、01〜O
NとOMはIC外部に出ている外部出力端子であり、v
coは外部電源電圧、GNDは外部接地電圧である。さ
らにL1〜LNはスイッチする出力バッファの出力端子
における寄生インダクタンスであり、LMはモニタバッ
ファMBの出力端子の、Lvo、は第1の内部電源電圧
端子vCCOPと外部端子vcco、の間の、Lv□は
第2の内部電源電圧端子V。C0P2と外部端子vcc
02の間の、Loolは第1の内部接地端子GNDoP
1と外部端子GNDo、、の間の、Lo2は第2の内部
接地端子GN′Do、2と外部端子GND82間の、そ
れぞれの寄生インダクタンスであり、C1〜CN及びC
Mは各外部出力端子の負荷容量である。
Also, ■4. v2. P1-PN, PM, G4. G2 is I
Cf y Pounding pad on top, 01~O
N and OM are external output terminals external to the IC, and v
co is an external power supply voltage, and GND is an external ground voltage. Further, L1 to LN are parasitic inductances at the output terminal of the output buffer to be switched, LM is the parasitic inductance at the output terminal of the monitor buffer MB, Lvo is the Lv□ between the first internal power supply voltage terminal vCCOP and the external terminal vcco. is the second internal power supply voltage terminal V. C0P2 and external terminal vcc
Between 02 and 02, Lool is the first internal ground terminal GNDoP
1 and the external terminal GNDo, , Lo2 is the respective parasitic inductance between the second internal grounding terminal GN'Do, 2 and the external terminal GND82, and C1 to CN and C
M is the load capacitance of each external output terminal.

図示するごとく各出力バッファの各電位供給端子(第7
図のvcc4.vCc2.GNDl、GND2と接続さ
れる)のそれぞれがチップレベルの各電位供給線にそれ
ぞれ独立に接続される。また、特に記してはいないが、
第7図(、)における各制御y−トの電源電圧及び接地
は入力専用の電位供給線や内部論理回路専用の電位供給
9線から供給ニされるものとする。
As shown in the figure, each potential supply terminal (7th
vcc4 in the figure. vCc2. GNDl and GND2) are each independently connected to each potential supply line at the chip level. Also, although not specifically stated,
It is assumed that the power supply voltage and ground for each control point in FIG. 7(,) are supplied from a potential supply line dedicated to input or a potential supply line 9 dedicated to the internal logic circuit.

第7図(b)は第7図(、)の回路において複数のバッ
ファSB1〜SBNの出力端子01〜ONが同時にHか
らLレベルへとなる時の各出力端子P1〜PNと、各G
ND電位供給線GND、 、 GND 2とこのとき出
力がLレベル一定であるべきモニタバッファMBの外部
出力端子OMXの電圧波形である。
FIG. 7(b) shows each output terminal P1 to PN and each G when the output terminals 01 to ON of a plurality of buffers SB1 to SBN simultaneously go from H to L level in the circuit of FIG. 7(,).
These are the voltage waveforms of the ND potential supply lines GND, , GND2 and the external output terminal OMX of the monitor buffer MB whose output should be constant at the L level at this time.

さて、本発明においては各出力バッファにおける第1の
PMO8出力トランジスタ及び第1のNMO8出力トラ
ンジスタのオン抵抗R11及びRNlのいずれをも、充
分大きく、即ち該出力バッファに寄生する自己インダク
タンスLと負荷容量Cに対して少なくともRP1≧2f
ワー、R8,≧2メ工π−とした。
Now, in the present invention, both the on-resistances R11 and RNl of the first PMO8 output transistor and the first NMO8 output transistor in each output buffer are set to be sufficiently large, that is, the self-inductance L parasitic to the output buffer and the load capacitance are At least RP1≧2f for C
War, R8, ≧2 mechanics π-.

この条件で第7図(b)を説明する。まず、各出力バッ
ファSB1〜SBNの各第1のNMO8出力ト出力トラ
ンジスタボ12Lで、各容量C1〜CNの電荷が、第1
の内部接地線GND、を通って放電する。これによシ図
示するごとく上記の内部接地線GND1に大きなノイズ
ピークV。Plが生じ、モニタバッファMBの第1のN
MOS出力トランジスタQ12を通して出力端子OMに
伝播してノイズピークvMP1を生じさせる。ここで前
述のびとく各出力バッファにおける第1のNMO8出力
ト出力トランジスタボ12抵抗RN1をRN、≧21]
7テーとしであるので、図のようにV、、1<V。1.
とできる。次に各スイッチする出力バッファのSB1〜
sBNにおける第2のNMO8出力ト出力トランジスタ
ボ22して内部接地線GND2にノイズピークV。、2
が生じる。この時、各スイッチバッファの出力端子01
〜ONとも放電開始よシも低い電圧になっているのでV
。、2<■。、1となる。このとき第1の出力トランジ
スタがオンしてから第2の出力トランジスタがオンする
までの時間を長くトレばノイズピークV。、2を充分小
さくできる事はいうまでもない。この時生じたノイズは
モニタバッファであるMBの第2のNMO8出力ト出力
トランジスタボ22、その外部出力端子oMに伝播して
ノイズピークvMP2を生じさせる。第2のNMO3出
カトシカトランジスタ抵抗は、全体の駆動能力をあげる
ためには小さくする必要があシ、vMP2 > vGP
2となるが、内部接地線のノイズピークV。、2そのも
のを小さくできるので図示するごとく出力のノイズピー
クvMP2も充分小さくできる。このように。
FIG. 7(b) will be explained under these conditions. First, in each first NMO8 output transistor board 12L of each output buffer SB1 to SBN, the charge of each capacitor C1 to CN is
is discharged through the internal ground wire GND. As a result, as shown in the figure, a large noise peak V occurs on the internal grounding line GND1. Pl occurs and the first N of monitor buffer MB
It propagates to the output terminal OM through the MOS output transistor Q12 and generates a noise peak vMP1. Here, the first NMO 8 output transistor board 12 resistor RN1 in each of the aforementioned output buffers is RN, ≧21]
Since there are 7 teeth, V, 1<V as shown in the figure. 1.
It can be done. Next, SB1~ of the output buffer to be switched
A noise peak V is applied to the second NMO8 output in sBN from the output transistor board 22 to the internal ground line GND2. ,2
occurs. At this time, the output terminal 01 of each switch buffer
~Discharge starts when ON, and since the voltage is low, V
. , 2<■. , becomes 1. At this time, if the time from when the first output transistor is turned on until the second output transistor is turned on is lengthened, the noise peak V will be reached. , 2 can be made sufficiently small. The noise generated at this time propagates to the second NMO8 output transistor board 22 of MB, which is a monitor buffer, and its external output terminal oM, causing a noise peak vMP2. The second NMO3 output transistor resistance needs to be small in order to increase the overall driving ability, vMP2 > vGP
2, but the noise peak V of the internal grounding wire. , 2 themselves can be made small, so the output noise peak vMP2 can also be made sufficiently small as shown in the figure. in this way.

本発明によっては、大電流駆動能力の出力バッファにお
いても、その出力端子に生じるノイズを小さなものにす
る事が可能となる。
According to the present invention, it is possible to reduce the noise generated at the output terminal even in an output buffer having a large current drive capability.

以下に従来のものと具体的なノズル電圧の比較を示す。A comparison of specific nozzle voltages with conventional ones is shown below.

第8図(a)に各スイッチする出力電流の電流規格値工
。Lの総和I。LxNと内部接地線GND1及びGND
2に生じるノイズピーク電圧との関係シミュレーション
結果を示す。ここで電流規格値I。L(以下工。Lと略
記する)とはカタログ等にしばしば用いられる値で各出
力バッファにおけるオン抵抗の逆数である。いま、第1
のNMO8出力ト出力トランジスタボ12、を6 mA
とLで、放電開始時の各負荷容量の電圧vcLを5vと
し、第2のNMOS出力トランジスタQ22のI。Lを
12mAとLで、この第2のNMO3出力ト出力トラン
ジスタボ22する時の各負荷容量の電圧vcLを2.5
v程度とする。この場合、スイッチバッファが同時に8
個スイッチした時に各内部接地線GND1.GND2に
生じるノイズピーク電圧は図示するように、それぞれV
。pl = I V、vcp2 ” 0.7 V程度と
なって”GPi > vGP2となる。
Figure 8(a) shows the current standard value of the output current for each switch. The sum of L I. LxN and internal ground wire GND1 and GND
2 shows the simulation results of the relationship with the noise peak voltage that occurs. Here, the current standard value I. L (hereinafter abbreviated as L) is a value often used in catalogs and the like, and is the reciprocal of the on-resistance in each output buffer. Now, the first
NMO 8 output to output transistor 12, 6 mA
and L, the voltage vcL of each load capacitance at the start of discharge is 5V, and I of the second NMOS output transistor Q22. When L is 12 mA and L is 2.5 mA, the voltage vcL of each load capacitance when this second NMO3 output is connected to the output transistor V22 is 2.5.
It should be about v. In this case, the switch buffer is 8 at the same time.
Each internal grounding wire GND1. As shown in the figure, the noise peak voltage generated at GND2 is V
. pl = IV, vcp2 '' becomes about 0.7 V, and ``GPi >vGP2''.

又、第8図価)は、この間スイッチしないモニタバッフ
ァの電流規格値I。Lと該出力バッファの出力端子0M
上に生じるノイズビーク電圧との関係を示す一例である
。前述したように最初に生じるノイズビーク電圧は、内
部接地線GND1に生じるノイズビーク■。P1=1v
における曲線上にあって、オン抵抗の大きな第1の出力
トランジスタQ12を伝わって伝播するのでI。L=6
mAの点Pとなシ、その大きさはvMPl = 0.8
 V程度となる。また、次に生じるノイズビーク電圧は
、vcp2 =0.7 Vの曲線上にあり、第2の出力
トランジスタQ22を伝わるので工。L=12mAの点
Qとなり、その大きさはvMP2 = 0.8 V程度
となる。つまり、vMP2 > ”GP2となるが、v
oP2を小さくできるのでvMP2も小さくできる。な
お、この時バッファ1個分の電流規格値I。Lは2つの
出力トランジスタのものの和となって18mAとなる。
Also, the eighth figure) is the current standard value I of the monitor buffer that does not switch during this period. L and output terminal 0M of the output buffer
This is an example showing the relationship with the noise peak voltage that occurs above. As mentioned above, the first noise peak voltage that occurs is the noise peak ■ that occurs on the internal ground line GND1. P1=1v
, and propagates through the first output transistor Q12, which has a large on-resistance, so I. L=6
The point P of mA and its size are vMPl = 0.8
It will be about V. Also, the noise peak voltage that occurs next is on the curve of vcp2 = 0.7 V and is transmitted through the second output transistor Q22. The point Q is at L=12 mA, and its magnitude is approximately vMP2 = 0.8 V. In other words, vMP2 > ”GP2, but v
Since oP2 can be made smaller, vMP2 can also be made smaller. In addition, at this time, the current standard value I for one buffer. L is the sum of the two output transistors and becomes 18 mA.

ここで内部接地線に生じるノイズを小さくする事のみの
工夫を行ない出力トランジスタを2つに分割し、その接
地線を各出力バッファに対して共通にした場合について
述べる。
Here, a case will be described in which the output transistor is divided into two parts, and the ground line is made common to each output buffer, in order to reduce the noise generated in the internal ground line.

この場合、出力端子ONに生じる最初のノイズビークは
図中の点P′となり、その大きさは■MP1’−13V
となる一方、次のノイズビークは図中の点Q′となって
、その大きさはVMP2’ = 0.9 Vとなる。従
って、同一の電流規格値の出力バッファにおいて、その
出力端子に生じるノイズビーク電圧を、本実施例におい
ては従来のものの60%程度にできる。
In this case, the first noise peak that occurs at the output terminal ON is point P' in the figure, and its magnitude is ■MP1'-13V
On the other hand, the next noise peak will be point Q' in the figure, and its magnitude will be VMP2' = 0.9 V. Therefore, in the output buffer having the same current standard value, the noise peak voltage generated at the output terminal can be reduced to about 60% of the conventional one in this embodiment.

なお、本実施例においては、出力トランジスタを複数に
分割してお7す、最初の接地線に生じるノイズを分割し
ないものよシ小さくできる。従って第1の出力トランジ
スタのオン抵抗R,を大きなものとする事が効果的であ
るが、先の式RM≧217可を満足する事は必ずしも必
すうではない。即ち、少なくとも第1の出力トランジス
タのオン抵抗を第2の出力トランジスタのオン抵抗より
も大きなものとし、かつ各出力トランジスタごとに接地
電位や電源電圧電位をICチップ内で独立な内部供給線
によって供給すれば、各出力トランジスタへ1本の電位
供給線によって電位を供給するものよりノイズを小さく
する事ができて相応の効果がある。
In this embodiment, by dividing the output transistor into a plurality of parts, the noise generated in the first ground line can be made smaller than in the case where the output transistor is not divided. Therefore, it is effective to increase the on-resistance R of the first output transistor, but it is not always necessary to satisfy the above equation RM≧217. That is, the on-resistance of at least the first output transistor is made larger than the on-resistance of the second output transistor, and the ground potential and power supply voltage potential are supplied to each output transistor by independent internal supply lines within the IC chip. In this case, noise can be made smaller than in the case where a potential is supplied to each output transistor through a single potential supply line, which has a corresponding effect.

なお、各出力バッファの出力トランジスタに対して複数
の同電位供給線を設ける事については筆者達グループの
一員が述に届けているが、その趣旨は各出力トランジス
タのソースと第1の電位供給線及び第2の電位供給線と
のそれぞれの間にスイッチ手段を設けて、一方を負荷の
充放電における電流経路とし、もう一方を負荷のレベル
を一定に保持するための電位供給路として使い分けるご
とく、上記スイッチ手段を制御するものであった。
Note that a member of the authors' group has reported that multiple same-potential supply lines are provided for the output transistors of each output buffer, but the purpose of this is to connect the source of each output transistor to the first potential supply line. and a second potential supply line, so that one side is used as a current path for charging and discharging the load, and the other is used as a potential supply path for maintaining the load level at a constant level. It was for controlling the above-mentioned switch means.

本実施例においては、上記のスイッチ手段を制御するだ
めの回路は特に必要でなく、また出力トランジスタとス
イッチ手段を直列接続しないでよいので上記スイッチ手
段によって出力トランジスタのゲインを損なう事がない
という利点を有している。
In this embodiment, there is no particular need for a circuit for controlling the above-mentioned switch means, and since the output transistor and the switch means do not need to be connected in series, there is an advantage that the gain of the output transistor is not impaired by the above-mentioned switch means. have.

また、本発明はその趣旨の範囲で種々の変形が可能であ
り、前述の第2の出力トランジスタそのものを、さらに
複数の並列接続された出力トランジスタ群と置き換え、
これらの出力トランジスタ群を順次オンしてゆくように
制御する等の変形をしてもよい事はいうまでもない。
Furthermore, the present invention can be modified in various ways within the scope of its spirit, such as replacing the second output transistor itself with a group of a plurality of output transistors connected in parallel,
It goes without saying that modifications may be made, such as controlling these output transistor groups to be turned on sequentially.

(発明の効果) 以上のごとく本発明においては、複数の出力バッファが
同時スイッチする時、この間出力を一定レベルに保持ス
べき出力バッファの、出力トランジスタのオン抵抗を犬
きくしたので、該一定レベルであるべき出力端子に生じ
るノルゾをIC内部の電位供給線に生じるノイズより小
さくできる。
(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, when a plurality of output buffers are switched simultaneously, the on-resistance of the output transistor of the output buffer which is to maintain the output at a constant level during this period is increased. The noise generated at the output terminal can be made smaller than the noise generated at the potential supply line inside the IC.

また、本発明においては、各出力バッファの出力を複数
のMO8出力トランジスタで駆動するとともに、該出力
トランジスタのソースの各々に対してICチップ内で独
立な電位供給線によって電位を供給しだので、出力を一
定レベルに保持すべき出カバソファの電流駆動能力を大
きなものとしつつ、その出力端子に生じるノイズを小さ
くする事が可能となる。
Further, in the present invention, the output of each output buffer is driven by a plurality of MO8 output transistors, and a potential is supplied to each source of the output transistor by an independent potential supply line within the IC chip. It is possible to increase the current driving capacity of the output sofa that maintains the output at a constant level, while reducing the noise generated at the output terminal.

従って、誤動作の怖れのない、高速で大電流駆動の出力
バッファを有する半導体集積回路を得る事ができる。
Therefore, it is possible to obtain a semiconductor integrated circuit having a high-speed, large-current drive output buffer without fear of malfunction.

尚、各実施例ではグランドノイズについて説明したが、
電源電圧端子■ccについても同様であることは言うま
でもない。
In addition, although ground noise was explained in each example,
Needless to say, the same applies to the power supply voltage terminal ■cc.

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

第1図は本発明の半導体集積回路の第1の実施例を説明
する為のモデル図、第2図(a)及び(b)は従来の半
導体集積回路の出力部のモデル図、第3図はノイズ発生
のモデル図、第4図(a) ? (b) l (e)は
ノイズ波形のシミュレーション波形図、第5図は出力ト
ランジスタのオン抵抗とノイズビークの関係を示すシミ
ュレーション結果を示すグラフ、第6図は本発明の第2
の実施例の半導体集積回路におけるバッファの回路図、
第7図(a)は、本発明の第2の実施例の半導体集積回
路の出力部のモデル図、第7図価)は同図(a)の出力
に生ずるノイズのシミュレーション波形図、第8図は電
流値とノイズビーク電圧との関係を示すシミュレーショ
ン結果を示すグラフである。 ■、〜IK・・・入力バッファ、SB2〜SBN・・・
出力バッファ、MB1〜MB、・・・出力バッ7ア、V
ccm・・・入力バッファ用電源電圧端子、■cco・
・・出力バッファ用電源電圧端子、GNDl・・・入力
バッファ用接地端子、GNDo・・・出力バッファ用接
地端子、os1〜osN・・・出力端子、OM1〜OM
J・・・出力端子、c81〜csN・・・負荷容量、C
M1〜CMJ・・・負荷容量。
FIG. 1 is a model diagram for explaining the first embodiment of the semiconductor integrated circuit of the present invention, FIGS. 2(a) and (b) are model diagrams of the output section of a conventional semiconductor integrated circuit, and FIG. is a model diagram of noise generation, Figure 4 (a)? (b) l (e) is a simulation waveform diagram of the noise waveform, FIG. 5 is a graph showing the simulation results showing the relationship between the on-resistance of the output transistor and the noise peak, and FIG. 6 is the second diagram of the present invention.
A circuit diagram of a buffer in a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of
7(a) is a model diagram of the output section of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention; FIG. 7(a) is a simulation waveform diagram of noise occurring in the output of FIG. The figure is a graph showing simulation results showing the relationship between current value and noise peak voltage. ■, ~IK...input buffer, SB2~SBN...
Output buffer, MB1 to MB, ... Output buffer, V
ccm...Power supply voltage terminal for input buffer, ■cco...
...Power supply voltage terminal for output buffer, GNDl...ground terminal for input buffer, GNDo...ground terminal for output buffer, os1-osN...output terminal, OM1-OM
J...Output terminal, c81~csN...Load capacitance, C
M1~CMJ...Load capacity.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の出力バッファ群と、 前記第1の出力バッファ群の出力トランジスタ群と同じ
電源電圧端子及び接地端子により電源が供給される出力
トランジスタを有し、該出力トランジスタのオン抵抗が
R_1であって、該出力トランジスタの出力端子に自己
インダクタンスLが寄生するとともに、前記第1の出力
バッファ群の論理変化時に一定の論理レベルを維持すべ
き第2のバッファとを有する半導体集積回路において、
出力端子に負荷容量Cの負荷が設けられた際、R_1≧
▲数式、化学式、表等があります▼の条件を満足するよ
うにオン抵抗R_1、寄生インダクタンスL、負荷容量
Cの値が定められていることを特徴とする半導体集積回
路。
(1) It has a first output buffer group and an output transistor that is supplied with power from the same power supply voltage terminal and ground terminal as the output transistor group of the first output buffer group, and the on-resistance of the output transistor is R_1. In a semiconductor integrated circuit having a parasitic self-inductance L at the output terminal of the output transistor, and a second buffer that is to maintain a constant logic level when the logic of the first output buffer group changes,
When a load with load capacity C is provided to the output terminal, R_1≧
A semiconductor integrated circuit characterized in that the values of on-resistance R_1, parasitic inductance L, and load capacitance C are determined so as to satisfy the conditions of ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼.
(2)第1の出力バッファ群と、 前記第1の出力バッファ群の論理変化時に一定の論理レ
ベルを維持すべき第2の出力バッファとを有する半導体
集積回路において、 前記第1の出力バッファ群は各々、第1の電源端子及び
接地端子により電源が供給される第1の出力トランジス
タと、 第2の電源端子及び第2のグランド端子により電源が供
給され、前記第1の出力トランジスタが動作した後に該
第1の出力トランジスタと同論理を出力するとともに、
前記第1の出力トランジスタの出力端子と接続された出
力端子を有する第2の出力トランジスタとを有し、 前記第2の出力バッファは、前記第1の電源端子及び接
地端子により電源が供給される第3の出力トランジスタ
と、 前記第2の電源端子及び第2のグランド端子により電源
が供給され、前記第3の出力トランジスタが動作した後
に該第3の出力トランジスタと同論理を出力するととも
に、前記第3の出力トランジスタの出力端子と接続され
た出力端子を有する第4の出力トランジスタとを有し、 前記第3の出力トランジスタのオン抵抗R_2は、前記
第4の出力トランジスタのオン抵抗R_3よりも高抵抗
のオン抵抗を有することを特徴とする半導体集積回路。
(2) In a semiconductor integrated circuit having a first output buffer group and a second output buffer that is to maintain a constant logic level when the logic of the first output buffer group changes, the first output buffer group respectively, a first output transistor that is powered by a first power terminal and a ground terminal, and a second output transistor that is powered by a second power terminal and a second ground terminal, and the first output transistor is operated. Later, it outputs the same logic as the first output transistor, and
a second output transistor having an output terminal connected to the output terminal of the first output transistor, and the second output buffer is supplied with power from the first power supply terminal and the ground terminal. Power is supplied to the third output transistor, the second power supply terminal and the second ground terminal, and after the third output transistor operates, it outputs the same logic as the third output transistor, and the third output transistor outputs the same logic as the third output transistor; a fourth output transistor having an output terminal connected to the output terminal of the third output transistor, and the on-resistance R_2 of the third output transistor is higher than the on-resistance R_3 of the fourth output transistor. A semiconductor integrated circuit characterized by having a high on-resistance.
(3)請求項2記載の半導体集積回路において、前記第
2の出力バッファの出力端子に寄生する自己インダクタ
ンスがLで、該出力端子に負荷容量Cが設けられた際、
R_2≧▲数式、化学式、表等があります▼の条件を満
足するようにオン抵抗R_2、寄生インダクタンスL、
負荷容量Cの値が定められていることを特徴とする半導
体集積回路。
(3) In the semiconductor integrated circuit according to claim 2, when the parasitic self-inductance at the output terminal of the second output buffer is L and the output terminal is provided with a load capacitance C,
On-resistance R_2, parasitic inductance L,
A semiconductor integrated circuit characterized in that a load capacitance C has a predetermined value.
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