JPH04167615A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体集積回路の、出力ドライバーに関する
ものである。

［従来の技術］ 従来の技轡をＭＯＳトランジスタを用いたバッファ・タ
イプの出力ドライバーの例を用いて説明する。

従来のバッファ・タイプの出力ドライバーを第４図に示
す。半導体集積回路の出力端子をとおして外部回路を駆
動する出力ドライバーは駆動しなければならない負荷容
量が３０〜５０ｐＦ以上と非常に大きな値となる。従っ
て単に出力ドライバーのトランジスタサイズを大きくす
ると出力ドライバーのゲート容量が増大し・出力ドライ
バーを駆動する前段のゲート遅延が大きくなり問題とな
る。

これを解決するために一般的には第４図に示す様にブリ
ドライバー４０１、メインドライバー４０３とテーパー
をつけてトランジスタサイズを逐次増加させる手法を用
いてきた。

次に出力ドライバーの特性について説明する。

出力ドライバーの特性は、本出力ドライバーの出力信号
を入力信号として受は取る側（以降単に接続対象とする
）がどの様な特性を要求しているかによって決定される
。例えばその接続対象が高速動作を要求している場合は
、トランジスタ・サイズが大きく、負荷駆動能力が大き
なメインドライバーを用意すると共に、そのメインドラ
イツメ−に見合った駆動能力を持ったプリドライバーを
用意することによって俊敏なスイッチング特性を持つた
出力ドライバーを構成し、逆に低ノイズ動作が要求され
る場合においてはトランジスタサイズが小さく負荷駆動
能力が小さなメインドライバーを用意すると共に、その
メインドライバーに見合った駆動能力を持ったプリドラ
イバーを用意することによって緩やかなスイッチング特
性を持った出力ドライバーを構成するのが一般的であっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術では出力ドライバーの特性は、本出力ドライ
バーの接続対象が高速動作を要求しているのか、低ノイ
ズ動作を要求しているのか出力ドライバーの設計段階に
おいて決定されている必要があり、その要求に沿って出
力ドライバーのトランジスタ・サイズ等が決定されるた
め、接続対象の要求特性の変更に伴う出力ドライバーの
特性変更は設計変更によって対応するしか方法がなかっ
た。すなわち、出力ドライバーの特性は本出力ドライバ
ーの接続対象の要求特性に合致したものである必要があ
り、設計の自由度が限定されていた。

そこで本発明はこの様な問題点を解決するもので、その
目的とするところは出力ドライバーと本出力ドライバー
の接続対象との相互関係に留意する事なく、又接続対象
が出力ドライバー側に異なった複数の特性を要求する場
合においても、出力ドライバーに設計変更を加える事な
く、対応可能な出力ドライバーを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ ＭＯＳトランジスタを用いた半導体装置において、出力
ドライバーと、本出力ドライバーの特性を制御する手段
を有することを特徴とする。

［実施例］ 本発明の半導体装置を、ＭＯＳＩ−ランジスタを用いた
実施例に基づき詳細に説明する。

本発明の半導体装置は基本的に第１図に示す構成をして
いる。第１図において破線１２０内が出力ドライバーで
ありプリドライバー１０１、メインドライバー１０３よ
り構成されている。破！１Ａ１２１内が本出力ドライバ
ーの特性を制御する手段（以降単に制御手段とする）で
あり、制御手段１２１はバッファタイプのトライステー
トゲート１０２で構成されている。

最初にトライステートゲート１０２の動作について説明
する。トライステートゲート１０２は制御端子１１１に
印加される信号によって制御されており１１１にＬレベ
ルが印加されている場合には単なるバッファとして動作
し、入力端子１１０に入力された信号の正転信号が１０
２の出力端子に出力される。逆に１１１にＨレベルが印
加された場合１０２の出力端子はハイ・インピーダンス
状態（以降単にＨ２状態とする）となり、１１０に入力
された信号は１０２の出力端子に伝達されない。

次番ご本半導体装置の動作を説明する。１１１にＨレベ
ルが印加されている場合１０２の出力端子はＨ２状態と
なるため１１０に印加された信号は１０２の出力端子に
は伝達されない。この場合１１０に入力された信号は通
常の出力ドライバーの構成要素であるプリドライバー１
０１、メインドライバー１０３を動作させて出力端子１
１３に出力される。逆に１１１にＬレベルが印加されて
いる場合１０２はバッファとして動作するため、１１０
に入力された信号の正転信号が１０２の出力端子に伝達
される。この場合１０２はプリドライバーとして動作す
る為に１０３は１０１及び１０２の２個のプリドライバ
ーによって駆動されることになる。仮に１０１及び１０
２の駆動能力を同一とした場合１０３は２倍の駆動能力
を持ったプリドライバーによって駆動された場合と等価
になる。

以上の実施例はあくまで一実施例であって制御手段の構
成方法、制御手段のアクティブ極性、プリドライバー、
メインドライバー、制御手段を構成するトランジスタの
サイズは特に限定されるものではない。第２図に示すよ
うにプリドライバー２０１及び制御手段としてインバー
タ・タイプのトライステートゲート２０２を用いること
により、インバータ、・タイプの出力ドライバーを横、
成することが可能である。

又、制御手段を構成するトライステートゲートの個数は
特に限定されるものではなく、第３図に示すように３０
２．３０４のトライステートゲートを用意することによ
って３・０３を駆動するブリドライバーの能力は３０１
．３０２．３０３の駆動能力が同一の場合、３０１のみ
で駆動する場合と比較して２倍及び３倍の能力で駆動す
ることが可能である。更に、第３図において３０２．３
０３は独立して制御する構成となっているが３１１．３
１２を接続して同時に制御する構成をとることにより、
ブリドライバーの駆動能力を１倍及び３倍に切り替える
ことも可能である。

［発明の効果コ 以上述べたように発明によれば出力ドライバーと、本出
カドライバーの特性を制御する制御手段を有する構成を
とることにより、メインドライバーを駆動するブリドラ
イバーの駆動能力が設定可能であり、複数のスイッチン
グ特性を持った出力ドライバーの実現が可能である。

より具体的には制御手段によってメインドライバーを駆
動するブリドライバーの数を減らしメインドライバーの
入力容量を充電するのに要する時間、すなわちブリドラ
イバーのスイッチング時間を長くすることにより、結果
的にメインドライバーのスイッチング時間が長くなり緩
やかなスイッチング特性が実現される。これは本出カド
ライバーの接続対象がノイズを嫌う場合に有効である。

逆に制御手段によってメインドライバーを駆動するブリ
ドライバーの数を増やしメインドライバーの入力容量を
充電するのに要する時間、すなわちブリドライバーのス
イッチング時間を短くすることにより、結果的にメイン
ドライバーのスイッチング時間が短くなり俊敏なスイッ
チング特性が実現される。これは本出カドライバーの接
続対象が高速動作を要求している場合に有効である。

よって、本出カドライバーは接続対象が出力ドライバー
側に要求する様々な仕様に対して、制御手段によって異
なったスイッチング特性を選択して提供可能であり、今
までは接続対象の特性に対して個別対応の形態で設計さ
れていた出力ドライバーの設計工数を削減可能であり、
単一の出力ドライバーで多数の接続対象に柔軟に対応可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を示す構成図、第２図及び第３図は別の
実施例を示す構成図、第４図は従来の実施例を示す構成
図。 １０１．２Ｃ１１，３０１，４０１ ・・　・　ブリドライバー １０２．２０２．３０２．３０３ ・・・　トライステートゲート （ブリドライバー） １０３．２０３．３０４．４０３ ・・・　メインドライバー １１０．２１０．３１０，４１０ ・・・　入力端子 １１１、２１１、３１１、３１２ ・・・　制御端子 １１３．２１３．３１３．４１３ ・・・　出力端子 １２０．２２０．３２０．４２０ ・・・　出力ドライバー １２１．２２１．３２１ ・・・　制御手段 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部（他１名）χ１）回 尤　２１９ 尤３１〕 万４１刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属酸化膜半導体（以下ＭＯＳ）トランジスタを
   用いた半導体装置において、出力ドライバーと、本出力
   ドライバーの特性を制御する手段を有することを特徴と
   する半導体装置。