JPH0492464A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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Publication number
JPH0492464A
JPH0492464A JP2210900A JP21090090A JPH0492464A JP H0492464 A JPH0492464 A JP H0492464A JP 2210900 A JP2210900 A JP 2210900A JP 21090090 A JP21090090 A JP 21090090A JP H0492464 A JPH0492464 A JP H0492464A
Authority
JP
Japan
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pull
transistor
channel mos
mos transistor
semiconductor integrated
Prior art date
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Pending
Application number
JP2210900A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Tomita
泰弘 冨田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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内部の信号を外部回路に伝える
出力バッフ7回路に特徴を有する半導体集積回路に関す
るものである。
〔従来の技術〕
最近のCMO3型半導体集積回路はデザインルールの縮
小とチップ面積の拡大によって集積度と機能が急速に向
上している。このため入出力パッド(入力及び出力バッ
ファ回路)を多数備えた多ピンで高速なデバイス、例え
ば信号ビン数即ち入出力パッド数が300以上、動作周
波数50M)fz以上といった超高速CMO3多ビンデ
バイスが要求されている。
このようなCMO3型のデバイスの出力バッファ回路は
、プルアップ用であるPチャンネルMOSトランジスタ
とプルダウン用であるNチャンネルMOSトランジスタ
を直列接続して構成されるカ、出力レベルがTTL論理
レベル(Hレベル=2.4v以上、Lレベル= 0.4
V以下)であっても出力を電源電圧と接地電圧(夫々5
v及びOV)の範囲で振らせていた。
さて出力バッファ回路のプルアップ及びプルダウン用ト
ランジスタは、ラッチアップ防止のために夫々をガード
バンドで取り囲んで構成される。
ガードバンドは通常NチャンネルMOSトランジスタ領
域の場合は低インピーダンスに接地電圧に接続されたP
3拡散領域、PチャンネルMOSトランジスタ領域は低
インピーダンスに電源電圧に接続されたN゛拡散領域で
構成される。そしてこれらのガードパントは相互の間隔
だけでなく、ドライバ以外のドライバのゲート電極に信
号を与える制御回路等のチップ内部の回路のトランジス
タ等からも十分に距離をとってレイアウトする必要があ
った。
(発明が解決しようとする課題〕 しかしながら超高速CMO3多ピンデバイスはその多機
能性からできるだけコンパクトな人出力バッファ回路を
用いてビン数を増やす必要がある。
従ってレイアウト面積を小さくしようとするとNチャン
ネル及びPチャンネルMOSトランジスタの間隔が狭く
なり、ラッチアップが発生し易くなるという欠点があっ
た。又ラッチアップ防止用の目的で設けられているガー
ドバンド領域は、低インピーダンスで電源電圧又は接地
電圧に接続するためにコンタクトを十分に設け、且つそ
れ自身の幅も広くとる必要がある。それ故無視できない
レイアウト面積が必要であり、レイアウト面積の縮小は
難しいという欠点があった。
更に出力バッファ回路の多ピン化により出力バッファ回
路が同時にスイッチングする本数が増えるため、同時ス
イッチングノイズ(接地電位が同時スイッチング時に流
れる突発的な大電源電流のために変動するグラウンドバ
ウンスノイズ等)が顕著に大きくなる傾向がある。これ
にもかかわらず超高速CMO5多ビンデバイスを実現す
るためには、同時スイッチングノイズを少数ビンデバイ
スと同一の低いレベルに保つ必要がある。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
であって、レイアウト面積が小さくランチアップし難く
、且つ良好な出力ノイズ特性が得られて超高速多ピンデ
バイスへの適用を容易にする出力バッフ1回路を有する
半導体集積回路を提供することを技術的課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
本願の請求項1の発明は電源電位と接地電位との間に直
列に接続され、その共通接続端がボンディングパッドに
接続された第1.第2のNチャンネルMOSトランジス
タを含むドライバと、第1゜第2のNチャンネルMOS
トランジスタの夫々のゲートに制御電圧を与えるCMO
3型O3回路で構成された制御回路と、制御回路のNチ
ャンネルMOSトランジスタ領域とPチャンネルMOS
トランジスタ領域の夫々にランチアップを防止するため
に設けられた第1.第2のガードバンドと、を具備する
ことを特徴とするものである。
又本願の請求項2の発明は、第1のガードバンドをドラ
イバ及び制御回路のNチャンネルMOSトランジスタ領
域をまとめて取り囲むガードバンドとしたことを特徴と
するものである。
〔作用〕
本発明の出力バッファ回路はCMO3型O3回路で構成
された制御回路でドライバのゲート電圧を制御すること
により、プルアップ用のNチャンネルMOSトランジス
タがオン、プルダウン用NチャンネルMO3I−ランシ
スタがオフの状態でHレベルをボンディングパッドに出
力する。
逆にプルアップ用のNチャンネルMOSトランジスタが
オフ、プルダウン用NチャンネルMOSトランジスタが
オンの状態でLレベルを出力する。
プルアップ用及びプルダウン用のNチャンネルMOSト
ランジスタが両方ともオフ状態となると、ボンディング
パッドは高インピーダンス状態になる。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例における半導体集積回路
のレイアウトの概略構成図である。この出力バッファ回
路はP型シリコン基板にNチャンネルMOSトランジス
タ、NウェルにPチャンネルMOSトランジスタを形成
するCMOSプロセスで作成されている。1はチップと
ワイヤボンディング接続されチップとパッケージ間の電
気的接続をとるボンディングパッドである。プルアンプ
用のNチャンネルMOSトランジスタ2とプルダウン用
のNチャンネルMOSトランジスタ3は直接接続されて
ドライバ4を構成している。トランジスタ2はドレイン
電極が電源V。Dに接続され、ソース電極はトランジス
タ3のドレイン電極に共通接続され、ボンディングパッ
ド1に接続されている。又トランジスタ3のソース電極
が接地電位GNDに接続される。ここでプルアップ用ト
ランジスタ2はNチャンネルであるため、Pチャンネル
MOSトランジスタで構成する場合に比べて約2のレイ
アウト面積ですんでいる。
さてCMO3型の論理回路である制御回路11は、Nチ
ャンネルMOSトランジスタ領域12とPチャンネルM
OSトランジスタ領域13とから成り立っている。Nチ
ャンネルMOSトランジスタ領域12はP゛拡散層より
成りGND電位に保たれたガードバンド14に取り囲ま
れて構成される。又PチャンネルMOSトランジスタ領
域13はNウェル15上に形成されたN゛拡散層より成
るガードバンド16に取り囲まれて構成される。
制御回路11からプルアップ用トランジスタ2及びプル
ダウン用トランジスタ3の夫々のゲートにゲート信号配
線18が接続されてゲート電位を制御している。
次に本実施例の動作について説明する。制御回路11に
よりプルダウン用トランジスタ3がオン、プルアップ用
トランジスタ2がオフ状態になると、ボンディングパッ
ド1に接地電位0■が出力される。これはTTLレベル
のLレベル0.4V以下に合致している。プルダウン用
トランジスタ3がオフ、プルア・ンブ用トランジスタ2
がオン状態になると、ボンディングパッド1にHレベル
の電圧が出力される。Hレベルの出力電圧V。Hは電源
電圧をVDD、プルアップ用トランジスタ2の闇値電圧
をVTNとすれば ■。イ=VDD  VTNで与えら
れる。
例えばゲート長1ミクロンのトランジスタの場合、基板
バイアス効果をふくめて■。8=3V〜3.5V程度が
得られ、TTL論理レベルのHレベル(2,4V以上)
に十分に用いることができる。トランジスタ2.3が両
方ともオフ状態になると、ボンディングパッド1は高イ
ンピーダンス状態になる。
この実施例の出力バッファ回路は、出力信号振幅を従来
例の出力回路に比べて小さく抑えることができるため、
出力信号が遷移する際に発生するスイッチングノイズを
小さくすることができる。
従って多数の出力バッファ回路が同時にスイッチングす
るデバイスに適用可能である。
又NチャンネルMOSトランジスタ領域12とPチャン
ネルMOSトランジスタ領域13はラッチアップを防止
するためにガードバンド14,16を挟んである程度離
してレイアウトする必要がある。しかしドライバ4のト
ランジスタ2.3は同極性であるので、近接してレイア
ウトしてもラッチアップの心配はない。同様にドライバ
4とNチャンネルMOSトランジスタ領域12は近接し
てレイアウトしてもラッチアップの問題はない。
従って例えば第2の実施例である第2図に示すように、
ガードバンド20内にドライバ4とNチャンネルMOS
トランジスタ領域12を一緒にレイアウトしてもよい。
その他の構成は第1実施例と同様である。
このように本実施例の半導体集積回路は、プルアンプ用
トランジスタ2をNチャンネルMOSトランジスタで構
成することによりレイアウト面積を節約することができ
、しかもラッチアップに強く、高密度にレイアウトする
ことができる。
このため本発明の半導体集積回路は、プルアンプ及びプ
ルダウン用トランジスタの間隔を極めて狭くでき、制御
回路のNチャンネルMOSトランジスタ領域とPチャン
ネルMOSトランジスタ領域のみに夫々にガードバンド
を設けるか、ドライバのNチャンネルMOSトランジス
タと制御回路のNチャンネルMOSトランジスタ領域を
まとめたものとPチャンネルMO3)ランジスタ領域夫
々にガードバンドを設けることにより、プルアップ及び
プルダウン用トランジスタのガードバンドと分離間隔に
必要であったレイアウト面積が節約できる。更にNチャ
ンネルMOSトランジスタの電流駆動能力はPチャンネ
ルの約2倍であるので、プルアップ用トランジスタのレ
イアウト面積はPチャンネルMO3I−ランシスタを用
いる場合に比べて約半分に節約できる。
尚本実施例はP型シリコン基板にNチャンネルMOSト
ランジスタ等を形成しているが、これらと全て逆極性の
半導体で形成された出力バッファ回路も実現可能である
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、レイアウト
面積が小さく、しかもラッチアップに強く、スイッチン
グ時のノイズ発生の少ない出カバソファ回路を実現する
ことができる。従って本発明は超高速多ピンのCMOS
デバイスに容易に応用することができるという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における半導体集積回路
のレイアウト概略構成図、第2図は第?の実施例におけ
る半導体集積回路のレイアウト概略構成図である。 1・・−・−ボンディングパッド、  2−−−−プル
アンプ用トランジスタ、 3・−・・・−プルダウン用
トランジスタ、  4−一−−−−ドライバ、  11
・・・−制御回路、12−・−・NチャンネルMO5I
−ランシスタ領域、13・−・−PチャンネルMOSト
ランジスタ領域、14.16−−−−・−・ガードバン
ド、  15−一一一〜、−Nウェル。 特許出願人 松下電器産業株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電源電位と接地電位との間に直列に接続され、そ
    の共通接続端がボンディングパッドに接続された第1、
    第2のNチャンネルMOSトランジスタを含むドライバ
    と、 前記第1、第2のNチャンネルMOSトランジスタの夫
    々のゲートに制御電圧を与えるCMOS型論理回路で構
    成された制御回路と、 前記制御回路のNチャンネルMOSトランジスタ領域と
    PチャンネルMOSトランジスタ領域の夫々にラッチア
    ップを防止するために設けられた第1、第2のガードバ
    ンドと、を具備することを特徴とする半導体集積回路。
  2. (2)前記第1のガードバンドは、前記ドライバ及び前
    記制御回路のNチャンネルMOSトランジスタ領域をま
    とめて取り囲むガードバンドであることを特徴とする請
    求項1記載の半導体集積回路。
  3. (3)P型シリコン基板にN型ウェル用いたCMOSプ
    ロセスで形成したことを特徴とする請求項1又は2記載
    の半導体集積回路。
  4. (4)N型シリコン基板にP型ウェルを用いたCMOS
    プロセスで形成したことを特徴とする請求項1又は2記
    載の半導体集積回路。
JP2210900A 1990-08-07 1990-08-07 半導体集積回路 Pending JPH0492464A (ja)

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JP2210900A JPH0492464A (ja) 1990-08-07 1990-08-07 半導体集積回路

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JP2210900A JPH0492464A (ja) 1990-08-07 1990-08-07 半導体集積回路

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JPH0492464A true JPH0492464A (ja) 1992-03-25

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2210900A Pending JPH0492464A (ja) 1990-08-07 1990-08-07 半導体集積回路

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JP (1) JPH0492464A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211707B1 (en) 1998-12-30 2001-04-03 Hyundai Electronics Industries Co, Ltd. Output buffer circuit with preset function

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211707B1 (en) 1998-12-30 2001-04-03 Hyundai Electronics Industries Co, Ltd. Output buffer circuit with preset function

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