JPH05242674A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH05242674A
JPH05242674A JP4078419A JP7841992A JPH05242674A JP H05242674 A JPH05242674 A JP H05242674A JP 4078419 A JP4078419 A JP 4078419A JP 7841992 A JP7841992 A JP 7841992A JP H05242674 A JPH05242674 A JP H05242674A
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JP
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output
signal
circuit
mosfet
gate
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JP4078419A
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Jun Miyake
順 三宅
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/163Soft switching
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高集積化と出力ノイズの低減を実現した出力
回路、負荷容量に影響されないで出力ノイズを低減しつ
つ、動作の高速化を実現した出力回路を備えた半導体集
積回路装置を提供する。 【構成】 出力段を構成するハイレベルの出力信号を形
成する第1の出力素子とロウレベルの出力信号を形成す
る第2の出力素子を相補的にスイッチ制御する駆動信号
を形成する駆動段回路において、そのコンダクタンスが
時間的に徐々に増加するよう変化させるように制御す
る。 【効果】 駆動信号を形成する駆動段側でのコンダクタ
ンスのシーケンシュルな制御により、駆動信号の変化率
を緩やかに安定的に制御できるから、これに応じて緩や
かな出力電流の変化が可能となり、高集積化を図りつつ
負荷容量に影響されないで出力ノイズの低減と高速化が
可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
に関し、例えば同時に動作状態とされる複数の出力回路
を備えて半導体記憶装置に利用して有効な技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】出力ノイズを低減する回路形式として、
図6に示すように2段階に分けてオン状態にされる2対
の出力MOSFETQ1とQ3、Q2とQ4を設け、遅
れてオン状態にされる出力MOSFETのゲートには信
号の立ち上がり又は立ち下がり変化だけを遅らせる遅延
回路を設ける。これにより、貫通電流を防止しつつ出力
ノイズを低減させるようにするものである。このような
出力回路を備えた半導体集積回路装置の例として、特開
平1−128291号公報がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような出力ノイ
ズの低減方式では、出力MOSFETがQ1とQ3及び
Q2とQ4のように分割させるために出力回路の占有面
積が増大する。すなわち、出力MOSFETQ1〜Q4
は、出力端子OUTに接続される比較的大きな負荷を駆
動するために、内部の論理回路を構成するMOSFET
に比べて比較的大きなサイズに形成する必要があり、そ
れが2つに分割されると、それに応じて素子間の分離の
ためのスペースの増加や、電源配線や入力信号線が2倍
に増加してしまうからである。
【0004】上記のような出力ノイズの低減回路では、
出力信号の立ち上がりと立ち下がりとが、半導体集積回
路装置が実装される実装基板における実際の負荷容量の
大小の影響を受け易い。なぜなら、2つの出力MOSF
ETQ1とQ3又はQ2とQ4が時間差を以てオン状態
にされるが、オン状態にされる出力MOSFETのコン
ダクタンスと負荷容量との時定数によりその時々の出力
信号の立ち上がりと立ち下がりとが決まる。つまり、負
荷容量の小さな回路では、最初に活性化される出力MO
SFETのコンダクタンスを小さく形成しても出力信号
の立ち上がりと立ち下がりが速くなりリンギングが生じ
易くなり、負荷容量が大きい回路では相対的に出力信号
の立ち上がりと立ち下がりが遅くなり動作速度が遅くな
ってしまう。
【0005】この発明の目的は、高集積化と出力ノイズ
の低減を実現した出力回路を備えた半導体集積回路装置
を提供することにある。この発明の他の目的は、負荷容
量に影響されないで出力ノイズを低減しつつ、動作の高
速化を実現した出力回路を備えた半導体集積回路装置を
提供することにある。この発明の前記ならびにそのほか
の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面
から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】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。すなわち、ハイレベルの出力信号を形
成する第1の出力素子とロウレベルの出力信号を形成す
る第2の出力素子とが直列形態に接続されてなる出力段
回路の出力素子を相補的にスイッチ制御する駆動信号を
形成する駆動段回路において、そのコンダクタンスが時
間的に徐々に増加するよう変化させるように制御する。
【0007】
【作用】上記した手段によれば、駆動信号を形成する駆
動段側でのコンダクタンスのシーケンシャルな制御によ
り、駆動信号の変化率を緩やかに安定的に制御できるか
ら、これに応じて緩やかな出力電流の変化が可能とな
り、高集積化を図りつつ負荷容量に影響されないで出力
ノイズの低減と高速化が可能になる。
【0008】
【実施例】図1には、この発明に係る出力回路の一実施
例の回路図が示されている。同図の各回路素子は、公知
のCMOS集積回路技術により、図示されない他の回路
とともに単結晶シリコンのような1個の半導体基板上に
おいて形成される。同図において、Pチャンネル型MO
SFETは、そのチャンネル部分(バックゲート部)に
矢印を付することによりNチャンネル型MOSFETと
区別される。このことは、以下の他の図面においても同
様である。
【0009】この実施例の出力回路は、特に制限されな
いが、3状態(トライステート)出力機能を持つように
される。図示しない内部の論理回路や記憶回路等で形成
された出力すべきデータDOは、CMOSインバータ回
路N1を通してナンド(NAND)ゲート回路G1の一
方の入力に供給される。また、CMOSインバータ回路
N1の出力信号は、CMOSインバータ回路N2を介し
てナンドゲート回路G2の一方の入力に供給される。こ
れらのナンドゲート回路G1とG2の他方の入力には、
出力回路を活性化させる出力イネーブル信号DOCが供
給される。
【0010】ハイレベル側の出力信号を出力するNチャ
ンネル型の出力MOSFETQ8のドレインは電源電圧
VCCに接続され、ソースは出力端子OUTに接続され
る。この出力MOSFETQ8と直列形態にロウレベル
側の出力信号を出力するNチャンネル型の出力MOSF
ETQ7が設けられる。この出力MOSFETQ7のド
レインは上記出力端子OUTに接続され、ソースは回路
の接地電位に接続される。
【0011】出力イネーブル信号DOCにより出力回路
が活性化されるときに、これらの出力MOSFETQ7
とQ8を出力すべきデータDOに応じて相補的にスイッ
チ制御する駆動段回路として次の回路が用いられる。こ
の実施例では、駆動段回路において、出力MOSFET
Q7とQ8のゲートに供給される駆動信号を時間的に徐
々に変化させて、ロウレベル又はハイレベルの出力信号
が出力されるときのノイズを低減させるようにするもの
である。
【0012】出力MOSFETQ7のゲートには抵抗R
3が設けられる。この抵抗R3と出力MOSFETQ7
のゲート容量により時定数回路が構成される。このよう
な時定数回路は、出力端子に接続される負荷に無関係に
一定である。このような出力負荷に無関係な時定数回路
に対して、時間の経過とともにコンダクタンスが徐々に
変化させられる駆動回路が設けられる。すなわち、上記
のようにロウレベル側の出力信号を形成する出力MOS
FETQ7に対しては、CMOSインバータ回路N5と
Nチャンネル型MOSFETQ1とPチャンネル型MO
SFETQ2及びQ3からなる駆動回路が設けられる。
【0013】上記MOSFETQ1〜Q3は、一種のイ
ンバータ回路であるが、駆動段での貫通電流及び出力段
の貫通電流を低減させるために次のような工夫が成され
ている。すなわち、Nチャンネル型MOSFETQ1の
ゲートには、データDOが直接入力される。これによ
り、データDOがロウレベルになると直ちにNチャンネ
ル型MOSFETQ1をオフ状態にできる。データDO
がロウレベルにされると、CMOSインバータ回路N1
の出力信号がハイレベルとなり、出力イネーブル信号D
OCがハイレベルの出力状態では、ナンドゲート回路G
1の出力信号VBがロウレベルとなってCMOSインバ
ータ回路N5のPチャンネル型MOSFETがオン状態
なる。このようにCMOSインバータ回路N5のPチャ
ンネル型MOSFETがオン状態なるときには、既にN
チャンネル型MOSFETQ1をオフ状態にすることが
できるから、CMOSインバータ回路N5のPチャンネ
ル型MOSFETと上記Nチャンネル型MOSFETQ
1を通して直流電流が消費されることなはい。
【0014】上記ナンドゲート回路G1の出力信号VB
は、動作電圧VCCが抵抗R1を介して供給されること
により、ロウレベルからハイレベルへの立ち上がりが遅
くされたCMOSインバータ回路N3に入力される。こ
のCMOSインバータ回路N3の出力端子には、遅延用
のキャパシタC1が設けられる。これにより、CMOS
インバータ回路N3においては、入力信号VBがハイレ
ベルからロウレベルに変化することに応じて出力信号が
ロウレベルからハイレベルに変化するとき、抵抗R1と
Pチャンネル型MOSFET及びキャパシタC1により
立ち上がりが遅くされる。このようにして遅延された信
号は、CMOSインバータ回路N4を介してPチャンネ
ル型MOSFETQ3のゲートに供給される。このMO
SFETQ3と直列に設けられるPチャンネル型MOS
FETQ2のゲートには、上記ナンドゲート回路G1の
出力信号VBが直接に入力されている。それ故、ナンド
ゲート回路G1の出力信号VBがロウレベルに変化する
ことに応じて、Pチャンネル型MOSFETQ2はオン
状態にされているが、上記のような遅延回路を通した遅
延信号VC2が遅れてロウレベルに変化する結果、遅れ
てPチャンネル型MOSFETQ3がオン状態にされ
る。
【0015】この結果、出力MOSFETQ7がオン状
態にされるときには、第1段階ではCMOSインバータ
回路N5の小さなコンダクタンスしか持たないPチャン
ネル型MOSFETと抵抗R3及びゲート容量からなる
比較的大きな時定数回路により、ゲート電圧VEが徐々
にしか上昇しないようにされる。そして、上記遅延回路
の遅延時間経過すると、Pチャンネル型MOSFETQ
3がオン状態にされることに応じて、Pチャンネル型M
OSFETQ2とQ3の合成コンダクタンスがCMOS
インバータ回路N5のPチャンネル型MOSFETに加
わってゲート電圧VEを速く立ち上げる。
【0016】ハイレベル側の出力信号を出力する出力M
OSFETQ8のゲートにも上記同様に抵抗R4が設け
られる。この抵抗R4と出力MOSFETQ8のゲート
容量により時定数回路が構成される。このような時定数
回路は、出力端子に接続される負荷に無関係に一定であ
る。このような出力負荷に無関係な時定数回路に対し
て、上記同様に時間の経過とともにコンダクタンスが徐
々に変化させられる駆動回路が設けられる。すなわち、
上記のようにハイレベル側の出力信号を形成する出力M
OSFETQ8に対しても、CMOSインバータ回路N
8とNチャンネル型MOSFETQ4とPチャンネル型
MOSFETQ5及びQ6からなる駆動回路が設けられ
る。
【0017】上記MOSFETQ4〜Q6は、一種のイ
ンバータ回路であるが、駆動段での貫通電流及び出力段
の貫通電流を低減させるために次のような工夫が成され
ている。すなわち、Nチャンネル型MOSFETQ4の
ゲートには、データDOを受けるCMOSインバータ回
路N1の出力信号が直接入力される。これにより、デー
タDOのハイレベルへの変化に応じてロウレベルにされ
る信号信号により直ちにNチャンネル型MOSFETQ
4がオフ状態にされる。CMOSインバータ回路N1の
出力信号のハイレベルに応じてCMOSインバータ回路
N2の出力信号がロウレベルにされると、出力イネーブ
ル信号DOCがハイレベルの出力状態では、ナンドゲー
ト回路G2の出力信号VAがロウレベルとなってCMO
Sインバータ回路N8のPチャンネル型MOSFETが
オン状態なる。このようにCMOSインバータ回路N8
のPチャンネル型MOSFETがオン状態なるときに
は、上記のように既にNチャンネル型MOSFETQ4
をオフ状態にすることができるから、CMOSインバー
タ回路N8のPチャンネル型MOSFETと上記Nチャ
ンネル型MOSFETQ4を通して直流電流が消費され
ることなはい。
【0018】上記ナンドゲート回路G2の出力信号VA
は、動作電圧VCCが抵抗R2を介して供給されること
により、ロウレベルからハイレベルへの立ち上がりが遅
くされたCMOSインバータ回路N6に入力される。こ
のCMOSインバータ回路N6の出力端子には、遅延用
のキャパシタC2が設けられる。これにより、CMOS
インバータ回路N6においては、入力信号VAがハイレ
ベルからロウレベルに変化することに応じて出力信号が
ロウレベルからハイレベルに変化するとき、抵抗R2と
Pチャンネル型MOSFET及びキャパシタC2により
立ち上がりが遅くされる。このようにして遅延された信
号は、CMOSインバータ回路N7を介してPチャンネ
ル型MOSFETQ6のゲートに供給される。このMO
SFETQ6と直列に設けられるPチャンネル型MOS
FETQ5のゲートには、上記ナンドゲート回路G2の
出力信号VAが直接に入力されている。それ故、ナンド
ゲート回路G2の出力信号VAがロウレベルに変化する
ことに応じて、Pチャンネル型MOSFETQ5はオン
状態にされているが、上記のような遅延回路を通した遅
延信号VC1が遅れてロウレベルに変化する結果、遅れ
てPチャンネル型MOSFETQ6がオン状態にされ
る。
【0019】この結果、出力MOSFETQ8がオン状
態にされるときには、第1段階ではCMOSインバータ
回路N8の小さなコンダクタンスしか持たないPチャン
ネル型MOSFETと抵抗R4及びゲート容量からなる
比較的大きな時定数回路により、ゲート電圧VDが徐々
にしか上昇しないようにされる。そして、上記遅延回路
の遅延時間経過すると、Pチャンネル型MOSFETQ
6がオン状態にされることに応じて、Pチャンネル型M
OSFETQ5とQ6の合成コンダクタンスがCMOS
インバータ回路N8のPチャンネル型MOSFETに加
わってゲート電圧VDを速く立ち上げる。
【0020】上記のように出力MOSFETQ8がオン
状態にされるときには、これに先立って出力MOSFE
TQ7はオフ状態にされる。上記のようなデータDOの
ハイレベルにより、駆動段のMOSFETQ1がオン状
態なって出力MOSFETQ7のゲート電圧VEをより
早い段階でロウレベルに引き抜くようにする。また、ゲ
ート回路G1の出力信号VBのロウレベルへの変化に応
じて早いタイミングでPチャンネル型MOSFETQ2
がオフ状態にされる。それ故、上記のような遅延回路に
より遅くまでPチャンネル型MOSFETQ3がオン状
態にされていても、これらの直列回路での電流供給が遮
断されるから駆動電圧VEの立ち下がりを速くするとと
もに、MOSFETQ1〜Q3での貫通電流やMOSF
ETQ2,Q3とCMOSインバータ回路N5のNチャ
ンネル型MOSFETとの間での貫通電流を小さくする
ことができる。
【0021】同様に、出力MOSFETQ7がオフ状態
からオン状態に切り換えられるときにおいて、上記出力
MOSFETQ8はオフ状態にされる。このとき、上記
のようなデータDOのロウレベルを受けるCMOSイン
バータ回路N1の出力信号のハイレベルにより、駆動段
のMOSFETQ4がオン状態なって出力MOSFET
Q8のゲート電圧VDを比較的早い段階でロウレベルに
引き抜くようにする。また、ゲート回路G2の出力信号
VAのロウレベルへの変化に応じて早いタイミングでP
チャンネル型MOSFETQ5がオフ状態にされる。そ
れ故、上記のような遅延回路により遅くまでPチャンネ
ル型MOSFETQ6がオン状態にされていても、これ
らの直列回路での電流供給が遮断されるから駆動電圧V
Dの立ち下がりを速くするとともに、MOSFETQ4
〜Q6での貫通電流やMOSFETQ5,Q6とCMO
Sインバータ回路N8のNチャンネル型MOSFETと
の間での貫通電流を小さくすることができる。
【0022】この実施例では、ハイレベルの出力信号を
形成する出力MOSFETQ8のゲートとソースとの間
には、Nチャンネル型MOSFETQ9が設けられる。
このMOSFETQ9のゲートには、回路の接地電位が
定常的に供給される。それ故、このMOSFETQ9は
定常的にはオフ状態にされている。出力MOSFETQ
7がオン状態にされるときに出力信号にアンダーシュー
トが発生すると、出力端子OUTの電位が負電位にされ
る。このような負電位がMOSFETQ8のしきい値電
圧以上に絶対値的に大きな電圧であると、オフ状態に維
持されるべき出力MOSFETQ8が不所望にオン状態
なって、電源線や出力端子OUTにノイズを発生させる
ように作用する。しかし、このときには、MOSFET
Q9が上記のようなアンダーシュートに応じてオン状態
となり、出力MOSFETQ8のゲートとソースとを短
絡して出力MOSFETQ8をオフ状態に維持させる。
【0023】図2には、この発明に係る出力回路の他の
一実施例の回路図が示されている。この実施例では、デ
ータDOが所定のタイミング信号に同期して出力される
回路に好適である。すなわち、データDOが内部のクロ
ックパルスのような適当なタイミング信号に同期して出
力される場合、このタイミング信号を適当に遅延させ
て、それとデータDOとの論理を採ることにより、前記
図1の実施例において遅延回路により形成された遅延信
号VC1とVC2と等価な信号を得ることができる。こ
のようにして、形成されたタイミング信号TC1とTC
2は、Pチャンネル型MOSFETQ6とQ3のゲート
にそれぞれ供給される。この構成では、出力回路が複数
からなるとき、図1の実施例のように個々の出力回路に
おいて遅延回路を設けることなく、共通のタイミング発
生回路を用い、それに各回路の出力データDOとの論理
を採るゲート回路を組み合わせるというような簡単な回
路により構成できるものとなる。
【0024】図3には、この発明に係る出力回路の他の
一実施例の回路図が示されている。この実施例では、C
MOSインバータ回路N5とともに出力MOSFETQ
7の駆動信号VEを形成するPチャンネル型MOSFE
Tが1つにより構成される。すなわち、出力MOSFE
TQ7に対する駆動段のコンダクタンスを遅れて大きく
させるPチャンネル型MOSFETQ2を、CMOSイ
ンバータ回路N5のPチャンネル型MOSFETに対し
て遅れてオン状態にさせるために、ナンドゲート回路G
5が設けられる。このナンドゲート回路G5の入力に
は、入力信号VBの遅延信号TG2とノアゲート回路G
3の出力信号が供給される。すなわち、この実施例で
は、ロウレベルをアクティブレベルとする出力イネーブ
ル信号DOCBによりノアゲート回路G3が制御され
る。このノアゲート回路G3を通してデータDOが取り
込まれる。このノアゲート回路G3の出力信号は、イン
バータ回路N9を介して上記入力信号VBとしてCMO
Sインバータ回路N5に入力される。
【0025】CMOSインバータ回路N8とともに出力
MOSFETQ8の駆動信号VDを形成するPチャンネ
ル型MOSFETも1つにより構成される。すなわち、
出力MOSFETQ8に対する駆動段のコンダクタンス
を遅れて大きくさせるPチャンネル型MOSFETQ5
を、CMOSインバータ回路N8のPチャンネル型MO
SFETに対して遅れてオン状態にさせるために、ナン
ドゲート回路G6が設けられる。このナンドゲート回路
G6の入力には、入力信号VAの遅延信号TG1とノア
ゲート回路G4の出力信号が供給される。すなわち、こ
の実施例では、ロウレベルをアクティブレベルとする出
力イネーブル信号DOCBによりノアゲート回路G4が
制御される。このノアゲート回路G4を通してロウレベ
ルをアクティブレベルとするデータDOBが取り込まれ
る。このノアゲート回路G4の出力信号は、インバータ
回路N10を介して上記入力信号VAとしてCMOSイ
ンバータ回路N5に入力される。
【0026】この回路の動作も、基本的に図1の実施例
と同様である。ただし、上記のように1つのPチャンネ
ル型MOSFETにより、駆動段のコンダクタンスを遅
れて大きくするようにするため、上記のような遅延回路
DLYとナンドゲート回路G5PG6が用いられる。な
お、3状態出力機能を実現するためのゲート回路の構成
は、上記のようなノアゲート回路を用いるもの他、ナン
ドゲート回路により構成してもよい。上記のうにノアゲ
ート回路を用いた場合には少ないインバータ回路の数に
より、上記のようにデータDO又はDOBの信号変化に
対して遅れてPチャンネル型MOSFETQ2又はQ5
をオン状態にでき、データDO又はDOBの信号変化に
対して早いタイミングでオフ状態にすることができる。
【0027】図4には、この発明に係る出力回路の他の
一実施例の回路図が示されている。同図の各回路素子に
付された回路記号は、回路を見やすくするために上記図
1ないし図3のものと一部重複しているが、それぞれは
別個の回路機能を持つものであると理解されたい。
【0028】この実施例では、ロウレベル側の出力信号
を形成する出力MOSFETQ10のゲートには、入力
抵抗R1が設けられる。このような入力抵抗を持つ出力
MOSFETQ10を駆動する駆動段は、CMOSイン
バータ回路N1と実質的にCMOSインバータ回路を構
成するMOSFETQ1〜Q4から構成される。すなわ
ち、Nチャンネル型MOSFETQ1とQ2及びPチャ
ンネル型MOSFETQ3とQ4を直列形態に接続し、
対応するNチャンネル型MOSFETQ1とQ4には、
入力信号VBを受ける遅延回路DLY1の出力信号VC
2が供給され、対応するNチャンネル型MOSFETQ
2のPチャンネル型MOSFETQ3のゲートには、上
記信号VC2を受ける遅延回路DLY2の遅延信号VC
2Dがインバータ回路N2により反転されて供給され
る。
【0029】ナンドゲート回路G1は、前記同様に出力
イネーブル信号DOCにより制御されて出力すべきデー
タDOBを伝達する。データDOBは、データDOの反
転信号であり、同図では省略されているが、前記のよう
にデータDOを受けるインバータ回路により形成でき
る。
【0030】データDOBがハイレベルにされると、上
記のように出力イネーブル信号DOCがハイレベルの出
力状態では、ナンドゲート回路G1の出力信号VBがロ
ウレベルとなってCMOSインバータ回路N1のPチャ
ンネル型MOSFETがオン状態なり、駆動信号VDを
徐々に立ち上げる。このとき、遅延回路DLY1とDL
Y2及びインバータ回路N2を通して上記信号VBが伝
えられるMOSFETQ2とQ3の遅延信号VC2D
は、ロウレベルのままにされているのでPチャンネル型
MOSFETQ3がオン状態に、Nチャンネル型MOS
FETQ2がオフ状態になっている。これにより、CM
OSインバータ回路N1のPチャンネル型MOSFET
と上記Nチャンネル型MOSFETQ1とQ2を通して
直流電流が流れることはなく、CMOSインバータ回路
N1のPチャンネル型MOSFETのコンダクタンスと
抵抗R1及びMOSFETQ10のゲート容量の時定数
に従い上記のように駆動電圧VEが徐々に立ち上げられ
る。この結果、出力MOSFETQ10は、静的には大
きなコンダクタンスを持つように形成されているにもか
かわらず出力電流が制限されつつ出力端子OUTをロウ
レベルへの引抜きを開始する。
【0031】上記ナンドゲート回路G1の出力信号VB
がロウレベルにされてから、遅延回路DLY1の遅延時
間経後に信号VC2もロウレベルにされる。これに応じ
てPチャンネル型MOSFETQ4がオン状態に、Nチ
ャンネル型MOSFETQ1がオフ状態にされる。した
がって、このときにオン状態にされるPチャンネル型M
OSFETQ3とQ4が、CMOSインバータ回路N1
のPチャンネル型MOSFETと並列形成にされて、そ
の合成コンダクタンスを大きくして駆動電圧VEを速や
かに立ち上げる。
【0032】そして、遅延回路DLY2の遅延時間の経
過後は、言い換えるならば出力信号がほぼ回路の接地電
位のようなロウレベルに達するころ遅延信号VC2Dが
遅れてハイレベルに変化するため、Pチャンネル型MO
SFETQ3がオフ状態にNチャンネル型MOSFET
Q2がオン状態にされる。この結果、上記MOSFET
Q1〜Q4からなる駆動段の出力がハイインピーダンス
状態になって実質的に駆動段から切り離されて再びCM
OSインバータ回路N1により駆動電圧VEが形成され
る。これにより、駆動電圧VEはオーバーシュートを生
じることなく電源電圧VCCのようなハイレベルに落ち
着く。これにより、出力端子OUTのアンダーシュート
を未然に防止するようにするものである。
【0033】ハイレベル側の出力信号を形成する出力M
OSFETQ11のゲートにも、入力抵抗R2が設けら
れる。このような入力抵抗を持つ出力MOSFETQ1
1を駆動する駆動段は、上記同様にCMOSインバータ
回路N3と実質的にCMOSインバータ回路を構成する
MOSFETQ5〜Q8から構成される。すなわち、N
チャンネル型MOSFETQ5とQ6及びPチャンネル
型MOSFETQ7とQ8を直列形態に接続し、対応す
るNチャンネル型MOSFETQ5とQ8には、入力信
号VAを受ける遅延回路DLY1の出力信号VC1が供
給され、対応するNチャンネル型MOSFETQ6のP
チャンネル型MOSFETQ7のゲートには、上記信号
VC1を受ける遅延回路DLY2の遅延信号がインバー
タ回路N4により反転されて供給される。
【0034】ナンドゲート回路G2は、前記同様に出力
イネーブル信号DOCにより制御されて出力すべきデー
タDOを伝達する。データDOがハイレベルにされる
と、上記のように出力イネーブル信号DOCがハイレベ
ルの出力状態では、ナンドゲート回路G2の出力信号V
AがロウレベルとなってCMOSインバータ回路N3の
Pチャンネル型MOSFETがオン状態なり、駆動信号
VDを徐々に立ち上げる。このとき、遅延回路DLY1
とDLY2及びインバータ回路N4を通して上記信号V
Aが伝えられるMOSFETQ6とQ7の遅延信号VC
1Dは、ロウレベルのままにされているのでPチャンネ
ル型MOSFETQ7がオン状態に、Nチャンネル型M
OSFETQ6がオフ状態になっている。これにより、
CMOSインバータ回路N3のPチャンネル型MOSF
ETと上記Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6を通
して直流電流が流れることはなく、CMOSインバータ
回路N3のPチャンネル型MOSFETのコンダクタン
スと抵抗R2及びMOSFETQ11のゲート容量の時
定数に従い上記のように駆動電圧VDが徐々に立ち上げ
られる。この結果、出力MOSFETQ11は、静的に
は大きなコンダクタンスを持つにように形成されている
にもかかわらず出力電流が制限されつつ出力端子OUT
をハイレベルに引上げるのを開始する。
【0035】上記ナンドゲート回路G2の出力信号VA
がロウレベルにされてから、遅延回路DLY1の遅延時
間経後に信号VC1もロウレベルにされる。これに応じ
てPチャンネル型MOSFETQ8がオン状態に、Nチ
ャンネル型MOSFETQ5がオフ状態にされる。した
がって、このときにオン状態にされるPチャンネル型M
OSFETQ7とQ8が、CMOSインバータ回路N3
のPチャンネル型MOSFETと並列形成にされて、そ
の合成コンダクタンスを大きくして駆動電圧VDを速や
かに立ち上げる。
【0036】そして、遅延回路DLY2の遅延時間の経
過後は、言い換えるならば出力信号がほぼ電源電圧VC
C−Vth(VthはMOSFETQ11のしきい値電圧)
のようなハイレベルに達するころ遅延信号VC1Dが遅
れてハイレベルに変化するため、Pチャンネル型MOS
FETQ7がオフ状態にNチャンネル型MOSFETQ
6がオン状態にされる。この結果、上記MOSFETQ
5〜Q8からなる駆動段の出力がハイインピーダンス状
態になって実質的に駆動段から切り離されて再びCMO
Sインバータ回路N3による駆動電圧VDが形成され
る。これにより、駆動電圧VDはオーバーシュートを生
じることなく電源電圧VCCのようなハイレベルに落ち
着く。これにより、出力端子OUTのオーバーシュート
を未然に防止するようにするものである。
【0037】図5には、この発明に係る出力回路の更に
他の一実施例の回路図が示されている。同図の各回路素
子に付された回路記号の大半は、前記図1のものと対応
している。この実施例では、ロウレベル側の出力信号を
形成する出力MOSFETQ7のゲートには、入力抵抗
R1が設けられる。このような入力抵抗を持つ出力MO
SFETQ7を駆動する駆動段は、CMOSインバータ
回路N1と実質的にCMOSインバータ回路を構成する
MOSFETQ1〜Q3から構成される。すなわち、N
チャンネル型MOSFETQ1及びPチャンネル型MO
SFETQ2とQ3を直列形態に接続し、Nチャンネル
型MOSFETQ1のゲートには、図1の実施例と同様
に駆動信号VEの立ち下がりを早くするために、ナンド
ゲート回路G1の出力信号VBが直接に入力される。P
チャンネル型MOSFETQ3のゲートには遅延回路D
LY1の遅延信号VC2が供給され、Pチャンネル型M
OSFETQ2のゲートには上記信号VC2を受ける遅
延回路DLY2の遅延信号VC2Dがインバータ回路N
2により反転されて供給される。
【0038】ナンドゲート回路G1は、前記同様に出力
イネーブル信号DOCにより制御されて出力すべきデー
タDOBを伝達する。データDOBは、データDOの反
転信号であり、同図では省略されているが、前記のよう
にデータDOを受けるインバータ回路により形成でき
る。
【0039】データDOBがハイレベルにされると、上
記のように出力イネーブル信号DOCがハイレベルの出
力状態では、ナンドゲート回路G1の出力信号VBがロ
ウレベルとなってCMOSインバータ回路N1のPチャ
ンネル型MOSFETがオン状態なり、駆動信号VDを
徐々に立ち上げる。このとき、信号VBのロウレベルに
よりNチャンネル型MOSFETQ1はオフ状態にされ
ているから、上記CMOSインバータ回路N1のPチャ
ンネル型MOSFETとNチャンネル型MOSFETQ
1との間で直流電流が流れないようにされる。遅延回路
DLY1を通した遅延信号VC2のハイレベルによりP
チャンネル型MOSFETQ3がオフ状態に、この信号
VC2が遅延回路DLY2及びインバータ回路N2を通
して伝えられる遅延VC2DのロウレベルによりPチャ
ンネル型MOSFETQ2がオン状態になっている。こ
れにより、CMOSインバータ回路N1のPチャンネル
型MOSFETのコンダクタンスと抵抗R1及びMOS
FETQ7のゲート容量の時定数に従い上記のように駆
動電圧VEが徐々に立ち上げられる。この結果、出力M
OSFETQ7は、静的には大きなコンダクタンスを持
つように形成されているにもかかわらず出力電流が制限
されつつ出力端子OUTをロウレベルへの引抜きを開始
する。
【0040】上記ナンドゲート回路G1の出力信号VB
がロウレベルにされてから、遅延回路DLY1の遅延時
間経後に信号VC2もロウレベルにされる。これに応じ
てPチャンネル型MOSFETQ3がオン状態にされ
る。したがって、このときにオン状態のPチャンネル型
MOSFETQ2とQ3が、CMOSインバータ回路N
1のPチャンネル型MOSFETと並列形成にされて、
その合成コンダクタンスを大きくして駆動電圧VEを速
やかに立ち上げる。
【0041】そして、遅延回路DLY2の遅延時間の経
過後は、言い換えるならば出力信号がほぼ回路の接地電
位のようなロウレベルに達するころ遅延信号VC2Dが
遅れてハイレベルに変化するため、Pチャンネル型MO
SFETQ2がオフ状態に状態にされる。この結果、再
びCMOSインバータ回路N1により駆動電圧VEが形
成されるから、上記同様に駆動電圧VEはオーバーシュ
ートを生じることなく電源電圧VCCのようなハイレベ
ルに落ち着く。これにより、出力端子OUTのアンダー
シュートを未然に防止するようにするものである。
【0042】このような出力端子OUTのロウレベルへ
の変化のとき、言い換えるならば、出力MOSFETQ
7がオン状態になるとき、データDOのロウレベルへの
変化に応じてナンドゲート回路G2の出力信号VAがハ
イレベルに変化する。この信号VAのハイレベルへの変
化に応じて、Nチャンネル型MOSFETQ4がオン状
態となり、CMOSインバータ回路N3のNチャンネル
型MOSFETとともにハイレベルにされている駆動信
号VDを高速にロウレベルに引き抜く。このため、出力
MOSFETQ8は上記のようなデータDOのロウレベ
ルへの変化に応じて直ちにオフ状態にされるから、出力
MOSFETQ8とQ7を通した貫通電流を最小に抑え
ることができる。
【0043】ハイレベル側の出力信号を形成する出力M
OSFETQ8のゲートにも、入力抵抗R2が設けられ
る。このような入力抵抗を持つ出力MOSFETQ8を
駆動する駆動段は、上記同様にCMOSインバータ回路
N3と実質的にCMOSインバータ回路を構成するMO
SFETQ4〜Q6から構成される。すなわち、Nチャ
ンネル型MOSFETQ4及びPチャンネル型MOSF
ETQ5とQ6が直列形態に接続される。Nチャンネル
型MOSFETQ4のゲートには、ナンドゲート回路G
2の出力信号VAが直接に入力される。Pチャンネル型
MOSFETQ6のゲートには信号VAを受ける遅延回
路DLY1の出力信号VC1が供給され、Pチャンネル
型MOSFETQ5のゲートには上記信号VC1を受け
る遅延回路DLY2の遅延信号がインバータ回路N4に
より反転されて供給される。
【0044】ナンドゲート回路G2は、前記同様に出力
イネーブル信号DOCにより制御されて出力すべきデー
タDOを伝達する。データDOがハイレベルにされる
と、上記のように出力イネーブル信号DOCがハイレベ
ルの出力状態では、ナンドゲート回路G2の出力信号V
AがロウレベルとなってCMOSインバータ回路N3の
Pチャンネル型MOSFETがオン状態なり、駆動信号
VDを徐々に立ち上げる。このとき、信号VAのロウレ
ベルによりNチャンネル型MOSFETQ4はオフ状態
にされているから、上記CMOSインバータ回路N3の
Pチャンネル型MOSFETとNチャンネル型MOSF
ETQ4との間で直流電流が流れないようにされる。遅
延回路DLY1を通した遅延信号VC1のハイレベルに
よりPチャンネル型MOSFETQ6がオフ状態に、こ
の信号VC2が遅延回路DLY2及びインバータ回路N
2を通して伝えられる遅延VC2Dのロウレベルにより
Pチャンネル型MOSFETQ5がオン状態になってい
る。これにより、CMOSインバータ回路N3のPチャ
ンネル型MOSFETのコンダクタンスと抵抗R2及び
MOSFETQ8のゲート容量の時定数に従い上記のよ
うに駆動電圧VDが徐々に立ち上げられる。この結果、
出力MOSFETQ8は、静的には大きなコンダクタン
スを持つように形成されているにもかかわらず出力電流
が制限されつつ出力端子OUTをハイレベルにチャージ
アップする。
【0045】上記ナンドゲート回路G2の出力信号VA
がロウレベルにされてから、遅延回路DLY1の遅延時
間経後に信号VC1もロウレベルにされる。これに応じ
てPチャンネル型MOSFETQ6がオン状態にされ
る。したがって、このときにオン状態のPチャンネル型
MOSFETQ5とQ6が、CMOSインバータ回路N
3のPチャンネル型MOSFETと並列形成にされて、
その合成コンダクタンスを大きくして駆動電圧VDを速
やかに立ち上げる。
【0046】そして、遅延回路DLY2の遅延時間の経
過後は、言い換えるならば出力信号がほぼ電源電圧VC
C−Vth(VthはMOSFETQ8のしきい値電圧)の
ようなハイレベルに達するころ遅延信号VC1Dが遅れ
てハイレベルに変化するため、Pチャンネル型MOSF
ETQ5がオフ状態にされる。この結果、再びCMOS
インバータ回路N3により駆動電圧VDが形成されるか
ら、上記同様に駆動電圧VDはオーバーシュートを生じ
ることなく電源電圧VCCのようなハイレベルに落ち着
く。これにより、出力端子OUTのオーバーシュートを
未然に防止するようにするものである。
【0047】このような出力端子OUTのハイレベルへ
の変化のとき、言い換えるならば、出力MOSFETQ
8がオン状態になるとき、データDOBのロウレベルへ
の変化に応じてナンドゲート回路G1の出力信号VBが
ハイレベルに変化する。この信号VBのハイレベルへの
変化に応じて、Nチャンネル型MOSFETQ1がオン
状態となり、CMOSインバータ回路N1のNチャンネ
ル型MOSFETとともにハイレベルにされている駆動
信号VEを高速にロウレベルに引き抜く。このため、出
力MOSFETQ7は上記のようなデータDOBのロウ
レベルへの変化に応じて直ちにオフ状態にされるから、
出力MOSFETQ8とQ7を通した貫通電流を最小に
抑えることができる。
【0048】図13には、この発明に係る出力回路の他
の一実施例の回路図が示されている。この実施例の出力
回路は、3状態(トライステート)出力機能を持つよう
にされる。図示しない内部の論理回路や記憶回路等で形
成された出力すべきデータDOは、CMOSインバータ
回路N1を通してナンド(NAND)ゲート回路G1の
一方の入力に供給される。また、データDOは、ナンド
ゲート回路G2の一方の入力に供給される。これらのナ
ンドゲート回路G1とG2の他方の入力には、出力回路
を活性化させる出力イネーブル信号DOCが供給され
る。
【0049】ハイレベル側の出力信号を出力するNチャ
ンネル型の出力MOSFETQ8のドレインは電源電圧
VCCに接続され、ソースは出力端子OUTに接続され
る。この出力MOSFETQ8と直列形態にロウレベル
側の出力信号を出力するNチャンネル型の出力MOSF
ETQ7が設けられる。この出力MOSFETQ7のド
レインは上記出力端子OUTに接続され、ソースは回路
の接地電位に接続される。
【0050】出力イネーブル信号DOCにより出力回路
が活性化されるときに、これらの出力MOSFETQ7
とQ8を出力すべきデータDOに応じて相補的にスイッ
チ制御する駆動段回路として次の回路が用いられる。こ
の実施例では、駆動段回路において、出力MOSFET
Q7とQ8のゲートに供給される駆動信号を時間的に徐
々に変化させて、ロウレベル又はハイレベルの出力信号
が出力されるときのノイズを低減させるようにするもの
である。
【0051】出力MOSFETQ7のゲートには抵抗R
3が設けられる。この抵抗R3と出力MOSFETQ7
のゲート容量により時定数回路が構成される。このよう
な時定数回路は、出力端子に接続される負荷に無関係に
一定である。このような出力負荷に無関係な時定数回路
に対して、時間の経過とともにコンダクタンスが徐々に
変化させられる駆動回路が設けられる。すなわち、上記
のようにロウレベル側の出力信号を形成する出力MOS
FETQ7に対しては、Nチャンネル型MOSFETQ
1とPチャンネル型MOSFETQ2,Q3,Q10及
びQ11からなる駆動回路が設けられる。
【0052】上記MOSFETQ1,Q2及びQ3を流
れる貫通電流又はMOSFETQ1,Q10及びQ11
を流れる貫通電流を防止するために、次のような工夫が
成されている。すなわち、Nチャンネル型MOSFET
Q1のゲートとPチャンネル型MOSFETQ2及びQ
11のゲートには、ゲート回路G1の出力信号が共通に
印加される。これにより、ゲート回路G1の出力信号が
ロウレベルになると直ちにNチャンネル型MOSFET
Q1をオフ状態にできる。ゲート回路G1の出力信号が
ロウレベルにされると、Pチャンネル型MOSFETQ
2及びQ11がオン状態にされる。その後、所定の遅延
時間を経てPチャンネル型MOSFETQ10及びQ3
がオン状態にされる。このようにPチャンネル型MOS
FETQQ2,Q3,Q10及びQ11がオン状態にな
るときには、既にNチャンネル型MOSFETQ1をオ
フ状態にすることができるから、上記Nチャンネル型M
OSFETQ1を通して貫通電流が消費されることはな
い。
【0053】上記ナンドゲート回路G1の出力信号から
CMOSインバータ回路N2,N5を介して得られた信
号VBは、動作電圧VCCが抵抗R1を介して供給され
ることにより、ロウレベルからハイレベルへの立ち上が
りが遅くされたCMOSインバータ回路N3に入力され
る。このCMOSインバータ回路N3の出力端子には、
遅延用のキャパシタC1が設けられる。これにより、C
MOSインバータ回路N3においては、入力信号VBが
ハイレベルからロウレベルに変化することに応じて出力
信号がロウレベルからハイレベルに変化するとき、抵抗
R1とPチャンネル型MOSFET及びキャパシタC1
により立ち上がりが遅くされる。このようにして遅延さ
れた信号は、CMOSインバータ回路N4を介してPチ
ャンネル型MOSFETQ3のゲートに供給される。こ
のMOSFETQ3と直列に設けられるPチャンネル型
MOSFETQ2のゲートには、上記ナンドゲート回路
G1の出力信号が直接に入力されている。それ故、ナン
ドゲート回路G1の出力信号がロウレベルに変化するこ
とに応じて、Pチャンネル型MOSFETQ2はオン状
態にされているが、上記のような遅延回路を通した遅延
信号VC2が遅れてロウレベルに変化する結果、遅れて
Pチャンネル型MOSFETQ3がオン状態にされる。
これに先立って、ロウレベルの信号VBがPチャンネル
型MOSFETQ10のゲートに供給されている。
【0054】この結果、出力MOSFETQ7がオン状
態にされるときには、第1段階では小さなコンダクタン
スしか持たないPチャンネル型MOSFETQ10及び
Q11と抵抗R3及びゲート容量からなる比較的大きな
時定数回路により、ゲート電圧VEが徐々にしか上昇し
ないようにされる。そして、上記遅延回路の遅延時間経
過すると、Pチャンネル型MOSFETQ3がオン状態
にされることに応じて、Pチャンネル型MOSFETQ
2とQ3の合成コンダクタンスが上記Pチャンネル型M
OSFETQ10とQ11の合成コンダクタンスに加わ
ってゲート電圧VEを速く立ち上げる。
【0055】ハイレベル側の出力信号を出力する出力M
OSFETQ8のゲートにも上記同様に抵抗R4が設け
られる。この抵抗R4と出力MOSFETQ8のゲート
容量により時定数回路が構成される。このような時定数
回路は、出力端子に接続される負荷に無関係に一定であ
る。このような出力負荷に無関係な時定数回路に対し
て、上記同様に時間の経過とともにコンダクタンスが徐
々に変化させられる駆動回路が設けられる。すなわち、
上記のようにハイレベル側の出力信号を形成する出力M
OSFETQ8に対しても、Nチャンネル型MOSFE
TQ4とPチャンネル型MOSFETQ5,Q6,Q1
2及びQ13からなる駆動回路が設けられる。
【0056】上記MOSFETQ4,Q5及びQ6を流
れる貫通電流又はMOSFETQ4,Q12及びQ13
を流れる貫通電流を防止するために、次のような工夫が
成されている。すなわち、Nチャンネル型MOSFET
Q4のゲートとPチャンネル型MOSFETQ5,Q1
3のゲートには、ゲート回路G2の出力信号が共通に印
加される。これにより、ゲート回路G2の出力信号がロ
ウレベルに変化されると、直ちにNチャンネル型MOS
FETQ4がオフ状態にされる。ゲート回路G2の出力
信号がロウレベルにされると、上記Pチャンネル型MO
SFETQ5及びQ13がオン状態となる。その後、所
定の遅延時間を経てPチャンネル型MOSFETQ12
とQ6がオン状態にされる。このようにPチャンネル型
MOSFETQ5,Q6,Q12及びQ13がオン状態
なるときには、上記のように既にNチャンネル型MOS
FETQ4をオフ状態にすることができるから、上記N
チャンネル型MOSFETQ4を通して貫通電流が消費
されることなはい。
【0057】上記ナンドゲート回路G2の出力信号から
CMOSインバータ回路N8及びN9を介して得られた
信号VAは、動作電圧VCCが抵抗R2を介して供給さ
れることにより、ロウレベルからハイレベルへの立ち上
がりが遅くされたCMOSインバータ回路N6に入力さ
れる。このCMOSインバータ回路N6の出力端子に
は、遅延用のキャパシタC2が設けられる。これによ
り、CMOSインバータ回路N6においては、入力信号
VAがハイレベルからロウレベルに変化することに応じ
て出力信号がロウレベルからハイレベルに変化すると
き、抵抗R2とPチャンネル型MOSFET及びキャパ
シタC2により立ち上がりが遅くされる。このようにし
て遅延された信号は、CMOSインバータ回路N7を介
してPチャンネル型MOSFETQ6のゲートに供給さ
れる。このMOSFETQ6と直列に設けられるPチャ
ンネル型MOSFETQ5のゲートには、上記ナンドゲ
ート回路G2の出力信号が直接に入力されている。それ
故、ナンドゲート回路G2の出力信号がロウレベルに変
化することに応じて、Pチャンネル型MOSFETQ5
はオン状態にされているが、上記のような遅延回路を通
した遅延信号VC1が遅れてロウレベルに変化する結
果、遅れてPチャンネル型MOSFETQ6がオン状態
にされる。これに先立って、ロウレベルの信号VAがP
チャンネル型MOSFETQ12のゲートに供給されて
いる。
【0058】この結果、出力MOSFETQ8がオン状
態にされるときには、第1段階では小さなコンダクタン
スしか持たないPチャンネル型MOSFETQ12及び
Q13と抵抗R4及びゲート容量からなる比較的大きな
時定数回路により、ゲート電圧VDが徐々にしか上昇し
ないようにされる。そして、上記遅延回路の遅延時間経
過すると、Pチャンネル型MOSFETQ6がオン状態
にされることに応じて、Pチャンネル型MOSFETQ
5とQ6の合成コンダクタンスが上記Pチャンネル型M
OSFETQ12とQ13の合成コンダクタンスにに加
わってゲート電圧VDを速く立ち上げる。
【0059】上記のように出力MOSFETQ8がオン
状態にされるときには、これに先立って出力MOSFE
TQ7はオフ状態にされる。上記のようなデータDOの
ハイレベルにより、出力イネーブル信号DOCがハイレ
ベルの状態では、駆動段のMOSFETQ1がオン状態
なって出力MOSFETQ7のゲート電圧VEをより早
い段階でロウレベルに引き抜くようにする。また、ゲー
ト回路G1の出力信号から遅延された信号VBのロウレ
ベルへの変化に応じて早いタイミングでPチャンネル型
MOSFETQ2がオフ状態にされる。それ故、上記の
ような遅延回路により遅くまでPチャンネル型MOSF
ETQ3がオン状態にされていても、これらの直列回路
での電流供給が遮断されるから駆動電圧VEの立ち下が
りを速くするとともに、MOSFETQ1に流れる貫通
電流を防止できる。
【0060】同様に、出力MOSFETQ7がオフ状態
からオン状態に切り換えられるときにおいて、上記出力
MOSFETQ8はオフ状態にされる。このとき、上記
のようなデータDOのロウレベルを受けるナンドゲート
回路G2の出力信号のハイレベルにより、駆動段のMO
SFETQ4がオン状態なって出力MOSFETQ8の
ゲート電圧VDを比較的早い段階でロウレベルに引き抜
くようにする。また、ゲート回路G2の出力信号から遅
延された信号VAのロウレベルへの変化に応じて早いタ
イミングでPチャンネル型MOSFETQ5がオフ状態
にされる。それ故、上記のような遅延回路により遅くま
でPチャンネル型MOSFETQ6がオン状態にされて
いても、これらの直列回路での電流供給が遮断されるか
ら駆動電圧VDの立ち下がりを速くするとともに、MO
SFETQ4に流される貫通電流を防止できる。
【0061】図7には、この発明に係る出力回路の動作
の一例を説明するための動作波形図が示されている。出
力イネーブル信号DOCがハイレベルに固定されている
状態で、データDOがロウレベルでデータDOBがハイ
レベルの期間T1では出力ハイレベル(H)側の駆動段
回路の各信号VA,VC1はハイレベルに、出力ロウレ
ベル(L)側の駆動段回路の各信号VB及びVC2はロ
ウレベルにされている。そして、駆動信号VDがロウレ
ベルに、駆動信号VEがハイレベルにされて、出力端子
OUTはロウレベルにされている。
【0062】データDOがハイレベルに、DOBがロウ
レベルに変化すると、図1の回路を例にして説明する
と、L側の駆動段では、信号VBのハイレベルへの変化
に応じてCMOSインバータ回路N5のNチャンネル型
MOSFETとNチャンネル型MOSFETQ1がオン
状態なって駆動信号VEを高速にハイレベルからロウレ
ベルに引き抜いてしまう。これに応じて出力MOSFE
TQ7は早いタイミングでオン状態からオフ状態に切り
換えられる。
【0063】H側の駆動段では、信号VAがロウレベル
に変化してから、遅延信号VC1がロウレベルに変化す
るまでの時間T2においては、CMOSインバータ回路
N8のPチャンネル型MOSFETからの電流供給のみ
により駆動信号VDがロウレベルからハイレベルに徐々
に立ち上げられる。すなわち、CMOSインバータ回路
N8のPチャンネル型MOSFETのコンダクタンスを
比較的小さく形成することにより、それと抵抗R4及び
出力MOSFETQ8のゲート容量からなる比較的大き
な時定数により駆動信号VDは緩やかにした上昇しな
い。これにより、出力端子OUTをロウレベルからハイ
レベルに変化させるときの出力電流の変化率を極めて小
さくできるから、電源電圧線VCCに含まれるインダク
タンス成分等による電源ノイズの発生を抑えることがで
きる。
【0064】上記駆動電圧VDの立ち上がりは、上記の
ように出力MOSFETQ8のゲート容量やゲート入力
抵抗R4及びCMOSインバータ回路N8のPチャンネ
ル型MOSFETのコンダクタンスのみにより決定さ
れ、出力端子OUTに接続される負荷容量に無関係にで
きる。それ故、電源ノイズを最小に抑え、かつ信号出力
の速度を遅くしない最適なタイミングでの駆動電圧VD
の立ち上がりをコントロールすることができる。
【0065】遅延回路の遅延時間経過の時間T3から
は、Pチャンネル型MOSFETQ5及びQ6からの電
流も加算されて駆動電圧VDの立ち上がりを速くする。
これにより、出力端子OUTから信号出力動作を高速に
行うことができる。
【0066】このとき、L側の駆動段では上記のように
信号VBのハイレベルへの変化に応じて直ちに出力MO
SFETQ7の駆動電圧VEの引抜きが高速に行われる
から、その後の時間T2’では遅延信号VC2がハイレ
ベルに立ち上がっても何ら動作に影響を及ぼさない。
【0067】次に、データDOがロウレベルに、DOB
がハイレベルに変化すると、H側の駆動段では、信号V
Aのハイレベルへの変化に応じてCMOSインバータ回
路N8のNチャンネル型MOSFETとNチャンネル型
MOSFETQ4がオン状態なって駆動信号VDを高速
にハイレベルからロウレベルに引き抜いてしまう。これ
に応じて出力MOSFETQ8は早いタイミングでオン
状態からオフ状態に切り換えられる。
【0068】L側の駆動段では、信号VBがロウレベル
に変化してから、遅延信号VC2がロウレベルに変化す
るまでの時間T5においては、CMOSインバータ回路
N5のPチャンネル型MOSFETからの電流供給のみ
により駆動信号VEがロウレベルからハイレベルに徐々
に立ち上げられる。すなわち、CMOSインバータ回路
N5のPチャンネル型MOSFETのコンダクタンスを
比較的小さく形成することにより、それと抵抗R3及び
出力MOSFETQ7のゲート容量からなる比較的大き
な時定数により駆動信号VDは緩やかにした上昇しな
い。これにより、出力端子OUTをハイレベルからロウ
レベルに変化させるときの出力電流の変化率を極めて小
さくできるから、出力端子OUTの出力線や回路の接地
線に含まれるインダクタンス成分等によるノイズの発生
を抑えることができる。
【0069】上記駆動電圧VEの立ち上がりは、上記の
ように出力MOSFETQ7のゲート容量やゲート入力
抵抗R3及びCMOSインバータ回路N5のPチャンネ
ル型MOSFETのコンダクタンスのみにより決定さ
れ、出力端子OUTに接続される負荷容量に無関係にで
きる。それ故、接地線や出力線のノイズを最小に抑え、
かつ信号出力の速度を遅くしない最適なタイミングでの
駆動電圧VEの立ち上がりをコントロールすることがで
きる。
【0070】遅延回路の遅延時間経過の時間T6から
は、Pチャンネル型MOSFETQ2及びQ63らの電
流も加算されて駆動電圧VEの立ち上がりを速くする。
これにより、出力端子OUTから信号出力動作を高速に
行うことができる。
【0071】このとき、H側の駆動段では上記のように
信号VAのハイレベルへの変化に応じて直ちに出力MO
SFETQ8の駆動電圧VDの引抜きが高速に行われる
から、その後の時間T4では遅延信号VC1がハイレベ
ルに立ち上がっても何ら動作に影響を及ぼさない。
【0072】図8には、この発明に係る出力回路の動作
の他の一例を説明するための動作波形図が示されてい
る。この実施例では、出力イネーブル信号DOCにより
出力タイミングが制御される場合が示されている。同図
には、出力ハイインピーダンス状態からハイレベルの出
力信号が出力される例が示されている。
【0073】出力イネーブル信号DOCがロウレベルの
期間T1では、出力端子OUTはハイインピーダンスH
i−Zになっている。この電位は、出力端子OUTに接
続される負荷等より決まる電位である。
【0074】データDOがハイレベルで、データDOB
がロウレベルの状態で出力イネーブル信号DOCがハイ
レベルに変化すると、それに応じて信号VAがロウレベ
ルに変化して時間T2ではCMOSインバータ回路N8
により駆動電圧VDが徐々にハイレベルに立ち上げられ
る。そして、遅延信号VC1のハイレベルへの変化する
時間T3では、上記のようにPチャンネル型MOSFE
TQ5,Q6も加わって駆動信号VDを高速にハイレベ
ルに立ち上げて出力端子OUTから出力される出力信号
を速くハイレベルに立ち上げる。
【0075】出力イネーブル信号DOCがロウレベルに
変化すると、それに応じて信号VAがハイレベルに変化
するため、駆動信号VDは前記同様に高速にロウレベル
に引き抜かれて、出力端子OUTはハイインピーダンス
状態になり、負荷等による決まる電位に落ち着く。以上
の動作は、データDOがロウレベルで、DOBがハイレ
ベルにされる出力ロウレベルの動作においてもほぼ同様
である。
【0076】上記のように出力信号のタイミングが常に
タイミング信号DOCにより規定されているものでは、
図2の実施例のタイミング信号TC1とTC2をタイミ
ング信号DOCを遅延させて形成することができる。
【0077】図9には、この発明に係る出力回路の動作
の更に他の一例を説明するための動作波形図が示されて
いる。同図は、図4又は図5の実施例回路の動作に対応
している。図4の実施例では、H側の駆動段では時間T
3とT6のみ駆動段のコンダクタンスが大きくされる。
他の期間では定常的に動作するCMOSインバータ回路
のみにより駆動信号VDが形成される。L側の駆動段も
時間T3’とT6’においてのみ駆動段のコンダクタン
スが大きくされ、他の期間では定常的に動作するCMO
Sインバータ回路のみにより駆動信号VEが形成され
る。
【0078】図5の実施例では、基本的には上記図4の
実施例と同様であるが、駆動信号VDやVEをロウレベ
ルに引き抜く動作が時間T4及びT2’においてCMO
Sインバータ回路とNチャンネル型MOSFETにより
速く行われる点が異なる。
【0079】図10には、この発明が適用された半導体
記憶装置の一例のブロック図が示されている。同図の実
施例は、シリアルメモリに向けられており、同図の各回
路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術によ
り、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上におい
て形成される。高速なシリアルアクセスを実現するた
め、書き込み用レジスタWRと読み出し用レジスタRR
を設けて、メモリセルが二次元配列されてなるメモリア
レイMARYと上記レジスタWR,RR間のデータ読み
出し・書き込みは1レジスタ長分のデータをパラレルに
実行し、レジスタWR,RRでパラレル/シリアル変換
又はシリアル/パラレル変換を行って、レジスタWR,
RRと外部とのデータの読み出し又は書き込みをシリア
ルに実行する。これにより、内部のメモリ読み出し・書
き込みサイクルに要する時間に対して、外部とのシリア
ルアクセスを高速に行うことができる。
【0080】連続してシリアルアクセスを実行できるよ
うに、レジスタWR,RRと同じデータサイズの書き込
み用バッファWBと読み出し用バッファRBを設け、レ
ジスタRRのデータを外部にシリアルリードする間に、
次のリードデータをメモリアレイMARYから上記バッ
ファRBへ読み出して待機する。また、外部からシリア
ルライトされたデータは、レジスタWRから上記バッフ
ァWBへ転送され、外部より次の入力データがレジスタ
WRにシリアルライトされる間に、上記バッファWBに
転送されたデータがメモリアレイMARYに対してパラ
レルに書き込まれる。以上により、データは切れ目なく
連続してシリアルアクセスすることができる。
【0081】ウィンドウスキャンを連続して行うために
は、ジャンプ及びラインリセットが待ち時間無しに連続
して行える手段が必要である。ジャンプアドレスやライ
ンリセットアドレスは任意であるから、前記“0”リセ
ット用レジスタのようにアドレスを固定した専用のレジ
スタを設けることはできない。この実施例では、図10
に示すように、ジャンプ用として専用のAリード用バッ
ファARBと、ラインリセット用としての専用のLリー
ド用バッファLRBが設けられる。
【0082】上記各バッファARBとLRBの動作は、
次の通りである。リードジャンプアドレスが外部より入
力されたとき、当アドレスのメモリデータをAリード用
バッファARBに読み出す。リードジャンプ用のアドレ
スとして設定されているアドレスへのライトが実行され
たときは、この最新書き込みデータはAリードバッファ
ARBへ読み出される。
【0083】ラインリセット(内部インクリメントによ
るものも含む)、ジャンプ、リセット時にそのリセット
後のアクセスを開始するラインの次のラインの先頭アド
レスがLリード用バッファLRBに読み出される。ある
ラインのリード中に、次のラインの先頭アドレスデータ
へ書き込みが行われたときには、この最新データはLリ
ード用バッファLRBへ読み出される。書き込み動作に
関しては、通常のアドレスと同様の手段でメモリアレイ
MARYへ書き込まれる。
【0084】図11には、上記ウィンドウスキャン機能
付のシリアルメモリの一実施例の全体ブロック図が示さ
れている。シリアル入力バッファSIBは、入力端子I
Nからシリアルに入力される書き込みデータをライトク
ロックWCKに従って取り込み、ライトレジスタWRに
伝える。ライトレジスタWRは、上記シリアル入力バッ
ファSIBを介して取り込まれた32ビットを単位とす
るデータをパラレルに変換して、ライトバッファWBに
転送する。上記ライトレジスタWRは、シフトレジスタ
であってもよいし、ライトクロックWCKを計数するカ
ウンタの出力信号をデコーダ回路でデコードして、その
選択信号によりポインティングされるラッチ回路によっ
てシフトレジスタと同様な機能を実現するものであって
もよい。
【0085】ライトバッファWBは、32ビットを単位
とする書き込みデータをパラレルに受ける32個のラッ
チ回路から構成される。各ラッチ回路は、ライトリセッ
トモードデコーダWMD若しくはライトカウンタWCに
より形成されるライトロード信号によってライトレジス
タWRからの書き込みデータをパラレルに取り込む。そ
して、上記メモリ動作制御部MOCにより形成されるラ
イトデータ転送信号によって信号出力を行う。これによ
り、メモリブロックMBに対して32ビットの単位での
パラレル書き込みが行われる。
【0086】図12には、メモリブロックMBの一実施
例の具体的内部構成図が示されている。メモリブロック
MBは、通常のダイナミック型RAMと同様のメモリア
レイMARYと、センスアンプSAの他に、Yアドレス
MYAを解読するデコーダ回路YDECにより形成され
た選択信号によりビット線1/Nの選択を行うカラムス
イッチ回路CWと、メモリアレイMARYへの書き込み
動作のときにセンスアンプSAを強制的に書き込みデー
タに従って反転させるためのサブセンスアンプSBA
と、XアドレスMXAを解読してワード線の選択信号を
形成するデコーダ回路XDECとから構成される。ビッ
ト線の1/Nの選択は、全体で32×9ビットのデータ
の選択を行う。実際には、1つのメモリアレイMARY
は、ワード線が960本、ビット線が32×9×3本で
構成され、全体で3マット(×3)設けられる。したが
って、1つのメモリマット(メモリアレイ)当たり、カ
ラムスイッチCWは、3ビットの単位で1/9の選択を
行う。サブセンスアンプSBAは、全体でメモリマット
MARYと同様に3つから構成される。サブセンスアン
プSBAは、内部のデータバスを介して一方において上
記ライトバッファWBに結合され、他方において後述す
るリードバッファRBに結合される。上記のメモリ構成
により、例えば1画素を構成する画素データを赤、青及
び緑の3原色に3ビットずつ割り当てれば、512色の
多色表示ができる。
【0087】図11において、リードバッファRBは、
32ビットのデータをパラレルに受ける。リードバッフ
ァRBは、リードレジスタRRが次にシリアル出力すべ
き次のデータを保持させるためのものである。すなわ
ち、前記のようにリードレジスタRRが32ビットから
なるデータをシリアルに出力している間に、上記リード
バッファRBには次にシリアル出力すべきデータがメモ
リブロックMBから読み出されてパラレルに転送され
る。リードバッファRBは、メモリ動作制御部MOCに
より形成された信号S1により、32ビットのデータを
パラレルに取り込む。リードバッファRBからリードレ
ジスタRRへのパラレル転送は、リードカウンタRCか
ら出力されるリードロード信号S5によって行われる。
実際には、上記のように9ビットずつシリアルに出力す
るので、リードバッファRBの数は、全体で9個から構
成される。それ故、前記図1のようなこの発明に係る出
力回路が全部で9個設けられることななる。
【0088】AリードバッファARBは、アドレスジャ
ンプのときリードレジスタRRから出力すべきデータを
保持させるものである。データの取り込みは、メモリ動
作制御部MOCにより形成されたせ信号S3により行わ
れる。信号S3は、リードリセットモードデコーダRM
Dにより形成された信号(b)により、リードジャン
プの設定が変更されたとき、アドレスコントローラAD
Cにより形成された信号(e)により、設定されたリ
ードジャンプアドレスへデータがライトされたときに発
生される。AリードバッファARBからリードレジスタ
RRへのデータ転送は、リードリセットモードデコーダ
RMDにより形成されるリードロード信号S7により行
われる。これにより、ジャンプやウィンドウモードが指
定されたときには、待ち時間無しに指定されたアドレス
からシリアルデータを出力させることができる。
【0089】0リードバッファ0RBは、アドレス0デ
ータを保持させるものである。データの取り込みは、メ
モリ動作制御部MOCにより形成された信号S2により
行われる。0リードバッファ0RBからリードレジスタ
RRへのデータ転送は、リードリセットモードデコーダ
RMDにより形成されるリードロード信号S6により行
われる。これにより、先頭アドレス(0,0)にリセッ
トされたとき、待ち時間無しに先頭アドレスのデータを
シリアル出力させることができる。
【0090】LリードバッファLRBは、ラインリセッ
トのときリードレジスタRRから出力すべきデータを保
持させるものである。データの取り込みは、メモリ動作
制御部MOCにより形成された信号S4により行われ
る。信号S4は、0リセット、ラインリセット及びジ
ャンプによりリード中のラインアドレスが変わったとき
(変わった後の次のライン先頭アドレスのデータを取り
込む)、あるライン内のアドレスのデータをリードレ
ジスタRRから出力中に次ラインのアドレスデータがラ
イトによって書き換えられたときにメモリ動作制御部M
OCにより発生される。LリードバッファLRBからリ
ードレジスタRRへのデータ転送は、リードリセットモ
ードデコーダRMDにより形成されるリードロード信号
S8により行われる。これにより、ラインリセットが行
われたときには、待ち時間無しに次のラインの先頭アド
レスのデータをシリアルに出力させることができる。
【0091】リードレジスタRRは、上記各リードバッ
ファから32ビットのデータをパラレルに受け取りシリ
アルに変換する。リードレジスタRRのパラレルデータ
の取り込みタイミングは、信号S5〜S8に従って行わ
れる。シリアル出力バッファSOBは、リードクロック
バッファRCKBを通して入力された内部クロック
(n)に基づいて同期動作を行う出力バッファである。
【0092】ライトリセットモードデコーダWMDは、
外部端子から供給される制御信号を受けて、それを解読
してリセットモードを選択し、そのモードに従ってメモ
リ動作の要求信号をリード/ライト/リフレッシュアー
ビットレーション論理回路ABLGに送出するととも
に、ライトレジスタWRからライトバッファWBへのデ
ータをロードするタイミング信号を発生させる。
【0093】リードリセットモードデコーダRMDは、
外部端子から供給される制御信号を受けて、それを解読
してリセットモードを選択し、そのモードに従って信号
S6〜S8のリードロード信号のいずれかを選択してイ
ネーブルとするとともに、メモリブロックMBからリー
ドバッファRB、AリードバッファARB、Lリードバ
ッファLABにデータを読み出すリード動作の要求信号
をリード/ライト/リフレッシュアービットレーション
論理回路ABLGに送出する。
【0094】ライトカウンタWCは、外部より入力され
るライトクロック信号WCKを受けるライトクロックバ
ッファWCKBにより形成された内部ライトクロック信
号に従って、32ビットをカウントし、32ビット毎に
上記32ビットからなるデータが格納されたライトレジ
スタWRのデータをパラレルにライトバッファWBへ転
送させるロード信号を発生させる。また、ライトカンウ
タWCは、ライトバッファWBに転送されたデータを、
メモリブロックMBのメモリアレイへライトする動作の
要求信号(c)をリード/ライト/リフレッシュアービ
ットレーション論理回路ABLGに送る。ライトカンウ
タWCのカウンタリセットは、上記のような動作モード
の指定により、ライトリセットモードデコーダRMDに
より発生されたリセット信号(j)により行われる。
【0095】リードカウンタRCは、外部より入力され
るリードクロック信号RCKを受けるリードクロックバ
ッファRCKBにより形成された内部リードクロック信
号に従って、32ビットをカウントし、32ビット毎に
上記32ビットからなるデータのシリアル出力が完了し
たことをモニターし、リードロード信号S5をイネーブ
ルにする。また、リードカンウタRCは、信号S5によ
りロードされたデータに対して次のアドレスのデータを
メモリブロックMBのメモリアレイからリードバッファ
RBへ読み出す動作の要求信号(d)をリード/ライト
/リフレッシュアービットレーション論理回路ABLG
に送る。リードカンウタRCのカウンタリセットは、上
記のような動作モードの指定により、リードリセットモ
ードデコーダRMDにより発生されたリセット信号
(k)により行われる。
【0096】リフレッシュカウンタRFCは、内部クロ
ック発生回路CKGにより形成されたクロックを計数
し、必要に応じた周期でリフレッシュ動作の要求信号
(l)をリード/ライト/リフレッシュアービットレー
ション論理回路ABLGに送る。内部クロック発生回路
CKGは、電源投入中に常時動作する発振回路からな
り、メモリリフレッシュ用クロックを形成するためのも
のである。
【0097】リード/ライト/リフレッシュアービット
レーション論理回路ABLGは、ライトリセットモード
デコーダWMD、リードリセットモードデコーダRM
D、ライトカウンタWC、リードカウンタRC及びリフ
レッシュカウンタRFCからのメモリ動作要求信号
(a)、(b)、(c)、(d)及び(l)並びに次に
説明するアドレス制御部ADCからのメモリ動作要求信
号(e)に優先順位をつけてメモリ動作を決定し、メモ
リ動作指定信号(f)をメモリ動作制御部MOCとアド
レス制御部ADCに送る。
【0098】アドレス制御部ADCは、リード/ライト
/リフレッシュアービットレーション論理回路ABLG
から送られたメモリ動作指定信号(f)によって、必要
なアドレスを発生し、アドレス信号(g)をメモリ動作
制御部MOCに送る。アドレス制御部ADCは、ライト
アドレスと設定されているリードジャンプアドレス、シ
リアルリード中のラインの次ラインの先頭アドレスとを
比較し、同一であれば、リード/ライト/リフレッシュ
アービットレーション論理回路ABLGに対して、
(E)リードジャンプアドレスのデータをメモリブロッ
クMBのメモリアレイからAリードバッファへ再読み出
しを行う、(F)シリアルリード中のラインの次ライン
先頭アドレスのデータをLリードバッファLRBへ再読
み出しを行うというメモリ動作要求信号(e)をそれぞ
れ送出する。
【0099】アドレス制御部ADCは、リードアドレス
及びライトアドレスが、ライン最終アドレス、画面最終
アドレスかどうかをモニタしている。上記ライン最終ア
ドレスに該当する場合には、内部自動リセットに必要な
リード/ライト動作の要求信号を発生し、上記画面最終
アドレスに該当する場合には内部自動ラインリセットに
必要なリード/ライト動作の要求信号(e)を発生し、
それぞれリード/ライト/リフレッシュアービットレー
ション論理回路ABLGに送る。
【0100】メモリ動作制御部MOCは、リード/ライ
ト/リフレッシュアービットレーション論理回路ABL
Gからのメモリ動作指定信号(f)、アドレス制御部A
DCからのアドレス信号(g)により、以下のないし
のメモリ動作の制御を行う。XデコーダXDECの
動作、ワード線活性化、センスアンプSAの動作、
YデコーダYDEC動作、カラムスイッチCWの活
性化、サブセンスアンプSBAの動作、データ転送
信号(S1〜S3)を信号(f)により選択して必要な
タイミングでの活性化(リフレッシュ動作ときには活性
化せず)、プリチャージ動作。
【0101】以上のようなシリアルメモリにおいて、出
力回路として前記図1ないし図5に示したような出力回
路が用いられる。このようなシリアル出力回路では、出
力回路が動作するときにノイズが発生すると、外部から
供給されるシリアルリード用のクロックパルスRCKや
シリアルライト用のクロックパルスWCKを受ける入力
バッファにおいて、そのノイズを誤ってクロックパルス
とし判定してしまう。このようにノイズによりアドレス
カウンタがインクリメント動作を行ってしまうため、全
体の画像の配列がずれてしまう結果、実質的に表示され
る図形が破壊されてしまう。そこで、前記実施例のよう
な出力回路を用いることにより、出力ノイズや電源線ノ
イズが最小に抑えられるから、例え9個の出力回路が同
時に動作されても安定した図形処理動作を行うことがで
きる。
【0102】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 出力段回路を構成するハイレベルの出力信号を
形成する第1の出力素子とロウレベルの出力信号を形成
する第2の出力素子とを相補的にスイッチ制御する駆動
信号を形成する駆動段回路において、そのコンダクタン
スが時間的に徐々に増加するよう変化させるように制御
することにより、駆動信号の変化率を緩やかに安定的に
制御できるから、これに応じて緩やかな出力電流の変化
が可能となり、ノイズの低減を図りつつ、出力信号動作
の高速化が可能になるという効果が得られる。
【0103】(2) 駆動段において形成される駆動信
号の変化率を緩やかにするものであるので、出力端子に
接続される負荷の軽減に影響されないで、出力MOSF
ETのゲート容量やゲート抵抗及び駆動段のコンダクタ
ンスにより安定した信号出力動作が可能になるという効
果が得られる。(3) 駆動段側を分割して駆動信号の
変化率を緩やかにするものであるので、小さなサイズの
MOSFETを用いて回路が構成できるから出力MOS
FETを分割する方法に比べて高集積化を図ることがで
きるという効果返られる。
【0104】(4) 出力すべきデータを遅延させて信
号により駆動段のコンダクタンスを徐々に増加させて駆
動信号の立ち上がりを緩やかにするとともに、出力すべ
きデータにより直ちに駆動段のコンダクタンスを大きく
して駆動信号を立ち下げることにより、ノイズを低減し
つつ出力段での直流電流を低減させることができるとい
う効果が得られる。
【0105】(5) クロックパルスによりシリアルリ
ード又はシリアルライトが行われるシリアルメモリの出
力回路として用いることにより、出力信号の変化タイミ
ングでのノイズが大幅に低減できるから、誤ったアドレ
スインクリメント動作を防止でき安定した画像データの
記憶が可能になるという効果が得られる。
【0106】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図1
において、Pチャンネル型MOSFETQ2,Q3及び
Q5とQ6を入れ換えて構成するものであってもよい。
出力MOSFETのゲートに設けられる抵抗は省略して
もよい。あるいはこれに代えてCMOSインバータ回路
のPチャンネル型MOSFETに直列に固定抵抗を挿入
する構成としてもよい。駆動段を構成する回路は、前記
実施例のように2つに分割して構成するもの他、図1の
実施例では定常的に動作するCMOSインバータ回路N
5とN8で第1段階のコンダクタンスを決定し、Pチャ
ンネル型MOSFETQ3,Q5とQ5,Q6により第
2段階のコンダクタンスを決定し、同様なPチャンネル
型MOSFETを更に並列に追加して第3段階のコンダ
クタンスを決定するようより細く駆動段でのコンダクタ
ンスを制御するものであってもよい。このことは、図2
ないし図5の実施例においても同様である。
【0107】出力素子は、MOSFETの他、バイポー
ラ型トランジスタを用いるものであってもよいし、MO
SFETとバイポーラ型トランジスタとを組み合わせる
構成としてもよい。出力段において3状態出力機能が不
用ならば、出力イネーブル信号DOCやそれにより制御
されるナンドゲート回路やノアゲート回路も省略でき
る。遅延回路DLY、DLY1やDLY2の具体的構成
は、図1の実施例に示されたと同様なものを利用するこ
とができることの他、抵抗素子とキャパシタからなる遅
延回路とインバータ回路とを組み合わせたもの等種々の
実施形態を採ることができるものである。
【0108】この発明に係る出力回路は、前記のような
シリアルメモリの他、ダイナミック型RAMやスタティ
ック型RAMやリード・オンリー・メモリ(ROM)の
ような半導体メモリの他、マイクロプロセッサ等のよう
なディジタルデータ処理装置、あるいはゲートアレイ等
のような各種半導体集積回路装置に広く利用できるもの
である。
【0109】
【発明の効果】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。すなわち、出力段回路を構成するハイ
レベルの出力信号を形成する第1の出力素子とロウレベ
ルの出力信号を形成する第2の出力素子とを相補的にス
イッチ制御する駆動信号を形成する駆動段回路におい
て、そのコンダクタンスが時間的に徐々に増加するよう
変化させるように制御することにより、駆動信号の変化
率を緩やかに安定的に制御できるから、これに応じて緩
やかな出力電流の変化が可能となり、ノイズの低減を図
りつつ、出力信号動作の高速化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る出力回路の一実施例を示す回路
図である。
【図2】この発明に係る出力回路の他の一実施例を示す
回路図である。
【図3】この発明に係る出力回路の他の一実施例を示す
回路図である。
【図4】この発明に係る出力回路の他の一実施例を示す
回路図である。
【図5】この発明に係る出力回路の更に他の一実施例を
示す回路図である。
【図6】従来の出力回路の一例を示す回路図である。
【図7】この発明に係る出力回路における動作の一例を
説明するための動作波形図である。
【図8】この発明に係る出力回路における動作の他の一
例を説明するための動作波形図である。
【図9】この発明に係る出力回路における動作の更に他
の一例を説明するための動作波形図である。
【図10】この発明が適用された半導体記憶装置の一例
を示すブロック図である。
【図11】この発明が適用されたウィンドウスキャン機
能付のシリアルメモリの一実施例を示す全体ブロック図
である。
【図12】図11のシリアルメモリにおけるメモリブロ
ックの一実施例を示す具体的内部構成図である。
【図13】この発明に係る出力回路の他の一実施例を示
す回路図である。
【符号の説明】
Q1〜Q11…MOSFET、G1〜6…ゲート回路、
N1〜N10…CMOSインバータ回路、DLY,DL
Y1,DLY2…遅延回路、WR…ライトレジスタ、W
B…ライトバッファ、RB…リードバッファ、RR…リ
ードレジスタ、ARB…Aリードバッファ、LRB…L
リードバッファ、MARY…メモリアレイ、MB…メモ
リブロック、0RB…0リードバッファ、SOB…シリ
アル出力バッファ、SIB…シリアル入力バッファ、M
OC…メモリ動作制御部、ADC…アドレス制御部、A
BLG…リード/ライト/リフレッシュアービットレー
ション論理回路、RC…リードカウンタ、WC…ライト
カンウタ、RFC…リフレッシュカンウタ、WMD…ラ
イトリセットモードデコーダ、RMD…リードリセット
モードデコーダ、RCKB…ライトクロックバッファ、
WCKB…ライトクロックバッファ、CKG…クロック
発振回路、SA…センスアンプ、CW…カラムスイッ
チ、SBA…サブセンスアンプ、XDEC…Xデコー
ダ、YDEC…Yデコーダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/10 481 8728−4M H03K 17/16 H 9184−5J 19/003 Z 8941−5J 19/0944 8941−5J H03K 19/094 A

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハイレベルの出力信号を形成する第1の
    出力素子とロウレベルの出力信号を形成する第2の出力
    素子とが直列形態に接続されてなる出力段回路と、これ
    らの出力素子を相補的にスイッチ制御する駆動信号を形
    成し、そのコンダクタンスが時間的に徐々に増加するよ
    う変化させられた駆動段回路とを備えた出力回路を含む
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 上記出力素子はMOSFETにより構成
    されるものであることを特徴とする請求項1の半導体集
    積回路装置。
  3. 【請求項3】 上記出力素子としてMOSFETのゲー
    トには抵抗素子が設けられ、上記駆動信号が伝えられる
    ものであることを特徴とする請求項2の半導体集積回路
    装置。
  4. 【請求項4】 上記第1の出力素子としてのMOSFE
    Tのゲートとソースとの間には、ロウレベル側の電位が
    ゲートに供給されてMOSFETが設けられるものであ
    ることを特徴とする請求項2又は請求項3の半導体集積
    回路装置。
  5. 【請求項5】 上記駆動段回路は、出力が共通化された
    複数回路に分けられ、その動作開始タイミングがシーケ
    ンシャルに制御されるものであることを特徴とする請求
    項1の半導体集積回路装置。
  6. 【請求項6】 上記駆動段回路は、定常的に動作状態に
    されるものと一定の期間のみ実質的に動作状態にされる
    ものとが並列形態に接続されてなるものであることを特
    徴とする請求項5の半導体集積回路装置。
  7. 【請求項7】 上記一定の期間のみ実質的に動作状態に
    されるものは、駆動信号をロウレベルに引き抜くための
    動作は定常的に動作状態にされるものとほぼ同じタイミ
    ングで行われるものであることを特徴とする請求項6の
    半導体集積回路装置。
  8. 【請求項8】 上記動作開始タイミングをシーケンシャ
    ル制御する手段は、遅延回路を用いて駆動段回路を構成
    する複数の回路に時間差を以て入力信号が供給されるこ
    とにより行われるものであることを特徴とする請求項
    5、請求項6又は請求項7の半導体集積回路装置。
  9. 【請求項9】 上記第1と第2の出力素子に対応した駆
    動段回路の入力には、出力制御信号と出力すべきデータ
    信号を受ける論理ゲートがそれぞれ設けられ、出力制御
    信号により上記第1と第2の出力素子を共にオフ状態に
    させる機能が付加されるものであることを特徴とする請
    求項1の半導体集積回路装置。
  10. 【請求項10】 上記出力回路は、複数個からなりそれ
    ぞれが共通の出力制御信号により同時に活性化されて複
    数ビットからなる出力信号をパラレルに出力させるため
    に用いられるものであることを特徴とする請求項1の半
    導体集積回路装置。
  11. 【請求項11】 上記出力回路は、外部から入力される
    クロックパルスにより形成される内部アドレス信号に基
    づいて連続してデータを出力させるシリアル出力機能を
    持つ半導体記憶回路に用いられるものであることを特徴
    とする請求項1又は請求項10の半導体集積回路装置。
  12. 【請求項12】 外部から入力されるクロックパルスに
    同期して連続して入力データを取り込むシリアル入力回
    路も合わせ持つものであることを特徴とする請求項11
    の半導体集積回路装置。
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