JPH057139A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH057139A
JPH057139A JP3149088A JP14908891A JPH057139A JP H057139 A JPH057139 A JP H057139A JP 3149088 A JP3149088 A JP 3149088A JP 14908891 A JP14908891 A JP 14908891A JP H057139 A JPH057139 A JP H057139A
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integrated circuit
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Akihiko Koga
昭彦 古賀
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Abstract

(57)【要約】 【構成】インバータを構成するPMOSトランジスタP
1 と電源端子との間にPMOSトランジスタP3 を接続
し、NMOSトランジスタN1 とグランド端子との間に
NMOSトランジスタN3 を接続し、これらの導通状態
を制御回路1で制御する。制御回路1は、全てのデータ
信号D01からD0nがハイからロウに変化し、出力信号D
n がハイからロウに変化する時に、これに同期して入力
される制御信号C2 のハイパルスによって、このパルス
幅の間、インバータが電源端子およびグランド端子から
切り離されるように動作する。 【効果】全ての出力信号Dn がハイからロウに変化する
時にグランドラインに流れる電流によって、グランドラ
インに雑音が発生しても、これによって入力回路が誤動
作を起すことはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路には、通常、外部からの
入力信号を受け入れ、波形整形および信号レベルの整合
を行なって、内部の回路が誤動作を起さないようにする
ために、同一チップ上に入力回路が設けられている。図
5(a)にこの種の入力回路を相補型MOSトランジス
タで構成した従来の入力回路の一例の回路図を示す。図
5(a)を参照するとこの入力回路は、PチャンネルM
OS電界効果型トランジスタ(以下PMOSトランジス
タと記す)P1 とNチャンネルMOS電界効果型トラン
ジスタ(以下NMOSトランジスタと記す)N1 とを直
列接続し、その時のPMOSトランジスタP1 の導通抵
抗とNMOSトランジスタN1 の導通抵抗との比を所定
の値にした構成になっている。例えば、TTL(トラン
ジスタ・トランジスタ・ロジック;Transisto
r Transistor Logic)からの信号を
受ける場合にこの入力回路に要求される規格は、一般的
に、高レベル入力が2.0Vであり、一方低レベル入力
は、0.8Vである。この場合PMOSトランジスタP
1 の導通抵抗R1 とNMOSトランジスタN1 の導通抵
抗R2 との比は、R1 /R2 =2/1で設計され、この
インバータ入力回路の論理しきい値は、1.4V程度と
なる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の入
力回路では、以下に述べる理由により、それ自身が含ま
れる半導体集積回路が発生する雑音によって、入力論理
を誤認識してしまうという問題点があった。以下にその
説明を行う。
【0004】昨今の半導体集積回路の微細化および大規
模化にともない、チップ上の配線の抵抗やインダクタン
スは増加の傾向にある。このため、グランドラインや電
源ラインには、それらに接続される素子が増加してきて
いるということもあって、従来よりも雑音が加重される
ようになってきている。このような雑音の影響は、先に
述べた入力回路に特に顕著に現われる。入力回路は雑音
余裕が小さいからである。
【0005】グランドラインや電源ラインに雑音が加重
される原因は、基本的にはグランドラインや電源ライン
を流れる電流の大きさの変化によるものであって、電流
の絶対値と時間に対する変化率が大きいほど雑音が大き
い。一般的には、半導体集積回路から外部へ信号を出力
する時で、しかもデータ端子のように、同時に信号レベ
ルが変化する端子が多数ある場合が顕著である。この雑
音の影響の様子を図5(b)から(c)および図6を用
いて説明する。
【0006】図5(b)は、この半導体集積回路の同一
チップ上に設けられた出力回路の例である。図5(b)
を参照すると、この出力回路では、PMOSトランジス
タP2 とNMOSトランジスタN2 とでインバータを構
成している。出力信号VOUT が、図5(c)に示すタイ
ミング図のように変化すると、グランド電位GNDおよ
び電源電位VDDには、図に示すような雑音が加重され
る。
【0007】つまり、出力信号VOUT がハイからロウへ
と変化する時は、出力回路のNMOSトランジスタN2
を介してグランドラインへ電流が流れるのでグランドラ
インに雑音が加重される。
【0008】一方、出力信号VOUT がロウからハイへと
変化する時は、PMOSトランジスタP2 を通して電源
ラインから電流が流れるために、電源ラインに雑音が加
重される。そしてこの時、入力回路の出力信号VI とし
ては、入力端に図5(c)に示すような波形の入力信号
INが入力されて、本来ハイであるべきところにロウの
パルスが出て、本来ロウであるべきとろにハイのパルス
が出てしまう。この状況を、グランドラインに雑音が現
われる場合について、具体的数値を用いて更に詳しく説
明する。
【0009】図6は、入力回路にロウレベルの入力信号
INが入力されている時に、グランドラインに雑音が入
った場合の波形を示すタイミング図である。図6を参照
すると、入力回路にロウレベル入力として、外部より
0.7(V)の入力信号VINが入っている時に、グラン
ドライン−1.0Vの雑音が加重されると、入力信号V
INの実質的な入力電位は1.7(V)となり、先に述べ
た入力回路の論理しきい値1.4(V)を越えてしま
い、入力回路は、ロウレベル入力をハイレベル入力であ
ると誤認識してしまう。
【0010】本発明は上述のような従来の入力回路の問
題点に鑑みてなされたものであって、出力信号レベルの
変化によって電源電位またはグランド電位が変動し雑音
が生じても、入力回路が誤動作を起すことのないような
半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、外部からの入力信号を取り入れる入力回路を有する
半導体集積回路において、前記入力回路は、前記半導体
集積回路の出力端子の出力信号レベルの変化を検知し、
その変化の期間においては前記外部からの入力信号を受
けつけず、前記出力信号レベルの変化以前の状態を保持
するように動作することを特徴とする。
【0012】
【実施例】次に、本発明の最適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1(a)は、本発明の第1の実
施例における入力回路の回路図である。図1(a)を参
照すると、本実施例が図5(a)に示す従来の半導体集
積回路の出力回路と異なるのは、電源端子とPMOSト
ランジスタP1 との間にPMOSトランジスタP3 が直
列に接続されており、NMOSトランジスタN1 とグラ
ンド端子との間にNMOSトランジスタN3 が直列に接
続されている点と、これらの新しく設けられた2つのM
OSトランジスタの導通状態を制御する制御回路1が設
けられている点である。
【0013】制御回路1は、データ信号D00からD0n
入力とする(n+1)入力のNOR回路2と、このNO
R回路2の出力と制御信号C2 とを入力とする2入力の
NAND回路3と、NAND回路3の出力を入力とする
インバータ4とからなる。そして、PMOSトランジス
タP3 のゲートにはインバータ4の出力が入力され、N
MOSトランジスタN3 のゲートにはNAND回路3の
出力が入力されるように接続されている。
【0014】以下に、本実施例における入力回路の動作
について説明する。なお、本実施例において、出力回路
は、一例として図1(b)に示すように、2つのインバ
ータ5および6が、トランスファゲートとしてのNMO
SトランジスタTN を介して接続された構成となってい
るものとする。この出力回路では、トランスファゲート
のNMOSトランジスタTN のゲートには制御信号C1
が入力され、インバータ5には半導体集積回路内部の回
路からデータ信号D0nが入力されている。そして、イン
バータ6からはこのデータ信号D0nが、制御信号C1
同期して出力信号Dn として出力される。
【0015】この実施例の構成は、出力信号Dn がすべ
てロウを出力する時グランドラインに発生する雑音の影
響が入力回路におよばない様にする為のものである。制
御信号C2 は、制御信号C1 の立上りと同期して立ち上
り、ハイパルス幅が雑音が発生する時間幅をカバーする
ように決められている。このような半導体集積回路の構
成において、グランドラインに雑音が加重されるタイミ
ングは、図2に示す信号波形のタイミング図のように、
出力信号Dn がハイからロウへ変化する時、つまり制御
信号C1 がロウからハイへ変化する時である。この時に
グランドラインに発生する雑音の幅は、実際には20n
s程度であるので、制御信号C2 のハイパルス幅も20
ns程度に設定する。一方、半導体集積回路内部からの
データ信号D0nはすべてロウであるので、NOR回路2
の出力はハイである。従って、NAND回路3からは、
制御信号C2 のハイパルス幅と同じ巾のロウパルスが出
力される。そして、インバータ4からは、制御信号C2
のハイパルス幅と同じ巾のハイパルスが出力され、PM
OSトランジスタP3 とNMOSトランジスタN3 とは
共に非導通となる。つまり、出力信号Dn がロウの時、
入力回路は、制御信号C2 のハイパルス幅に相当する時
間だけ電源ラインおよびグランドラインより切り離さ
れ、それ以前の状態を保持する。すなわち、本実施例の
半導体集積回路では、出力信号が同時にハイからロウに
変化してグランドラインに雑音が入っても、このことに
よって入力回路が誤動作を起すことはない。
【0016】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図3(a)は、本発明の第2の実施例における入
力回路の回路図である。図3(a)を参照すると、本実
施例が図1(a)に示す第1の実施例と異なるのは、第
1の実施例におけるNOR回路2の部分が(n+1)入
力のNAND回路7と、これに縦続に接続されたインバ
ータ8とで構成されている点である。
【0017】第1の実施例では、出力信号Dn が全てロ
ウになる時に出力回路が保持状態になるように構成され
ていたが、本実施例では、出力信号Dn が全てハイにな
って電源ラインに雑音が加重される時に、出力回路が保
持状態になるように構成されている。以下に本実施例の
回路動作について述べる。
【0018】本実施例においても、制御信号C2 は、第
1の実施例の場合と同様に、制御信号C1 の立上りに同
期して立上り、ハイパルス幅が、雑音が発生する時間幅
をカバーするように決められている。このような半導体
集積回路の構成において、電源ラインに雑音が加重され
るタイミングは、図4に示す信号波形のタイミング図の
ように、出力信号Dn がロウからハイに変化する時であ
る。一方、データ信号D0nは全てハイであるので、NA
ND回路7の出力はロウ、すなわちインバータ8の出力
がハイである。このため、NAND回路3からは、制御
信号C2 のハイパルス幅と同じ幅のロウパルスが出力さ
れる。そして、インバータ4からは、制御信号C2 のハ
イパルス幅と同じ幅のハイパルスが出力され、PMOS
トランジスタP3 とNMOSトランジスタN3 とは共に
非導通となる。つまり、出力信号Dn が全てハイの時、
入力回路は、制御信号C2 のハイパルス幅に相当する時
間だけ電源ラインおよびグランドラインから切り離さ
れ、それ以前の状態を保持する。すなわち、本実施例の
半導体集積回路では、出力信号が同時にロウからハイに
変化して電源ラインに雑音が入っても、このことによっ
て入力回路が誤動作を起すことはない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体集
積回路内で雑音が発生するタイミングを検知し、そのタ
イミングで入力回路を保持状態にすることによって、入
力回路の誤動作を防止するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】分図(a)は、本発明の第1の実施例の半導体
集積回路における入力回路の回路図である。 分図(b)は、本発明の第1の実施例の半導体集積回路
における出力回路の一例の回路図である。
【図2】本発明の第1の実施例の動作に関連する信号の
タイミング図である。
【図3】本発明の第2の実施例の半導体集積回路におけ
る入力回路の回路図である。
【図4】本発明の第2の実施例の動作に関連する信号の
タイミング図である。
【図5】分図(a)は、従来の半導体集積回路における
入力回路の回路図である。 分図(b)は、従来の半導体集積回路における出力回路
の一例の回路を示す図である。 分図(c)は、従来の半導体集積回路の動作に関連する
信号のタイミング図である。
【図6】従来の半導体集積回路における、雑音による誤
動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
1 制御回路 2 NOR回路 3,7 NAND回路 4,5,6,8 インバータ P1 ,P2 ,P3 PMOSトランジスタ N1 ,N2 ,N3 ,TN NMOSトランジスタ D01〜D0n データ信号 Dn 出力信号 VIN 入力信号 VI 入力回路出力信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からの入力信号を取り入れる入力回
    路を有する半導体集積回路において、前記入力回路は、
    前記半導体集積回路の出力端子の出力信号レベルの変化
    を検知し、その変化の期間においては前記外部からの入
    力信号を受けつけず、前記出力信号レベルの変化以前の
    状態を保持するように動作することを特徴とする半導体
    集積回路。
  2. 【請求項2】 外部からの入力信号を反転して出力する
    インバータと、前記インバータと高位電源端子との間に
    接続されたPチャンネルMOS電界効果型トランジスタ
    と、前記インバータとグランド端子との間に接続された
    NチャンネルMOS電界効果型トランジスタと、制御信
    号とデータ信号とを入力とし、前記PチャンネルMOS
    電界効果型トランジスタのゲート電位を制御する信号お
    よび前記NチャンネルMOS電界効果型トランジスタの
    ゲート電位を制御する信号を出力する制御回路とからな
    る入力回路を含み、前記制御回路は、前記データ信号の
    全てがハイからロウに変化する時およびロウからハイに
    変化する時のいずれか一方の時に、この変化に同期して
    入力される前記制御信号によって、この制御信号のパル
    ス幅の期間、前記インバータが高位電源端子およびグラ
    ンド端子から切り離されるように、前記PチャンネルM
    OS電界効果型トランジスタの導通状態および前記Nチ
    ャンネルMOS電界効果型トランジスタの導通状態を制
    御するように動作することを特徴とする半導体集積回
    路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748024A (en) * 1995-02-22 1998-05-05 Fujitsu Limited Level convertor

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JPS5633896A (en) * 1979-08-29 1981-04-04 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Method of forming wire
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