JPH06152372A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH06152372A
JPH06152372A JP4295156A JP29515692A JPH06152372A JP H06152372 A JPH06152372 A JP H06152372A JP 4295156 A JP4295156 A JP 4295156A JP 29515692 A JP29515692 A JP 29515692A JP H06152372 A JPH06152372 A JP H06152372A
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JP
Japan
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output
input signal
circuit
node
output buffer
Prior art date
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Withdrawn
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JP4295156A
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English (en)
Inventor
Naoki Sugakawa
直樹 菅河
Sanae Umada
早苗 馬田
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】出力信号に発生するリンギングノイズを低減
し、高速動作を達成すると共に、動作マ−ジンの向上に
よる製品の高信頼性を確保する。 【構成】出力バッファ101はMOSFET 1,3か
ら構成されている。出力バッファ102はMOSFET
2,4から構成されている。出力バッファ102の入
力信号IN2は、出力バッファ101の入力信号IN1
の反転信号であり、かつ、当該入力信号IN1のタイミ
ングに比べて時間Δtだけ遅れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路におけ
る出力部に使用され、特にボンディングワイヤ、リ−ド
フレ−ム、LSI内外に存在する配線等の寄生的なL
(インダクタンス),C(キャパシタンス)成分によっ
て引き起こされるリンギングノイズによる誤動作防止に
関する。
【0002】
【従来の技術】通常、出力バッファには、インバ−タ回
路が使用される。図10は、寄生成分を考慮した出力バ
ッファの等価回路図を示すものである。また、図11
は、当該出力バッファの入出力特性(VIN/VOUT )を
示すものである。なお、図10において、Lは、寄生イ
ンダクタンス、Cは、寄生容量である。そして、ICの
外部へ信号を送り出す出力バッファの場合、ボンディン
グワイヤ、リ−ドフレ−ム、基板上の配線等の寄生成分
は、無視することができない。
【0003】従って、図11に示されるように、出力信
号には、リンギングノイズが生じ、このリンギングノイ
ズは、L成分や出力バッファの駆動力が大きくなるにつ
れて大きくなり、高速動作の妨げとなる。さらに、ノイ
ズマ−ジンが小さくなるため、信号供給先で誤動作を引
き起こすという欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
出力信号にリンギングノイズが生じており、このため出
力バッファの動作の高速化の妨げとなっている。また、
ノイズマ−ジンが小さくなるため、信号供給先で誤動作
を引き起こすという欠点がある。
【0005】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、出力信号に発生するリンギングノ
イズを低減し、高速動作を達成すると共に、動作マ−ジ
ンの向上による製品の高信頼性を確保することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体集積回路は、ソ−スが第1の電源に
接続され、ドレインが出力端子に接続される第1導電型
の第1のトランジスタと、ソ−スが第2の電源に接続さ
れ、ドレインが上記出力端子に接続される第2導電型の
第2のトランジスタとから構成される第1の出力回路
と、ドレインが上記第1の電源に接続され、ソ−スが上
記出力端子に接続される第2導電型の第3のトランジス
タと、ドレインが上記第2の電源に接続され、ソ−スが
上記出力端子に接続される第1導電型の第4のトランジ
スタとから構成される第2の出力回路と、上記第1の出
力回路の第1及び第2のトランジスタのゲ−トへの第1
の入力信号と、上記第2の出力回路の第3及び第4のト
ランジスタのゲ−トへの第2の入力信号を互いに異なる
タイミングで供給する駆動手段とを備える。
【0007】上記駆動手段は、上記第1の入力信号を上
記第1の出力回路の第1及び第2のトランジスタのゲ−
トへ供給する第1の駆動回路と、上記第1の入力信号の
反転信号であり、かつ、上記第1の入力信号のタイミン
グに比べて時間Δtだけ遅れている第2の入力信号を上
記第2の出力回路の第3及び第4のトランジスタのゲ−
トへ供給する第2の駆動回路とから構成されている。
【0008】
【作用】上記構成によれば、第2の出力回路は、第1の
出力回路の二つのMOSFETの配置を逆にした構成を
有しており、さらに、第1の入力信号と第2の入力信号
を互いに異なるタイミングで供給する駆動手段を有して
いる。そして、入力変化時において、第2の出力回路に
よって引き起こされる電流変化(dI/dt)は、第1
の出力回路によって引き起こされる電流変化(dI/d
t)を打ち消す機能を有する。これにより、出力信号に
発生するリンギングノイズを低減し、高速動作を達成す
ると共に、動作マ−ジンの向上による製品の高信頼性を
確保することができる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例
に係わる半導体集積回路を示している。また、図2は、
図1の出力バッファの入力波形図を、図3は、図1の出
力バッファの電圧特性の一例を、図4は、図1の出力バ
ッファの電流特性の一例をそれぞれ示している。
【0010】図1において、101及び102は出力バ
ッファである。出力バッファ101は、従来と同様に、
インバ−タにより構成されている。また、出力バッファ
102は、インバ−タのPチャネル型MOSFETとN
チャネル型MOSFETを逆に接続した構成を有してい
る。なお、MOSFET 1〜4のサイズは、例えばゲ
−ト幅(μm)/ゲ−ト長(μm)で、1が(100/
1)、2が(200/1)、3が(50/1)、4が
(400/1)であり、遅延時間Δtは、3.4nsで
ある。
【0011】これら出力バッファ101,102は、ノ
−ドAとノ−ドBの間に並列に接続されている。ノ−ド
Bは、ボンディングワイヤ、リ−ドフレ−ム、基板上の
配線等のL,C成分(例えばL=200nH、C=5p
F)103を介して出力端子104に接続されている。
ノ−ドAは、第1の駆動回路(反転,正転を問わない)
105を介して入力端子106に接続されている。ま
た、ノ−ドAと出力バッファ102との間には、第2の
駆動回路(常に反転)107が接続されている。
【0012】上記構成によれば、入力信号の変化時にお
いて、出力バッファ102により電流を供給し、又は引
き抜くことにより、インダクタンスに発生する電流変化
(dI/dt)を減少させ、リンギングノイズを抑える
ことができる。なお、この時の出力バッファ101,1
02の入力信号IN1,IN2は、図2に示すように、
互いに反転信号であり、かつ、出力バッファ102の入
力信号IN2のタイミングは、出力バッファ101の入
力信号IN1のタイミングに比べて時間Δtだけ遅れて
いる。
【0013】次に、本発明の半導体集積回路の動作につ
いて詳細に説明する。まず、第1の駆動回路105の出
力のレベル(入力信号IN1)が“L”→“H”に変化
する場合を考える。この場合、出力バッファ101のP
チャネル型MOSFET 1がオン状態からオフ状態と
なり、Nチャネル型MOSFET 3がオフ状態からオ
ン状態となる。これにより、容量Cに蓄積されていた電
荷は、ノ−ド5及びMOSFET 3を経由して放電さ
れ、出力端子104の電位OUTは、“H”→“L”に
変化する。
【0014】一方、第2の駆動回路107は、入力信号
IN1を入力すると共に、当該入力信号IN1を反転さ
せ、かつ時間Δtだけ遅延させる機能を有する。このた
め、第2の駆動回路107の出力のレベル(入力信号I
N2)は、時間Δtだけ遅れて、“H”→“L”に変化
する。そして、出力バッファ102のPチャネル型MO
SFET 2がオフ状態からオン状態となり、Nチャネ
ル型MOSFET 4がオン状態からオフ状態となる。
これにより、出力バッファ102の出力電位は、時間Δ
tだけ遅れて、“H”→“L”に変化する。
【0015】上記半導体集積回路の動作においては、入
力信号IN1が立ち上がった後も、入力信号IN2は、
一定期間Δtは“H”レベルを維持している。このた
め、MOSFET 3がオン状態となり、容量Cの放電
が始まっても、MOSFET4もオン状態であり、ノ−
ド5の電位は、接地電位Vssにはならず、中間電位VDD
/2(例えばVDD=5V)に維持される。
【0016】従って、容量Cの放電により、出力端子1
04の電位がノ−ド5の電位よりも低くなると、逆起電
力が誘起され、ノ−ド5の電流変化が打ち消されるよう
に作用するため、dI/dtが減少する。その結果、リ
ンギングノイズが低減される。なお、入力信号IN2
は、ノ−ド5及び出力端子104の電位が“H”→
“L”に変化した後、“H”→“L”に変化させ、MO
SFET 4からの電流の供給を遮断するように制御す
る。
【0017】図4は、上記図1の半導体集積回路の電流
特性である。なお、同図中の番号は、図1における番号
に対応している。また、図5及び図6は、各々、従来の
半導体集積回路の電圧特性及び電流特性である。同図か
ら明らかなように、本発明の半導体集積回路によれば、
リンギングノイズが大幅に低減されているのがわかる。
【0018】さらに、参考として、入力信号IN1,I
N2を同じタイミングで変化(立ち上げ又は立ち下げ)
させた場合(Δt=0ns)の入力波形と電圧特性を図
7及び図8に示す。この場合は、ノ−ド5の電流変化、
即ちdI/dtが減少しないため、十分な効果を得るこ
とができない。従って、入力信号IN1,IN2は、異
なったタイミングで変化させることが重要である。
【0019】なお、上記動作の説明では、入力信号IN
1を立ち上げる場合のみ説明したが、立ち下げる場合に
も同様の効果が得られることは言うまでもない。また、
本発明は、例えば図9に示すように、図1の半導体集積
回路において、駆動回路107を遅延回路(駆動回路)
108に変え、出力バッファ102を出力バッファ10
1と同様の構成を有するものに変えても、当該図1の半
導体集積回路と同様の効果を得ることができる。この場
合、遅延回路108は、入力信号IN1の正転信号であ
り、かつ、当該入力信号IN1のタイミングに比べて時
間Δtだけ遅れている入力信号IN2を、出力バッファ
102のMOSFETのゲ−トへ供給する。
【0020】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の半導体
集積回路によれば、次のような効果を奏する。従来の構
成の出力バッファにさらにもう一つの出力バッファを備
え、それぞれの出力バッファの入力信号は、互いに異な
るタイミングで、かつ、一方の入力信号のタイミングが
他方の入力信号のタイミングに比べて時間Δtだけ遅れ
るように制御している。これにより、出力信号に発生す
るリンギングノイズを低減し、高速動作を達成すると共
に、動作マ−ジンの向上による製品の高信頼性を確保す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる半導体集積回路を示
す回路図。
【図2】図1の出力バッファの入力波形図。
【図3】図1の出力バッファの電圧特性の一例を示す
図。
【図4】図1の出力バッファの電流特性の一例を示す
図。
【図5】従来の出力バッファの電圧特性を示す図。
【図6】従来の出力バッファの電流特性を示す図。
【図7】図1の出力バッファの入力波形図。
【図8】図1の出力バッファの電流特性の他の一例を示
す図。
【図9】本発明の他の実施例に係わる半導体集積回路を
示す回路図。
【図10】従来の半導体集積回路を示す回路図。
【図11】従来の出力バッファの電圧特性を示す図。
【符号の説明】
101,102 …出力バッファ、 103 …LC成分、 104 …出力端子、 105,107 …駆動回路、 106 …入力端子、 108 …遅延回路(駆動回路)。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H03K 19/003 Z 8941−5J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソ−スが第1の電源に接続され、ドレイ
    ンが出力端子に接続される第1導電型の第1のトランジ
    スタと、ソ−スが第2の電源に接続され、ドレインが上
    記出力端子に接続される第2導電型の第2のトランジス
    タとから構成される第1の出力回路と、 ドレインが上記第1の電源に接続され、ソ−スが上記出
    力端子に接続される第2導電型の第3のトランジスタ
    と、ドレインが上記第2の電源に接続され、ソ−スが上
    記出力端子に接続される第1導電型の第4のトランジス
    タとから構成される第2の出力回路と、 上記第1の出力回路の第1及び第2のトランジスタのゲ
    −トへの第1の入力信号と、上記第2の出力回路の第3
    及び第4のトランジスタのゲ−トへの第2の入力信号を
    互いに異なるタイミングで供給する駆動手段とを具備す
    ることを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 上記駆動手段は、上記第1の入力信号を
    上記第1の出力回路の第1及び第2のトランジスタのゲ
    −トへ供給する第1の駆動回路と、上記第1の入力信号
    の反転信号であり、かつ、上記第1の入力信号のタイミ
    ングに比べて時間Δtだけ遅れている第2の入力信号を
    上記第2の出力回路の第3及び第4のトランジスタのゲ
    −トへ供給する第2の駆動回路とから構成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
JP4295156A 1992-11-04 1992-11-04 半導体集積回路 Withdrawn JPH06152372A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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