JPH06343029A - 改良されたスルーレートバッファ - Google Patents

改良されたスルーレートバッファ

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JPH06343029A
JPH06343029A JP3009840A JP984091A JPH06343029A JP H06343029 A JPH06343029 A JP H06343029A JP 3009840 A JP3009840 A JP 3009840A JP 984091 A JP984091 A JP 984091A JP H06343029 A JPH06343029 A JP H06343029A
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JP
Japan
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transistor
input
voltage
slew rate
buffer
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JP3009840A
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English (en)
Inventor
Uzi Yoeli
ウズィ・イェリ
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Quick Tech Ltd
Original Assignee
Quick Tech Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H03K17/165Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/166Soft 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズの発生による回動の誤動作などの悪影
響を防止できる改良されたスルーレートバッファを提供
する。 【構成】 電圧供給ラインにそって電圧を受けるドライ
バを含む本発明の制御されたスルーレートバッファは、
上記電圧供給ラインに沿ってノイズレベルを検知し且つ
上記ノイズレベルが与えられたしきい値を通過した時に
バッファのスピードをゆるめるフィードバック装置を含
んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にCMOS集積
回路に関し、より詳細には制御されたスルーレート出力
バッファに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCMOS集積回路では、外部イン
ダクタンス及びキャパシタンス負荷を有する高速出力信
号を切り換えることによりノイズが発生する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このノイズは、回路の
性能及び作動にとって有害であり、漏話及び出力リンギ
ングを発生し得る。
【0004】IEEEの1988年のカスタム集積回路
学会5、5、1−5、5、4におけるカムリュングによ
る〔制御されたスルーレート出力バッファ〕の題を有す
る出版物に制御されたスルーレート出力バッファが提案
されている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、改良された制
御されたスルーレートバッファを提供することを目的と
する。
【0006】本発明の一実施例によると、電圧供給線に
沿って電圧を受けるドライバを含み、且つ電圧供給線に
沿ってノイズレベルを検知し、ノイズレベルが与えられ
たしきい値を通過した時にバッファの速度をゆるめるフ
ィードバック装置を含む制御されたスルーレートバッフ
ァが提供される。
【0007】更に本発明の一実施例によると、電圧供給
ラインに沿って電圧を受けるドライバであって、第1及
び第2VSS電圧供給ライン並びに第1及び第2VDD
電圧供給ラインを含み且つ上記第1及び第2電圧供給ラ
インの少なくとも1つの間の電圧差を検知し該電圧差に
応答してバッファの速度をゆるめるフィードバック装置
を含むドライバを含む制御されたスルーレートバッファ
が提供される。
【0008】本発明の好ましい実施例によると、該ドラ
イバは第1及び第2VSS電圧供給ライン並びに第1及
び第2VDD電圧供給ラインを含み、該第1及び第2V
SS及びVDD電圧供給ラインは、通常は独立の供給パ
ッドを有することにより独立のインダクタンスを有す
る。
【0009】該ドライバは、同じ型式の第1及び第2ト
ランジスタを含み、該第1トランジスタは第1電圧供給
源から入力を受け且つ出力をパッドに接続せしめており
且つ該第2トランジスタは第2電圧供給源から入力を受
け且つそのゲートを該第1電圧源に接続せしめており且
つその出力を該第1トランジスタのゲートに接続せしめ
ていることが好ましい。該第1及び第2トランジスタは
N型又はP型であるのが好ましい。N型の第1及び第2
トランジスタが配設され上記のように相互接続され更に
P型の第1及び第2トランジスタが配設されて上記のよ
うに相互接続されているのが好ましい。
【0010】P型トランジスタが用いられると、フィー
ドバック回路はバッファ出力が上昇する速度を制御し、
N型トランジスタが用いられると、フィードバック回路
はバッファ出力が降下する速度を制御する。
【0011】バッファはCMOS成分から形成されてい
るのが好ましい。
【0012】該ドライバは、第1及び第2Nトランジス
タ並びに第1及び第2Pトランジスタを含み、該第1N
トランジスタは第1VSS電圧供給源から入力を受け且
つ該第1Pトランジスタは第1VDD電圧供給源から入
力を受け、該第1N及び第1Pトランジスタは接合され
た出力を有し、該第1Nトランジスタは「Nベース」入
力を有し且つ該第1Pトランジスタは「Pベース」入力
を有し、該第2Nトランジスタは第2VSS電圧供給源
から入力を受け且つ該第2Pトランジスタは第2VDD
電圧供給源から入力を受け、該第2Nトランジスタのベ
ースは該第1VSS電圧供給源に結合されており且つ該
第2Pトランジスタのベースは第1VDD電圧供給源に
接続されており、該第2Nトランジスタの出力はNベー
ス入力に接続されており、該第2Pトランジスタの出力
はPベース入力に接続されているのが好ましい。
【0013】本発明の実施例によると、前置ドライバ及
びドライバを含む制御されたスルーレートバッファが提
供され、該前置ドライバは、スプリットインバータ及び
このインバータの2つの部分の間に配置された非線形抵
抗を含んでいる。
【0014】更に本発明の実施例によると、バッファ出
力の〔発生前破壊〕切換えを行うための装置を含む制御
されたスルーレートバッファが提供される。
【0015】更に本発明の好ましい実施例によると、上
記前置ドライバは、このドライバにそれぞれのNベース
及びPベース入力を供給するそれぞれの出力を有するP
トランジスタ及びNトランジスタを含み、これらのP及
びNトランジスタの出力は非線形トランジスタによって
分離されている。
【0016】通常、これらのP及びNトランジスタはそ
れぞれのベースにD入力を受ける。
【0017】
【実施例】ここで図1について説明する。図1は、本発
明の好ましい実施例に従って構成され作動するスルーレ
ート制御バッファを図示している。このバッファは、駆
動入力信号Dを受け且つドライバ12にN及びPベース
入力を供給するための、外部出力イネーブル信号OEに
よって制御される前置ドライバ10を含んでいる。ドラ
イバ12はこれらのN及びPベース入力の受信に応答し
てパット14に出力を供給するように作動する。
【0018】ここで図2について説明する。図2には、
本発明の好ましい実施例に従って構成され且つ作動する
フィードバック回路を含むドライバ12が全体的に図示
されている。
【0019】本発明の好ましい実施例によると、ドライ
バ12は、第1Nトランジスタ20及び第2Nトランジ
スタ22並びに第1Pトランジスタ24及び第2Pトラ
ンジスタ26を含んでいる。第1Nトランジスタ20は
供給ライン28に沿って第1VSS電圧供給源から入力
を受け、第1Pトランジスタ24は供給ライン30に沿
って第1VDD電圧供給源から入力を受ける。
【0020】第1Nトランジスタ20及び第1Pトラン
ジスタ24は接合された出力を有している。第1Nトラ
ンジスタ20は前置ドライバ10からのNベース入力3
2を有し、第1Pトランジスタ24は前置ドライバ10
からのPベース入力34を有する。第2Nトランジスタ
22は供給ライン36に沿って第2VSS電圧供給源か
ら入力を受け、第2Pトランジスタ26は供給ライン3
8に沿って第2VDD電圧供給源から入力を受ける。
【0021】第2Nトランジスタ22のベースは供給ラ
イン28に結合されており、第2Pトランジスタ26の
ベースは供給ライン30に接続されている。第2Nトラ
ンジスタ22の出力はNベース入力32に接続されてお
り、第2Pトランジスタ26の出力はPベース入力に接
続されている。
【0022】通常、VDD電圧は+5ボルト等の正電圧
であり、一方VSS電圧は0であるのが普通である。
【0023】ここで図2の回路の一般的な作動について
簡単に述べることにする。トランジスタ20はそのベー
スへのN入力に応答して導通し、通常は許容されない程
高いノイズを伴う強い電流を供給ライン28に沿って発
生すると、供給ライン28に沿って電圧上昇が生じ、こ
れによりトランジスタ22は導通し、これによりREF
VSS電圧はトランジスタ20へのNベース入力に適用
される。REF VSS入力は実質的に0であるため、
これによりトランジスタ20のベースへの正味入力が低
下し、これによりトランジスタ20の導通が少なくな
り、これによりNトランジスタ20を通して行なわれる
バッファの作動が遅くなる。
【0024】同様にして、トランジスタ24がそのベー
スへのP入力に応答して導通し、通常は許容できない程
高いノイズを伴う強い電流を供給ライン30に沿って発
生すると、供給ライン30に沿って電圧上昇が生じ、こ
れによりトランジスタ26が導通し、これによりREF
VDD電圧がトランジスタ24へのPベース入力に適
用される。REF VDD入力が正電圧であるため、こ
れによりPトランジスタ24のベースへの正味入力が増
大し、これによりPトランジスタ24の導通が少なくな
り、これによりPトランジスタ24を通して行なわれる
バッファの作動が遅くなる。
【0025】図2に図示されているように、Nトランジ
スタ又はPトランジスタのどちらかに関連してあるいは
これらの両方に関連してフィードバック装置が本発明に
従って配設され得ることが了解される。
【0026】ここで図3及び図6について説明する。図
3及び図6は、本発明の好ましい実施例に従って構成さ
れ作動する前置ドライバ及びその作動についてそれぞれ
図示している。この前置ドライバは、それぞれのVDD
及びVSS入力を有し且つドライバにそれぞれのN及び
Pベース入力を供給するそれぞれの出力を有するPトラ
ンジスタ40及びNトランジスタ42を含んでおり、P
及びNトランジスタの出力は好ましくは非線形抵抗44
によって分離されていることが好ましい。通常、Pトラ
ンジスタ40及びNトランジスタ42はそれぞれのベー
スにD入力を受ける。
【0027】ここで図3の回路の動作原理を図6と関連
して要約することにする。その意図は、ドライバの「発
生前破壊」切換を行うことによりドライバの出力トラン
ジスタを通るDC電流を阻止することにある。Dが正に
なると、前置ドライバは先ずNベース入力を即座に0に
駆動し、これにより大Nトランジスタ20が断接され、
その後前置ドライバはPを0に駆動し、これにより大P
トランジスタ24が導通し、これによりバッファから正
の出力を生成する。同様にして、Dが0になると、前置
ドライバは先ずPベース入力を正になるように駆動し、
これにより大Pトランジスタ24に断接され、この後前
置ドライバはNベース入力を1に駆動し、これにより大
Nトランジスタ20が断接され、バッファの出力を0に
なるようにする。
【0028】更に、ノイズを低減するために、電流DI
/DTの変化が最小になる。これは、Nベース入力が正
に駆動され、Pベース入力が比較的ゆっくりと0に駆動
されるためである。
【0029】ここで図4について説明する。図4は、図
2及び図3に関連して上記で述べられたエレメントを含
む本発明に係るバッファ回路の略図である。図4は、例
示であって、与えられた寸法はただの一例であって何ら
本発明を限定するものではない。この例に与えられた寸
法はミクロンで表わされている。
【0030】図4の回路は、D入力をそれらのベースに
受けるPトランジスタ40及びNトランジスタ42を含
む参照数字10によって全体的に示されている前置ドラ
イバ部分を含んでいる。図4の例では、トランジスタ4
0は1.5ミクロンのゲート長を及び49ミクロンのゲ
ート幅を有し、一方トランジスタ42は1.5ミクロン
のゲート長さ及び17ミクロンのゲート幅を有してい
る。
【0031】トランジスタ40及び42はそれぞれのV
DD及びVSS電圧供給を受け且つ出力を、通常はNト
ランジスタ50及びPトランジスタ52の対を含む非線
形抵抗44に供給する。図4の例では、トランジスタ5
0は2.5ミクロンのゲート長及び12ミクロンのゲー
ト幅を有し、一方トランジスタ53は2.5ミクロンの
ゲート長及び24.5ミクロンのゲート幅を有してい
る。
【0032】トランジスタ50のベースはOE入力を受
け、一方トランジスタ52のベースはインバータ54を
経由して反転OE入力を受ける。斯くして、OE入力が
高い時、トランジスタ50及び52は両方共導通するこ
とが了解されよう。
【0033】図4から判るように、トランジスタ42及
び40のそれぞれのN出力及びP出力はトランジスタ5
0及び52のそれぞれの接合された端子に並列に供給さ
れる。
【0034】Pトランジスタ60及びNトランジスタ6
2は、P及びNベースとVDD及びVSS電圧供給ライ
ンとの間にそれぞれ結合されている。それらのベースは
OE入力及び反転OE入力をそれぞれ受ける。
【0035】図4の回路の残りの部分は、図2に図示さ
れている部分に対応し、対応の参照数字が用いられてい
る。ここで銘記すべきように、1つの例におけるトラン
ジスタ20は、19個のトランジスタを有しており、こ
れらのトランジスタの各々は1.5ミクロンのゲート長
及び53.5ミクロンのゲート幅を有し、トランジスタ
24は16個のトランジスタを含んでおり、これらのト
ランジスタの各々は1.5ミクロンのゲート長及び76
ミクロンのゲート幅を有している。
【0036】一般的に言って、ドライバ−トランジスタ
は比較的大型であり、高速の多重トランジスタが用いら
れる。これらのフィードバックトランジスタはスペース
の制限を受けることを条件としてできるだけ大型であ
り、前置ドライバにおけるトランジスタよりも大きくす
べきである。抵抗エレメントは低速トランジスタから形
成されるのが好ましい。
【0037】図4の回路の全体的な動作原理をここで図
6に関連して要約する。OE即ち出力イネーブル信号
(図6には図示せず)の存在によってバッファは出力を
供給することが可能となる。OE信号が存在する場合、
Dが正になると、即ち1に切り換えられると、Nベース
入力はトランジスタ42を経由して直接供給され、これ
によりNが即座に0に駆動され、これによりNトランジ
スタ20は即座に断接される。
【0038】Dが正になると、Pベース入力はトランジ
スタ50及び52からなる非線形抵抗44を経由して駆
動され、これによりNベース入力よりもゆっくりと切り
換えを行う。同様にして、Dが0に切り換えられると、
Pベース入力が直接1に駆動され、一方Nベース入力が
非線形抵抗44を経由してよりゆっくりと駆動される。
【0039】非線形抵抗44の構造についてより詳細に
説明すると判るように、Dが1になると、VSS電圧が
トランジスタ42を経由してNベース入力に導通し、こ
れにより即座にトランジスタ42を0に駆動し、トラン
ジスタ50及び52を経由してよりゆっくりとPベース
入力に導通し、これによりPベース入力を0に駆動し、
トランジスタ20を即座に断接し、トランジスタ24は
よりゆっくりと導通し、これによりパッドに1出力を供
給する。
【0040】同様にして、Dが0になると、VDD電圧
はトランジスタ40を経由してPベース入力に導通し、
即座にPベース入力を1に駆動し、そしてVDD電圧は
トランジスタ50及び52を経由してよりゆっくりとP
ベース入力に導通し、これによりPベース入力を1に駆
動し、トランジスタ24を即座に断接し、トランジスタ
20はよりゆっくりと導通し、これにより0出力をパッ
ドに供給する。
【0041】図2の構造によって行なわれるフィードバ
ック特徴によるドライバ12の作動は図2に関連して上
記で述べられたのと実質的に同じである。
【0042】図5A及び図5Bは、先行技術の回路(図
5A)及び本発明に従って構成され作動する回路の多数
nの速度分布t(n)の線図である。ここで判るよう
に、本発明の回路は、速度のばらつきが小さい。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように電圧供給ラインにそ
って電圧を受けるドライバを含む本発明の制御されたス
ルーレートバッファは、上記電圧供給ラインに沿ってノ
イズレベルを検知し且つ上記ノイズレベルが与えられた
しきい値を通過した時にバッファのスピードをゆるめる
フィードバック装置を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施例に従って構成され作動
するバッファ回路の一般的なブロック図である。
【図2】本発明の好ましい実施例に従って構成され且つ
作動するドライバ回路の一般的な図である。
【図3】本発明の好ましい実施例に従って構成され且つ
作動する前置ドライバ回路の一般的な図である。
【図4】本発明の好ましい実施例に従って構成され作動
する図1の回路の略図である。
【図5】図5A及び図5Bはそれぞれ先行技術と本発明
に係る回路の速度分布の線図である。
【図6】図3及び図4の回路の出力応答特性の線図の合
成である。
【符号の説明】
10 前置ドライバ 12 ドライバ 14 パッド
───────────────────────────────────────────────────── 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 19/0948 8321−5J H03K 19/094 B

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧供給ラインに沿って電圧を受けるド
    ライバを含む制御されたスルーレートバッファにおい
    て、該電圧供給ラインによってノイズレベルを検知し、
    該ノイズレベルが与えられたしきい値を通過した時バッ
    ファの速度をゆるめるフィードバック装置を含むことを
    特徴とする制御されたスルーレートバッファ。
  2. 【請求項2】 電圧源から電圧供給ラインに沿って電圧
    を受けるドライバを含む制御されたスルーレートバッフ
    ァにおいて、該ドライバが(1)第1及び第2VSS電
    圧源及び(2)第1及び第2VDD電圧源の少なくとも
    1つを含み且つ該第1及び第2電圧源の少なくとも1つ
    の間の電圧差を検知し且つ該電圧差に応答してバッファ
    の速度をゆるめるフィードバック装置を含むことを特徴
    とする制御されたスルーレートバッファ。
  3. 【請求項3】 該ドライバが(1)第1及び第2VSS
    電圧供給ライン及び(2)第1及び第2VDD電圧供給
    ラインの少なくとも1つを含み、該第1及び第2VSS
    及びVDD電圧供給ラインが分離されたインダクタンス
    を有することを特徴とする請求項1の制御されたスルー
    レートバッファ。
  4. 【請求項4】 該ドライバが同じ型式の第1及び第2ト
    ランジスタを含み、該第1トランジスタが第1電圧供給
    源から入力を受け且つ出力をパッドに接続せしめてお
    り、該第2トランジスタが第2電圧供給源から入力を受
    け且つそのゲートを該第1電圧供給源に接続せしめその
    出力を該第1トランジスタのゲートに接続せしめている
    ことを特徴とする請求項1又は2の制御されたスルーレ
    ートバッファ。
  5. 【請求項5】 CMOS成分を含むことを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれかの制御されたスルーレートバッ
    ファ。
  6. 【請求項6】 該第1及び第2トランジスタがN型であ
    り、バッファ出力が降下する速度を制御することを特徴
    とする請求項4の制御されたスルーレートバッファ。
  7. 【請求項7】 該第1及び第2トランジスタがP型であ
    り、バッファ出力が上昇する速度を制御することを特徴
    とする請求項4の制御されたスルーレートバッファ。
  8. 【請求項8】 該ドライバが、 P型の第1及び第2トランジスタであって、該第1トラ
    ンジスタが第1電圧供給源から入力を受け且つ出力をパ
    ッドに接続せしめられており、該第2トランジスタが第
    2電圧供給源から入力を受け且つそのゲートを該第1電
    圧源に接続せしめており、その出力を該第1トランジス
    タのゲートに接続せしめている第1及び第2トランジス
    タ、及びN型の第3及び第4トランジスタであって、該
    第3トランジスタが第3電圧供給源から入力を受け且つ
    出力をパッドに接続せしめており、該第4トランジスタ
    が第4電圧供給源から入力を受けそのゲートを該第3電
    圧供給源に接続せしめており且つその出力を該第3トラ
    ンジスタのゲートに接続せしめている第3及び第4トラ
    ンジスタを含むことを特徴とする請求項1又は2の制御
    されたスルーレートバッファ。
  9. 【請求項9】 該ドライバが、第1及び第2Nトランジ
    スタ並びに第1及び第2Pトランジスタを含んでおり、
    該第1Nトランジスタが第1VSS電圧供給源から入力
    を受け且つ該第1Pトランジスタが第1VDD電圧供給
    源から入力を受け、該第1N及び第1Pトランジスタが
    接合された出力を有し、該第1NトランジスタがNベー
    ス入力を有し且つ該第1PトランジスタがPベース入力
    を有し、該第2Nトランジスタが第2VSS電圧供給源
    から入力を受け且つ該第2Pトランジスタが第2VDD
    電圧供給源から入力を受け、該第2Nトランジスタのベ
    ースが該第1VSS電圧供給源に結合されており且つ該
    第2Pトランジスタのベースが該第1VDD電圧供給源
    に接続されており、該第2Nトランジスタの出力が該N
    ベース入力に接続されており且つ該第2Pトランジスタ
    の出力が該Pベース入力に接続されていることを特徴と
    する請求項1乃至8の制御されたスルーレートバッフ
    ァ。
  10. 【請求項10】 スプリットインバータ及び該インバー
    タの2つの部分の間に配置された非線形抵抗を含む前置
    ドライバを含むことを特徴とする請求項1乃至10のい
    ずれかの制御されたスルーレートバッファ。
  11. 【請求項11】 前置ドライバ及びドライバを含む制御
    されたスルーレートバッファにおいて、該前置ドライバ
    がスプリットインバータ及び該インバータの2つの部分
    の間に配置された非線形抵抗を含むことを特徴とする制
    御されたスルーレートバッファ。
  12. 【請求項12】 〔発生前破壊〕切換えを行うための手
    段を含む制御されたスルーレートバッファ。
  13. 【請求項13】 該前置ドライバが該ドライバにそれぞ
    れN及びPベース入力を供給するそれぞれの出力を有す
    るPトランジスタ及びNトランジスタを含み、該P及び
    Nトランジスタの出力が非線形抵抗によって分離されて
    いることを特徴とする請求項10乃至12のいずれかの
    制御されたスルーレートバッファ。
JP3009840A 1990-09-04 1991-01-30 改良されたスルーレートバッファ Pending JPH06343029A (ja)

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