JPH0653758A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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Publication number
JPH0653758A
JPH0653758A JP4225060A JP22506092A JPH0653758A JP H0653758 A JPH0653758 A JP H0653758A JP 4225060 A JP4225060 A JP 4225060A JP 22506092 A JP22506092 A JP 22506092A JP H0653758 A JPH0653758 A JP H0653758A
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JP
Japan
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output
mosfet
input
source
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4225060A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kouichi Ashiga
弘一 芦賀
Takaaki Noda
孝明 野田
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Device Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd, Hitachi Consumer Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Device Engineering Co Ltd
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Publication of JPH0653758A publication Critical patent/JPH0653758A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the semiconductor integrated circuit provided with a buffer able to stably drive a device with a large capacity such as a personal computer or the like. CONSTITUTION:A constant current source M2 is provided to a drain of an input MOSFETM1 whose source receives an input voltage. A drain output of the input MOSFETM1 is fed to a gate of a source follower output MOSFETM3, an output voltage is obtained from the source and a constant current source M4 is provided to the source of the output MOSFETM3. Thus, the level shift quantity is set to zero based on a ratio of the size between the input MOSFETM1 and the output MOSFETM3 and a device with a large capacity such as a personal computer or the like is stably driven.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路に関
し、例えば大容量駆動回路、インピーダンス変換回路、
レベル変換回路などのアナログ・デジタル混載型半導体
集積回路における交流接地の出力バッファに利用して有
効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, for example, a large capacity drive circuit, an impedance conversion circuit,
The present invention relates to a technique effectively used for an AC grounded output buffer in an analog / digital mixed semiconductor integrated circuit such as a level conversion circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】アナログ・デジタル混載型の半導体集積
回路などで使用する従来の交流接地は集積回路内部で発
生する場合、電圧発生源からオペアンプのバッファを通
して集積回路内外へ供給している。
2. Description of the Related Art Conventional AC grounding used in an analog / digital mixed type semiconductor integrated circuit or the like is supplied to the inside and outside of the integrated circuit from a voltage source through a buffer of an operational amplifier when it is generated inside the integrated circuit.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】集積回路内部でその交
流接地レベルを発生する場合、回路ブロック間のクロス
トークを防ぐためは、ブロック毎にバッファアンプを使
用している。このため、バッファアンプの使用数が増え
るので集積回路の消費電力及びチップ面積が増加する。
そこで、本願発明者にあっては回路ブロック別にバッフ
ァアンプを用いず、集積回路外部でパスコンを付加して
ブロック間のクロストークを防ぐ手段を検討した。この
方法ではバッファは一つで済むが、通常のオペアンプを
使用するとパスコンの容量値により発振する恐れがあ
る。
In order to prevent crosstalk between circuit blocks when the AC ground level is generated inside the integrated circuit, a buffer amplifier is used for each block. Therefore, since the number of buffer amplifiers used increases, the power consumption of the integrated circuit and the chip area increase.
Therefore, the inventor of the present application has studied means for preventing crosstalk between blocks by adding a bypass capacitor outside the integrated circuit without using a buffer amplifier for each circuit block. This method requires only one buffer, but if a normal operational amplifier is used, it may oscillate due to the capacitance value of the decap.

【0004】この発明の目的は、パスコン等の大容量を
安定に駆動できるバッファを備えた半導体集積回路を提
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。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit having a buffer capable of stably driving a large capacity such as a decap. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0005】[0005]

【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、ソースに入力電圧が供給さ
れた入力MOSFETのドレインに定電流源を設け、上
記入力MOSFETのドレイン出力をソースフォロワ出
力MOSFETのゲートに供給し、そのソースから出力
電圧を得るとともに、上記出力MOSFETのソースに
は定電流源を設ける。
The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a constant current source is provided in the drain of the input MOSFET whose source is supplied with the input voltage, the drain output of the input MOSFET is supplied to the gate of the source follower output MOSFET, the output voltage is obtained from the source, and the output MOSFET is A constant current source is provided for the source.

【0006】[0006]

【作用】上記した手段によれば、入力MOSFETと出
力MOSFETのサイズ比によりレベルシフト量をゼロ
に設定でき、パスコン等の大容量も安定に駆動すること
ができる。
According to the above-mentioned means, the level shift amount can be set to zero by the size ratio of the input MOSFET and the output MOSFET, and a large capacity such as a bypass capacitor can be driven stably.

【0007】[0007]

【実施例】図1には、この発明に係る出力バッファ回路
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、公知の半導体集積回路の製造技術によって、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。
1 is a circuit diagram of an embodiment of an output buffer circuit according to the present invention. Each circuit element in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0008】入力電圧VinはPチャンネル型の入力MO
SFETM1のソースに供給される。この入力MOSF
ETM1は、ゲートとドレインが共通接続されてダイオ
ード形態にされる。入力MOSFETM1のドレインに
は、定電流源としてのNチャンネル型MOSFETM2
が設けられる。
The input voltage Vin is a P channel type input MO.
It is supplied to the source of SFET M1. This input MOSF
The ETM1 has a diode configuration in which a gate and a drain are commonly connected. The drain of the input MOSFET M1 has an N-channel MOSFET M2 as a constant current source.
Is provided.

【0009】上記入力MOSFETM1のドレイン出力
は、Pチャンネル型の出力MOSFETM3のゲートに
供給される。この出力MOSFETM3のソースと電源
電圧VDDとの間には定電流源Ioが設けられ、ソース
フォロワ回路として動作する。上記出力MOSFETM
3のソースが出力端子Vout に接続される。
The drain output of the input MOSFET M1 is supplied to the gate of the P-channel type output MOSFET M3. A constant current source Io is provided between the source of the output MOSFET M3 and the power supply voltage VDD and operates as a source follower circuit. Output MOSFET M above
The source of 3 is connected to the output terminal Vout.

【0010】この実施例では、特に制限されないが、出
力MOSFETM3のドレインには、ダイオード形態の
Nチャンネル型MOSFETM4が設けられる。このM
OSFETM4と定電流源としてのMOSFETM2と
電流ミラー形態にされる。この電流ミラー回路は、出力
MOSFETM3に流れる電流を入力MOSFETM1
の動作電流を形成するので、一種の電流帰還ループを構
成している。
In this embodiment, although not particularly limited, the drain of the output MOSFET M3 is provided with a diode type N-channel MOSFET M4. This M
The OSFET M4 and the MOSFET M2 as a constant current source and a current mirror form are formed. This current mirror circuit converts the current flowing through the output MOSFET M3 into the input MOSFET M1.
Since it forms the operating current of, it forms a kind of current feedback loop.

【0011】上記入力MOSFETM1とM3は、それ
ぞれ独立したウェル領域に形成され、そのウェル領域は
そこに形成される入力MOSFETM1と出力MOSF
ETM3のソースがそれぞれ接続される。
The input MOSFETs M1 and M3 are formed in independent well regions, and the well regions are formed in the input MOSFET M1 and the output MOSF.
The sources of ETM3 are respectively connected.

【0012】入力MOSFETM1と出力MOSFET
M3とはゲートが共通に接続され、MOSFETM1の
それぞれを入力とし、MOSFETM3のソースを出力
としているため、MOSFETのしきい値電圧に影響さ
れることなく、安定したレベルシフト量を得ることがで
きる。
Input MOSFET M1 and output MOSFET
Since the gate is commonly connected to M3, and each of the MOSFETs M1 is an input and the source of the MOSFET M3 is an output, a stable level shift amount can be obtained without being influenced by the threshold voltage of the MOSFET.

【0013】入力MOSFETM1と出力MOSFET
M3は、それぞれウェル領域とソースとが同電位になっ
ているので、基板バイアス効果を受けずに、出力電圧に
関係なくレベルシフト量を安定にすることができる。M
OSFETM2とM4による電流帰還ループを設けてい
るため、出力電流の増減によるレベルシフト量の変動を
防止することができる。
Input MOSFET M1 and output MOSFET
Since the well region and the source of M3 have the same potential, the level shift amount can be stabilized regardless of the output voltage without receiving the substrate bias effect. M
Since the current feedback loop formed by the OSFETs M2 and M4 is provided, it is possible to prevent the level shift amount from fluctuating due to an increase or decrease in the output current.

【0014】すなわち、大容量を駆動するバッファとし
てソースホロワ回路により実現できる。しかし、通常の
ソースホロワを用いると(1)入力電圧がレベルシフト
する。(2)出力電圧がトランジスタのしきい値電圧及
び出力電流に依存する等の問題がある。これに対して、
上記の実施例のように、ダイオード接続した入力MOS
FETM1と、電流源MOSFETM2で構成する回路
を入力回路として設け、入力MOSFETM1のソース
を入力とし、そのドレイン出力をソースホロワ出力MO
SFETM3のゲートに供給するものである。
That is, it can be realized by a source follower circuit as a buffer for driving a large capacity. However, if a normal source follower is used, (1) the input voltage is level-shifted. (2) There is a problem that the output voltage depends on the threshold voltage of the transistor and the output current. On the contrary,
As in the above embodiment, a diode-connected input MOS
A circuit composed of the FET M1 and the current source MOSFET M2 is provided as an input circuit, the source of the input MOSFET M1 is used as an input, and the drain output thereof is the source follower output MO.
It is supplied to the gate of SFET M3.

【0015】図2には、この本発明が適用された交流接
地発生回路の一実施例のブロック図が示されている。こ
の回路は、電圧発生源VG、利得調整回路VGA、本発
明にに係る出力バッファ回路OBにより構成される。利
得調整回路VGAは主にオペアンプ、抵抗を用いた正転
増幅回路により構成される。電圧発生源VGで安定な電
圧を発生し利得調整回路VGAで希望の交流接地電圧に
調整する。これを出力バッファ回路OBを通して集積回
路内外部へ交流接地レベルを供給する。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of an AC ground generating circuit to which the present invention is applied. This circuit is composed of a voltage generation source VG, a gain adjustment circuit VGA, and an output buffer circuit OB according to the present invention. The gain adjusting circuit VGA is mainly composed of an operational amplifier and a non-inverting amplifier circuit using a resistor. The voltage generator VG generates a stable voltage, and the gain adjusting circuit VGA adjusts it to a desired AC ground voltage. The AC ground level is supplied to the inside and outside of the integrated circuit through the output buffer circuit OB.

【0016】このとき、集積回路外部でパスコンC1,
C2を接続する。以上のような交流接地発生回路を構成
することにより、回路ブロック別にバッファアンプを設
けなくてもブロック間同志のクロストーク及び雑音など
はパスコンにより低減でき、低消費電力かつチップ小面
積で交流接地を供給することができる。
At this time, the decapacitor C1 is provided outside the integrated circuit.
Connect C2. By configuring the AC ground generation circuit as described above, crosstalk between adjacent blocks and noise can be reduced by the bypass capacitor without providing a buffer amplifier for each circuit block, and low power consumption and AC grounding in a small chip area Can be supplied.

【0017】図3には、この発明が適用された交流接地
発生回路の他の一実施例のブロック図が示されている。
この回路はレベルシフト回路であり、バッファアンプB
A、本発明に係るレベルシフト回路LSで構成する。バ
ッファアンプBAは、本発明に係るレベルシフト回路L
Sの入力インピーダンスが比較的低いためインピーダン
ス変換を目的に設けているが、入力電圧がこれを問題と
しないならばバッファアンプBAを省略してもよい。本
発明によるレベルシフト回路LSは任意のレベルシフト
量を得ることができ、安定な動作を得ることができる。
FIG. 3 shows a block diagram of another embodiment of an AC ground generating circuit to which the present invention is applied.
This circuit is a level shift circuit, and the buffer amplifier B
A, a level shift circuit LS according to the present invention. The buffer amplifier BA is a level shift circuit L according to the present invention.
Since the input impedance of S is relatively low, it is provided for the purpose of impedance conversion, but the buffer amplifier BA may be omitted if the input voltage does not cause this problem. The level shift circuit LS according to the present invention can obtain an arbitrary level shift amount and can obtain stable operation.

【0018】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) ソースに入力電圧が供給された入力MOSFE
Tのドレインに定電流源を設け、上記入力MOSFET
のドレイン出力をソースフォロワ出力MOSFETのゲ
ートに供給し、そのソースから出力電圧を得るととも
に、上記出力MOSFETのソースには定電流源を設け
ることにより、入力MOSFETと出力MOSFETの
サイズ比によりレベルシフト量をゼロに設定でき、パス
コン等の大容量も安定に駆動することができるという効
果が得られる。
The effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) The input MOSFET whose input voltage is supplied to the source
A constant current source is provided at the drain of T, and the input MOSFET is
The drain output of is supplied to the gate of the source follower output MOSFET, the output voltage is obtained from the source, and the source of the output MOSFET is provided with a constant current source, so that the level shift amount is adjusted by the size ratio of the input MOSFET and the output MOSFET. Can be set to zero and a large capacity such as a bypass capacitor can be stably driven.

【0019】(2) 上記入力MOSFETと出力MO
SFETとをウェル領域に形成し、ソースとウェル領域
とを接続して同電位にすることによって、基板バイアス
効果を受けることなく安定した出力電圧を得ることがき
るという効果が得られる。
(2) Input MOSFET and output MO
By forming the SFET in the well region and connecting the source and the well region to the same potential, it is possible to obtain a stable output voltage without receiving the substrate bias effect.

【0020】(3) 上記出力MOSFETのドレイン
には入力MOSFET及び出力MOSFETとは反対導
電形式のMOSFETからなる電流ミラー回路を設ける
ことにより、出力電流が変化すると入力MOSFETM
1の電流も同様に変化し、出力電圧が一定になるように
帰還がかかり、出力電流に影響されることなく安定した
出力電圧を得ることができるという効果が得られる。
(3) By providing a current mirror circuit composed of an input MOSFET and a MOSFET of a conductivity type opposite to that of the output MOSFET at the drain of the output MOSFET, when the output current changes, the input MOSFET M
The current of 1 also changes in the same manner, feedback is applied so that the output voltage becomes constant, and a stable output voltage can be obtained without being affected by the output current.

【0021】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MOSFETとNチャンネル
型MOSFETとを逆に構成してもよい。MOSFET
は、バイポーラ型トランジスタに置き換えるものであっ
てもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG.
In, the P-channel type MOSFET and the N-channel type MOSFET may be configured in reverse. MOSFET
May be replaced with a bipolar transistor.

【0022】[0022]

【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、ソースに入力電圧が供給さ
れた入力MOSFETのドレインに定電流源を設け、上
記入力MOSFETのドレイン出力をソースフォロワ出
力MOSFETのゲートに供給し、そのソースから出力
電圧を得るとともに、上記出力MOSFETのソースに
は定電流源を設けることにより、入力MOSFETと出
力MOSFETのサイズ比によりレベルシフト量をゼロ
に設定でき、パスコン等の大容量も安定に駆動すること
ができる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a constant current source is provided in the drain of the input MOSFET whose source is supplied with the input voltage, the drain output of the input MOSFET is supplied to the gate of the source follower output MOSFET, the output voltage is obtained from the source, and the output MOSFET is By providing a constant current source at the source of, the level shift amount can be set to zero by the size ratio of the input MOSFET and the output MOSFET, and a large capacity such as a decap can be stably driven.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る出力バッファ回路を示す一実施
例の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment showing an output buffer circuit according to the present invention.

【図2】この発明が適用された交流接地発生回路の一実
施例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an AC ground generation circuit to which the present invention is applied.

【図3】この発明が適用された交流接地発生回路の他の
一実施例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of an AC ground generation circuit to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M1〜M4…MOSFET、Io…定電流源、VG…電
圧発生回路、VGA…利得調整回路、OB…出力バッフ
ァ、BA…バッファアンプ、LS…レベルシフト回路。
M1 to M4 ... MOSFET, Io ... Constant current source, VG ... Voltage generating circuit, VGA ... Gain adjusting circuit, OB ... Output buffer, BA ... Buffer amplifier, LS ... Level shift circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソースに入力電圧が供給された入力トラ
ンジスタと、この入力トランジスタのドレインに設けら
れた定電流源と、上記入力トランジスタのドレイン出力
を受けてソースから出力電圧を得る出力トランジスタ
と、上記出力トランジスタのソースに設けられた定電流
源とを備えてなることを特徴とする半導体集積回路。
1. An input transistor whose source is supplied with an input voltage, a constant current source provided in the drain of the input transistor, and an output transistor which receives the drain output of the input transistor to obtain an output voltage from the source. A semiconductor integrated circuit, comprising: a constant current source provided at the source of the output transistor.
【請求項2】 上記トランジスタはMOSFETであ
り、入力MOSFETと出力MOSFETはそれぞれウ
ェル領域に形成され、ソースとウェル領域とが接続され
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。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the transistor is a MOSFET, the input MOSFET and the output MOSFET are formed in a well region, and the source and the well region are connected to each other.
【請求項3】 上記出力MOSFETのドレインには入
力MOSFET及び出力MOSFETとは反対導電形式
のMOSFETからなる電流ミラー回路を設け、この電
流ミラー回路の出力側MOSFETを上記入力MOSF
ETのドレインに設けられる定電流源として用いること
を特徴とする請求項2の半導体集積回路。
3. A current mirror circuit comprising an input MOSFET and a MOSFET of a conductivity type opposite to that of the input MOSFET is provided at the drain of the output MOSFET, and the output side MOSFET of the current mirror circuit is the input MOSF.
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, which is used as a constant current source provided in the drain of ET.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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