JPH07264043A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH07264043A
JPH07264043A JP4811794A JP4811794A JPH07264043A JP H07264043 A JPH07264043 A JP H07264043A JP 4811794 A JP4811794 A JP 4811794A JP 4811794 A JP4811794 A JP 4811794A JP H07264043 A JPH07264043 A JP H07264043A
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JP
Japan
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resistance
mos
output
nmos
important
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Pending
Application number
JP4811794A
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English (en)
Inventor
Hirokazu Yamazaki
浩和 山崎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】抵抗要素の値を切り替えることができ、例え
ば、信頼性重視の場合と速度重視の場合の双方に適切な
調節量を与えることができる利便性の高い回路技術の提
供。 【構成】出力回路の前段に設けられたCMOSインバー
タゲートと、該CMOSインバータゲートの出力ノード
と該インバータゲートのpチャネルMOSトランジスタ
との間に介装された抵抗要素と、を有する半導体集積回
路装置において、前記抵抗要素を、複数の抵抗要素から
成る並列抵抗網で構成し、且つ、該複数の抵抗要素を選
択し又は組み合わせるためのスイッチ手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、高速でしかも高い負荷駆動能力を有する半
導体集積回路装置に関する。近時、半導体集積回路装置
の高速動作要求に伴って、負荷駆動能力が一段と高くな
る傾向にある。このため、出力信号の遷移時間が非常に
短くなってきているが、この出力信号は、接地電位と電
源電圧VCC(通常は+5V)の間をスイッチングするも
のであるから、出力の論理レベルが変化するときの電流
変化率が相当に大きく、この変化率(di /dt )によ
って、チップと基板間のインダクタンスに電圧が誘起さ
れ、その結果、チップの接地電位が変動して、いわゆる
グランド・バウンスと呼ばれる同時スイッチング雑音が
発生する。
【0002】この雑音は、様々な問題を引き起こす。典
型的な例としては、スイッチングしていない出力端子の
電圧が被駆動側のデバイスのしきい値を越えてしまうこ
とがある。この場合、被負荷側のデバイスは、実際に発
生していない論理レベルで誤動作する。厄介なことに、
こうした誤動作を見つけることはほとんど不可能に近
い。誤動作は再現性がなく断続的に発生するため、オシ
ロスコープやロジック・アナライザでは観測できないか
らである。
【0003】
【従来の技術】図5は上記雑音を抑制するのに有効な従
来技術を示す図である。この図において、CL は概念的
に示す負荷容量(被駆動側デバイスの入力容量や配線容
量等の合成容量)、1は出力端子(又は出力パッド)、
2は出力回路、3は雑音抑制回路である。なお、本明細
書中において、特に説明のないトランジスタは全てエン
ハンスメント型(ノーマリィ・オフ型)である。
【0004】出力回路2は、電源電圧VCCと接地電位の
間にpチャネル型MOSトランジスタ(以下「pMO
S」と略す)2aとnチャネル型MOSトランジスタ
(以下「nMOS」と略す)2bとをプッシュプル接続
し、その接続点を出力端子1につないで構成している。
雑音抑制回路3は、入出力の信号位相を揃えるために、
2段のCMOSインバータゲート(以下「インバータゲ
ート」)4、5を直列に接続して構成している。前段の
インバータゲート4は、電源電圧VCCと接地電位の間に
pMOS4a及びnMOS4bを接続した一般的な構成
であるが、後段のインバータゲート5は、同じく、電源
電圧VCCと接地電位の間にpMOS5a及びnMOS5
bを接続するものの、両トランジスタ(5a、5b)の
間にデプリーション型(ノーマリィ・オン型)のnMO
S5cを介装する点で、前段のインバータゲート4とは
異なっている。nMOS5cは、ゲート−ソース間を共
通化して常に一定のゲート−ソース間電圧VGSを与える
ようになっている。したがって、このnMOS5cはV
GSに応じた一定の大きさのチャネル抵抗R5cを有する抵
抗要素として機能する。
【0005】このような構成において、雑音抑制回路3
に入力する信号Saが、例えば、ローレベルからハイレ
ベルへと遷移した場合は、前段のインバータゲート4の
出力の信号Sbが逆相(ハイレベルからローレベル)に
変化し、この信号Sbの変化に応答して、後段のインバ
ータゲート5の出力の信号Scが前記信号Saと同相に
変化する。
【0006】すなわち、前段のインバータゲート4のn
MOS4bがオンし、さらに、後段のインバータゲート
5のpMOS5aがオンする結果、信号Scが信号Sa
と同相のローレベルからハイレベルへと遷移する。そし
て、この信号Scの電位に応答して、出力回路2のnM
OS2bがオンし、出力端子1を介して負荷容量CL
電荷が接地電位に向けて放電される。
【0007】ここで、出力回路2から取り出される信号
Sdの遷移時間は、雑音抑制回路3の前段のインバータ
ゲート4から取り出される信号Sbの遷移時間よりも長
い。図6は信号Sb、Sc及びSdの遷移時間の関係を
示す図である。なお、図では、便宜的にインバータゲー
ト等の遅延時間をゼロとしている。図6において、信号
Sbの遷移時間をt1 とすると、信号Scの遷移時間は
1 よりも長いt2 、信号Sdの遷移時間はt2 よりも
長いt3 である。すなわち、t1 <t2 <t3 の関係に
ある。
【0008】t1 <t2 の関係は、後段のインバータゲ
ート5に設けられたデプリーション型のnMOS5cの
働きによるもので、オン状態にあるpMOS5aのチャ
ネル抵抗に、nMOS5cのチャネル抵抗R5cが加算さ
れるからで、後段のインバータゲート5の駆動能力が実
質的に下げられるからである。また、t2 <t3 の関係
は、信号Scの穏やかな電位変化に応答して、出力回路
2のnMOS2bがゆっくりとオンするからである。
【0009】したがって、かかる従来技術によれば、負
荷容量CL の放電電流の変化率(d i /dt )を小さく
でき、チップと基板間のインダクタンスに誘起される電
圧を下げて、同時スイッチング雑音を抑制できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
技術は、出力信号の遷移時間を長めに調節することによ
り、同時スイッチング雑音の抑制を図るものであるが、
その調節量は、抵抗要素の値(nMOS5cのチャネル
抵抗R5c)で一律に決まってしまうから、例えば、信頼
性重視の場合(遷移時間をできるだけ長くして雑音を確
実に抑えたい場合)と、速度重視の場合(完璧な雑音抑
制は望まないができるだけ少ない遷移時間にしたい場
合)の双方に、適切な調節量を与えることができないと
いった問題点があった。 [目的]そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて
なされたもので、抵抗要素の値を切り替えることがで
き、例えば、信頼性重視の場合と速度重視の場合の双方
に、適切な調節量を与えることができる利便性の高い回
路技術の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、出力回路の前段に設けられたCMOSイ
ンバータゲートと、該CMOSインバータゲートの出力
ノードと該インバータゲートのpチャネルMOSトラン
ジスタとの間に介装された抵抗要素と、を有する半導体
集積回路装置において、前記抵抗要素を、複数の抵抗要
素から成る並列抵抗網で構成し、且つ、該複数の抵抗要
素を選択し又は組み合わせるためのスイッチ手段を備え
たことを特徴とする。
【0012】又は、前記出力回路のしきい値を浅めに設
定したことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明では、スイッチ手段によって並列抵抗網
の抵抗値が適宜に切り替えられ、出力信号の遷移時間が
多段に調節される。したがって、信頼性重視の場合には
大きめの抵抗値で確実な雑音抑制を図ることができる一
方、速度重視の場合には小さめの抵抗値で遷移時間を短
くすることができる。
【0014】また、併せて、出力回路のしきい値を浅め
に設定すれば、抵抗値を大きめに設定した場合(信頼性
重視の場合)の速度向上を図ることができるので好まし
い。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1〜図4は本発明に係る半導体集積回路装置の
一実施例を示す図である。なお、従来技術と共通の回路
要素には、同一の符号を付してある。まず、構成を説明
する。図1において、30は雑音抑制回路であり、この
雑音抑制回路30は、図5の雑音抑制回路3を改良した
ものである。
【0016】本実施例の雑音抑制回路30は、従来技術
の後段のインバータゲート5に対応するCMOSインバ
ータゲート(以下「インバータゲート」)50を備えて
いる。インバータゲート50は、電源電圧VCCと接地電
位の間にpMOS5a及びnMOS5bを接続するもの
であるが、両トランジスタ(5a、5b)の間にデプリ
ーション型のnMOS51を介装する点で一般的なイン
バータゲートとは異なり、さらに、このnMOS51と
並列に、デプリーション型のnMOS52と、エンハン
スメント型のpMOS53(スイッチ手段)からなる直
列回路を接続する点で、従来技術のインバータゲート5
とも異なっている。
【0017】pMOS53のゲートには所定の選択信号
SELが与えられており、pMOS53は、(1)信号
SELがハイレベルのときにオフとなって、nMOS5
2をnMOS51とnMOS52からなる並列抵抗網5
4から切り離し、並列抵抗網54の合成抵抗値Roを、 Ro=R51 …… に設定し(R51はnMOS51のチャネル抵抗)、
(2)信号SELがローレベルのときにオンとなって、
nMOS52をnMOS51に並列接続し、並列抵抗網
54の合成抵抗値Roを、 Ro=1/{(1/R51)+(1/R52)} …… に設定する(R52はnMOS52のチャネル抵抗)。
【0018】したがって、以上の構成によれば、選択信
号SELをハイレベルにしたときには、並列抵抗網54
の合成抵抗値RoがnMOS51のチャネル抵抗値R51
で与えられ、又は、選択信号SELをローレベルにした
ときには、並列抵抗網54の合成抵抗値RoがnMOS
51のチャネル抵抗値R51とnMOS52のチャネル抵
抗値R52の並列値で与えられるから、信号Sbがハイレ
ベルからローレベルへと遷移したとき(インバータゲー
ト50のpMOS5aがオンしたとき)の信号Scの遷
移時間を2段階に切り替えることができる。
【0019】すなわち、選択信号SELをハイレベル
(pMOS53をオフ)にして合成抵抗値Roを大きく
(上式参照)すれば、信号Scの遷移時間が長くなる
から、確実な雑音抑制を図ることができ、一方、選択信
号SELをローレベル(pMOS53をオン)にして合
成抵抗値Roを小さく(上式参照)すれば、信号Sc
の遷移時間が短くなるから、高速化を図ることができ
る。
【0020】その結果、例えば、信頼性重視の場合と速
度重視の場合の双方に適切な遷移時間の調節量を与える
ことができ、利便性の高い回路技術を提供できるという
格別な作用効果を奏することができる。なお、実施例で
は、2個のnMOS51、52で並列抵抗網54を構成
しているが、これに限るものではなく、2個以上の複数
のデプリーション型nMOSで構成してもよい。1個の
nMOS(図1のnMOS51に相当)を除く他のnM
OSに、それぞれスイッチ手段としてのpMOS又はn
MOS(図1のpMOS53に相当)を設け、これらの
スイッチ手段を単独で若しくは組み合わせてオンオフす
るようにしてもよい。
【0021】図2は、上記実施例に併用して好ましい回
路技術を示す図であり、20bはnMOSである。この
nMOS20bは、従来技術の出力回路2に設けられた
nMOS2b(図5参照)に対応するものであるが、従
来技術のnMOS2bが一般的なしきい値(例えば+
0.6V)であるのに対し、図2のnMOS20bのし
きい値は一般的な値よりも浅めに設定されている点で相
違する。
【0022】このような工夫によれば、信号Scがロー
レベルからハイレベルへと遷移するときのnMOS20
bのオンを早めることができるので、例えば、速度重視
の場合に効果があるのはもちろんのこと、信頼性重視の
場合の不都合、すなわち速度低下の問題を解決できるか
ら好ましい。なお、図2では、出力回路2のnMOS2
0bのしきい値を浅めにしているが、このことは、要す
るに出力回路2それ自体のしきい値を浅めに設定したこ
とに他ならない。
【0023】図3は本実施例を用いて好適な半導体集積
回路装置の一例であり、高速性と信頼性が共に要求され
る半導体メモリのブロック図である。この図において、
60 1 、602 、……、60n はアドレス端子(又はア
ドレスパッド)、61はアドレスデコーダ、62はロウ
デコーダ、63はコラムデコーダ、64はセルアレイ、
65はセレクトゲート、66はセンスアンプ、67は入
出力バッファ、681、682 、……、68n は入出力
端子(又は入出力パッド)である。
【0024】図示の半導体メモリは、電気的に書き込み
が可能な読み出し専用のメモリ(EPROM)であり、
通常の読み出しモードの他に、書き込み時のデータチェ
ックを行うためのベリファイモードを備えている。両モ
ードとも、アドレス信号に従ってセルアレイ64の番地
を特定し、その番地のデータをセンスアンプ66で読み
出して入出力バッファから出力する点で同じであるが、
ベリファイモードでは、読み出しデータと書き込みデー
タとの照合をとる点で相違する。すなわち、通常の読み
出しモードでは、単に読み出すだけでよいから、高速性
が重視され、一方のベリファイモードでは高速性よりも
信頼性が重視される。
【0025】したがって、かかる半導体メモリに上記実
施例を用いると、それぞれのモードに適した出力信号の
遷移時間を与えることができる。図4は図3の要部詳細
図であり、雑音抑制回路30は図1の構成と同じもの
(但し、前段のインバータゲート4を含む)で、この雑
音抑制回路30と出力回路2は図3の入出力バッファ6
7の構成の一部をなす。また、出力端子1は図3の入出
力端子681 、682 、……、68n の何れかに相当す
る。図4の特徴とするところは、読み出しモードとベリ
ファイモードでその電圧が変わるプログラム電源V
PP(読み出しモード時:VCC、ベリファイモード時:>
CC)の電圧変化を検出する高電検出回路70の出力信
号R/Wを選択信号SELに流用する点にある。
【0026】すなわち、高電圧検出回路70は、電源V
PPと接地電位の間に、負荷抵抗としてのpMOS71を
介して接続した初段のインバータゲート72の入力に電
源電圧VCCを与え、この初段のインバータゲート72の
出力を次段のインバータゲート73及び終段のインバー
タゲート74を介して、出力信号R/Wとして取り出す
ものである。
【0027】読み出しモード時の出力信号R/Wは、同
モード時のプログラム電源VPPが電源電圧VCC相当のた
め、初段のインバータゲート72の出力が接地電位とな
り、結局、ローレベルで取り出される。一方、ベリファ
イモード時の出力信号R/Wは、同モード時のプログラ
ム電源VPPが電源電圧VCCよりもはるかに高い電圧(例
えば+12V)のため、初段のインバータゲート72の
出力が、電源電圧VCCよりもはるかに高い電圧となり、
結局、ハイレベルで取り出される。
【0028】したがって、半導体メモリの既存の信号を
選択信号SELに流用できるから、大幅な改修等を要す
ることなく、速度重視と信頼性重視の場合のそれぞれに
適した出力信号Sdの遷移時間を与えることができる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、スイッチ手段によって
並列抵抗網の抵抗値を適宜に切り替えることができ、出
力信号の遷移時間を多段に調節できる。したがって、信
頼性重視の場合には大きめの抵抗値で確実な雑音抑制を
図ることができる一方、速度重視の場合には小さめの抵
抗値で遷移時間を短くすることができ、双方の場合に適
した遷移時間を与えることができる。
【0030】また、併せて、出力回路のしきい値を浅め
に設定すれば、抵抗値を大きめに設定した場合(信頼性
重視の場合)の速度向上を図ることができるので好まし
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の構成図である。
【図2】一実施例に併用して好ましい出力回路の構成図
である。
【図3】一実施例を用いて好適な半導体メモリのブロッ
ク図である。
【図4】一実施例を適用した場合の半導体メモリの要部
構成図である。
【図5】従来例の構成図である。
【図6】従来例の信号遷移特性図である。
【符号の説明】
2:出力回路 50:CMOSインバータゲート 51、52:nMOS(抵抗要素) 53:pMOS(スイッチ手段) 54:並列抵抗網
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/003 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力回路の前段に設けられたCMOSイン
    バータゲートと、 該CMOSインバータゲートの出力ノードと該インバー
    タゲートのpチャネルMOSトランジスタとの間に介装
    された抵抗要素と、を有する半導体集積回路装置におい
    て、 前記抵抗要素を、複数の抵抗要素から成る並列抵抗網で
    構成し、且つ、 該複数の抵抗要素を選択し又は組み合わせるためのスイ
    ッチ手段を備えたことを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  2. 【請求項2】前記出力回路のしきい値を浅めに設定した
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
JP4811794A 1994-03-18 1994-03-18 半導体集積回路装置 Pending JPH07264043A (ja)

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JP4811794A JPH07264043A (ja) 1994-03-18 1994-03-18 半導体集積回路装置

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JP4811794A JPH07264043A (ja) 1994-03-18 1994-03-18 半導体集積回路装置

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JPH07264043A true JPH07264043A (ja) 1995-10-13

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JP4811794A Pending JPH07264043A (ja) 1994-03-18 1994-03-18 半導体集積回路装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104952872A (zh) * 2015-05-13 2015-09-30 无锡昕智隆电子科技有限公司 一种单芯片集成电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104952872A (zh) * 2015-05-13 2015-09-30 无锡昕智隆电子科技有限公司 一种单芯片集成电路

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Effective date: 20011023