JPH08107342A - Output buffer circuit - Google Patents
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- JPH08107342A JPH08107342A JP6243144A JP24314494A JPH08107342A JP H08107342 A JPH08107342 A JP H08107342A JP 6243144 A JP6243144 A JP 6243144A JP 24314494 A JP24314494 A JP 24314494A JP H08107342 A JPH08107342 A JP H08107342A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、出力バッファ回路に関
し、特に半導体集積回路装置の出力信号を供給する出力
バッファ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output buffer circuit, and more particularly to an output buffer circuit for supplying an output signal of a semiconductor integrated circuit device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5を参照して、従来の出力バッファ回
路の構成及び動作について説明する。図5(A)は、従
来のNMOS型出力バッファ回路を示す。電源電圧VCC
と接地電位VSSとの間に、nMOSトランジスタNM1
とNM2が直列に接続されている。トランジスタNM
1、NM2のゲート電極には、それぞれ入力信号φA 、
φB が与えられている。トランジスタNM1とNM2と
の相互接続点は、出力信号φOUT を形成出力する。2. Description of the Related Art The structure and operation of a conventional output buffer circuit will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a conventional NMOS type output buffer circuit. Power supply voltage V CC
And the ground potential V SS between the nMOS transistor NM1
And NM2 are connected in series. Transistor NM
The input signals φ A ,
φ B is given. The interconnection point between the transistors NM1 and NM2 forms and outputs the output signal φ OUT .
【0003】入力信号φA が立ち上がると同時に、入力
信号φB が立ち下がると、トランジスタNM1がオン状
態になり、トランジスタNM2がオフ状態になる。トラ
ンジスタNM1を通して電流が流れ、トランジスタNM
1とNM2との相互接続点に接続された負荷容量(図示
しない)を充電することにより、出力信号φOUT が立ち
上がる。When the input signal φ A rises and the input signal φ B falls at the same time, the transistor NM1 is turned on and the transistor NM2 is turned off. A current flows through the transistor NM1 and the transistor NM
By charging a load capacitance (not shown) connected to the interconnection point between 1 and NM2, the output signal φ OUT rises.
【0004】逆に、入力信号φA が立ち下がると同時
に、入力信号φB が立ち上がる場合には、負荷容量に蓄
積された電荷がトランジスタNM2を通して放電され
る。このため、出力信号φOUT が立ち下がる。On the contrary, when the input signal φ A falls and the input signal φ B rises at the same time, the electric charge accumulated in the load capacitance is discharged through the transistor NM2. Therefore, the output signal φ OUT falls.
【0005】なお、上記説明では、入力信号φA とφB
が同時に遷移するとしたが、図5(A)に示すようなト
ライステートバッファでは、必ずしも同時に遷移すると
は限らない。In the above description, the input signals φ A and φ B
, But the tri-state buffer as shown in FIG. 5A does not always make a simultaneous transition.
【0006】図5(B)は、従来のCMOS型出力バッ
ファ回路を示す。電源電圧VCCと接地電位VSSとの間
に、pMOSトランジスタPM3とnMOSトランジス
タNM4が直列に接続されている。トランジスタPM
3、NM4のゲート電極には、それぞれ入力信号φC 、
φD が与えられている。トランジスタPM3とNM4と
の相互接続点は、出力信号φOUT を形成出力する。FIG. 5B shows a conventional CMOS type output buffer circuit. The pMOS transistor PM3 and the nMOS transistor NM4 are connected in series between the power supply voltage V CC and the ground potential V SS . Transistor PM
3, the gate electrode of NM4, input signal φ C ,
φ D is given. The interconnection point between the transistors PM3 and NM4 forms and outputs the output signal φ OUT .
【0007】入力信号φC 、φD が立ち下がると、トラ
ンジスタPM3がオン状態になり、トランジスタNM4
がオフ状態になる。トランジスタPM3を通して電流が
流れ、トランジスタPM3とNM4との相互接続点に接
続された負荷容量(図示しない)を充電することによ
り、出力信号φOUT が立ち上がる。When the input signals φ C and φ D fall, the transistor PM3 is turned on and the transistor NM4 is turned on.
Turns off. A current flows through the transistor PM3, and a load capacitance (not shown) connected to the interconnection point between the transistors PM3 and NM4 is charged, so that the output signal φ OUT rises.
【0008】逆に、入力信号φC 、φD が立ち上がる
と、負荷容量に蓄積された電荷がトランジスタNM4を
通して放電される。このため、出力信号φOUT が立ち下
がる。このように、出力信号の変化時には、出力端子に
接続されている負荷を充放電するために、大きな駆動電
流が流れる。駆動電流による電源電圧の低下や接地配線
に発生するノイズを抑制するために、電源電圧配線及び
接地配線は極力低抵抗の配線で形成される。On the contrary, when the input signals φ C and φ D rise, the electric charge accumulated in the load capacitance is discharged through the transistor NM4. Therefore, the output signal φ OUT falls. In this way, when the output signal changes, a large drive current flows in order to charge and discharge the load connected to the output terminal. The power supply voltage wiring and the ground wiring are formed of wiring having a resistance as low as possible in order to suppress a decrease in the power supply voltage due to the drive current and noise generated in the ground wiring.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体集積回路
の低電圧化及び高速化の要求が高まりつつある。しか
し、駆動電圧が低下すると、動作速度が遅くなる。この
ため、低電圧化と高速化を同時に満たすことは困難であ
る。以下、図6を参照して、低電圧化した場合に動作速
度が低下する要因について説明する。In recent years, there has been an increasing demand for lower voltage and higher speed of semiconductor integrated circuits. However, when the driving voltage is lowered, the operation speed becomes slow. Therefore, it is difficult to satisfy both low voltage and high speed at the same time. Hereinafter, with reference to FIG. 6, the factors that reduce the operation speed when the voltage is lowered will be described.
【0010】図6は、通常のnMOSトランジスタのド
レイン電流特性を示す。横軸はドレイン−ソース間の電
圧Vds、縦軸はドレイン電流Idsを表す。図中の曲線
は、それぞれゲート−ソース間の電圧を一定とした場合
のドレイン電流を示す。ゲート電圧Vgsを3V、4V、
5Vと増加すると、図のようにドレイン電流Idsは増加
する。FIG. 6 shows the drain current characteristics of a normal nMOS transistor. The horizontal axis represents the drain-source voltage V ds , and the vertical axis represents the drain current I ds . The curves in the figure show the drain currents when the gate-source voltage is constant. The gate voltage V gs is 3V, 4V,
When it is increased to 5 V, the drain current I ds increases as shown in the figure.
【0011】ゲート電圧Vgsを一定のままドレイン電圧
Vdsを低下すると、矢印a1で示すようにドレイン電流
曲線に沿ってドレイン電流が減少する。また、ドレイン
電圧Vdsを一定のままゲート電圧Vgsを低下すると、矢
印a2で示すようにドレイン電流が減少する。When the drain voltage V ds is reduced while keeping the gate voltage V gs constant, the drain current decreases along the drain current curve as shown by the arrow a1. Further, if the gate voltage V gs is lowered while keeping the drain voltage V ds constant, the drain current is reduced as shown by the arrow a2.
【0012】すなわち、MOSトランジスタを低電圧駆
動すると、ドレイン電流が低下する。従って、負荷容量
を充電あるいは放電する時間が長くなり動作速度が低下
する。That is, when the MOS transistor is driven at a low voltage, the drain current decreases. Therefore, the time for charging or discharging the load capacity becomes long and the operation speed decreases.
【0013】本発明の目的は、電源電圧を低下しても動
作速度が低下しない出力バッファ回路を提供することで
ある。An object of the present invention is to provide an output buffer circuit whose operating speed does not decrease even if the power supply voltage is decreased.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の出力バッファ回
路は、相互に異なる電位の第1及び第2の電源配線と、
1対の電流端子と1つの制御端子を有し、該制御端子に
入力信号が入力されるトランジスタと、トランジスタの
一方の電流端子と第1の電源配線との間に接続され、負
荷及びスイッチング素子の少なくとも1つを含む回路
と、トランジスタの他方の電流端子と第2の電源配線と
の間に接続され、常時は他方の電流端子に第2の電源配
線を接続し、トランジスタのスイッチング時には、トラ
ンジスタの電流端子間の電圧が、トランジスタの一方の
電流端子と第2の電源配線間の電圧よりも大きくなるよ
うにトランジスタの他方の電流端子に過渡的にバイアス
電圧を供給する電圧供給手段とを有する。The output buffer circuit of the present invention includes first and second power supply wirings having different potentials from each other.
A load and a switching element, which are connected between a transistor having a pair of current terminals and one control terminal, and an input signal is input to the control terminal, and one current terminal of the transistor and the first power supply wiring. Connected between the second power supply wiring and the other current terminal of the transistor and a circuit including at least one of the transistors, the second power supply wiring is normally connected to the other current terminal, and the transistor is switched when the transistor is switched. Voltage supply means for transiently supplying a bias voltage to the other current terminal of the transistor so that the voltage between the current terminals of the transistor and the second power supply wiring becomes larger than the voltage between the one current terminal of the transistor. .
【0015】電圧供給手段は、入力信号の状態変化に同
期して、パルス的にバイアス電圧を供給するようにして
もよい。The voltage supply means may supply the bias voltage in a pulsed manner in synchronization with a change in the state of the input signal.
【0016】[0016]
【作用】トランジスタの1対の電流端子間の電圧を大き
くすると、より大きな電流が流れる。大きな電流が流れ
ると、トランジスタの負荷容量をより速く充放電するこ
とができるため、スイッチング速度が速くなる。When the voltage between the pair of current terminals of the transistor is increased, a larger current flows. When a large current flows, the load capacitance of the transistor can be charged and discharged faster, and thus the switching speed becomes faster.
【0017】この回路を、半導体メモリの出力バッファ
回路に適用すると、メモリの高速化を図ることができ
る。スイッチング速度を速くするためには、トランジス
タの入力信号が変化し始めてから出力信号が定常状態に
なるまでの間だけ、電流端子間の電圧を大きくすればよ
い。When this circuit is applied to the output buffer circuit of the semiconductor memory, the speed of the memory can be increased. In order to increase the switching speed, the voltage between the current terminals may be increased only during the period from when the input signal of the transistor starts to change to when the output signal becomes the steady state.
【0018】[0018]
【実施例】図1を参照して、本発明の実施例による出力
バッファ回路の構成及び動作について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and operation of an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0019】図1(A)は、実施例による出力バッファ
回路を示す。pMOSトランジスタPM5とnMOSト
ランジスタNM6のドレイン電極同士が相互に接続さ
れ、出力信号φOUT を形成出力している。トランジスタ
PM5のソース電極と電源電圧VCCを供給する電源配線
との間に高電圧発生回路1が接続され、トランジスタN
M6と接地電位VSSを供給する接地配線との間に負電圧
発生回路4が接続されている。トランジスタPM5のゲ
ート電極及びトランジスタNM6のゲート電極には、そ
れぞれ入力信号φP 及びφN が与えられている。FIG. 1A shows an output buffer circuit according to the embodiment. The drain electrodes of the pMOS transistor PM5 and the nMOS transistor NM6 are connected to each other and form and output the output signal φ OUT . The high-voltage generation circuit 1 is connected between the source electrode of the transistor PM5 and the power supply wiring that supplies the power supply voltage V CC, and
Negative voltage generating circuit 4 is connected between M6 and a ground wire supplying ground potential V SS . Input signals φ P and φ N are applied to the gate electrode of the transistor PM5 and the gate electrode of the transistor NM6, respectively.
【0020】高電圧発生回路1は、高電圧発生部2と高
電圧印加部3から構成され、負電圧発生回路4は、負電
圧発生部5と負電圧印加部6から構成されている。高電
圧発生回路1は、トランジスタPM5のソース電極に電
源電圧VCCまたは電源電圧V CCよりも高い電圧を選択的
に供給することができる。負電圧発生回路4は、トラン
ジスタNM6のソース電極に接地電位VSSまたは接地電
位VSSよりも低い負の電圧を選択的に供給することがで
きる。The high voltage generating circuit 1 has a high voltage generating unit 2 and a high voltage generating unit 2.
The negative voltage generating circuit 4 is composed of the voltage applying section 3,
The pressure generating unit 5 and the negative voltage applying unit 6 are included. High voltage
The pressure generation circuit 1 supplies a voltage to the source electrode of the transistor PM5.
Source voltage VCCOr power supply voltage V CCSelect higher voltage than
Can be supplied to. The negative voltage generation circuit 4 is
Ground potential V is applied to the source electrode of the transistor NM6.SSOr ground
Rank VSSIt is possible to selectively supply a negative voltage lower than
Wear.
【0021】入力信号φP 及びφN が立ち下がると、ト
ランジスタPM5がオン状態、トランジスタNM6がオ
フ状態になる。オン状態になったトランジスタPM5を
通して電流が流れ、トランジスタPM5とNM6のドレ
イン電極に接続された負荷容量(図示しない)を充電す
る。When the input signals φ P and φ N fall, the transistor PM5 is turned on and the transistor NM6 is turned off. A current flows through the transistor PM5 that is turned on to charge a load capacitance (not shown) connected to the drain electrodes of the transistors PM5 and NM6.
【0022】入力信号φP 及びφN が立ち上がると、ト
ランジスタPM5がオフ状態、トランジスタNM6がオ
ン状態になる。オン状態になったトランジスタNM6を
通して電流が流れ、負荷容量に蓄積された電荷が放電す
る。When the input signals φ P and φ N rise, the transistor PM5 is turned off and the transistor NM6 is turned on. A current flows through the transistor NM6 that is turned on, and the charge accumulated in the load capacitance is discharged.
【0023】次に、図1(B)を参照して、入力信号が
立ち上がる時を例にとって、出力バッファ回路の動作に
ついて、説明する。図1(B)は、入力信号φINが立ち
上がったときの入力信号φINと出力信号φ OUT の波形を
示す。なお、入力信号φP とφN は同一波形であると
し、まとめて入力信号φINで表す。Next, referring to FIG. 1B, the input signal is
Taking the rise time as an example, the operation of the output buffer circuit
explain about. FIG. 1B shows the input signal φ.INStands
Input signal φ when risingINAnd output signal φ OUTWaveform of
Show. Input signal φPAnd φNHave the same waveform
Input signal φINExpressed by
【0024】出力信号φOUT2は、負電圧発生回路4によ
りトランジスタNM6のソース電極に負の電圧−VBBが
印加されている場合を示し、出力信号φOUT1は、トラン
ジスタNM6のソース電極に直接接地電位VSSが与えら
れている場合を示す。The output signal φ OUT2 shows the case where the negative voltage -V BB is applied to the source electrode of the transistor NM6 by the negative voltage generation circuit 4, and the output signal φ OUT1 is directly grounded to the source electrode of the transistor NM6. The case where the potential V SS is applied is shown.
【0025】入力信号φINが時刻T0 の時点から立ち上
がりトランジスタNM6のしきい値を越えるとトランジ
スタNM6がオン状態になる。トランジスタNM6がオ
ン状態になると、前述のように負荷容量に蓄積されてい
た電荷がトランジスタNM6を通して放電し、出力信号
φOUT が低下する。When the input signal φ IN rises from the time T 0 and exceeds the threshold of the transistor NM6, the transistor NM6 is turned on. When the transistor NM6 is turned on, the charge accumulated in the load capacitance is discharged through the transistor NM6 as described above, and the output signal φ OUT drops.
【0026】トランジスタNM6のソース電極に負電圧
−VBBが印加されていると、接地電位VSSが印加されて
いる場合に比べてソース−ドレイン間の電圧が高くな
る。ソースに対するドレイン電圧が高ければ、より大き
なドレイン電流が流れるため、出力信号φOUT2の立ち下
がりは、出力信号φOUT1の立ち下がりよりも急峻にな
る。When the negative voltage -V BB is applied to the source electrode of the transistor NM6, the voltage between the source and the drain becomes higher than when the ground potential V SS is applied. If the drain voltage with respect to the source is high, a larger drain current flows, so that the fall of the output signal φ OUT2 becomes steeper than the fall of the output signal φ OUT1 .
【0027】ローレベルと判定するしきい値電圧をVL
とすると、入力信号φINの立ち上がりから出力信号φ
OUT がローレベルになるまでの遅れ時間は、負電圧発生
回路4が負電圧を印加した場合は図中のt1 、接地電位
を印加した場合は図中のt2 となる。このように、負電
圧発生回路4を挿入してトランジスタNM6のソース電
極に負電圧を印加することにより、スイッチング時間を
短縮することができる。The threshold voltage for determining low level is V L
Then, when the input signal φ IN rises, the output signal φ
The delay time until OUT becomes low level is t 1 in the figure when the negative voltage generating circuit 4 applies a negative voltage, and t 2 in the figure when a ground potential is applied. Thus, by inserting the negative voltage generating circuit 4 and applying the negative voltage to the source electrode of the transistor NM6, the switching time can be shortened.
【0028】また、入力信号φINが立ち下がる場合に
も、同様に高電圧発生回路1を挿入し、トランジスタP
M5のソース電極に電源電圧VCCよりも高い電圧を印加
することにより、スイッチング時間を短縮することがで
きる。Also, when the input signal φ IN falls, the high voltage generating circuit 1 is similarly inserted and the transistor P
Switching time can be shortened by applying a voltage higher than the power supply voltage V CC to the source electrode of M5.
【0029】トランジスタNM6のソース電極に負電圧
−VBBが常時印加されていると、負電圧−VBBを供給す
る配線に二次的に大きなノイズが発生する。このノイズ
が、負電圧−VBBを使用している基板内の他の回路に悪
影響を与える。例えば、DRAMでは、セルトランジス
タのバックゲートに印加される負電圧を、この負電圧−
VBBと共用する場合、DRAMセルの動作に影響を及ぼ
す。また、負電圧電源の容量を大きくしなければならな
い。When the negative voltage -V BB is constantly applied to the source electrode of the transistor NM6, a large noise is secondarily generated in the wiring supplying the negative voltage -V BB . This noise adversely affects other circuits in the board using the negative voltage -V BB . For example, in a DRAM, the negative voltage applied to the back gate of the cell transistor is
When shared with V BB , it affects the operation of the DRAM cell. Also, the capacity of the negative voltage power supply must be increased.
【0030】次に、図2〜図4を参照して、負電圧発生
回路4の構成例を説明する。なお、高電圧発生回路1も
同様の構成で実現できることは、当業者に自明であろ
う。図2(A)は、図1(A)の負電圧発生部5の構成
を示す。負電圧−VBBを供給する出力端子11が、nM
OSトランジスタNM8及びコンデンサC1を介して発
振回路10に接続されている。発振回路10は矩形波を
出力する。トランジスタNM8のゲート電極は出力端子
11に接続されている。コンデンサC1とトランジスタ
NM8との相互接続点12は、nMOSトランジスタN
M7を介して接地配線VSSに接続されている。トランジ
スタNM7のゲート電極には発振回路10の出力信号が
与えられている。Next, a configuration example of the negative voltage generating circuit 4 will be described with reference to FIGS. It will be apparent to those skilled in the art that the high voltage generation circuit 1 can be realized with the same configuration. FIG. 2A shows the configuration of the negative voltage generator 5 of FIG. The output terminal 11 that supplies the negative voltage -V BB has nM
It is connected to the oscillation circuit 10 via the OS transistor NM8 and the capacitor C1. The oscillator circuit 10 outputs a rectangular wave. The gate electrode of the transistor NM8 is connected to the output terminal 11. The interconnection point 12 between the capacitor C1 and the transistor NM8 is an nMOS transistor N
It is connected to the ground wiring V SS via M7. The output signal of the oscillation circuit 10 is applied to the gate electrode of the transistor NM7.
【0031】発振回路10の出力信号の電位をφ2 、相
互接続点12の電位をφ3 、出力端子11の電位をφ4
とする。電位φ3 が電位φ4 よりも高い時は、トランジ
スタNM8はオフ状態になり、電位φ4 が電位φ3 より
も高く、その差がトランジスタNM8のしきい値電圧よ
りも大きい時は、トランジスタNM8はオン状態にな
る。すなわち、トランジスタNM8はダイオードとして
働く。The potential of the output signal of the oscillation circuit 10 is φ 2 , the potential of the interconnection point 12 is φ 3 , and the potential of the output terminal 11 is φ 4.
And When the potential φ 3 is higher than the potential φ 4 , the transistor NM8 is turned off, and when the potential φ 4 is higher than the potential φ 3 and the difference is larger than the threshold voltage of the transistor NM8, the transistor NM8 is turned on. Turns on. That is, the transistor NM8 functions as a diode.
【0032】図2(B)は、図2(A)の回路の信号波
形を示す。発振回路10は図の折れ線φ2 で示すように
矩形波を出力する。出力信号の電位φ2 がハイレベルの
とき、コンデンサC1が充電され、相互接続点12の電
位φ3 が上昇する。このとき、トランジスタNM7がオ
ン状態になっているため、電位φ3 が接地電位VSSを越
えることはない。FIG. 2B shows a signal waveform of the circuit of FIG. The oscillator circuit 10 outputs a rectangular wave as indicated by the polygonal line φ 2 . When the potential φ 2 of the output signal is at high level, the capacitor C1 is charged and the potential φ 3 at the interconnection point 12 rises. At this time, since the transistor NM7 is in the ON state, the potential φ 3 never exceeds the ground potential V SS .
【0033】発振回路10の出力信号の電位φ2 が立ち
下がると、相互接続点12の電位φ 3 も立ち下がる。こ
のとき、出力端子11の電位φ4 が相互接続点12の電
位φ 3 よりも高い場合には、トランジスタNM8がオン
状態になる。トランジスタNM8がオン状態になると、
コンデンサC1に蓄積されていた電荷が、トランジスタ
NM8を通して放電され、相互接続点12の電位φ3 が
上昇するとともに、出力端子11の電位φ4 は低下す
る。The potential φ of the output signal of the oscillation circuit 102Stands
When it goes down, the potential φ of the interconnection point 12 3Also falls. This
, The potential φ of the output terminal 11FourIs the power of interconnection point 12
Position φ 3Transistor NM8 is on
It becomes a state. When the transistor NM8 is turned on,
The charge accumulated in the capacitor C1 is transferred to the transistor
Discharged through NM8 and potential φ at interconnection point 123But
As it rises, the potential φ of the output terminal 11FourIs reduced
You.
【0034】再び、発振回路10の出力信号が立ち上が
り、電位φ2 がハイレベルになると、トランジスタNM
7がオン状態になり、コンデンサC1はトランジスタN
M7を通して充電される。コンデンサNM7が充電され
るに従って、相互接続点12の電位φ3 は接地電位VSS
に向かって上昇する。相互接続点12の電位φ3 が出力
端子11の電位φ4 よりも高くなると、トランジスタN
M8はオフ状態になり、出力端子11の電位φ4 は一定
値を保つ。When the output signal of the oscillation circuit 10 rises again and the potential φ 2 becomes high level, the transistor NM is turned on.
7 is turned on, the capacitor C1 is a transistor N
Charged through M7. As the capacitor NM7 is charged, the potential φ 3 at the interconnection point 12 changes to the ground potential V SS.
Rise towards. When the potential φ 3 at the interconnection point 12 becomes higher than the potential φ 4 at the output terminal 11, the transistor N
M8 is turned off, and the potential φ 4 of the output terminal 11 maintains a constant value.
【0035】コンデンサC1の充放電を繰り返すことに
より、出力端子11の電位φ4 は徐々に低下する。出力
端子11の電位φ4 が、相互接続点12の電位φ3 の最
低電位よりもトランジスタNM8のしきい値だけ高い電
位−VBBに到達すると、トランジスタNM8がオン状態
にならなくなる。従って、出力端子11の電位φ4 は一
定の負電位−VBBとなる。By repeating charging and discharging of the capacitor C1, the potential φ 4 of the output terminal 11 gradually decreases. When the potential φ 4 of the output terminal 11 reaches the potential −V BB which is higher than the minimum potential of the potential φ 3 of the interconnection point 12 by the threshold value of the transistor NM8, the transistor NM8 is not turned on. Therefore, the potential φ 4 of the output terminal 11 becomes a constant negative potential −V BB .
【0036】図3(A)は、図1(A)の負電圧印加部
6の構成例を示す。トランジスタNM6のソース電極は
nMOSトランジスタNM8を介して接地配線VSSに接
続されるとともに、nMOSトランジスタNM9を介し
て負電圧−VBBを供給する配線に接続されている。トラ
ンジスタNM9のゲート電極には、信号φ1 が与えら
れ、トランジスタNM8のゲート電極には、NOTゲー
トNOT1を介して信号φ1 が与えられている。FIG. 3A shows a configuration example of the negative voltage applying section 6 of FIG. The source electrode of the transistor NM6 is connected to the ground wiring V SS via the nMOS transistor NM8 and is connected to the wiring supplying the negative voltage −V BB via the nMOS transistor NM9. The gate electrode of the transistor NM9, the signal phi 1 is applied to the gate electrode of the transistor NM8 the signal phi 1 via the NOT gate NOT1 are given.
【0037】図3(B)は、図3(A)の回路の信号波
形を示す。時刻T0 から入力信号φ N が立ち上がってい
る。信号φ1 は、入力信号φN に同期したパルス波形で
ある。例えば、入力信号φN を微分することによって得
ることができる。信号φ1 がハイレベル状態になりトラ
ンジスタNM9のゲート電圧がしきい値を越えると、ト
ランジスタNM9はオン状態になる。このとき、トラン
ジスタNM8はオフ状態になる。このため、トランジス
タNM6のソース電極の電位φS は、負電圧−VBBとな
る。なお、実際にはトランジスタNM9のソースドレイ
ン間の抵抗等により、図の曲線φS で示すようになまっ
た波形となる。FIG. 3B is a signal wave of the circuit of FIG.
Show the shape. Time T0Input signal from φ NIs up
You. Signal φ1Is the input signal φNWith a pulse waveform synchronized with
is there. For example, input signal φNObtained by differentiating
Can be Signal φ1Becomes a high level state
If the gate voltage of the transistor NM9 exceeds the threshold,
The transistor NM9 is turned on. At this time,
The transistor NM8 is turned off. Because of this, Transis
Potential φ of the source electrode of the NM6SIs a negative voltage −VBBTona
You. The source drain of the transistor NM9 is actually
Curve φ due to resistance betweenSAs shown in
It becomes a waveform.
【0038】入力信号φN の立ち上がりによりトランジ
スタNM6はオン状態になる。このとき、ソース電極の
電位φS は負になっているため、ドレイン−ソース間電
圧及びゲート−ソース間電圧が大きくなり、大きなドレ
イン電流が流れる。このため、負荷容量に充電されてい
た電荷が放電され、出力信号φOUT は電位φS に向かっ
て低下する。The rising of the input signal φ N turns on the transistor NM6. At this time, since the potential φ S of the source electrode is negative, the drain-source voltage and the gate-source voltage increase, and a large drain current flows. For this reason, the electric charge charged in the load capacitance is discharged, and the output signal φ OUT decreases toward the potential φ S.
【0039】このように、図5に示す従来例に比べて大
きなドレイン電流が流れるため、出力信号φOUT の立ち
下がり時間を短くすることができる。図4(A)は、図
1の負電圧印加部6の他の構成例を示す。トランジスタ
NM6のソース電極が、抵抗R1を介して接地配線VSS
に接続されている。nMOSトランジスタNM10とコ
ンデンサC2が直列に接続され、この直列回路のトラン
ジスタNM10側接点に負電圧−VBBが与えられ、コン
デンサC2側接点に接地電位VSSが与えられている。As described above, since a larger drain current flows as compared with the conventional example shown in FIG. 5, the fall time of the output signal φ OUT can be shortened. FIG. 4A shows another configuration example of the negative voltage applying section 6 of FIG. The source electrode of the transistor NM6 is connected to the ground wiring V SS via the resistor R1.
It is connected to the. The nMOS transistor NM10 and the capacitor C2 are connected in series, a negative voltage −V BB is applied to the transistor NM10 side contact of this series circuit, and the ground potential V SS is applied to the capacitor C2 side contact.
【0040】トランジスタNM10とコンデンサC2と
の相互接続点は、nMOSトランジスタNM11を介し
てトランジスタNM6のソース電極に接続されている。
トランジスタNM11のゲート電極には入力信号φN が
与えられ、トランジスタNM10のゲート電極には、N
OTゲートNOT2を介して入力信号φN が与えられて
いる。The interconnection point between the transistor NM10 and the capacitor C2 is connected to the source electrode of the transistor NM6 via the nMOS transistor NM11.
An input signal φ N is given to the gate electrode of the transistor NM11, and N is given to the gate electrode of the transistor NM10.
The input signal φ N is supplied via the OT gate NOT2.
【0041】図4(B)は、図4(A)の回路の信号波
形を示す。入力信号φN がローレベルのときに、トラン
ジスタNM10がオン状態、トランジスタNM11がオ
フ状態になるようにしきい値が設定されている。FIG. 4B shows a signal waveform of the circuit of FIG. The threshold value is set so that the transistor NM10 is turned on and the transistor NM11 is turned off when the input signal φ N is at a low level.
【0042】入力信号φN がローレベルのとき、トラン
ジスタNM10を通してコンデンサC2が充電される。
コンデンサC2とトランジスタNM10との相互接続点
の電位は−VBBとなる。When the input signal φ N is low level, the capacitor C2 is charged through the transistor NM10.
The potential of the interconnection point between the capacitor C2 and the transistor NM10 becomes -V BB.
【0043】時刻T0 の時点で入力信号φN が立ち上が
ると、トランジスタNM10がオフ状態、トランジスタ
NM11がオン状態になる。このとき、トランジスタN
M6のソース電極の電位φS は負電位−VBBまで低下す
る。なお、実際には、トランジスタNM11のソース−
ドレイン間抵抗のため図のように電位φS は、なまった
波形となる。When the input signal φ N rises at time T 0 , the transistor NM10 is turned off and the transistor NM11 is turned on. At this time, the transistor N
The potential φ S of the source electrode of M6 drops to the negative potential −V BB . In addition, actually, the source of the transistor NM11-
Due to the resistance between the drains, the potential φ S has a blunt waveform as shown in the figure.
【0044】コンデンサC2に蓄積された負電荷は、出
力端子の正電荷を放電させると共に抵抗R1を通して放
電される。放電されるに従って、電位φS は上昇し接地
電位VSSに収束する。なお、負荷容量との関係で、電位
φS は正に振れる場合がある。The negative charge accumulated in the capacitor C2 discharges the positive charge at the output terminal and is discharged through the resistor R1. As it is discharged, the potential φ S rises and converges to the ground potential V SS . Note that the potential φ S may fluctuate positively due to the relationship with the load capacitance.
【0045】このように、入力信号φN の立ち上がり時
に、コンデンサC2によってトランジスタNM6のソー
ス電位φS が負になるため、図3の場合と同様に出力信
号φ OUT の立ち下がり時間を短くすることができる。Thus, the input signal φNAt the start of
In addition, the capacitor C2 allows the transistor NM6
Potential φSIs negative, the output signal is the same as in the case of FIG.
No. φ OUTThe fall time of can be shortened.
【0046】また、図4(A)の構成では、負電圧−V
BBを供給する配線がトランジスタNM6のソース電極に
直接接続されていないため、出力信号φOUT が変化して
も負電圧−VBBが影響を受けない。このため、負電圧−
VBBを安定化することができる。なお、抵抗R1を図3
の実施例のように、NOTゲートとトランジスタの組合
せで置き換えることもできる。In the configuration of FIG. 4A, the negative voltage -V
Since the wiring supplying BB is not directly connected to the source electrode of the transistor NM6, the negative voltage −V BB is not affected even if the output signal φ OUT changes. Therefore, the negative voltage −
V BB can be stabilized. The resistor R1 is shown in FIG.
It is also possible to replace it with a combination of a NOT gate and a transistor as in the above embodiment.
【0047】このような出力バッファ回路は、例えば、
半導体メモリの記憶データを出力する出力バッファ回路
として用いることができる。半導体メモリの駆動電圧を
低電圧化し、かつ高速性を維持させるのに有効である。Such an output buffer circuit is, for example,
It can be used as an output buffer circuit that outputs data stored in a semiconductor memory. This is effective in lowering the driving voltage of the semiconductor memory and maintaining high speed.
【0048】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力バッファ回路の駆動電圧を低下した場合の、スイッ
チング速度の低下を抑制することができる。この出力バ
ッファ回路を半導体メモリに適用すると、メモリの動作
速度を向上することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to suppress a decrease in switching speed when the drive voltage of the output buffer circuit is decreased. When this output buffer circuit is applied to a semiconductor memory, the operation speed of the memory can be improved.
【図1】本発明の実施例による出力バッファ回路の回路
図、及びこの出力バッファ回路の信号波形を示すグラフ
である。FIG. 1 is a circuit diagram of an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention and a graph showing a signal waveform of the output buffer circuit.
【図2】図1の負電圧発生部の回路図、及びこの回路の
信号波形を示すグラフである。FIG. 2 is a circuit diagram of the negative voltage generator of FIG. 1 and a graph showing a signal waveform of this circuit.
【図3】図1の負電圧印加部の一構成例による回路図、
及びこの回路の信号波形を示すグラフである。3 is a circuit diagram of a configuration example of the negative voltage applying section of FIG.
3 is a graph showing a signal waveform of this circuit.
【図4】図1の負電圧印加部の他の構成例による回路
図、及びこの回路の信号波形を示すグラフである。4A and 4B are a circuit diagram of another configuration example of the negative voltage applying section of FIG. 1 and a graph showing a signal waveform of this circuit.
【図5】従来例による出力バッファ回路の回路図であ
る。FIG. 5 is a circuit diagram of an output buffer circuit according to a conventional example.
【図6】MOSトランジスタのドレイン電流特性を示す
グラフである。FIG. 6 is a graph showing drain current characteristics of a MOS transistor.
1 高電圧発生回路 2 高電圧発生部 3 高電圧印加部 4 負電圧発生回路 5 負電圧発生部 6 負電圧印加部 10 発振回路 11 出力端子 12 相互接続点 PM pMOSトランジスタ NM nMOSトランジスタ R 抵抗 C コンデンサ NOT NOTゲート 1 High Voltage Generation Circuit 2 High Voltage Generation Section 3 High Voltage Application Section 4 Negative Voltage Generation Circuit 5 Negative Voltage Generation Section 6 Negative Voltage Application Section 10 Oscillation Circuit 11 Output Terminal 12 Mutual Connection Point PM pMOS Transistor NM nMOS Transistor R Resistance C Capacitor NOT NOT gate
Claims (3)
配線と、 1対の電流端子と1つの制御端子を有し、該制御端子に
入力信号が入力されるトランジスタと、 前記トランジスタの一方の電流端子と前記第1の電源配
線との間に接続され、負荷及びスイッチング素子の少な
くとも1つを含む回路と、 前記トランジスタの他方の電流端子と前記第2の電源配
線との間に接続され、常時は前記他方の電流端子に前記
第2の電源配線を接続し、前記トランジスタのスイッチ
ング時には、前記トランジスタの電流端子間の電圧が、
前記トランジスタの前記一方の電流端子と前記第2の電
源配線間の電圧よりも大きくなるように前記トランジス
タの前記他方の電流端子に過渡的にバイアス電圧を供給
する電圧供給手段とを有する出力バッファ回路。1. A transistor having first and second power supply wirings having different potentials, a pair of current terminals and a control terminal, and an input signal being input to the control terminal, A circuit that is connected between one current terminal and the first power supply line and that includes at least one of a load and a switching element, and is connected between the other current terminal of the transistor and the second power supply line. The second power supply line is normally connected to the other current terminal, and when the transistor is switched, the voltage between the current terminals of the transistor is
An output buffer circuit having voltage supply means for transiently supplying a bias voltage to the other current terminal of the transistor so as to be higher than the voltage between the one current terminal of the transistor and the second power supply wiring. .
態変化に同期して、パルス的に前記バイアス電圧を供給
する請求項1記載の出力バッファ回路。2. The output buffer circuit according to claim 1, wherein the voltage supply means supplies the bias voltage in a pulsed manner in synchronization with a change in the state of the input signal.
路と、 前記トランジスタの前記他方の電流端子に前記第2の電
源配線の電圧及び前記バイアス電圧の一方を選択的に印
加する切換手段とを有する請求項1又は2記載の出力バ
ッファ回路。3. The voltage supply means selects a bias voltage generation circuit for generating the bias voltage, and selects one of the voltage of the second power supply wiring and the bias voltage for the other current terminal of the transistor. 3. The output buffer circuit according to claim 1, further comprising switching means for selectively applying the voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6243144A JPH08107342A (en) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Output buffer circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6243144A JPH08107342A (en) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Output buffer circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08107342A true JPH08107342A (en) | 1996-04-23 |
Family
ID=17099448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6243144A Pending JPH08107342A (en) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Output buffer circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08107342A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100761859B1 (en) * | 2006-09-15 | 2007-09-28 | 삼성전자주식회사 | Output driving circuit and semiconductor memory device having the same |
JP2009290592A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Fujitsu Ltd | Drive circuit and optical switch |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP6243144A patent/JPH08107342A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100761859B1 (en) * | 2006-09-15 | 2007-09-28 | 삼성전자주식회사 | Output driving circuit and semiconductor memory device having the same |
JP2009290592A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Fujitsu Ltd | Drive circuit and optical switch |
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