JPH08130459A - 半導体出力回路 - Google Patents

半導体出力回路

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JPH08130459A
JPH08130459A JP6290567A JP29056794A JPH08130459A JP H08130459 A JPH08130459 A JP H08130459A JP 6290567 A JP6290567 A JP 6290567A JP 29056794 A JP29056794 A JP 29056794A JP H08130459 A JPH08130459 A JP H08130459A
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JP
Japan
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potential
logic signal
terminal
output
power supply
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Application number
JP6290567A
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English (en)
Inventor
Tetsuji Kitamura
哲治 北村
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】応答速度を低下させずに電源ラインに発生する
ノイズを低減する。 【構成】論理信号の入力端子INと、電源および接地端
子VDD,GNDと、寄生容量を持つ出力端子OUT
と、電源端子VDDおよび出力端子OUT間ならびに出
力端OUTおよび接地端子間にそれぞれ接続され、入力
論理信号に応じて電源および接地端子VDD,GNDの
一方の電位を出力端子OUTに設定するCMOSトラン
ジスタP0,N0と、キャパシタCDD,CSSと、入
力論理信号の更新に先だってキャパシタCDD,CSS
を電源端子VDD,GNDにそれぞれ接続し、入力論理
信号の更新後CMOSトランジスタP0,N0による電
位設定を補助するようこの入力論理信号に応じてキャパ
シタCDD,CSSの一方を出力端子OUTに接続する
制御回路P1,P2,N1,N2,DT1,DT2とを
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリのような
集積回路チップから外部に論理信号を出力するための半
導体出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリは1ワード分の論理信号を
同時に外部に出力するために複数の出力回路を有する。
各出力回路は例えばCMOSトランジスタ(PおよびN
チャネルトランジスタ)で構成される。これらトランジ
スタのカレントパスは電源端子間において直列に接続さ
れ、この接続点に出力ラインが接続される。論理信号が
出力回路に供給されると、PおよびNチャネルトランジ
スタの一方が選択的に導通し、出力ラインの寄生容量を
充電または放電する。
【0003】上述の出力回路では、PおよびNチャネル
トランジスタの両方が論理信号の更新に伴なって一時的
に導通し、貫通電流がこれらトランジスタを介して流れ
易い。この貫通電流の発生タイミングは全出力回路にお
いて共通である上、これら出力回路のCMOSトランジ
スタは出力ラインに寄生する大きな寄生容量に対応して
十分高い駆動能力を持つため、消費電力が一時的に極め
て増大する。これは電源ラインにノイズを発生させる原
因となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この貫通電流を低減す
る方法として、従来PおよびNチャネルトランジスタの
スイッチングタイミングを制御する方法が知られる。こ
の制御では、一方のトランジスタの導通状態の変化が完
了した後、他方のトランジスタの導通状態が変化する。
また、貫通電流による影響を弱めるために電源ラインに
キャパシタを接続することも考えられる。しかし、いず
れの方法も出力回路の応答速度を低下させてしまう結果
となる。
【0005】本発明の目的は応答速度を低下させること
なく電源ラインに発生するノイズを低減できる半導体出
力回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、論理信
号の入力端子と、第1および第2電源端子と、寄生容量
を持つ出力端子と、第1電源端子および出力端子間なら
びに出力端子および第2電源端子間にそれぞれ接続さ
れ、入力論理信号に応じて第1および第2電源端子の一
方の電位を出力端子に設定するCMOSトランジスタ
と、第1および第2キャパシタと、入力論理信号の更新
に先だって第1および第2キャパシタを第1および第2
電源端子にそれぞれ接続し、入力論理信号の更新後CM
OSトランジスタによる電位設定を補助するよう第1お
よび第2キャパシタの一方を出力端子に接続する制御部
とを備える半導体出力回路が提供される。
【0007】
【作用】この半導体出力回路では、制御部が入力論理信
号の更新に先だって第1および第2キャパシタを第1お
よび第2電源端子にそれぞれ接続し、入力論理信号の更
新後CMOSトランジスタによる電位設定を補助するよ
う第1および第2キャパシタの一方を出力端子に接続す
る。出力端子の電位は第1および第2キャパシタの一方
に充電された電荷によっても変化するため、駆動能力の
低いCMOSトランジスタを利用できる。従って、貫通
電流が論理信号の更新に伴ってCMOSトランジスタに
一時的に流れても、この貫通電流の値は従来のように大
きくならない。また、第1および第2キャパシタの充電
期間は出力端子の電位設定期間からずれるため、電力消
費の最大値が低減される。この結果、応答速度を低下さ
せずに電源ラインに発生するノイズを低減できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る半導体出力回
路を図面を参照して説明する。この半導体出力回路は論
理信号を外部に出力するために例えば半導体メモリに組
み込まれる。
【0009】図2は半導体メモリにおいて組み込まれた
複数の半導体出力回路を示す。図2に示す半導体出力回
路X0−X17は例えばアドレス信号に応じて半導体メ
モリから読出される1ワード分の論理信号を同時に出力
するために用いられる。これら出力回路X0−X17
は、各々寄生抵抗を持つ電源ラインを介して電源端子V
DDおよび接地端子GND間に接続され、このVDDレ
ベルの電源電圧下で動作する。さらに、これら出力回路
X0−X17はアドレス信号に応じて半導体メモリから
読出される1ワード分の論理信号が入力される入力端子
INおよびアドレス信号の遷移に伴って所定時間だけ立
ち下がるアドレス遷移信号が入力される遷移信号端子A
TDに接続される。さらに出力回路X0−X17は半導
体メモリの出力ラインOUT0−17にそれぞれ接続さ
れる。図2に示すように、出力ラインOUT0−17は
寄生容量C0−C17を有する。
【0010】図1は各半導体出力回路の構成を示す。こ
の半導体出力回路では、1ビット分の論理信号が入力端
子INに入力され、インバータI2を介してCMOSト
ランジスタを構成するPチャネルトランジスタP0およ
びNチャネルトランジスタN0のゲートに供給される。
これらトランジスタP0およびN0のカレントパスはV
DD電位に設定される電源端子PUPDDと接地電位に
設定される電源端子VDWNSS間において直列に接続
される。トランジスタP0およびN0の接続点は上述の
出力端子OUT0−17の1つである出力端子OUTに
接続される。
【0011】P−チャネルトランジスタP0は入力端子
INに入力された論理信号が立ち上がったときに導通
し、入力端子INに入力された論理信号が立ち下がった
ときに非導通となる。他方、NチャネルトランジスタN
0は入力端子INに入力された論理信号が立ち上がった
ときに非導通となり、入力端子INに入力された論理信
号が立ち下がったときに導通する。すなわち、出力端子
OUTの電位は入力論理信号に対応してVDD電位およ
び接地電位の一方に設定される。
【0012】この半導体出力回路は、Pチャネルトラン
ジスタP1,P2と、NチャネルトランジスタN1,N
2、およびキャパシタCDD,CSSとを有する。(図
1においてWはトランジスタのチャネル幅を示し、Lは
トランジスタのチャネル長を示す。ただし、これらは一
例であり変更可能である。)トランジスタP1のカレン
トパスは電源端子VDDおよびキャパシタCDD間に接
続され、トランジスタP2のカレントパスはキャパシタ
CDDおよび出力端子OUT間に接続される。トランジ
スタN1のカレントパスは出力端子OUTおよびキャパ
シタCSS間に接続され、トランジスタN2のカレント
パスはキャパシタCSSおよび接地端子OUT間に接続
される。キャパシタCDDおよびCSSの各々は出力端
子OUTに接続される出力ラインの寄生容量の30%以
上のキャパシタンスを持つよう設定される。この半導体
出力回路では、遷移信号端子ATDに入力されたアドレ
ス遷移信号がPチャネルトランジスタP2のゲートに供
給されると共にインバータI1を介してNチャネルトラ
ンジスタP2のゲートに供給される。インバータI2の
出力端には、論理信号の遷移を検出する第1および第2
の遷移検出回路DT1,DT2が接続される。遷移検出
回路DT1はインバータI2の出力信号の立ち下がりを
検出し、トランジスタP2のゲート電位を所定期間立ち
下げるために用いられる。他方、遷移検出回路DT1は
インバータI2の出力信号の立ち上がりを検出し、トラ
ンジスタN2のゲート電位を所定期間立ち上げるために
用いられる。
【0013】遷移検出回路DT1はインバータIP1−
IP3、NORゲートIP4、およびインバータIP5
で構成される。インバータI2の出力端子は、NORゲ
ートIP4の第1入力端子に直接接続されると共に、イ
ンバータIP1−IP3を直列に介してNORゲートI
P4の第2入力端子に接続される。NORゲートIP4
の出力端子はインバータIP5を介してトランジスタP
2のゲートに接続される。遷移検出回路DT2はインバ
ータIN1−IN3、NANDゲートIN4、およびイ
ンバータIN5で構成される。インバータI2の出力端
子は、NANDゲートIN4の第1入力端子に直接接続
されると共に、インバータIN1−IP3を直列に介し
てNANDゲートIN4の第2入力端子に接続される。
NANDゲートIN4の出力端子はインバータIN5を
介してトランジスタN2のゲートに接続される。(尚、
インバータIN1−IN3はNANDゲートの第2入力
端子をインバータIP3の出力端子に接続することによ
り省略されてもよい。また、W/L条件に応じてインバ
ータIP1−IP3の数を1個に減らすこともでき
る。) 次にこの半導体出力回路の動作を説明する。
【0014】アドレス信号が半導体メモリをアクセスす
るために遷移すると、これが半導体メモリに設けられる
アドレス遷移検出回路で検出され、この検出から所定時
間立ち下がるアドレス遷移信号を発生する。トランジス
タP2およびN2はアドレス遷移信号の立ち下がりに応
答して導通し、キャパシタCDDおよびCSSをそれぞ
れVDD電位、接地電位に充電する。キャパシタCDD
およびCSSはトランジスタP2およびN2がアドレス
遷移信号の立ち上がりに応答して非導通となったとき
に、電源端子VDDおよび接地端子GNDから電気的に
分離される。論理信号がアドレス信号の遷移後に読出さ
れると、この論理信号に応じてトランジスタP0および
N0が選択的に導通する。これにより、出力端子OUT
の電位がVDD電位および接地電位の一方に向かって変
化し始める。このとき、出力端子OUTの電位が例えば
VDD電位に向かって変化する場合、遷移検出回路DT
1が所定期間トランジスタP1を導通させ、キャパシタ
CDDに充電された電荷により出力端子OUTの電位変
化を助ける。また、出力端子OUTの電位が例えば接地
電位に向かって変化する場合、遷移検出回路DT2が所
定期間トランジスタN1を導通させ、キャパシタCSS
に充電された電荷により出力端子OUTの電位変化を助
ける。
【0015】上述の実施例では、トランジスタP2およ
びN2が入力論理信号の更新に先だってキャパシタCD
DおよびCSSを電気的に電源端子VDDおよび接地端
子GNDに接続し、入力論理信号の更新後CMOSトラ
ンジスタによる電位設定を補助するようキャパシタCD
DおよびCSSの一方を出力端子OUTに接続する。出
力端子OUTの電位はキャパシタCDDおよびCSSの
一方に充電された電荷によっても変化するため、駆動能
力の低いCMOSトランジスタP0,N0を利用でき
る。従って、貫通電流が論理信号の更新に伴ってCMO
SトランジスタP0,N0に一時的に流れても、この貫
通電流の値は従来のように大きくならない。また、キャ
パシタCDDおよびCSSの充電期間は出力端子OUT
の電位設定期間からずれるため、電力消費の最大値が低
減される。この結果、応答速度を低下させずに電源ライ
ンに発生するノイズを低減できる。
【0016】図3は図2に示す半導体メモリの出力部の
電源ラインに流れる電流を電源ラインに常時接続された
状態にあるキャパシタを備える従来例と比較して示し、
図4はこの出力部のライン電圧をこの従来例と比較して
示す。また、図5は各半導体出力回路に接続される出力
ラインの寄生容量を100pFとして図2に示す各部の
電圧をこの従来例と比較して示すもので、図5(A)は
従来例であり、図5(B)−図5(D)はそれぞれキャ
パシタCDD,CSSのキャパシタンスをそれぞれ50
pF,30pF,10pFに設定した場合である。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、出力端端子の電位変化
が入力論理信号の変更に先だって予め充電されるキャパ
シタの電荷により助けられるため、応答速度を低下させ
ずに電源ラインに発生するノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体出力回路の構成
を示す図である。
【図2】図1に示すような半導体出力回路で構成される
半導体メモリの出力部を示す図である。
【図3】図2に示す半導体メモリの出力部の電源ライン
に流れる電流を電源ラインに常時接続された状態にある
キャパシタを備える従来例と比較して示すグラフであ
る。
【図4】図2に示す出力部のライン電圧をこの従来例と
比較して示すグラフである。
【図5】各半導体出力回路に接続される出力ラインの寄
生容量を100pFとして図2に示す各部の電圧をこの
従来例と比較して示すグラフである。
【符号の説明】
P0−P2…P−チャネルトランジスタ、N0−N2…
N−チャネルトランジスタ、DT1,DT2…遷移検出
回路、CDD,CSS…キャパシタ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 G11C 11/34 354 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 論理信号の入力端子と、第1および第2
    電源端子と、寄生容量を持つ出力端子と、前記第1電源
    端子および出力端子間ならびに前記出力端および第2電
    源端子間にそれぞれ接続され、入力論理信号に応じて前
    記第1および第2電源端子の一方の電位を出力端子に設
    定するCMOSトランジスタと、第1および第2キャパ
    シタと、入力論理信号の更新に先だって前記第1および
    第2キャパシタを第1および第2電源端子にそれぞれ接
    続し、入力論理信号の更新後前記CMOSトランジスタ
    による電位設定を補助するようこの入力論理信号に応じ
    て前記第1および第2キャパシタの一方を前記出力端子
    に接続する制御手段とを備えることを特徴とする半導体
    出力回路。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は前記第1および第2キャ
    パシタの一方が入力論理信号の更新後前記出力端子に接
    続される期間を制限する制限手段を含むことを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体出力回路。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2キャパシタのキャパ
    シタンスは前記寄生容量の30%以上の値に設定される
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体出力回路。
JP6290567A 1994-10-31 1994-10-31 半導体出力回路 Pending JPH08130459A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822663A2 (en) * 1996-07-29 1998-02-04 Townsend and Townsend and Crew LLP Separate set/reset paths for time critical signals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822663A2 (en) * 1996-07-29 1998-02-04 Townsend and Townsend and Crew LLP Separate set/reset paths for time critical signals
EP0822663A3 (en) * 1996-07-29 1999-04-14 Townsend and Townsend and Crew LLP Separate set/reset paths for time critical signals

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