JPH09232930A - Output buffer circuit - Google Patents
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- JPH09232930A JPH09232930A JP8033865A JP3386596A JPH09232930A JP H09232930 A JPH09232930 A JP H09232930A JP 8033865 A JP8033865 A JP 8033865A JP 3386596 A JP3386596 A JP 3386596A JP H09232930 A JPH09232930 A JP H09232930A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、出力バッファ回路
に関し、特に、半導体集積回路におけるCMOS構成の
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 having a CMOS structure in a semiconductor integrated circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路においては、近年、電流
駆動能力が大きくしかもノイズの小さい出力バッファ回
路に対する要求が高まっている。そのような出力バッフ
ァ回路の一つが、特開平4ー145717号公報に開示
されている。図3は、上記公報に記載された出力バッフ
ァ回路の回路図である。図3を参照して、入力端子20
は、図3に示される出力バッファ回路を備える半導体集
積回路の内部の回路から送られてくる内部信号Aを受け
る、内部入力端子である。出力端子21は、上記の内部
信号に対応する出力信号Oを半導体集積回路の外部に取
り出すための、外部出力端子である。内部入力端子20
は、インバータ1,3の入力点に接続される。インバー
タ1,3それぞれの出力信号B,Fはそれぞれ、インバ
ータ2,4の入力信号となる。2. Description of the Related Art In semiconductor integrated circuits, in recent years, there has been an increasing demand for an output buffer circuit having a large current driving capability and a small noise. One of such output buffer circuits is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-145717. FIG. 3 is a circuit diagram of the output buffer circuit described in the above publication. Referring to FIG. 3, the input terminal 20
Is an internal input terminal that receives an internal signal A sent from a circuit inside the semiconductor integrated circuit including the output buffer circuit shown in FIG. The output terminal 21 is an external output terminal for taking out the output signal O corresponding to the above internal signal to the outside of the semiconductor integrated circuit. Internal input terminal 20
Is connected to the input points of the inverters 1 and 3. The output signals B and F of the inverters 1 and 3 become the input signals of the inverters 2 and 4, respectively.
【0003】インバータ2の出力信号Cは、遅延回路5
の入力点および、ゲート幅を3つに分割したpチャネル
型MOS型電界効果トランジスタ(pMOSトランジス
タ)P1,P2,P3のうちのpMOSトランジスタP
1へのゲート入力となる。pMOSトランジスタP1,
P2,P3のソース電極は電源線22に接続され、ドレ
イン電極は出力端子21に接続される。一方、インバー
タ4の出力信号Gは、遅延回路7の入力点および、ゲー
ト幅を3つに分割したnチャネル型MOS型電界効果ト
ランジスタ(nMOSトランジスタ)N1,N2,N3
のうちのnMOSトランジスタN1へのゲート入力とな
る。nMOSトランジスタN1,N2,N3のソース電
極はグランド線23に接地され、ドレイン電極は出力端
子21に接続される。The output signal C of the inverter 2 is supplied to the delay circuit 5
Of the p-channel type MOS field effect transistors (pMOS transistors) P1, P2, P3 whose gate width is divided into three.
It becomes the gate input to 1. pMOS transistor P1,
Source electrodes of P2 and P3 are connected to the power supply line 22, and drain electrodes thereof are connected to the output terminal 21. On the other hand, the output signal G of the inverter 4 is an input point of the delay circuit 7 and an n-channel MOS field effect transistor (nMOS transistor) N1, N2, N3 whose gate width is divided into three.
Of these, it becomes a gate input to the nMOS transistor N1. The source electrodes of the nMOS transistors N1, N2, N3 are grounded to the ground line 23, and the drain electrodes are connected to the output terminal 21.
【0004】遅延回路5の出力信号Dは、次段の遅延回
路6への入力信号およびpMOSトランジスタP2への
ゲート入力となると同時に、更にプルアップ用pMOS
トランジスタP4のドレイン電極に与えられる。遅延回
路7の出力信号Hは、次段の遅延回路8への入力信号お
よびnMOSトランジスタN2へのゲート入力となると
同時に、更にプルダウン用nMOSトランジスタN4の
ドレイン電極に与えられる。The output signal D of the delay circuit 5 becomes an input signal to the delay circuit 6 of the next stage and a gate input to the pMOS transistor P2, and at the same time, further pull-up pMOS.
It is applied to the drain electrode of the transistor P4. The output signal H of the delay circuit 7 serves as an input signal to the delay circuit 8 of the next stage and a gate input to the nMOS transistor N2, and at the same time, is further given to the drain electrode of the pull-down nMOS transistor N4.
【0005】遅延回路6の出力信号Eは、pMOSトラ
ンジスタP3へのゲート入力となると同時に、更にプル
アップ用pMOSトランジスタP5のドレイン電極に与
えられる。遅延回路8の出力信号Iは、nMOSトラン
ジスタN3へのゲート入力となると同時に、更にプルダ
ウン用nMOSトランジスタN5のドレイン電極に与え
られる。The output signal E of the delay circuit 6 serves as a gate input to the pMOS transistor P3 and, at the same time, is applied to the drain electrode of the pull-up pMOS transistor P5. The output signal I of the delay circuit 8 serves as a gate input to the nMOS transistor N3 and, at the same time, is applied to the drain electrode of the pull-down nMOS transistor N5.
【0006】プルアップ用のpMOSトランジスタP
4,P5はそれぞれ、ソース電極が電源線22に接続さ
れ、ゲート電極にはインバータ1の出力信号Bが直接入
力される。一方、プルダウン用のnMOSトランジスタ
N4,N5はそれぞれ、ソース電極がグランド線23に
接地され、ゲート電極にはインバータ3の出力信号Fが
直接入力される。PMOS transistor P for pull-up
The source electrode of each of P4 and P5 is connected to the power supply line 22, and the output signal B of the inverter 1 is directly input to the gate electrode. On the other hand, in each of the pull-down nMOS transistors N4 and N5, the source electrode is grounded to the ground line 23, and the output signal F of the inverter 3 is directly input to the gate electrode.
【0007】上述の従来の出力バッファ回路は、以下の
ように動作する。内部入力信号Aがロウ(L)レベルか
らハイ(H)レベルに変化するとき、トランジスタN1
が導通し、トランジスタP1は遮断状態となる。そし
て、トランジスタN2はトランジスタN1に入力された
信号Gが遅延回路7によって遅延させられた信号Hによ
って導通する。更に、トランジスタN2への入力信号H
は遅延回路8を経た信号Iとなって、トランジスタN3
を導通させる。一方、プルアップ用トランジスタP4,
P5が信号Bによって導通するため、トランジスタP
2,P3は遅延回路5,6を介して伝達されてくるゲー
ト入力D,Eを待たずに遮断状態となる。The conventional output buffer circuit described above operates as follows. When the internal input signal A changes from the low (L) level to the high (H) level, the transistor N1
Are turned on, and the transistor P1 is turned off. Then, the transistor N2 becomes conductive by the signal H input to the transistor N1 delayed by the delay circuit 7. Further, the input signal H to the transistor N2
Becomes the signal I that has passed through the delay circuit 8 and is the transistor N3.
Is made conductive. On the other hand, the pull-up transistor P4
Since P5 is conducted by the signal B, the transistor P
2, 2 and 3 are cut off without waiting for the gate inputs D and E transmitted through the delay circuits 5 and 6.
【0008】これに対し、内部入力信号AがHレベルか
らLレベルに変化するときは、トランジスタP1が導通
し、トランジスタN1は遮断状態となる。そして、トラ
ンジスタP2はトランジスタP1に入力された信号Cが
遅延回路5によって遅延させられた信号Dにより導通す
る。更に、トランジスタP2への入力信号Dは遅延回路
6を経た信号Eとなって、トランジスタP3を導通させ
る。一方、プルダウン用トランジスタN4,N5が信号
Fによって導通するため、トランジスタN2,N3は遅
延回路7,8を介して入力されてくるゲート入力H,I
を待たずに遮断状態となる。On the other hand, when the internal input signal A changes from H level to L level, the transistor P1 is turned on and the transistor N1 is turned off. Then, the transistor P2 is rendered conductive by the signal D input to the transistor P1 and delayed by the delay circuit 5. Further, the input signal D to the transistor P2 becomes the signal E which has passed through the delay circuit 6 and makes the transistor P3 conductive. On the other hand, since the pull-down transistors N4 and N5 are rendered conductive by the signal F, the transistors N2 and N3 are supplied to the gate inputs H and I through the delay circuits 7 and 8, respectively.
It will be cut off without waiting for.
【0009】以上の動作により、図3に示す出力バッフ
ァ回路は、pMOSトランジスタ及びnMOSトランジ
スタのゲート幅を3分割し、分割した後の各トランジス
タのゲート電極に順次遅延回路を経た遅延信号を入力す
ることによって、各トランジスタが同時に導通すること
を防ぎ各トランジスタを流れる電流のピークがずれるよ
うにして、トランジスタが導通するときの充電電流およ
び放電電流による電源電位、グランド電位の揺れを抑制
している。With the above operation, the output buffer circuit shown in FIG. 3 divides the gate widths of the pMOS transistor and the nMOS transistor into three, and inputs the delay signal sequentially passed through the delay circuit to the gate electrode of each transistor after the division. By doing so, it is possible to prevent simultaneous conduction of the transistors and to make the peaks of the currents flowing through the transistors deviate, thereby suppressing fluctuations of the power supply potential and the ground potential due to the charging current and the discharging current when the transistors are conducting.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した図3に示す出
力バッファ回路には、次の二つの問題がある。第1に、
近年、出力バッファ回路の大電流駆動化やニーズの多様
化などに応じて、外部に例えばコイルを接続するといっ
たような大負荷を接続する用途への応用、或いは多ピン
化により複数の出力バッファ回路の同時動作が多発する
状況が拡大してきている。このような状況のもとで、顧
客より電源ノイズ、グランドノイズに対して厳しい要求
があったときには、ノイズ低減効果をより高めるため
に、トランジスタの導通タイミング調整用の遅延回路や
抵抗などをより遅延の大きいものに設計し直したりトラ
ンジスタの分割数を増加させたりするなど、所望のタイ
ミングを得るには、多大の技術的困難や設計工数の増加
が伴う。又、トランジスタの導通タイミング調整に遅延
回路や抵抗などを用いていることに起因して、導通タイ
ミングにプロセス依存性があるので、製造プロセスに変
更があると、その度に遅延回路や抵抗などのトランジス
タのタイミング調整部を設計し直さなければならない。The above-mentioned output buffer circuit shown in FIG. 3 has the following two problems. First,
2. Description of the Related Art In recent years, in response to a large current drive of output buffer circuits and diversification of needs, application to a large load connection such as connecting a coil to the outside, or multiple output buffer circuits by increasing the number of pins The situation in which multiple simultaneous operations occur frequently is expanding. Under such circumstances, when the customer makes strict requirements for power supply noise and ground noise, delay circuits such as delay circuits and resistors for adjusting the conduction timing of transistors should be delayed in order to enhance the noise reduction effect. In order to obtain a desired timing, such as redesigning into a large size or increasing the number of divided transistors, a great deal of technical difficulty and an increase in design man-hours are involved. In addition, since the conduction timing is process-dependent due to the use of a delay circuit and a resistor for adjusting the conduction timing of the transistor, whenever the manufacturing process is changed, the delay circuit, the resistance, or the like is changed. The transistor timing adjuster must be redesigned.
【0011】第2に従来の出力バッファ回路において
は、トランジスタの導通タイミング調整に、抵抗や遅延
回路などのいわばアナログ的手段を用いていることか
ら、面積を或る程度必要とする。しかも、近年の半導体
集積回路の微細化技術の進展に伴って他のディジタル回
路ブロックは面積が著しく縮小されて行くのに反して、
抵抗や遅延回路の面積はほとんど小さくならない。更
に、ゲートアレイやスタンダードセルなどの場合を考え
ると、マスターとしてセルの下地が決まっていることか
ら、抵抗や遅延回路を作り込むとかなりの面積を要して
しまう。Secondly, in the conventional output buffer circuit, since the so-called analog means such as a resistor and a delay circuit is used for adjusting the conduction timing of the transistor, a certain area is required. Moreover, the area of other digital circuit blocks is remarkably reduced with the progress of miniaturization technology of semiconductor integrated circuits in recent years,
The resistance and the area of the delay circuit do not become small. Further, considering the case of a gate array or a standard cell, since the base of the cell is determined as a master, it takes a considerable area to build a resistor and a delay circuit.
【0012】以上二つの問題点はどちらも、分割したト
ランジスタの導通タイミングの調整に遅延回路や抵抗な
どを用いるという、いわばアナログ的手段で行っている
ことに基づくものである。Both of the above two problems are based on what is called an analog means of using a delay circuit or a resistor for adjusting the conduction timing of the divided transistors.
【0013】従って、本発明は、CMOS構成の出力バ
ッファ回路であって、面積が大きくならず、トランジス
タの導通タイミングが製造プロセス依存性をもたず、し
かもノイズ低減効果がより高い、半導体集積回路に用い
て有効な出力バッファ回路を提供することを目的とする
ものである。Therefore, the present invention is an output buffer circuit having a CMOS structure, in which the area is not increased, the conduction timing of the transistor does not depend on the manufacturing process, and the noise reduction effect is higher. It is an object of the present invention to provide an effective output buffer circuit for use in.
【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、外部への信号出力用のpチャネル型MOS型電界
効果トランジスタとnチャネル型MOS型電界効果トラ
ンジスタのそれぞれのゲート幅を複数個に分割してなる
CMOS構成の出力バッファ部と、前記分割後の各各の
トランジスタのゲート電極への共通の入力信号を順次遅
延させ、前記分割後の各トランジスタにおける導通状態
から非導通状態へ又は非導通状態から導通状態への状態
遷移のタイミングが各トランジスタ間でずれるように調
整する、クロックを入力とするディジタル回路とを少く
とも備えることを特徴とする。In the output buffer circuit of the present invention, the gate width of each of the p-channel MOS field effect transistor and the n-channel MOS field effect transistor for outputting a signal to the outside is made plural. The output buffer section of the divided CMOS structure and the common input signal to the gate electrodes of the respective transistors after the division are sequentially delayed so as to change the conduction state to the non-conduction state or non-conduction state of the respective transistors after the division. It is characterized by comprising at least a digital circuit having a clock as an input, which adjusts the timing of the state transition from the conductive state to the conductive state so as to shift between the transistors.
【0015】本発明は、出力用のトランジスタのゲート
幅を複数に分割し、その分割後の各トランジスタのゲー
ト電極への共通の入力信号を順次遅延させることによ
り、分割後の各トランジスタの導通、非導通のタイミン
グをずらすように構成した出力バッファ回路において、
上記の各トランジスタの導通、非導通の調整手段を、ク
ロックを入力とするディジタル回路で構成している。こ
のため、各トランジスタの導通状態の変化のタイミング
を例えば大きい方に変更するときには、クロック周期を
大きくするだけで済み、抵抗や遅延回路を用いるタイミ
ング調整手段とは違って、設計変更の必要はなく回路の
占有面積は不変である。又、製造プロセスの変更があっ
た場合でも、単にクロック周期を調整するだけで済む。According to the present invention, the gate width of the output transistor is divided into a plurality of lines, and a common input signal to the gate electrode of each transistor after the division is sequentially delayed, so that each of the divided transistors becomes conductive. In the output buffer circuit configured to shift the timing of non-conduction,
The means for adjusting conduction / non-conduction of each of the above transistors is configured by a digital circuit to which a clock is input. For this reason, when changing the timing of the change in the conduction state of each transistor to, for example, the larger one, it is only necessary to increase the clock cycle, and unlike the timing adjusting means using a resistor or a delay circuit, there is no need to change the design. The occupied area of the circuit is unchanged. Further, even if the manufacturing process is changed, it is only necessary to adjust the clock cycle.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施
の形態による出力バッファ回路の回路図である。図1を
参照して、本実施の形態は、CMOS構成の出力バッフ
ァ部30と、出力バッファ部30における各トランジス
タの導通、非導通のタイミングを調整するためのタイミ
ング調整部40とからなる。入力端子20は、この出力
バッファ回路を含む半導体集積回路の内部の回路から送
られてくる内部信号Aを受ける、内部入力端子である。
出力端子21は、上記の内部信号Aに対応する出力信号
Oを半導体集積回路の外部に取り出すための、外部出力
端子である。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the present embodiment includes an output buffer section 30 having a CMOS structure, and a timing adjusting section 40 for adjusting the conduction / non-conduction timing of each transistor in the output buffer section 30. The input terminal 20 is an internal input terminal that receives an internal signal A sent from a circuit inside the semiconductor integrated circuit including the output buffer circuit.
The output terminal 21 is an external output terminal for taking out the output signal O corresponding to the internal signal A to the outside of the semiconductor integrated circuit.
【0017】出力バッファ部30では、電源線22とグ
ランド線23との間に、pMOSトランジスタP1とn
MOSトランジスタN1の直列接続回路と、pMOSト
ランジスタP2とnMOSトランジスタN2の直列接続
回路とが並列に接続されている。トランジスタP1とト
ランジスタN1との直列接続点および、トランジスタP
2とトランジスタN2の直列接続点はそれぞれ、出力端
子21に接続されている。つまり、本実施の形態は、出
力用のpMOSトランジスタ及びnMOSトランジスタ
がいずれも、ゲート幅を2分割された例を示すものであ
る。In the output buffer section 30, the pMOS transistors P1 and n are provided between the power supply line 22 and the ground line 23.
A series connection circuit of the MOS transistor N1 and a series connection circuit of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2 are connected in parallel. A series connection point between the transistor P1 and the transistor N1 and the transistor P
The series connection points of 2 and the transistor N2 are connected to the output terminal 21, respectively. That is, the present embodiment shows an example in which the gate width of each of the pMOS transistor and the nMOS transistor for output is divided into two.
【0018】タイミング調整部40では、内部入力端子
20が、インバータ11の入力点に接続されている。イ
ンバータ11の出力信号Jは、4ビットシフトレジスタ
41のデータ端子に入力される。この4ビットシフトレ
ジスタ41は、クロック端子に入力されるクロックCL
Kの立上り、つまりLレベルからHレベルへの変化時
に、データ端子に入力されるデータをビット1出力端子
に出力し、更に、上記クロック立上りの1つ前のクロッ
ク立上り時のビット1出力端子のデータをビット2出力
端子にシフトさせる。同様に、ビット2出力端子のデー
タをビット3出力端子にシフトさせ、ビット3出力端子
のデータをビット4出力端子にシフトさせる。この4ビ
ットシフトレジスタ41のクロック入力端子には、ダイ
ミング調整用のクロックCLKを入力する。In the timing adjusting section 40, the internal input terminal 20 is connected to the input point of the inverter 11. The output signal J of the inverter 11 is input to the data terminal of the 4-bit shift register 41. The 4-bit shift register 41 has a clock CL input to a clock terminal.
When K rises, that is, changes from the L level to the H level, the data input to the data terminal is output to the bit 1 output terminal, and further, the bit 1 output terminal at the clock rising immediately before the clock rising is Shift data to bit 2 output. Similarly, the data of the bit 2 output terminal is shifted to the bit 3 output terminal, and the data of the bit 3 output terminal is shifted to the bit 4 output terminal. A clock CLK for dimming adjustment is input to the clock input terminal of the 4-bit shift register 41.
【0019】シフトレジスタ41からの4つの出力デー
タのうちビット1出力端子の出力データB1は、マルチ
プレクサ42の入力端子a1,b4に入力される。ビッ
ト2出力端子の出力データB2は、マルチプレクサ42
の入力端子a2,b3に入力される。ビット3出力端子
からの出力データB3は、マルチプレクサ42の入力端
子a3,b2に入力される。ビット4出力端子からの出
力データB4は、マルチプレクサ42の入力端子a4,
b1に入力される。上記のマルチプレクサ42は、セレ
クト入力端子SELへの入力信号がHレベルのとき、出
力端子o1,o2,o3,o4にそれぞれ、入力端子a
1,a2,a3,a4への入力データを出力し、一方、
セレクト端子SELへの入力信号がLレベルのとき、出
力端子o1,o2,o3,o4にそれぞれ、入力端子b
1,b2,b3,b4への入力データを出力する。この
マルチプレクサ42のセレクト端子SELには、インバ
ータ11の出力信号Jが入力される。Of the four output data from the shift register 41, the output data B1 at the bit 1 output terminal is input to the input terminals a1 and b4 of the multiplexer 42. The output data B2 from the bit 2 output terminal is sent to the multiplexer 42.
Is input to the input terminals a2 and b3. The output data B3 from the bit 3 output terminal is input to the input terminals a3 and b2 of the multiplexer 42. The output data B4 from the bit 4 output terminal is input to the input terminal a4 of the multiplexer 42.
Input to b1. When the input signal to the select input terminal SEL is at H level, the multiplexer 42 described above outputs to the output terminals o1, o2, o3 and o4 respectively.
Output the input data to 1, a2, a3, a4, while
When the input signal to the select terminal SEL is at L level, the output terminals o1, o2, o3, and o4 respectively receive the input terminal b
The input data to 1, b2, b3, b4 is output. The output signal J of the inverter 11 is input to the select terminal SEL of the multiplexer 42.
【0020】マルチプレクサ42からの4つの出力信号
のうちの出力端子o1の出力信号O1は、pMOSトラ
ンジスタP1のゲート電極に入力される。出力端子o2
の出力信号O2は、pMOSトランジスタP2のゲート
電極に入力される。出力端子o3の出力信号O3は、n
MOSトランジスタN2のゲート電極に入力される。出
力端子o4の出力信号O4は、nMOSトランジスタN
1のゲート電極に入力される。Of the four output signals from the multiplexer 42, the output signal O1 at the output terminal o1 is input to the gate electrode of the pMOS transistor P1. Output terminal o2
Output signal O2 is input to the gate electrode of the pMOS transistor P2. The output signal O3 from the output terminal o3 is n
It is input to the gate electrode of the MOS transistor N2. The output signal O4 from the output terminal o4 is the nMOS transistor N
1 gate electrode.
【0021】ここで、上記の構成を機能ブロックで考え
ると、電源線22とグランド線23との間のpMOSト
ランジスタP1とnMOSトランジスタN1の直列接続
回路および、pMOSトランジスタP2とnMOSトラ
ンジスタN2の直列接続回路を、それぞれのトランジス
タの直列接続点を出力点とし、それぞれのゲート電極を
入力点とする出力バッファ部30と見ることができる。
本実施の形態においては、この出力バッファ部30を、
特に大電流駆動能力のあるバッファ回路として考える。
一方、4ビットシフトレジスタ41と、マルチプレクサ
42と、クロックCLKとを含む部分を、出力バッファ
部30を構成する各トランジスタのゲート入力の変化タ
イミングをずらすための、タイミング調整部40と見
る。これまでの説明から明かなように、タイミング調整
部40として、ディジタル回路を用いていることが分
る。Here, considering the above-mentioned configuration as a functional block, a series connection circuit of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1 between the power supply line 22 and the ground line 23, and a series connection of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2. The circuit can be regarded as an output buffer section 30 in which each transistor has a series connection point as an output point and each gate electrode as an input point.
In the present embodiment, this output buffer unit 30 is
Especially, it is considered as a buffer circuit having a large current driving capability.
On the other hand, the portion including the 4-bit shift register 41, the multiplexer 42, and the clock CLK is regarded as the timing adjusting unit 40 for shifting the change timing of the gate input of each transistor forming the output buffer unit 30. As is clear from the above description, it is understood that a digital circuit is used as the timing adjusting section 40.
【0022】図2は、図1に示す本実施の形態の動作時
における各信号の波形を示す、タイミング図である。図
2を参照して、この図に示す電圧波形が、図1に示す回
路の各節点に印加される。すなわち、pMOSトランジ
スタP1,P2及びnMOSトランジスタN2,N1の
ゲート電極にはマルチプレクサ42から、それぞれ図2
に電圧波形を示す信号O1〜O4が入力される。この波
形から分るように、内部入力端子20への内部信号Aが
LレベルからHレベルに変化すると、インバータ11の
出力信号JがHレベルからLレベルに変化する。このと
き、先ず最初にnMOSトランジスタN1のゲート入力
O4がHレベルからLレベルに変化し、次にnMOSト
ランジスタN2のゲート入力O3がHレベルからLレベ
ルに変化する。更にその後、pMOSトランジスタP2
のゲート入力O2がHレベルからLレベルに変化し、次
にpMOSトランジスタP1のゲート入力O1がHレベ
ルからLレベルに変化する。つまり、このとき、先ずn
MOSトランジスタN1,N2が順次非導通状態にな
り、それからpMOSトランジスタP2,P1が順次導
通状態となる。FIG. 2 is a timing chart showing the waveform of each signal during the operation of the present embodiment shown in FIG. Referring to FIG. 2, the voltage waveform shown in this figure is applied to each node of the circuit shown in FIG. That is, the gate electrodes of the pMOS transistors P1 and P2 and the nMOS transistors N2 and N1 are input from the multiplexer 42 to the gate electrodes of FIG.
Signals O1 to O4 indicating voltage waveforms are input to the. As can be seen from this waveform, when the internal signal A to the internal input terminal 20 changes from the L level to the H level, the output signal J of the inverter 11 changes from the H level to the L level. At this time, first, the gate input O4 of the nMOS transistor N1 changes from H level to L level, and then the gate input O3 of the nMOS transistor N2 changes from H level to L level. After that, the pMOS transistor P2
The gate input O2 of the pMOS transistor P1 changes from the H level to the L level, and then the gate input O1 of the pMOS transistor P1 changes from the H level to the L level. That is, at this time, first, n
The MOS transistors N1 and N2 are sequentially turned off, and then the pMOS transistors P2 and P1 are sequentially turned on.
【0023】一方、内部入力端子20への内部信号Aが
HレベルからLレベルに変化するときも同様で、pMO
SトランジスタP1,P2のゲート入力O1,O2が順
次LレベルからHレベルに変化し、それぞれのトランジ
スタを順次非導通状態にさせてから、nMOSトランジ
スタN2,N1のゲート入力O3,O4が順次Lレベル
からHレベルに変化し、それぞれのトランジスタを順次
導通させる。各トランジスタを順次導通させたり或いは
非導通状態にさせるタイミングは、4ビットシフトレジ
スタ41へのタイミング調整クロックCLKの周期によ
って決る。The same applies when the internal signal A to the internal input terminal 20 changes from H level to L level.
The gate inputs O1 and O2 of the S transistors P1 and P2 are sequentially changed from the L level to the H level, and the respective transistors are sequentially turned off. Then, the gate inputs O3 and O4 of the nMOS transistors N2 and N1 are sequentially set to the L level. Changes from H level to H level, and each transistor is sequentially turned on. The timing of sequentially turning on or off each transistor is determined by the cycle of the timing adjustment clock CLK to the 4-bit shift register 41.
【0024】このように、本実施の形態では、始めにト
ランジスタを順次非導通状態にさせておいてから、それ
らと対になるトランジスタを順次導通させる。従って、
信号出力用の各トランジスタに貫通電流が流れるのを抑
制でき、出力バッファ部30に急激に大電流が流れるこ
とを緩和できる。As described above, in this embodiment, the transistors are sequentially made non-conductive first, and then the transistors paired with them are sequentially made conductive. Therefore,
A through current can be suppressed from flowing in each signal output transistor, and a sudden large current can be alleviated from flowing into the output buffer section 30.
【0025】以上、出力用MOSトランジスタのゲート
幅分割数がpMOSトランジスタ、nMOSトランジス
タとも2分割の場合について説明したが、分割数が2以
上であっても、同様の効果が得られる。又、本実施の形
態ではタイミング調整部40のディジタル回路を便宜
上、4ビットシフトレジスタ及びマルチプレクサという
基本ブロックを用いて構成したが、本来なら、このよう
な動作をする専用マクロという形にすべきであろう。The case where the gate width of the output MOS transistor is divided into two parts, the pMOS transistor and the nMOS transistor, has been described above, but the same effect can be obtained even if the number of divided parts is two or more. Further, in the present embodiment, the digital circuit of the timing adjusting unit 40 is constructed by using the basic blocks of the 4-bit shift register and the multiplexer for the sake of convenience, but it should normally be in the form of a dedicated macro that performs such an operation. Ah
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、出力バ
ッファ部のpMOSトランジスタ、nMOSトランジス
タのゲート幅を分割し、分割した後の各トランジスタが
同時に導通状態または非導通状態に状態遷移しないよう
にタイミングを調整するタイミング調整部を、遅延回路
や抵抗などを用いず、タイミング調整クロックを入力と
するディジタル回路で構成している。As described above, according to the present invention, the gate widths of the pMOS transistor and the nMOS transistor of the output buffer section are divided so that the divided transistors do not transit to the conductive state or the non-conductive state at the same time. The timing adjusting unit for adjusting the timing is configured by a digital circuit that receives the timing adjusting clock as an input, without using a delay circuit or a resistor.
【0027】これにより本発明によれば、外部に例えば
コイルのような大負荷を接続するというような負荷に変
更があった場合や、顧客からノイズ低減の要求があった
場合などでも、回路定数やレイアウトの変更は不要で、
タイミング調整クロックの周期を適当な大きさに調整す
るだけで済むようにできる。このことは、汎用品、特に
ゲートアレイやスタンダードセルといったASICにお
いて、出力負荷の値およびノイズの許容範囲の仕様を拡
げ、汎用性をより一層高めるという効果を奏する。又、
タイミング調整部にディジタル回路を用いているので、
調整タイミングにプロセス依存性がなく、製造プロセス
変更による回路修正やレイアウト修正が不要になるとい
う効果も併せて奏する。Thus, according to the present invention, even when the load is changed such as connecting a large load such as a coil to the outside, or when the customer requests noise reduction, the circuit constants are reduced. No need to change the layout
It is sufficient to adjust the cycle of the timing adjustment clock to an appropriate size. This has the effect of expanding the specifications of the output load value and the allowable range of noise in a general-purpose product, particularly in an ASIC such as a gate array or a standard cell, and further increasing versatility. or,
Since a digital circuit is used for the timing adjustment unit,
The adjustment timing does not depend on the process, and the circuit modification and layout modification due to the manufacturing process change are not required.
【0028】しかも、タイミング調整部に抵抗や遅延回
路を用いることからノイズ低減効果を上げるのに伴って
回路面積を大きくしなければならない従来の出力バッフ
ァ回路に比べて、大電流駆動によるノイズの低減効果を
高めれば高めるほど、面積比が小さくなるという効果を
有する。この効果は、下地がマスターとして決っている
ゲートアレイやスタンダードセルの半導体集積回路に適
用して、特に有効である。Moreover, noise is reduced by driving a large amount of current as compared with a conventional output buffer circuit which requires a large circuit area in order to improve the noise reduction effect by using a resistor and a delay circuit in the timing adjustment section. The higher the effect, the smaller the area ratio. This effect is particularly effective when applied to a gate array whose base is determined as a master or a semiconductor integrated circuit of a standard cell.
【図1】本発明の一実施の形態による出力バッファ回路
の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す出力バッファ回路における動作時の
各信号の電圧波形を示すタイミング図である。FIG. 2 is a timing diagram showing voltage waveforms of respective signals during operation in the output buffer circuit shown in FIG.
【図3】従来の出力バッファ回路の一例の回路図であ
る。FIG. 3 is a circuit diagram of an example of a conventional output buffer circuit.
1,2,3,4 インバータ 5,6,7,8 遅延回路 11 インバータ 20 内部入力端子 21 外部出力端子 22 電源線 23 グランド線 30 出力バッファ部 40 タイミング調整部 41 シフトレジスタ 42 マルチプレクサ 1, 2, 3, 4 Inverter 5, 6, 7, 8 Delay circuit 11 Inverter 20 Internal input terminal 21 External output terminal 22 Power supply line 23 Ground line 30 Output buffer section 40 Timing adjustment section 41 Shift register 42 Multiplexer
Claims (3)
S型電界効果トランジスタとnチャネル型MOS型電界
効果トランジスタのそれぞれのゲート幅を複数個に分割
してなるCMOS構成の出力バッファ部と、 前記分割後の各各のトランジスタのゲート電極への共通
の入力信号を順次遅延させ、前記分割後の各トランジス
タにおける導通状態から非導通状態へ又は非導通状態か
ら導通状態への状態遷移のタイミングが各トランジスタ
間でずれるように調整する、クロックを入力とするディ
ジタル回路とを少くとも備えることを特徴とする出力バ
ッファ回路。1. A p-channel MO for outputting a signal to the outside.
An output buffer unit having a CMOS structure in which the gate width of each of the S-type field effect transistor and the n-channel type MOS field effect transistor is divided into a plurality, and a common gate electrode for each transistor after the division. An input signal is sequentially delayed, and adjustment is performed so that the timing of the state transition from the conducting state to the non-conducting state or from the non-conducting state to the conducting state in each transistor after the division is shifted between the transistors, and the clock is input. An output buffer circuit comprising at least a digital circuit.
スタとnチャネル型MOS型電界効果トランジスタとを
直列に接続しその直列接続点を信号出力端子としたCM
OS構成の回路を複数、それぞれの信号出力端子どうし
を共通にして並列接続してなる出力バッファ部と、 前記出力バッファ部を介して外部に出力すべき信号とク
ロックとを入力して、前記外部に出力すべき信号から、
前記出力バッファ部の各各のトランジスタの導通状態か
ら非導通状態へ又は非導通状態から導通状態への状態遷
移を各トランジスタ間でタイミングをずらして行わせ
る、前記クロックに同期するディジタル信号を生成する
ディジタル回路とを少くとも備えることを特徴とする出
力バッファ回路。2. A CM in which a p-channel type MOS field effect transistor and an n-channel type MOS field effect transistor are connected in series, and the series connection point is used as a signal output terminal.
A plurality of circuits having an OS configuration are connected in parallel with their respective signal output terminals being connected in parallel, and a signal and a clock to be output to the outside via the output buffer unit are input, and the external From the signal that should be output to
Generating a digital signal in synchronization with the clock, which shifts the state of each transistor of the output buffer unit from a conducting state to a non-conducting state or from a non-conducting state to a conducting state at different timings between the transistors. An output buffer circuit comprising at least a digital circuit.
タとnチャネル型MOS電界効果トランジスタとを直列
に接続しその直列接続点を信号出力端子としたCMOS
構成の回路をn(nは、2以上の整数)個、それぞれの
信号出力端子どうしを共通にして並列接続してなる出力
バッファ部と、 前記出力バッファ部を介して出力すべき信号の反転信号
をデータ入力端子に取り込み、外部から入力されるクロ
ックに同期して2n個のデータ出力端子に順次シフトさ
せて出力する、2nビットパラレルアウトのシフトレジ
スタと、 前記外部に出力すべき信号の反転信号の状態に応じて第
1入力端子及び第2入力端子にそれぞれ入力される二つ
の入力データから一つの入力データを選択して出力する
選択機構を2n組備える2n出力のマルチプレクサであ
って、前記シフトレジスタの2nビットの出力データの
それぞれを分けて、いずれかの第1入力端子に入力され
ると同時にいずれかの第2入力端子に入力されるマルチ
プレクサとを含み、 前記シフトレジスタの出力データの前記マルチプレクサ
の第1入力端子への入力にあっては、前記シフトレジス
タの出力データをビット昇順に入力し、第2入力端子へ
の入力にあっては、ビット降順に入力するように構成す
ると共に、 前記マルチプレクサの2n個の出力信号を、前記出力バ
ッファ部を構成する2n個のMOS型電界効果トランジ
スタに一つづつ割り振って、ゲート入力として与えるよ
うに構成したことを特徴とする出力バッファ回路。3. A CMOS in which a p-channel type MOS field effect transistor and an n-channel type MOS field effect transistor are connected in series, and the series connection point serves as a signal output terminal.
An output buffer unit in which n (n is an integer of 2 or more) circuit configurations are connected in parallel with their respective signal output terminals in common, and an inverted signal of a signal to be output via the output buffer unit. 2n-bit parallel-out shift register that outputs the data to the data input terminal, sequentially shifts to 2n data output terminals in synchronization with a clock input from the outside, and an inverted signal of the signal to be output to the outside. A 2n-output multiplexer having 2n sets of selection mechanisms for selecting and outputting one input data from the two input data respectively input to the first input terminal and the second input terminal according to the state of Each of the 2n-bit output data of the register is divided and input to one of the first input terminals and simultaneously input to one of the second input terminals. A multiplexer, wherein the output data of the shift register is input to the first input terminal of the multiplexer, the output data of the shift register is input in bit increasing order, and the input data is input to the second input terminal. Is configured to be input in the descending order of bits, and the 2n output signals of the multiplexer are assigned to the 2n MOS field effect transistors forming the output buffer section one by one and supplied as gate inputs. An output buffer circuit having the above-mentioned configuration.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8033865A JP2891920B2 (en) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Output buffer circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JPH09232930A true JPH09232930A (en) | 1997-09-05 |
JP2891920B2 JP2891920B2 (en) | 1999-05-17 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6801062B2 (en) | 2002-01-24 | 2004-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Output circuit |
US7724062B2 (en) | 2006-07-31 | 2010-05-25 | Fujitsu Microelectronics Limited | Output buffer circuit |
JP2017028370A (en) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | ローム株式会社 | Driver circuit and digital amplifier including the same |
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1996
- 1996-02-21 JP JP8033865A patent/JP2891920B2/en not_active Expired - Fee Related
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