JPH0950696A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0950696A
JPH0950696A JP7199820A JP19982095A JPH0950696A JP H0950696 A JPH0950696 A JP H0950696A JP 7199820 A JP7199820 A JP 7199820A JP 19982095 A JP19982095 A JP 19982095A JP H0950696 A JPH0950696 A JP H0950696A
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JP
Japan
Prior art keywords
output
power supply
circuit
mos transistor
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7199820A
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English (en)
Inventor
Satoru Kodaira
覚 小平
Akira Uematsu
彰 植松
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ワイドレンジ版SRAM等の出力回路におい
て、高電源電圧動作時の出力ドライバのゲート電位の立
ち上がり時間を制御し、ノイズの低減を図る。 【構成】遅延時間の異なる遅延回路を設け、さらに電源
電圧検出回路の出力信号によって遅延回路の切り換えを
行い、出力ドライバのゲート信号の立ち上がり時間また
は立ち下がり時間を制御する。OE信号2がHレベルの
ときデータ信号1がHレベルからLレベルに変化する
と、高電源電圧時には出力駆動用トランジスタ9のゲー
ト信号7は、電源電圧からNチャネルトランジスタ23
のしきい値分だけ低い電圧まで上がった後、Pチャネル
トランジスタ24を介して電源電圧までゆっくりと上が
っていく。一方、低電源電圧動作時には、遅延時間の小
さな遅延回路15が選択され、Pチャネルトランジスタ
24のゲート信号18の立ち下がりは信号12の立ち上
がりとほぼ同じになる。

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の出力回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】図8に従来の半導体集積回路の出力回路
を示す。1は出力回路への入力信号、2はOE信号、3
はインバータ、4はNANDゲート、5はNORゲー
ト、8は出力端子駆動用のPチャネルトランジスタ、9
は8と同様のNチャネルトランジスタ、6はPチャネル
トランジスタ8のゲート信号、7はNチャネルトランジ
スタ9のゲート信号、10は出力端子である。この回路
の動作を説明する。OE信号2がLレベルのとき、6は
Hレベル、7はLレベルとなるから出力端子駆動用のト
ランジスタ8,9ともにオフとなるため、出力端子10
は高インピーダンスとなる。OE信号がHレベルのと
き、入力信号1の状態により出力端子にデータが出力さ
れる。即ち、入力信号1がHレベルのとき、6,7とも
Lレベルとなるため出力端子にはHデータが出力され
る。また入力信号1がLレベルのときは、6,7ともH
レベルとなるため出力端子にはLデータが出力される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで出力端子に流れ
る電流について考えてみる。一般に半導体集積回路の出
力端子には、30pFもしくは100pFのように非常
に大きな負荷容量が接続されて使用される。このことは
データ出力時に負荷を充放電する際に出力ドライバに流
れる電流とアクセスタイムに大きな影響を与える。出力
ドライバに急峻に大きな電流が流れると電源配線のイン
ピーダンスによる電源線の電位の変化が起こるため、こ
れがノイズとなって他の回路に悪影響を及ぼす。この問
題は、出力ドライバのサイズを小さくすることにより解
決されるが、同時にアクセスタイムが遅くなるという問
題を招く。ところで、近年の携帯機器等の発達に伴い、
半導体集積回路の広範囲な電源電圧での動作要求が高ま
っている。例えばSRAMの場合、動作電源電圧は従来
の4.5V〜5.5Vの範囲だけでなく、3.0V〜
5.5V、あるいは2.7V〜5.5V等のワイドレン
ジへと多様化してきている。例えば2.7V〜5.5V
の電源電圧で動作する半導体集積回路の出力回路を、前
述した従来の方法で構成した場合、ノイズは高電源電圧
での動作時に発生し易い。このため出力ドライバのサイ
ズは、高電源電圧時にノイズの影響が問題とならない範
囲で決定することになる。しかしながら、アクセスタイ
ムは低電源電圧動作時に遅くなるため、アクセスタイム
が最も遅くなる2.7V動作時にドライバサイズを最適
な値に合わせ込むことができないという深刻な問題を生
じてしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、少なくとも一つの電源端子と出力端子との間に接続
される第1のMOSトランジスタと、電源電圧検出回路
と、遅延時間の異なる複数の遅延回路とを有する半導体
集積回路の出力回路において、該出力回路への入力信号
は該第1のMOSトランジスタと同電導型の第2のMO
Sトランジスタのソースまたはドレインの一方と、該複
数の遅延回路のうち該電源電圧検出回路の出力信号によ
り選択される遅延回路の入力とに接続され、選択された
該遅延回路の出力信号を該第2のMOSトランジスタの
ソースまたはドレインの他方の出力信号と同相でかつそ
の振幅が該第2のMOSトランジスタの出力信号よりも
大きい信号に変換し、該第2のMOSトランジスタの出
力信号と合成し該第1のトランジスタのゲートに接続し
たことを特徴とする。
【0005】また本発明の他の半導体集積回路は、少な
くとも一つの電源端子と出力端子との間に接続される第
1のMOSトランジスタと、電源電圧検出回路とを有す
る半導体集積回路の出力回路において、該出力回路への
入力信号と該第1のMOSトランジスタのゲートの間
に、該第1のMOSトランジスタと同電導型の第2のM
OSトランジスタと、該第1のMOSトランジスタと逆
電導型で各々電流能力の異なる第2、第3のMOSトラ
ンジスタが並列に接続され、該電源電圧検出回路の出力
信号により、該第2または第3のMOSトランジスタの
どちらか一方が選択されることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明の上記の構成によれば、ノイズを発生し
易い高電源電圧動作時には、出力駆動用MOSトランジ
スタのゲート信号を制御することによって、出力駆動用
MOSトランジスタに流れる電流の時間に対する変化量
を小さくしノイズを低減する。このため出力駆動用MO
Sトランジスタの能力を従来よりも大きくすることがで
きるから、ノイズの影響が小さい低電源電圧動作時には
出力駆動用MOSトランジスタのゲート信号の立ち上が
りを速めることによって、アクセスタイムを速くするこ
とができる。
【0007】
【実施例】図1に本発明の第一の実施例を示す。1は出
力回路への入力信号、2はOE信号、3,33はインバ
ータ、4はNANDゲート、5はNORゲート、8,2
2,24,26,28,30,32はPチャネルMOS
トランジスタ、9,21,23,25,27,29,3
1はNチャネルMOSトランジスタ、13,14,1
5,16は遅延回路、19は電源電圧検出回路である。
【0008】図1の動作を説明するために、高電源電圧
動作時のタイミング図を図3に、その時の出力ドライバ
に流れる電流を図4に示す。また低電源電圧動作時のタ
イミング図を図5に、その時の出力ドライバに流れる電
流を図6に示す。図3、図4、図5、図6とも出力駆動
用NチャネルMOSトランジスタ9の動作について示し
ている。
【0009】OE信号2がLレベルのとき出力は高イン
ピーダンス状態となる。ここではOE信号2がHレベル
のときのみについて説明する。データ信号1がHレベル
からLレベルに変化すると、NOR5の出力信号12は
LレベルからHレベルに上がり、Nチャネルトランジス
タ23を介して出力駆動用トランジスタ9のゲート信号
7はHレベルに上がろうとするが、電源電圧まで上がり
きらずに、電源電圧よりもNチャネルトランジスタ23
のしきい値分だけ低い電圧までしか上がらない。一方電
源電圧検出回路19は電源電圧を検出して高電源電圧時
にはHレベルを、また低電源電圧時にはLレベルを出力
する。高電源電圧時には電源電圧検出回路の出力信号2
0がHレベルとなるから、遅延回路16の出力信号がP
チャネルトランジスタ24のゲート信号18となり信号
12よりも遅延回路16の遅延時間分だけ遅れてLレベ
ルに下がっていく。従って、図3に示す様に出力駆動用
トランジスタ9のゲート信号7は、Nチャネルトランジ
スタ23を介して、電源電圧からNチャネルトランジス
タ23のしきい値分だけ低い電圧まで上がった後、Pチ
ャネルトランジスタ24を介して電源電圧までゆっくり
と上がっていくことになる。即ち、出力MOSトランジ
スタ9に流れる電流は図4に示すとおりに従来に比べて
時間に対する変化量が小さくなるため、ノイズの低減が
可能となり、出力MOSトランジスタ9の電流能力を大
きくすることができる。
【0010】次に低電源電圧動作時について説明する。
前述した様に低電源電圧動作時には電源電圧検出回路の
出力信号はLレベルとなるから、遅延時間の小さな遅延
回路15が選択される。従って図5に示すとおり、Pチ
ャネルトランジスタ24のゲート信号18の立ち下がり
は信号12の立ち上がりとほぼ同じになる。従って出力
ドライバ9のゲート信号7は電源電圧まで素早く上がり
きることになる。ここで出力MOSトランジスタ9の電
流能力は前述したように従来より大きく設定されている
ため、従来に比べて低電圧動作時のアクセススタイムの
速い出力回路が得られる。以上、Nチャネル出力駆動用
トランジスタ9の動作について説明してきたが、Pチャ
ネル出力トランジスタ8の動作についても同様であり、
容易に理解できるであろう。
【0011】図2は本発明の第二の実施例であり、前述
した遅延回路のかわりに能力の異なるトランジスタを用
いている。34,35,はNチャネルMOSトランジス
タであり、36,37はPチャネルMOSトランジスタ
である。35,36はその電流能力を小さく、また3
4,37は電流能力を大きく設定してある。その他の符
号については図1の符号と同一である。第一の実施例と
同様にNチャネル出力トランジスタ9について説明す
る。前述した第一の実施例と同様、高電源電圧動作時に
は電源電圧検出回路の出力信号20はHレベルとなるか
らトランジスタ36はオンとなり、37はオフとなる。
一方低電源電圧動作時には出力信号20はLレベルとな
るから、トランジスタ36はオフとなり37はオンとな
る。ここでトランジスタ36の電流能力はトランジスタ
37の電流能力よりも小さく設定しているため、第一の
実施例と同様の効果が得られることは容易に理解できる
であろう。またこの場合、第一の実施例に比べて、切り
換えに要するスイッチと、遅延回路に要する素子が不要
であり、素子数の低減が可能である。
【0012】図7に本発明の第三の実施例を示す。第一
の実施例及び第二の実施例においては、遅延回路の切り
換え及び能力の異なるトランジスタの切り換えに電源電
圧検出回路を用いたが、通常の電源電圧検出回路には抵
抗分割による回路構成が用いられ、電源電流の増加を招
くことになり好ましくない。その解決策として、電源電
圧検出回路のかわりにパルス幅検出回路を用いた例であ
る。38は通常SRAMに広く用いられるアドレスが変
化したことを検知してパルスを発生する回路であり、3
9はその出力信号、40はパルス幅検出回路であり、4
2は40の出力信号41をラッチするための回路、43
は切り換え信号である。信号39は高電源電圧動作時
と、低電源電圧動作時とでパルス幅が異なる。即ち、高
電源電圧動作時にはパルス幅が小さく、低電源電圧動作
時にはパルス幅は大きくなる。このため、パルス幅検出
回路40によってパルス幅の違いを識別し、出力信号4
1をラッチ回路42にラッチすることで切り換え信号2
0を発生させることができる。従って、電源電圧検出回
路を用いずに電源電圧検出回路を用いた場合と同様の動
作を行い、かつ電源電圧検出回路を用いた場合よりも電
源電流を小さくすることが可能となる。
【0013】
【発明の効果】本発明は以上のように、ノイズを発生し
易い高電源電圧動作時には、出力駆動用MOSトランジ
スタのゲート信号を制御することによって、出力駆動用
MOSトランジスタに流れる電流の時間に対する変化量
を小さくしノイズを低減できる。これにより出力駆動用
MOSトランジスタの能力を従来よりも大きくすること
ができるため、ノイズの影響が小さい低電源電圧動作時
には出力駆動用MOSトランジスタのゲート信号の立ち
上がりを速めることによって、アクセスタイムを速くす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体集積回路の一実施例を示す
図である。
【図2】本発明による半導体集積回路の一実施例を示す
図である。
【図3】図1の高電圧動作時におけるタイミング図であ
る。
【図4】図1の高電圧動作時に出力端子に流れる電流波
形を示す図である。
【図5】図1の低電圧動作時におけるタイミング図であ
る。
【図6】図1の低電圧動作時に出力端子に流れる電流波
形を示す図である。
【図7】本発明による半導体集積回路の一実施例を示す
図である。
【図8】半導体集積回路の出力回路の従来例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1・・・出力回路への入力信号 2・・・OE信号 3,33・・・インバータ 4・・・NANDゲート 5・・・NORゲート 9,21,23,25,27,29,31,34,35
・・・NチャネルMOSトランジスタ 8,22,24,26,28,30,32,36,37
・・・PチャネルMOSトランジスタ 10・・・出力端子 13,14,15,16・・・遅延回路 19・・・電源電圧検出回路 38・・・アドレス遷移検知パルス発生回路 40・・・パルス幅検出回路 42・・・ラッチ回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一つの電源端子と出力端子との
    間に接続される第1のMOSトランジスタと、電源電圧
    検出回路と、遅延時間の異なる複数の遅延回路とを有す
    る半導体集積回路の出力回路において、該出力回路への
    入力信号は該第1のMOSトランジスタと同電導型の第
    2のMOSトランジスタのソースまたはドレインの一方
    と、該複数の遅延回路のうち該電源電圧検出回路の出力
    信号により選択される遅延回路の入力とに接続され、選
    択された該遅延回路の出力信号を該第2のMOSトラン
    ジスタのソースまたはドレインの他方の出力信号と同相
    でかつその振幅が該第2のMOSトランジスタの出力信
    号よりも大きい信号に変換し、該第2のMOSトランジ
    スタの出力信号と合成し該第1のトランジスタのゲート
    に接続したことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】少なくとも一つの電源端子と出力端子との
    間に接続される第1のMOSトランジスタと、電源電圧
    検出回路とを有する半導体集積回路の出力回路におい
    て、該出力回路への入力信号と該第1のMOSトランジ
    スタのゲートの間に、該第1のMOSトランジスタと同
    電導型の第2のMOSトランジスタと、該第1のMOS
    トランジスタと逆電導型で各々電流能力の異なる第2、
    第3のMOSトランジスタが並列に接続され、該電源電
    圧検出回路の出力信号により、該第2または第3のMO
    Sトランジスタのどちらか一方が選択されることを特徴
    とする半導体集積回路。
  3. 【請求項3】前記電源電圧検出回路をパルス幅検出回路
    としたことを特徴とする請求項1または2記載の半導体
    集積回路。
JP7199820A 1995-08-04 1995-08-04 半導体集積回路 Pending JPH0950696A (ja)

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JP (1) JPH0950696A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100347535B1 (ko) * 1999-12-29 2002-08-07 주식회사 하이닉스반도체 파워 업 펄스 회로
JP2016076750A (ja) * 2014-10-02 2016-05-12 株式会社オートネットワーク技術研究所 電流制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100347535B1 (ko) * 1999-12-29 2002-08-07 주식회사 하이닉스반도체 파워 업 펄스 회로
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