JPH10107607A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH10107607A
JPH10107607A JP8255187A JP25518796A JPH10107607A JP H10107607 A JPH10107607 A JP H10107607A JP 8255187 A JP8255187 A JP 8255187A JP 25518796 A JP25518796 A JP 25518796A JP H10107607 A JPH10107607 A JP H10107607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching elements
output
power supply
semiconductor device
output buffer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8255187A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Miyashita
幸司 宮下
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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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Publication of JPH10107607A publication Critical patent/JPH10107607A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の出力バッファ回路に関し、レイア
ウト面積を最小限に押さえ、出力バッファの出力負荷の
充放電電流により発生するノイズを低減する。 【解決手段】データを出力するための出力バッファ回路
を有し、前記出力バッファ回路が、VDDとグランド間
に直列に接続された第1、第2のMOSトランジスタか
らなり、前記第1、第2のMOSトランジスタがそれぞ
れ複数個のMOSトランジスタが並列に接続されて構成
される半導体装置において、前記複数個のMOSトラン
ジスタと電源間に直列に、値の異なる抵抗を接続する。 【効果】タイミング遅延回路等は必要ないため、最小の
レイアウト面積で、出力判定レベルを越える電源のリバ
ウンドによるアクセス遅れや、電源に乗ったノイズによ
る入力バッファ回路のロジックレベル変動等によるアク
セス遅れの改善が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置におけ
る、出力バッファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の高速化にともない出力バッ
ファにも、非常に大きいサイズのトランジスタが使用さ
れている。このトランジスタによる大容量の出力負荷の
充放電電流が引き起こすノイズが問題となっている。こ
のノイズによる電源のリバウンド(出力判定レベルを越
えるリバウンド)によるアクセス遅れや、入力バッファ
等のロジックレベルの変動による、アクセス遅れが問題
となっている。
【0003】そこで、本発明の従来技術として実開昭6
0−55129に示されるような技術が提案されてい
る。図4を参照しながら、従来技術の説明を以下に行
う。
【0004】Q1〜Q4はNチャネル型MOSトランジ
スタ、1〜4はNOR、5〜7はインバータである。ト
ランジスタQ1、Q2及びQ3、Q4は、出力が出力端
子DOUTに接続される出力トランジスタを構成してい
る。Q1、Q2のゲートには、それぞれNOR1、NO
R2の出力が接続される。同様にQ3、Q4のゲートに
はそれぞれNOR3、NOR4の出力が入力される。N
OR1、NOR2それぞれの一方の入力にはDATA信
号が入力されている。NOR3、NOR4それぞれの一
方の入力にはインバータ7によりDATAの反転信号で
ある/DATAが入力されている。また、NOR1、N
OR3の他方の入力にはOE信号が入力されており、N
OR2、NOR4の他方の入力にはインバータ5、6に
より、OE信号より時間t遅れたOE’信号が入力され
ている。DATAにLが入力され、OE信号が論理
「L」に変化した場合、まずNOR1の出力が論理
「H」となり、トランジスタQ2が、ON状態となり、
Hのデータが出力され始める。このとき、OE信号が論
理「L」に変化した後、時間t後OE’が論理「L」と
なりNOR2の出力が論理「H」となりトランジスタQ
1が、Q2よりt遅れてON状態となる。同様にしてデ
ータHの場合は、Q4がONして時間t後Q3がON状
態となる。以上のように出力を構成するトランジスタQ
2、Q1(あるいはQ4、Q3)のゲートに入力される
信号にタイミング差を設けているので、前記Q2、Q1
(あるいはQ4、Q3)が同時にONする事を防いでい
るため、ノイズ低減を実現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
トランジスタQ1、Q2(あるいはQ3、Q4)それぞ
れのゲートに入力する信号にタイミング差をつけていた
が、そのために出力バッファ駆動信号発生回路を構成す
るNOR回路及びインバータ回路等が余分に必要となる
ため、レイアウト面積が大きくなるという欠点があっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
された半導体装置は、データを出力するための出力バッ
ファ回路を有し、前記出力バッファ回路が、第1の電源
と第2の電源との間に直列に接続された第1のスイッチ
ング素子及び第2のスイッチング素子とを有し、前記第
1及び前記第2のスイッチング素子がそれぞれ複数個の
スイッチング素子を並列に接続してなる半導体装置にお
いて、前記複数個のスイッチング素子と前記電源との間
に直列に、それぞれ値の異なる抵抗を接続してなること
を特徴とする。
【0007】本発明の請求項2に記載された半導体装置
は、データを出力するための出力バッファ回路を有し、
前記出力バッファ回路が、第1の電源と第2の電源との
間に直列に接続された第1のスイッチング素子及び第2
のスイッチング素子とを有し、前記第1及び前記第2の
スイッチング素子がそれぞれ複数個のスイッチング素子
を並列に接続してなる半導体装置において、前記複数個
のスイッチング素子のゲート電極と前記複数個のスイッ
チング素子のゲートを制御するための駆動信号発生回路
との間に、それぞれ値の異なる抵抗を接続してなること
を特徴とする。
【0008】本発明の請求項3に記載された半導体装置
は、請求項1又は2に記載された半導体装置が有する抵
抗の抵抗値は、前記第1あるいは、前記第2のスイッチ
ング素子を形成する複数個のスイッチング素子のオンタ
イミングのずれがそれぞれ数ナノ秒以下となる様な値を
有することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1、図2、図3を用いて半導体
記憶装置を例にとって本発明の実施形態の説明を行う。
図1においてQP1、QP2〜QPnは、スイッチング
素子、たとえば、Pチャネル型MOSトランジスタであ
り、抵抗R1、R2〜Rnを介してVDDと出力端子D
outとの間に並列に接続されている。QN1、QN2
〜QNnは、スイッチング素子、たとえばNチャネル型
MOSトランジスタであり、抵抗r1、r2〜rnを介
してVSSと出力端子Doutとの間に並列に接続され
る。前記Pチャネル型MOSトランジスタQP1、QP
2〜QPnのゲートはインバータ8の出力が入力され
る。前記Nチャネル型MOSトランジスタQN1、QN
2〜QNnのゲートはNOR10の出力が入力される。
また、内部のメモリセルより読み出すデータDINはN
OR9の一方の入力に入力される。さらに、インバータ
11を介してDINの反転データがNOR10の一方の
入力端子に入力される。NOR9、NOR10の他方の
入力端子には信号OEが入力される。
【0010】このとき、Pチャネル型MOSトランジス
タQP1、QP2〜QPnのトランジスタ特性は同一で
あると仮定する。前記抵抗R1、R2〜Rn、抵抗r
1、r2〜rnは、R1≠R2≠・・・≠Rn、r1≠
r2≠・・・≠rnとする。
【0011】ここで出力イネーブル信号OEが論理
「L」とする。、内部メモリセルから読み出されたデー
タDINが論理「H」の時、インバータ8の出力は論理
「H」となり、前記Pチャネル型MOSトランジスタQ
P1、QP2〜QPnは非活性の状態となる。NOR1
0の出力は論理「H」となり、前記Nチャネル型MOS
トランジスタQN1、QN2〜QNnは活性化される。
このとき、抵抗r1≠r2≠・・・≠rnであり、トラ
ンジスタにソース抵抗が接続された状態となるため、抵
抗が大きい程Vd−Id特性の非飽和領域の傾きが小さ
くなるため、一番小さい抵抗が接続されたトランジスタ
から順番に活性化され、論理「L」がDoutより出力
される。次にデータDINが論理「L」の時、NOR1
0の出力は論理「L」となり、前記Nチャネル型MOS
トランジスタQN1、QN2〜QNnは、非活性状態と
なる。インバータ8の出力は論理「L」となり、Pチャ
ネル型MOSトランジスタQP1、QP2〜QPnは活
性化状態となる。このとき、抵抗R1≠R2≠・・・≠
Rnであるので、接続された抵抗の小さい順に活性化さ
れる。以上の様に、活性化されるトランジスタのソース
側の抵抗が異なるため同時にオン状態にならず、それぞ
れオンするタイミングが異なるため、出力負荷の充放電
電流によるノイズを分散させる事によりノイズのピーク
を押さえる事が可能となる。
【0012】図2を用いて本発明の第2の実施形態の説
明を行う。図2においてPチャネル型MOSトランジス
タQP1、QP2〜QPn、Nチャネル型MOSトラン
ジスタQN1、QN2〜QNn、出力バッファ駆動信号
発生回路を構成するインバータ8、11、NOR9、1
0は第1の実施形態と同一であるので詳細な説明は省略
する。インバータ8の出力と前記Pチャネル型MOSト
ランジスタQP1、QP2〜QPnのそれぞれのゲート
電極との間に抵抗RG1、RG2〜RGnがそれぞれ接
続されている。また、NOR10の出力と前記とNチャ
ネル型MOSトランジスタQN1、QN2〜QNnのゲ
ート電極との間にそれぞれ、抵抗rg1、rg2〜rg
nが接続される。
【0013】このとき、Pチャネル型MOSトランジス
タQP1、QP2〜QPnのトランジスタ特性は同一で
あると仮定する。前記抵抗RG1、RG2〜RGn、抵
抗rg1、rg2〜rgnは、RG1≠RG2≠・・・
≠RGn、rg1≠rg2≠・・・≠rgnとする。
【0014】ここで出力イネーブル信号OEが論理
「L」とする。内部メモリセルから読み出されたデータ
DINが論理「H」の時、インバータ8の出力は論理
「H」となり、前記Pチャネル型MOSトランジスタQ
P1、QP2〜QPnは非活性の状態となる。NOR1
0の出力は論理「H」となり、前記Nチャネル型MOS
トランジスタQN1、QN2〜QNnは活性化される。
このとき、抵抗rg1≠rg2≠・・・≠rgnであ
り、接続された抵抗が大きいトランジスタ程Vg−Id
特性の非飽和領域での傾きが小さくなるため、一番小さ
い抵抗が接続されたトランジスタから順番に活性化さ
れ、論理「L」がDoutより出力される。次にデータ
DINが論理「L」の時、NOR10の出力は論理
「L」となり、前記Nチャネル型MOSトランジスタQ
N1、QN2〜QNnは、非活性状態となる。インバー
タ8の出力は論理「L」となり、Pチャネル型MOSト
ランジスタQP1、QP2〜QPnは活性化状態とな
る。このとき、抵抗RG1≠RG2≠・・・≠RGnで
あるので、接続された抵抗の小さい順に活性化される。
以上の様に、活性化されるトランジスタが同時にオン状
態にならず、それぞれオンするタイミングが異なるた
め、出力負荷の充放電電流によるノイズを分散させる事
によりノイズのピークを押さえる事が可能となる。
【0015】上記図1、図2の実施形態の説明では、出
力バッファの負荷側のトランジスタがPチャネル型MO
Sトランジスタを使用した場合について説明したが、N
チャネル型を使用する事も可能である。また、トランジ
スタ(QP1、QP2〜QPnあるいはQN1、QN2
〜QNn)のソース側に抵抗を接続した場合を例にとっ
て説明したが、ドレイン側に接続しても同様の効果が得
られる。
【0016】ここで、図3を参照して上記実施形態の説
明で示したトランジスタ(QP1、QP2〜QPnある
いはQN1、QN2〜QNn)のオンタイミングのずれ
量について補足する。実線1はトランジスタのオンタイ
ミングを変化させない時の「L」出力波形であり、点線
2はトランジスタのオンタイミングを変化させた場合の
「L」出力波形である。波線は出力判定レベルである。
実線1のアクセス時間はノイズによるリバウンドにより
A’がアクセス時間となる。点線2の場合Bがアクセス
時間となる。実線1のノイズによるリバウンドの幅は通
常数n秒〜数十n秒程度であり、トランジスタのオンタ
イミングのずれはBがA’を越えてしまうようだと効果
がなくなるため、数n秒以下になる様に抵抗R1、R2
〜Rn、r1、r2〜rn、RG1、RG2〜RGn、
rg1、rg2〜rgnの値を設定する必要がある。さ
らに、抵抗R1、R2〜Rn、r1、r2〜rn、RG
1、RG2〜RGn、rg1、rg2〜rgnの値は、
トランジスタ自体(QP1、QP2〜QPnあるいはQ
N1、QN2〜QNn)のオン抵抗よりも大きくする必
要があるのは言うまでもない。
【0017】本発明において、従来の技術に示されるよ
うなタイミング遅延回路等は必要ないためレイアウト面
積を削減する事が可能である。また前記抵抗R1、R2
〜Rn、抵抗r1、r2〜rn、RG1、RG2〜RG
n、rg1、rg2〜rgnは、ポリシリコン配線、ポ
リサイド配線等を使用する事により簡単にレイアウト上
に配置する事が可能でありさらにはコンタクトの数によ
り抵抗値を変化させる事も可能である。さらにレイアウ
トのみで抵抗を変化させる事が困難な場合は前記ポリシ
リコン配線、ポリサイド配線のイオン打ち込み量をマス
クにより打ち分ける事も可能である。また、トランジス
タ自信の特性を変化(例えばVth、ゲート膜厚、拡散
抵抗等)させる必要がないためプロセス工程数の増加も
ない。また試作時の特性合わせ込みのために、各トラン
ジスタに接続される抵抗も複数あらかじめ配置する事に
よりレーザ加工やイオンビームを用いた加工が可能にな
り、適正な抵抗を配置する事が簡単に実現できる。
【0018】以上に示した実施形態において、出力バッ
ファのトランジスタサイズは同一の物と仮定したが、ト
ランジスタサイズをそれぞれ変えて、本発明と組み合わ
せる事も可能であるし、Vthやゲート膜厚を変えて、
本発明と組み合わせる事も可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明において、従来の技術に示される
ようなタイミング遅延回路等は必要ないためレイアウト
面積を削減する事が可能であり、活性化されるトランジ
スタに接続された抵抗が異なるため同時にオン状態にな
らず、それぞれオンするタイミングが異なるため、出力
負荷の充放電電流によるノイズを押さえる事が可能とな
る。これにより、出力判定レベルを越える電源のリバウ
ンドによるアクセス遅れや、電源に乗ったノイズによる
入力バッファ回路のロジックレベル変動等によるアクセ
ス遅れの改善が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を説明する図。
【図2】本発明の第2の実施形態を説明する図。
【図3】本発明の第3の実施形態を説明する図。
【図4】本発明に係わる従来技術を説明する図。
【符号の説明】
QP1〜QPn、Q1〜Q4・・・Pチャネル型MOS
トランジスタ QN1〜QNn・・・Nチャネル型MOSトランジスタ 5、6、7、8、11・・・インバータ 1、2、3、4、9、10・・・NOR

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】データを出力するための出力バッファ回路
    を有し、前記出力バッファ回路が、第1の電源と第2の
    電源との間に直列に接続された第1のスイッチング素子
    及び第2のスイッチング素子とを有し、前記第1及び前
    記第2のスイッチング素子がそれぞれ複数個のスイッチ
    ング素子を並列に接続してなる半導体装置において、前
    記複数個のスイッチング素子と前記電源との間に直列
    に、それぞれ値の異なる抵抗を接続してなることを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】データを出力するための出力バッファ回路
    を有し、前記出力バッファ回路が、第1の電源と第2の
    電源との間に直列に接続された第1のスイッチング素子
    及び第2のスイッチング素子とを有し、前記第1及び前
    記第2のスイッチング素子がそれぞれ複数個のスイッチ
    ング素子を並列に接続してなる半導体装置において、前
    記複数個のスイッチング素子のゲート電極と前記複数個
    のスイッチング素子のゲートを制御するための駆動信号
    発生回路との間に、それぞれ値の異なる抵抗を接続して
    なることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】請求項1、又は請求項2に記載された半導
    体装置が有する抵抗の抵抗値は、前記第1あるいは、前
    記第2のスイッチング素子を形成する複数個のスイッチ
    ング素子のオンタイミングのずれがそれぞれ数ナノ秒以
    下となる様な値を有することを特徴とする半導体装置。
JP8255187A 1996-09-26 1996-09-26 半導体装置 Withdrawn JPH10107607A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280411B2 (en) 2002-11-28 2007-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Output buffer circuit and semiconductor memory using the same
JP2009152865A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Nec Electronics Corp 終端回路

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280411B2 (en) 2002-11-28 2007-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Output buffer circuit and semiconductor memory using the same
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Effective date: 20031202