JPH11191730A - Semiconductor output circuit - Google Patents

Semiconductor output circuit

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JPH11191730A
JPH11191730A JP9357646A JP35764697A JPH11191730A JP H11191730 A JPH11191730 A JP H11191730A JP 9357646 A JP9357646 A JP 9357646A JP 35764697 A JP35764697 A JP 35764697A JP H11191730 A JPH11191730 A JP H11191730A
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和彦 浅畑
Yasunori Tanaka
康規 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power consumption of the circuit without neglecting the response. SOLUTION: In the case that an enable signal EN is inactive and no pre- buffer is in operation and a P channel MOS transistor(TR) 1 is nonconductive in an input state, the operation of an output level transfer circuit is halted because the enable signal EN is inactive so that no power is consumed. However, a gate of P channel MOS TR 2 is kept to a low level by a TR 8 before the TR 1 is conductive to turn on the TR 2. Thus, the enable signal EN becomes active, the pre-buffer is operated, 0 level is applied to the gate of the P channel MOS TR 1, and as soon as the TR 1 is conductive, a voltage of 3V from a power supply Vcc is outputted to an input/output pad with a high response. The enable signal EN being active, the output level transfer circuit comes in the operating state and the succeeding operation is conducted with a high response.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3V/5V系など
の異なる2種類以上の信号電圧レベルを持ったLSI等
において異電圧レベル間のインターフェース機能を有す
る半導体出力回路に関する。
The present invention relates to a semiconductor output circuit having an interface function between different voltage levels in an LSI having two or more different signal voltage levels such as a 3V / 5V system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIの低電圧化が進んでいる
が、この低電圧化の過渡期において異種の電圧レベルの
混在は避けきれず、このため、3V/5V系などの両レ
ベル同時対応のインターフェースが必要となっている。
最近、特に5Vから3V電源へ移行しているため、5V
/3Vインターフェース回路が開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the voltage of LSIs has been reduced, but it is inevitable that different voltage levels coexist in the transitional period of the reduction in voltage. Interface is required.
Recently, especially since the transition from 5V to 3V power supply, 5V
A / 3V interface circuit has been developed.

【0003】図3はこの種のインターフェースである5
Vトレラントの動作概念を説明する図である。5Vトレ
ラントLSI31は0〜3Vを出力し、且つ出力ピンは
外部の3Vバス32には勿論、5Vバス33にも接続可
能になっている。
FIG. 3 shows such an interface 5
It is a figure explaining the operation | movement concept of V tolerant. The 5V tolerant LSI 31 outputs 0 to 3V, and the output pins can be connected to the external 3V bus 32 as well as to the 5V bus 33.

【0004】図4は従来のは半導体出力回路の構成例を
示したブロック図である(特開平9−246942参
照)。この半導体出力回路は、Vcc(3V)電源に接
続され、入力電圧A及びイネーブル信号ENに基づいて
0〜3Vの電圧を出力するプリバッファ3を備え、その
出力側はプルアップ用のP型のMOSトランジスタ1の
ゲートに接続されている。P型のMOSトランジスタ1
は逆流防止用のP型のMOSトランジスタ2と直列接続
され、P型のMOSトランジスタ1のドレイン及びサブ
ストレートは3V電源に接続され、P型のMOSトラン
ジスタ2のソースは入出力パッド6に接続されている。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional semiconductor output circuit (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-246942). This semiconductor output circuit includes a pre-buffer 3 connected to a Vcc (3 V) power supply and outputting a voltage of 0 to 3 V based on an input voltage A and an enable signal EN, and its output side is a P-type for pull-up. It is connected to the gate of the MOS transistor 1. P-type MOS transistor 1
Is connected in series with a P-type MOS transistor 2 for preventing backflow, the drain and substrate of the P-type MOS transistor 1 are connected to a 3V power supply, and the source of the P-type MOS transistor 2 is connected to an input / output pad 6. ing.

【0005】又、P型のMOSトランジスタ2のサブス
トレート(N型ウエル)はスイッチド・フローティング
N−Well回路4に接続され、このスイッチド・フロ
ーティングN−Well回路4はP型のMOSトランジ
スタ1のドレイン及びサブストレート側に接続されると
共に、入出力パッド6に接続されている。P型のMOS
トランジスタ2のソースとゲートの間には出力電位伝達
回路5に接続されており、又、入出力パッド6はバスラ
イン7に接続されている。
The substrate (N-type well) of the P-type MOS transistor 2 is connected to a switched floating N-Well circuit 4, and the switched floating N-Well circuit 4 is connected to a P-type MOS transistor 1 , And to the input / output pad 6. P-type MOS
The output potential transmission circuit 5 is connected between the source and the gate of the transistor 2, and the input / output pad 6 is connected to the bus line 7.

【0006】ここで、上記したスイッチド・フローティ
ングN−Well回路4は、前記P型のMOSトランジ
スタ2のサブストレートを、入出力パッド6の電位が3
Vより低くなった時に3Vの低レベルにバイアスし、3
Vより高くなった時にはフローティング状態にする回路
である。
Here, the above-mentioned switched floating N-Well circuit 4 connects the substrate of the P-type MOS transistor 2 with the potential of the input / output pad 6 of 3.
When the voltage falls below V, the bias is biased to a low level of 3V,
This is a circuit for setting a floating state when the voltage becomes higher than V.

【0007】又、出力電位伝達回路5の詳細回路図は図
5に示したようになっている。出力電位伝達回路5は入
出力パッド6とグランドとの間に直列接続されたP−M
OSトランジスタ51と抵抗52とで構成され、その接
続点が出力端となってP−MOSトランジスタ2のゲー
トに接続されている。P−MOSトランジスタ51のゲ
ートには、3VよりもP−MOSの閾値Vth分低い電
圧が印加されている。このため、入出力パッド6の電位
が3Vを越えたレベルになった時に、P−MOSトラン
ジスタ51を通してこの電位がP型のMOSトランジス
タ2のゲートヘ伝達される。
The detailed circuit diagram of the output potential transmitting circuit 5 is as shown in FIG. The output potential transmission circuit 5 is a PM connected in series between the input / output pad 6 and the ground.
The P-MOS transistor 2 includes an OS transistor 51 and a resistor 52, and a connection point thereof is connected to the gate of the P-MOS transistor 2 as an output terminal. A voltage lower than 3V by the threshold voltage Vth of the P-MOS is applied to the gate of the P-MOS transistor 51. Therefore, when the potential of the input / output pad 6 exceeds 3V, this potential is transmitted to the gate of the P-type MOS transistor 2 through the P-MOS transistor 51.

【0008】次に図4の回路のプルアップ時の動作につ
いて説明する。まず、入出力パッド6が低レベルにある
とする。イネーブル信号ENが活性で、“1”の入力信
号Aがプリバッファ3に入力されると、プリバッファ3
は入力信号を反転して、“0”をP型のMOSトランジ
スタ1のゲートに入力する。これにより、このトランジ
スタ1がオンする。この時、P型のMOSトランジスタ
2のゲートには出力電位伝達回路5から“0”電位が印
加されていて、P型のMOSトランジスタ2もオンして
いるため、これらトランジスタ1、2を通して電源電圧
3Vが入出力パッド6に印加されて、入出力パッド6は
3Vの電源レベルになる。これにより、出力電位伝達回
路5には3Vが印加されるが、この3Vでは出力電位伝
達回路5はこの電位をP型のMOSトランジスタ2のゲ
ートには伝達しないので、P型のMOSトランジスタ2
のゲートには“0”電位が印加され続ける。
Next, the operation of the circuit of FIG. 4 at the time of pull-up will be described. First, it is assumed that the input / output pad 6 is at a low level. When the enable signal EN is active and the input signal A of "1" is input to the pre-buffer 3, the pre-buffer 3
Inverts the input signal and inputs "0" to the gate of the P-type MOS transistor 1. As a result, the transistor 1 is turned on. At this time, the “0” potential is applied to the gate of the P-type MOS transistor 2 from the output potential transmission circuit 5 and the P-type MOS transistor 2 is also turned on. 3V is applied to the input / output pad 6, and the input / output pad 6 is set to the power supply level of 3V. As a result, 3 V is applied to the output potential transmission circuit 5. At this 3 V, the output potential transmission circuit 5 does not transmit this potential to the gate of the P-type MOS transistor 2.
"0" potential is continuously applied to the gates of.

【0009】このようなプルアップ時において、入出力
パッド6にバスライン7から5Vが印加されると、スイ
ッチド・フローティングN−Well回路4によって、
PNダイオードの順方向バイアス状態にあるP型のMO
Sトランジスタ2のサブストレートが開放されるため、
このサブストレートを通して3VのVcc電源に電流が
逆流することが防止される。これと共に、入出力パッド
6に印加された5Vが出力電位伝達回路5を通してP型
のMOSトランジスタ2のゲートに印加されるため、こ
のP型のMOSトランジスタ2がオフになる。このた
め、プルアップ時に入出力パッド6から3VのVcc電
源へ電流が逆流することが全くなくなる。又、この時、
いかなるトランジスタのゲートとソースあるいはドレイ
ン又はサブストレートとの間にも3V以上の電圧が印加
されることがない。
At the time of such pull-up, when 5 V is applied from the bus line 7 to the input / output pad 6, the switched floating N-Well circuit 4
P-type MO in forward bias state of PN diode
Since the substrate of the S transistor 2 is opened,
Backflow of the current to the 3V Vcc power supply through this substrate is prevented. At the same time, since 5 V applied to the input / output pad 6 is applied to the gate of the P-type MOS transistor 2 through the output potential transmission circuit 5, the P-type MOS transistor 2 is turned off. Therefore, current does not flow backward from the input / output pad 6 to the Vcc power supply of 3 V at the time of pull-up. Also, at this time,
No voltage greater than 3 V is applied between the gate and the source or drain or substrate of any transistor.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体出力回路では、回路のパフォーマンスを向上させよ
うとすると、出力電位伝達回路5を常に動作させておか
なければならないため、トランジスタ51を通して常時
リーク電流がグランド側に流れるようになっていて、消
費電力が大きくなるという問題があった。そこで、逆に
リークを減らそうとすると、今度は入出力パッド6に5
Vが印可されてから、この5Vの印加がなくなる際、入
出力パッド6が一旦0Vまで下がらないと、出力電位伝
達回路5の動作により、P型のMOSトランジスタ2の
ゲートを0Vにできないため、P型のMOSトランジス
タ2が直ぐにオンにならず、このため、入出力パッド6
からバスライン7になかなか3Vの出力を出せないとい
う問題があった。
In the conventional semiconductor output circuit as described above, in order to improve the performance of the circuit, the output potential transmission circuit 5 must always be operated. There is a problem that the leakage current flows to the ground side and the power consumption increases. Therefore, on the contrary, if the leakage is to be reduced, 5
When the application of 5 V is stopped after V is applied, if the input / output pad 6 does not drop to 0 V once, the gate of the P-type MOS transistor 2 cannot be set to 0 V by the operation of the output potential transmission circuit 5. The P-type MOS transistor 2 does not turn on immediately, so that the input / output pad 6
, There is a problem that a 3 V output cannot be easily output to the bus line 7.

【0011】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、応答性を疎外す
ることなく、回路の消費電力を小さくすることができる
半導体出力回路を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor output circuit capable of reducing the power consumption of a circuit without deteriorating responsiveness. It is to be.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の特徴は、イネーブル信号により動作が
オンオフされ、且つ入力電圧を反転増幅するプリバッフ
ァと、外部回路により高レベルの電圧を印加し得る入出
力端子と、この入出力端子と前記高レベル電圧よりも低
い電圧レベルの低レベル電源との間に接続される第1、
第2のトランジスタから成る直列回路と、前記入出力端
子が前記低レベル電圧を越えると、この電圧レベルを前
記第2のトランジスタの制御端子に伝達してこのトラン
ジスタをオンからオフにし、且つ前記イネーブル信号に
より動作がオンオフされる出力電位伝達回路と、前記イ
ネーブル信号により、少なくとも前記プリバッファ及び
出力電位伝達回路の動作が停止されている期間及び出力
電位伝達回路が動作を開始するまでの期間、前記第2の
トランジスタを動作させる補助回路とを具備し、前記プ
リバッファの出力電圧に基づいて、前記第1のトランジ
スタがオンオフすることにより、前記低レベル電源の電
圧を前記入出力端子に出力することにある。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is characterized in that the operation is turned on / off by an enable signal, and a prebuffer for inverting and amplifying an input voltage; A first input / output terminal capable of applying a voltage, and a first level connected between the input / output terminal and a low-level power supply having a voltage level lower than the high-level voltage.
A series circuit comprising a second transistor, when the input / output terminal exceeds the low level voltage, transmitting this voltage level to a control terminal of the second transistor to turn the transistor from on to off; An output potential transmission circuit whose operation is turned on / off by a signal, and at least a period in which the operation of the pre-buffer and the output potential transmission circuit is stopped and a period until the output potential transmission circuit starts operating, by the enable signal. An auxiliary circuit for operating a second transistor, wherein the first transistor is turned on / off based on an output voltage of the pre-buffer, thereby outputting the voltage of the low-level power supply to the input / output terminal. It is in.

【0013】この第1の発明によれば、イネーブル信号
が不活性の時、プリバッファは動作を停止し、その出力
は例えばハイレベルになるため、第1のトランジスタを
P型のMOSトランジスタとしておけば、このトランジ
スタはオフで、低レベル電源の電圧が入出力端子には出
力されず、回路は入力状態になる。この時、イネーブル
信号が不活性であるため、出力電位伝達回路は動作を停
止しており、ここでの電力の消費がほぼ0になる。その
後、イネーブル信号が活性になって、プリバッファが動
作し、このプリバッファからローレベルの信号が出力さ
れると、第1のトランジスタはオンになり、低レベル電
源の電圧が第1、第2のトランジスタから成る直列回路
を通して直ちに前記入出力端子に出力される。その後、
イネーブル信号の活性化により出力電位伝達回路が動作
することによって第2のトランジスタのオン状態が持続
され、補助回路の動作がオフする。又、出力電位伝達回
路が動作した後の第2のトランジスタのオンオフ制御は
応答性よく行われ、回路動作の応答性を疎外することは
ない。
According to the first aspect, when the enable signal is inactive, the pre-buffer stops operating and its output becomes, for example, a high level, so that the first transistor is set as a P-type MOS transistor. If this transistor is off, the voltage of the low-level power supply is not output to the input / output terminal, and the circuit enters the input state. At this time, since the enable signal is inactive, the output potential transmission circuit stops operating, and the power consumption here becomes almost zero. Thereafter, when the enable signal is activated and the pre-buffer operates and a low-level signal is output from the pre-buffer, the first transistor is turned on, and the voltage of the low-level power supply is changed to the first and second voltages. Is immediately output to the input / output terminal through a series circuit composed of the above transistors. afterwards,
The activation of the enable signal causes the operation of the output potential transmission circuit, whereby the on state of the second transistor is maintained, and the operation of the auxiliary circuit is turned off. Further, the on / off control of the second transistor after the operation of the output potential transmission circuit is performed with good responsiveness, and the responsiveness of the circuit operation is not neglected.

【0014】第2の発明の特徴は、前記補助回路はディ
メンションの大きなトランジスタで構成され、且つこの
トランジスタは前記入出力端子の入力信号によって制御
されることにより、少なくとも前記イネーブル信号によ
りプリバッファ及び出力電位伝達回路の動作が停止され
ている期間及び出力電位伝達回路が動作を開始するまで
の期間、前記第2のトランジスタをオンにすることにあ
る。
According to a second aspect of the present invention, the auxiliary circuit is constituted by a transistor having a large dimension, and the transistor is controlled by an input signal of the input / output terminal, so that at least the pre-buffer and the output are enabled by the enable signal. The second transistor is turned on during a period in which the operation of the potential transmission circuit is stopped and a period until the operation of the output potential transmission circuit starts.

【0015】この第2の発明によれば、ディメンション
の大きなトランジスタのため、出力動作時の応答性を向
上させる。
According to the second aspect, since the transistor has a large dimension, the responsiveness during the output operation is improved.

【0016】第3の発明の特徴は、前記出力電位伝達回
路は前記入出力端子とグランド間を接続する複数のトラ
ンジスタの直列回路を有し、且つこれらトランジスタの
中で前記グランドに接続されるトランジスタのゲート幅
を狭くしたことにある。
A third aspect of the present invention is characterized in that the output potential transmission circuit has a series circuit of a plurality of transistors connecting the input / output terminal and a ground, and among these transistors, a transistor connected to the ground In that the gate width is reduced.

【0017】この第3の発明によれば、前記出力電位伝
達回路が入出力端子の電位を第1のトランジスタのゲー
トに伝達している際に、前記ゲート幅の狭いトランジス
タにより、グランド側に流れる電流を小さくすることが
できるため、更に省電力となる。
According to the third aspect, when the output potential transmission circuit transmits the potential of the input / output terminal to the gate of the first transistor, the output potential transmission circuit flows to the ground side by the narrow gate width transistor. Since the current can be reduced, power consumption is further reduced.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の半導体出力回路
の一実施の形態を示したブロック図である。但し、従来
例に対応する部分には同一の符号を用いてある。プリバ
ッファ3は入力信号Aのレベルを反転増幅して出力する
もので、イネーブル信号ENが活性化すると動作し、非
活性であると、動作を停止する。プリバッファ3の出力
側はプルアップ用のP型のMOSトランジスタ1のゲー
トに接続されている。P型のMOSトランジスタ1は逆
流防止用のP型のMOSトランジスタ2に直列接続さ
れ、そのドレイン及びサブストレートは3V電源Vcc
に接続されている。P型のMOSトランジスタ2のソー
スは入出力パッド6に接続され、入出力パッド6はバス
ライン7に接続されている。入出力パッド6は入力バッ
ファ9の入力側に接続され、入力信号はこの入力バッフ
ァ9を通してLSI回路内等に入力されることになる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the semiconductor output circuit of the present invention. However, the same reference numerals are used for the portions corresponding to the conventional example. The pre-buffer 3 inverts and amplifies the level of the input signal A and outputs the inverted signal. The pre-buffer 3 operates when the enable signal EN is activated, and stops operating when the enable signal EN is inactive. The output side of the pre-buffer 3 is connected to the gate of a P-type MOS transistor 1 for pull-up. A P-type MOS transistor 1 is connected in series to a P-type MOS transistor 2 for preventing backflow, and its drain and substrate are connected to a 3V power supply Vcc.
It is connected to the. The source of the P-type MOS transistor 2 is connected to an input / output pad 6, and the input / output pad 6 is connected to a bus line 7. The input / output pad 6 is connected to the input side of an input buffer 9, and an input signal is input into the LSI circuit or the like through the input buffer 9.

【0019】P型のMOSトランジスタ2のサブストレ
ートはスイッチド・フローティングN−Well回路4
に接続され、スイッチド・フローティングN−Well
回路4は3V電源Vccに接続されると共に、入出力パ
ッド6側に接続されている。又、P型のMOSトランジ
スタ2のゲートとドレインの間には出力電位伝達回路1
0が接続されている。P型のMOSトランジスタ2のゲ
ートはディメンションが大きいトランジスタ8に接続さ
れ、このトランジスタ8は入力バッファ9の出力側に接
続されている。
The substrate of the P-type MOS transistor 2 is a switched floating N-Well circuit 4
Connected to a switched floating N-Well
The circuit 4 is connected to the 3V power supply Vcc and to the input / output pad 6 side. An output potential transmission circuit 1 is connected between the gate and the drain of the P-type MOS transistor 2.
0 is connected. The gate of the P-type MOS transistor 2 is connected to a transistor 8 having a large dimension, and this transistor 8 is connected to the output side of an input buffer 9.

【0020】次に本実施の形態の動作について説明す
る。イネーブル信号ENが非活性である時、プリバッフ
ァ3は動作を停止し、その出力は“1”となり、これが
P型のMOSトランジスタ1のゲートに入力されるた
め、P型のMOSトランジスタ1はオフになる。このた
め、入出力パッド6には3V電源Vccの電圧は出力さ
れず、高インピーダンスの入力状態になる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the enable signal EN is inactive, the prebuffer 3 stops operating and its output becomes "1", which is input to the gate of the P-type MOS transistor 1, so that the P-type MOS transistor 1 is turned off. become. For this reason, the voltage of the 3V power supply Vcc is not output to the input / output pad 6, and the input state becomes high impedance.

【0021】この状態で、バスライン7から信号が入出
力パッド6に入力されると、入力信号は入力バッファ9
から内部に入力される。この時、ディメンションの大き
いトランジスタ8は動作していて、P型のMOSトラン
ジスタ1がオンする前にP型のMOSトランジスタ2の
ゲートを“0”レベルにして、このトランジスタ2をオ
ンにしている。又、イネーブル信号ENが非活性の時、
出力電位伝達回路10がオフになり、この回路の消費電
力をほぼ0にしている。
In this state, when a signal is input from the bus line 7 to the input / output pad 6, the input signal is input to the input buffer 9
Is input internally. At this time, the transistor 8 having a large dimension is operating, and before the P-type MOS transistor 1 is turned on, the gate of the P-type MOS transistor 2 is set to “0” level to turn on the transistor 2. When the enable signal EN is inactive,
The output potential transmission circuit 10 is turned off, and the power consumption of this circuit is almost zero.

【0022】その後、イネーブル信号ENが活性とな
り、プリバッファ3が動作し、“1”の入力信号Aが入
力されると、プリバッファ3の出力が“0”になって、
P型のMOSトランジスタ1のゲートに印加されるた
め、P型のMOSトランジスタ1はオンする。この時、
P型のMOSトランジスタ2は既にオンしているため、
入出力パッド6には直ちに3Vの電源レベルになって、
3Vがバスライン7に出力される。これと共に、上記の
ようにイネーブル信号ENが活性となるため、出力電位
伝達回路10がオンして、P型のMOSトランジスタ2
のゲート電位を“0”に保持する。又、入力バッファ9
は入出力パッド6が3Vになると、その出力をハイレベ
ルにするため、ディメンションの大きいトランジスタ8
はオフになるが、この時は出力電位伝達回路10は動作
を開始している。
Thereafter, when the enable signal EN becomes active and the pre-buffer 3 operates and the input signal A of "1" is input, the output of the pre-buffer 3 becomes "0",
Since the voltage is applied to the gate of the P-type MOS transistor 1, the P-type MOS transistor 1 is turned on. At this time,
Since the P-type MOS transistor 2 is already on,
The input / output pad 6 is immediately brought to a power level of 3V,
3 V is output to the bus line 7. At the same time, the enable signal EN is activated as described above, so that the output potential transmission circuit 10 is turned on and the P-type MOS transistor 2 is turned on.
Is held at "0". Input buffer 9
When the input / output pad 6 becomes 3V, the output of the input / output pad 6 becomes a high level.
Is turned off, but at this time, the output potential transmission circuit 10 has started operation.

【0023】この状態で、入出力パッド6にバスライン
7から5Vが印加されると、スイッチド・フローティン
グN−Well回路4によって、PNダイオードの順方
向バイアス状態にあるP型のMOSトランジスタ2のサ
ブストレートを開放するため、このサブストレートを通
して3VのVcc電源に電流が逆流することが防止され
る。これと共に、入出力パッド6に印加された5Vが出
力電位伝達回路10を通してP型のMOSトランジスタ
2のゲートに印加され、このP型のMOSトランジスタ
2をオフにする。このため、プルアップ時に入出力パッ
ド6から3VのVcc電源へ電流が逆流することは全く
ない。
In this state, when 5 V is applied from the bus line 7 to the input / output pad 6, the switched floating N-Well circuit 4 activates the P-type MOS transistor 2 in the forward bias state of the PN diode. Since the substrate is opened, a current is prevented from flowing back to the 3 V Vcc power supply through the substrate. At the same time, 5 V applied to the input / output pad 6 is applied to the gate of the P-type MOS transistor 2 through the output potential transmission circuit 10 to turn off the P-type MOS transistor 2. Therefore, no current flows back from the input / output pad 6 to the 3V Vcc power supply at the time of pull-up.

【0024】その後、入出力パッド6に印加された5V
がなくなる際、入出力パッド6が3V以下になると、出
力電位伝達回路10は直ちに出力電位伝達を止めて、P
型のMOSトランジスタ2のゲートを0レベルにしてこ
のトランジスタ2を直ちにオンにするため、P型のMO
Sトランジスタ1、2を通してVcc電源の3V電圧が
応答性よく入出力パッド6に出力される。
Thereafter, 5 V applied to the input / output pad 6
When the input / output pad 6 becomes 3 V or less when the output voltage disappears, the output potential transmitting circuit 10 immediately stops transmitting the output potential and
In order to set the gate of the MOS transistor 2 of the P-type to 0 level and immediately turn on the transistor 2, the P-type
The 3 V voltage of the Vcc power supply is output to the input / output pad 6 with high responsiveness through the S transistors 1 and 2.

【0025】図2は上記した出力電位伝達回路10の詳
細構成例を示した回路図である。出力電位伝達回路は入
出力パッド6とグランドの間にMOSトランジスタ10
1〜103の直列接続回路が挿入され、又、この直列接
続回路の一部に3V電源VDDとグランドの間に挿入さ
れたMOSトランジスタ104〜106の直列接続回路
の一部が接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the output potential transmission circuit 10 described above. The output potential transmitting circuit is a MOS transistor 10 between the input / output pad 6 and the ground.
The series connection circuits 1 to 103 are inserted, and a part of the series connection circuit of the MOS transistors 104 to 106 inserted between the 3V power supply VDD and the ground is connected to a part of the series connection circuit.

【0026】イネーブル信号ENが不活性のローレベル
の時、トランジスタ103、106がオフになり、トラ
ンジスタ101〜103及び104〜106の直列接続
回路がグランドから離れるため、出力電位伝達回路10
はオフになって、消費電力はほぼ0になる。イネーブル
信号ENが活性のハイレベルの時、トランジスタ10
3、106がオンになり、トランジスタ101〜103
及び104〜106の直列接続回路がグランドに接続さ
れて、出力電位伝達回路10が動作可能状態になる。こ
れにより、入出力パッド6が3Vを越えると、この電位
をトランジスタ101を通してP型のMOSトランジス
タ2のゲートに印加して、このP型のMOSトランジス
タ2を直ちにオフにする。
When the enable signal EN is at the inactive low level, the transistors 103 and 106 are turned off, and the series connection circuit of the transistors 101 to 103 and 104 to 106 is separated from the ground.
Is turned off, and the power consumption becomes almost zero. When the enable signal EN is at the active high level, the transistor 10
3 and 106 are turned on, and the transistors 101 to 103 are turned on.
And the series-connected circuits 104 to 106 are connected to the ground, and the output potential transmission circuit 10 becomes operable. Thus, when the input / output pad 6 exceeds 3 V, this potential is applied to the gate of the P-type MOS transistor 2 through the transistor 101, and the P-type MOS transistor 2 is immediately turned off.

【0027】本実施の形態によれば、イネーブル信号E
Nが不活性で、プリバッファ3が動作していない入力状
態の時は、出力電位伝達回路10の動作を停止して、電
力を消費させないため、従来に比べて回路を省電力化す
ることができる。しかも、トランジスタ1がオンする前
にトランジスタ8によって、P型のMOSトランジスタ
2をオンさせているため、イネーブル信号ENが活性化
してプリバッファ3がオンとなる出力状態になって、P
型のMOSトランジスタ1がオンになった場合も、応答
度よく直ちに入出力パッド6から3Vの出力をバスライ
ン7に出力することができる。同様に、回路かプルアッ
プ状態の時、入出力パッド6に5Vが印加されて、P型
のMOSトランジスタ2がオフした後、5Vがとられる
時も、入出力パッド6が3V以下になればP型のMOS
トランジスタ2が直ちにオンになって、入出力パッド6
に3V電圧が応答性よく出力される。
According to the present embodiment, the enable signal E
When N is inactive and the pre-buffer 3 is in an input state in which the pre-buffer 3 is not operating, the operation of the output potential transmission circuit 10 is stopped and power is not consumed. it can. Moreover, since the P-type MOS transistor 2 is turned on by the transistor 8 before the transistor 1 is turned on, the enable signal EN is activated and the pre-buffer 3 is turned on, so that the P-type MOS transistor 2 is turned on.
When the MOS transistor 1 of the type is turned on, an output of 3 V can be immediately output from the input / output pad 6 to the bus line 7 with good responsiveness. Similarly, when 5 V is applied to the input / output pad 6 when the circuit is in the pull-up state and the P-type MOS transistor 2 is turned off and 5 V is applied, if the input / output pad 6 becomes 3 V or less. P-type MOS
Transistor 2 is immediately turned on, and input / output pad 6
3V voltage is output with good responsiveness.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の半
導体出力回路によれば、応答性を疎外することなく、回
路の消費電力を小さくすることができる。
As described in detail above, according to the semiconductor output circuit of the present invention, the power consumption of the circuit can be reduced without deteriorating the response.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体出力回路の一実施の形態を示し
たブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a semiconductor output circuit of the present invention.

【図2】図1に示した出力電位伝達回路の詳細例を示し
た回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed example of the output potential transmission circuit shown in FIG.

【図3】従来の5Vトレラントの動作概念を説明する図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the concept of operation of a conventional 5V tolerant.

【図4】従来の半導体出力回路の構成例を示したブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional semiconductor output circuit.

【図5】図4に示した出力電位伝達回路の詳細例を示し
た回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed example of the output potential transmission circuit shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 P型のMOSトランジスタ 3 プリバッファ 4 スイッチド・フローティングN−Well回路 6 入出力パッド 7 バスライン 8、101〜106 MOSトランジスタ 9 入力バッファ 10 出力電位伝達回路 1, 2P type MOS transistor 3 Prebuffer 4 Switched floating N-Well circuit 6 I / O pad 7 Bus line 8, 101-106 MOS transistor 9 Input buffer 10 Output potential transmission circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清 俊和 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Toshikazu Kiyo 580-1 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba Semiconductor System Technology Center Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イネーブル信号により動作がオンオフさ
れ、且つ入力電圧を反転増幅するプリバッファと、 外部回路により高レベルの電圧を印加し得る入出力端子
と、この入出力端子と前記高レベル電圧よりも低い電圧
レベルの低レベル電源との間に接続される第1、第2の
トランジスタから成る直列回路と、 前記入出力端子が前記低レベル電圧を越えると、この電
圧レベルを前記第2のトランジスタの制御端子に伝達し
てこのトランジスタをオンからオフにし、且つ前記イネ
ーブル信号により動作がオンオフされる出力電位伝達回
路と、 前記イネーブル信号により、少なくとも前記プリバッフ
ァ及び出力電位伝達回路の動作が停止されている期間及
び出力電位伝達回路が動作を開始するまでの期間、前記
第2のトランジスタをオンにする補助回路とを具備し、 前記プリバッファの出力電圧に基づいて、前記第1のト
ランジスタがオンオフすることにより、前記低レベル電
源の電圧を前記入出力端子に出力することを特徴とする
半導体出力回路。
1. A pre-buffer whose operation is turned on / off by an enable signal and inverts and amplifies an input voltage, an input / output terminal to which a high-level voltage can be applied by an external circuit, A series circuit composed of first and second transistors connected between a low-level power supply having a low voltage level, and a second transistor that, when the input / output terminal exceeds the low-level voltage, raises this voltage level to the second transistor. And an output potential transmission circuit that turns on / off the transistor by transmitting the control signal to the control terminal and turns on / off the operation by the enable signal. At least the operation of the pre-buffer and the output potential transmission circuit is stopped by the enable signal. During which the second transistor is turned on during a period during which the output potential transmission circuit starts operating. A semiconductor output circuit comprising: an auxiliary circuit; and outputting the voltage of the low-level power supply to the input / output terminal by turning on / off the first transistor based on an output voltage of the prebuffer. .
【請求項2】 前記補助回路はディメンションの大きな
トランジスタで構成され、且つこのトランジスタは前記
入出力端子の入力信号によって制御されることにより、
少なくとも前記イネーブル信号によりプリバッファ及び
出力電位伝達回路の動作が停止されている期間及び出力
電位伝達回路が動作を開始するまでの期間、前記補助回
路が動作することを特徴とする請求項1記載の半導体出
力回路。
2. The auxiliary circuit includes a transistor having a large dimension, and the transistor is controlled by an input signal of the input / output terminal.
2. The auxiliary circuit according to claim 1, wherein the auxiliary circuit operates at least during a period when the operation of the pre-buffer and the output potential transmission circuit is stopped by the enable signal and until the output potential transmission circuit starts operating. Semiconductor output circuit.
【請求項3】 前記出力電位伝達回路は前記入出力端子
とグランド間を接続する複数のトランジスタの直列回路
を有し、且つこれらトランジスタの中で前記グランドに
接続されるトランジスタのゲート幅を狭くしたことを特
徴とする請求項1又は2記載の半導体出力回路。
3. The output potential transmission circuit has a series circuit of a plurality of transistors connecting the input / output terminal and ground, and among these transistors, the gate width of a transistor connected to the ground is reduced. 3. The semiconductor output circuit according to claim 1, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006311201A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Nec Electronics Corp Buffer circuit

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