JPS61108223A - 出力バツフア回路 - Google Patents

出力バツフア回路

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JPS61108223A
JPS61108223A JP59229707A JP22970784A JPS61108223A JP S61108223 A JPS61108223 A JP S61108223A JP 59229707 A JP59229707 A JP 59229707A JP 22970784 A JP22970784 A JP 22970784A JP S61108223 A JPS61108223 A JP S61108223A
Authority
JP
Japan
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transistor
trq2
circuit
gate
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP59229707A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobumichi Okazaki
信道 岡崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS61108223A publication Critical patent/JPS61108223A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
    • H03K19/01721Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by means of a pull-up or down element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はMOS構成のスタティックRAM等の半導体
集積回路等に適用して好適な出力バッファ回路に関する
〔従来の技術〕
MOS構成のスタティックRAM等の半導体集積回路で
は、その出力端に得られるデータ信号を夕1部負荷に供
給する場合一般には出カバ・ノファ回路を介して行なわ
れる。
このような半導体集積回路に使用される従来の出カバソ
ファ回路は第6図に示されるように構成される。同図に
おいて、Ql、Q2は負荷駆動用に設置Jられたバッフ
ァ用のMOSトランジスタで、これらはコンプリメンタ
リ動作するように直列接続され、その接続中点q1より
出力端子(2)が導出される。
この例では同一極性のデータ信号でコンプリメンタリ動
作するようにするため、第1のトランジスタQ1として
はPチャンネルのMOSトランジスタが使用され、第2
のトランジスタQ2としてはNチャンネルのMOSトラ
ンジスタが使用される。
半導体集積回路(例えばLSI)の出力端である端子(
1)にはデータ信号≦a(第7図B)が供給され、これ
が第1及び第2のゲート回路(31,(41を介して各
l・ランジスタQl、Q2のゲートに供給される。
第1のゲート回路(3)はノアゲート(3A)とインバ
ータ(3B)とで構成され、ノアゲート(3A)にはデ
ータ信号玉と、端子(6)に加えられた出カニネーブル
信号(出力可能信号)Sb(第7図C)がインバータ(
7)で位相反転されたもの(同図F)が11(給される
。第2のゲート回路(4)はナントゲート(4A)とイ
ンバータ(4B)とで構成され、ナントゲート(4A)
にはデータ信号Saと出カニネーブル信号sbとが供給
される。
このように構成された出力バッファ回路01において、
端子(11に第7図Bに示すデータ信号へか供給され、
そのとき端子(6)に出力可能状態を示す出カニネーブ
ル信号sbが供給されている場合には、ナントゲート(
4^)より第7図りに示す信号Scが得られ、これがイ
ンバータ(4B)で位相反転されることによって、第2
のゲート回路(4)からはゲート信号S2と同相の第2
の駆動信号S0(同図E)が出力される。
同様に、ノアゲート(3A)より第7図Gに示す信号S
dが得られ、これがインバータ(3B)で位相反転され
ることによって、第1のデー1−回路(3)からばゲー
ト信号≦6と同相の第1の駆動信号’=d(同し111
)が出力される。
第1のトランジスタQ1はPチャンネルであるので、第
1の駆動信号Sdが“L”の期間にオンとなり、Nチャ
ンネルの第2のトランジスタQ2はこれとは逆に第2の
駆動信号≦。が“L”の期間にオンするから、同一極性
の第1及び第2の駆動信!−19゜、 d、、によって
第1及び第2のトランジスタQl、Q2がコンプリメン
タリ動作となり、これにより出力端子(2)に接続され
た外部負荷容量(特に図示・Iず)が充放電されてその
負荷容量端の電位が変化し、出力端子(2)にはデータ
信号Sa(第7図A)と同様の出力データ信号Se(同
図1)が得られる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、このように出力バッファ回路O1を使用して
外部負荷を駆動する場合、高速な出力動作を行なわせる
ためにはバッファ用の第1及び第2のトランジスタQ1
.Q2の電流駆動能力を太きくしてやればよい。しかし
、このように第1及び第2のトランジスタQ1.Q2の
電流駆動能力を大きくすると、出力動作時にトランジス
タQ1に接続された電源線(8)あるいはトランジスタ
Q2に接続された接地線(9)に流れ込む電流値も大き
くなる。
ところで、集積回路のパッケージ内に設けられたリード
線は自己インダクタンスしく第6図参照、電源線(8)
も自己インダクタンスをもつが、ここでは省略)を有す
るので、例えば接地線(9)の自己インダクタンスLと
、この接地線(9)を流れる電流量とによって逆起電力
eが発生し、この逆起電力eに基づいてデータ信号Sa
の立下り時にリンギングが発生する。
すなわち、出力端子(2)に得られる出力データ信号S
eは第7図■に示すような理想的な出力波形とはならず
、同図Jに示すように入力データ信号saの立下り時ト
ランジェントが発生する。このトランジェントはアンダ
ーシュートとオーバーシュートが繰り返えされる減衰振
動である。このようなトランジェントを一般にカレント
ノイズという。
従って、電流駆動能力を大きくするとこのカレントノイ
ズも大きくなり、このため出力端子(2)に接続される
回路のス゛レソショールドレベルが第7図Jの鎖−(電
源電圧■DDが5■のときは、1.5■位)である場合
には、カレントノイズによって誤動作するおそれがある
このようなカレントノイズに基づく誤動作は集積回路の
データ出力が並列構成となっている場合に顕著である。
すなわち、並列データ信号は第8図に示すように、夫々
に対し出力がバッファ回路(10^)〜(ION)が設
けられるために、夫々の出カバソファ回路(IOA)〜
(ION)の第2のトランジスタを流れる電流11〜t
nは共通の接地線(9)に流入するので、たとえ自己イ
ンダクタンスI4が小さくとも総電流が大きいため(”
 ’ = 合f+ )データ信号Saの立下り時に発生
ずるトランジエン[が大きくなるからである。
そのため、従来で番Jカレントノイズによる影響がでな
いように第2のトランジスタQ2の電流駆動態力が制限
されている。
カレントノイズは入力データ信号Saの立上り時も発生
するが、この場合のカレントノイズは入力データ信号S
aの立下り時に発生するカレントノイズよりも一般に小
さい。
しかし、出力端子(2)に接続される回路のスレショー
ルドレベルが上述とは逆に+3.5v程度に選ばれてい
るようなときは、入力データ信号Saの立下り時と同様
に誤動作する場合がある。
この発明は上述したような問題点を解決したものであっ
て、カレントノイズの少ない出カバソファ回路を提案す
るものである。
〔問題点を解決するための手段〕
そのため、この発明では第1または第2のlランジスタ
Q1.Q2に対する制御回路(20)が設けられる。第
1図は第2のトランジスタQ2のゲート・ドレイン間に
制御回路(20)が設けられる。
C作用〕 入力データ信号Saの立ち下がり時の一定期間X(第4
図)はナンド信号SF(同図F)によっ゛C1第3のト
ランジスタQ3がオンして第2のトランジスタQ2のゲ
ート・ドレイン間が第3及び第5のトランジスタQ3.
Q6によってショートされて、第2のトランジスタQ2
はダイオード動作する。これによって、第2のトランジ
スタQ2は接M点q1の電位がこのトランジスタQ2の
スレッショールドI/ベルvth′となるまでオンする
期間Xの経過後は第4のトランジスタQ4がオンして第
2のトランジスタQ2のゲートは電源電圧VOSとなり
、期間Yの間第2のトランジスタQ2がオン状態を継続
する。このとき、第2のトランジスタQ2のドレイン電
位はvthであるので、接Ill線(9)を流れる電流
番才小さくなる。これによって、力1ノントノイズが抑
圧される。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係る出カバソファ回路0111の一
例を示す。この例は入力データ信号Saの立下がりに発
生するカレントノイズを抑圧するようにした場合である
そのため1、二の例では同図に示すように第2のトラン
ジスタQ2のゲート・ドレイン間に制御回路(20)が
設けられる。
ナントゲート(4A)から得られる信号Sc(第4図D
)は遅延回路(21)に供給されて所定時間、τ(数n
 sec )だけ遅延され、この遅延信号5cd(同図
E)と出カニネーブル信号sbがナントゲート(22)
に供給されて第4図Fに示すナンド信号Sfが形成され
、このナンド信号Sfがコンプリメンタリ接続された第
3及び第4のトランジスタQ3゜Q4に供給される。こ
れらトランジスタはいずれもMOS −FETで構成さ
れ、第3のトランジスタQ3はPチャンネル、第4のト
ランジスタQ4はNチャンネルのトランジスタが使用さ
れる。
第4のトランジスタQ4のソースは電源VOSに接続さ
れ、また第3のトランジスタQ3のドレインは接続点q
1に接続され、第3及び第4のトランジスタQ3.Q4
の接続点q2はインバータ(4B)に接続される。イン
バータ(411) tJ:図ノように第5及び第6のト
ランジスタ(M(’Is・l” IET)Q6.Q6で
構成され、第5のトランジスタQ6の1ルインが上述し
た接続点q2に接続される。
さて、このように構成された出カバソファ回路O1の動
作を次に説明する。
第4図に示すように、第1及び第2の駆動信号り。、膓
がH”の期間(同図G)は、第1のトランジスタQ1が
オフで、第2のトランジスタQ2がオン状態にある。こ
のとき、τだけ遅延したナンド信号Sfが第3及び第4
のトランジスタQ3゜−Q4に供給されると、第1及び
第2の駆動信号≦。。
≦31が立ら−Lがってからナンド信号Sfが立ち上が
るまでの期間Xの間は第3のトランジスタQ3がオンで
、しかも第2の駆動信号Saが“H”の状態にあるので
、第3及び第5のトランジスタQ3.Q6が夫々オンす
る。これによって、第2のトランジスタQ2のゲート・
ドレイン間がショートされて、この1ランジスタQ2は
ダイオードとして動作する。このときの等価回路を第2
図に示す。
そのため、第2のトランジスタQ2には電流が流れ、こ
れに伴って接続点q1の電位は急速に低下し、接続点q
1の電位がそのスレンショール1−レベルvthまで低
下したとき、このトランジスタQ2がオフする。トラン
ジスタQ2がオフするまでに流れる電流変化に基づく出
力端子(2)の電圧波形を第4図Hに示す。
このことから、遅延時間τは少なくともこの1ランジス
タQ2がオフするまでの111旧す;−に選定されるが
、本出願人の実験によれば、τ=4〜Iffn Sec
 %就中6〜8 n secが好適である。
次に、ナンド信号Sfが立ち上がってから第1及び第2
の駆動信号9c、膓が立ち下がるまでの期間Yでは、ナ
ンド信号Sfが1H″になるため、第4のトランジスタ
Q4のみオンして第5のトランジスタQ6のドレインは
この第4のトランジスタQ4を介して電源VOSに接続
されたことになるから、第2のトランジスタQ2はオン
状態を持続する。
このときの等価回路を第3図に示す。
さて、期間Yの初期段階に第2のトランジスタQ2を流
れる電流によって、リンギングが発生ずる。しかし、第
2のトランジスタQ2のドレイン電位はvthであるた
め、このトランジスタQ2を流れる電流値は小さく、従
って、このとき発生する1ランジェントは小さくなり、
それに伴ってオーバシュート及びアンダシュート量も少
なくなる(第4図II)。
第5図は入力データ信号Saの立ち下がり時にお番する
出力データ信号Seの振幅変化を、従来と比較した図で
あり、曲線11がこの発明の振幅変化であり、曲線12
が従来の振幅変化である。
このように、上述の構成によれば、期間Xの間(,1第
2のトランジスタQ2をダイオードとして動作さ−l、
残りの期間Yば通常のトランジスタとして動作さ(!、
トランジスタとして動作させるときには、接続点q1の
電位を充分低くしたので、入力データ信号Saの立ら下
がり時に発生するカレントノイズを適切に抑圧でき、こ
れによって出力端子(2)に接続される後段の回路にそ
のスレッショールドレベルvthを越えるようなノイズ
の入力を禁II−できる。従って、カレントノイズによ
る後段回路の誤動作を確実に回避できる。
この発明を第8図に示すような並列出力形の出力バッフ
1回路に適用する場合には、nビットの夫々に設けられ
た第2のトランジスタを流れる電流値が上述したように
、非常に小さくなるから、このような回路構成のものに
この発明を適用する場合においても、カレントノイズが
充分に抑圧されるから、その効果は大きい。
出力端子(2)に接続される後段回路のスレッショール
ドレベルが上述とは逆に+3.5v程度ある場合には、
入力データ信号Saの立ち−ヒがり時に発生するカレン
トノイズが問題になるから、この場合には第1のトラン
ジスタQ1のゲート・ドレイン間に上述の制御回路(2
0)を設ければ、同様な動作により立ち上がり時のカレ
ントノイズを有効に抑圧でき、出力端子(2)に接続さ
れる後段回路への影響を確実に除去できる。
第1及び第2のトランジスタQ1.Q2の導電形は一例
に過ぎず、この他の導電形の組合せでも、そのトランジ
スタに供給される第1及び第2の駆動信号の極性を選択
するだけで、実現できることば容易に理解できる。
〔発明の効果〕
以−に説明したようにこの発明によれば、極めて筒中な
回路構成で、入力データ信号の立ち上がり又は立ち下が
り時に発生するカレントノイズを有効に抑圧できる。従
って、この発明によれば、第1及び第2のトランジスタ
Q1.Q’2の電流駆動能力を増してもカレントノイズ
による影響が心配ないから、高速の出力動作をおこなう
ことができ、高速動作の半導体集積回路を実現できる。
また、この発明によれば、バッファトランジスタを流れ
る電流値を充分抑圧できるから、並列出力形の集積回路
に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る出カバソファ回路の一例を示す
系統図、第2図及び第3図はその動作状態での部分的な
等価回路図、第4図及び第5図は夫々その動作状態を説
明するための波形図、第6図は従来の出力バッファ回路
の系統図、第7図はその動作説明図、第8図は従来の伯
の系統図である。 Qlは出力バッファ回路、(20)は制御回路、Q 1
1 Q 2はバッファ用の第1及び第2のトランジスタ
、131.141は第1及び第2のゲート回路、(21
)は遅延回路、Ql、Q4は制御用の第3及び第4のト
ランジスタ、Saは入力データ信号、Ssは出力データ
信号である。 旧R1−旧 S

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コンプリメンタリ動作する直列接続された第1及び第2
    のMOSトランジスタの中点より出力端子が導出される
    と共に、上記第1又は第2のMOSトランジスタのゲー
    ト・ドレイン間に制御回路が設けられ、これらMOSト
    ランジスタにデータ信号が供給された時点から一定の時
    間だけ上記制御回路を動作させてこの制御回路が接続さ
    れたMOSトランジスタをダイオードとして動作させる
    ようにした出力バッファ回路。
JP59229707A 1984-10-31 1984-10-31 出力バツフア回路 Pending JPS61108223A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63208321A (ja) * 1987-02-25 1988-08-29 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
US5430389A (en) * 1992-09-29 1995-07-04 Hitachi, Ltd. Output circuit with a current injection circuit including a reference voltage generator
DE4324138B4 (de) * 1992-07-25 2008-07-10 Magnachip Semiconductor, Ltd. CMOS-Drei-Zustands-Pufferschaltung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63208321A (ja) * 1987-02-25 1988-08-29 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
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