JPS61277225A - 出力バツフア回路 - Google Patents

出力バツフア回路

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JPS61277225A
JPS61277225A JP60118511A JP11851185A JPS61277225A JP S61277225 A JPS61277225 A JP S61277225A JP 60118511 A JP60118511 A JP 60118511A JP 11851185 A JP11851185 A JP 11851185A JP S61277225 A JPS61277225 A JP S61277225A
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Shigeo Tsuruoka
鶴岡 重雄
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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〕 本発明は多結晶シリコンをゲート電極に用いたMO8型
トランジスタの出力バッファ回路に関するO 〔発明の概要〕 本発明は出力バッファ回路において1.駆動能力の大き
な出力トランジスタを分割し、その分割されたトランジ
スタのゲート電極を配線として用い、かつ直列に接続す
ることにより、出力バッファ回路からデータが出力され
始める時に、−斉に駆動能力の大きなトランジスタがオ
ンすることが無く、すなわち一度に電源の配線に大電流
が流れることが無く、出力バフフッ回路から発生する電
源ノイズを低減し友ものである。
〔従来の技術〕
従来の出力バッファ回路は、第4図に示したようになっ
ており、電圧電源と接地電源の間に駆動能力の大きなP
チャネル型MO8トランジスタQP0と、Nチャネル型
MO8トランジスタQM0が直列に接続され、QPoと
QM、の共通接続点から出力端VOtlT、が取り出さ
れ、負荷容tCT−に接続されている。また、従来のQ
MoのNチャネル型MOSトランジスタのレイアウトと
しては、第5図に示したようになっている。第6図は、
第4図の回路で第5図の様なトランジスタのレイアウト
の場合において、出力端vOσT0が”H”出力から”
L′比出力るときの動作波形と、そのときVoσ丁。か
らVssに流れ込む電流l01−を示している。
第5図において、101は接地電源Vssを供給するた
めの配線、102は電圧電源VDDを供給するための配
線、105は出力VOσT0のための配線であり、φN
は出力バッファ回路のNチャネル型MOS トランジス
タQNoを導通制御するための信号線、φPはPチャネ
ル型MO日トランジスタQP。
を制御するための信号線で、多結晶シリコン材料で形成
されている。104はQaMoのドレイン及びソースを
形成するためのN型不純物領域、105は“QPoのド
レイン及びソースを形成するためのP型不純物領域、1
06は105よりも不純物濃度が薄いP型不純物領域(
Pウェルと称す)、107は104よりも不純物濃度が
薄いNW不純物領域(Nウェルと称す〕であシ、108
は配線と不純物領域との導通をとるためのコンタクトで
ある。
〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕前述の従来
技術では、半導体装置が“L”出力する場合、Pチャネ
ル型MO8トランジスタQ’。
をオフ状態にさせ、Nチャネル型MOSトランジスタQ
M0をオン状態にすることにより、出力端VO17Tに
接続された負荷容、1i1cbを、QMoによシ放電す
る。
ここで、出力電流を大きく取り出すためには、また高速
にL”出力をするためには、い◎の駆動能力を大きくし
なければならない。このことによプ負荷容量CT−を急
激に放電することとなシ、QMoに供給されている接地
電源の半導体装置内の配線には、Q、Moがオン状態と
なったと同時に出力電流が電源に流れ込む。急激に大電
流が流れ込むことにより、半導体装置内の接地電源の配
線は、半導体装置が実装されている電源線よりも抵抗値
亦高く、また実装されている電源線には配線浮遊容量が
存在しているため、負荷容量CT−の放電開始時に、半
導体装置内の接地電源の電位が本来の接地電源の電位よ
シ高くなるという現象が生じる。
急激に電流か半導体装置内の接地電源に流れ込むのは一
瞬でありその後流れ込む電流は減少し、再び接地電源の
電位は本来の接地電源の電位に復帰する。このことは、
外部から給されている接地電源の電位にノイズが乗った
こととなる。
この半導体装置がプルアンプ抵抗を挿入せずにT T 
L (Transistor Transistor 
Logi、c)で駆動されている場合、すなわち”L”
レベルを(L8V“B”レベルを2.2v程度で出力さ
れている場合、上記に述べたように半導体装置が”L″
出力するとき、接地電源にノイズが乗り、外部の接地電
源より電位が高くなると、TTL側では■”出力をして
いるはずが、接地電源にノイズが乗った一瞬の間半導体
装置の入力回路の″L″入力を認識するレベルが上がる
ために、TTLの出力を”L”と認識する。その後、接
地電源の電位が本来の電位にもどると、再び”H″入力
認識することとなる。すなわち出力バッファ回路から”
B″から”L″レベル出力される念びに、見かけ上入力
にスキューが入ったと同じ現象が生じ、誤動作の原因と
なる。
例えば半導体装置を待機状態と動作状態とに制御する端
子を備えたものは、この制御端子に”■”入力されてい
ると動作状態となり、゛L′入力のときに待機状態とな
る装置において、°H”出力から”L”出力となるたび
に半導体装Itが動作状態から一旦待機状態となって、
再び動作状態になってしまうという問題が生じる。
本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的
とするところは、半導体装置からデータが出力される際
に、出力バッファ回路から発生する電源ノイズを低減し
た出力バッファ回路を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体装置は、第1の電源端子と共通出力ノー
ド間に並列接続された複数のMOSトランジスタ、前記
複数のMOSトランジスタのそれぞれのゲート電極を配
線として直列に接続し一前記共通出力ノードと第2の電
源熾子間に、負荷トランジスタを接続したことを特徴と
する特〔作用〕 本発明の上記の構成によれば、分割された出力バッファ
回路のMOSトランジスタのゲート電極を配線として用
い、かつ直列接続しているため、前記MO8トランジス
タを導通状態とする制御信号線に電気抵抗が付い九こと
となり、制御信号の電圧波形を鈍らせることができ、即
ち鈍らせ比信号によシ分割されたそれぞれのMOS ト
ランジスタを頭次オン状態とさせることができ、電源配
線に′急激に大電流が流れることかない九めに、電源ノ
イズの発生を防ぐこと力1できる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の実施例における出力バッファ回路のレ
イアウトであ夛、第2図はそのときの等価回路である。
第1図において、101は接地電源78gを供給するた
めの配線、102は電圧電源VDDを供給するための配
線、105′は出力VOut、のための配線であ〕、φ
菖は出力バッファ回路のNチャネル型MO8トランジス
タQ’t e Q’t t・・・・・・、QNlを導通
制御するための信号線、φPはPチャネル型MO8トラ
ンジスタQPを導通制御するための信号線で、多結晶シ
リコン材料で形成されている。104はNチャネル型M
O8トランジスタQ、a、 、 Q、M!、 ・−、Q
、aiのドレイン及びソースを形成するためのN型不純
物領域、105はPチャネル型MO8トランジスタQ、
Fのドレイン及びソースを形成するためのP型不純物領
域、106は105よりも不純’$lJa[が薄いP型
不純物領域(Pウェル領域)、107は104よルも不
純物濃度が薄いN型不純物領域(Nウェル領域)であり
、108は配線と不純物領域との導通をとるためのコン
タクトである。
多結晶シリコン材料の(単位面積当たシの抵抗率)ρB
は、数十〇有プ、よって多結晶シリコンを配線として使
用するとき、それの幅に対して長さを100倍程度にす
ると、数にΩの抵抗が配線に寄生抵抗として付くことに
なる。そのため第1図の様なレイアウトにすることによ
り、Q、y、 t Q”t s・・・・・・、Q、wi
  のNチャネル型MO8トランジスタを導通制御する
九めの信号線φには、第2図の様な等価回路となる。
第3図は、本実施例のレイアウトの場合におけル出力V
OuT1カ” B″レベルら−IJ″レベル出力すると
きの動作波形と、そのときv011?、からVSSに流
れ出す電流工OT−の波形を示している。
まずφFが”L”から゛H′aレベルとなシ、Q、Pが
オフ状態となる。その後φMが”Lmから”B”レベル
となるようにすると、まず最初にQMlがオン状態とな
り、VOtlTlとVO8とが導通状態となりvotr
τ1の−H″レベルを”L”レベルにするための放電が
開始される。QNlの多結晶シリコンのゲート電極をQ
lilの導通制御するための信号線の配線に用いておシ
、配線には寄生抵抗が存在するために、φNはQM、を
オン状態とさせたタイミングよ〕(僅か遅れてQM、が
オン状態となり、QMlとQlilによりVOt7?、
は′Lルベルとするために電荷が放電される。同様にし
て、僅かずつ遅れながら、Nチャネル型MO8トランジ
スタが順次オン状態となる。このとき出力電流工OLは
、Q、m□のみだけを通して流れ出す電流、次にQli
lとQMl とにより流れ出す電流といったようになる
。このことは、−斉に大きなトランジスタがオン状態と
なって一度に大電流が流れることが無く、徐々に流れ出
すことになる。上記のような動作により、データが出力
さ′れる際に接地電源の配線に電流が急激に流れること
が無く接地電源のノイズを低減することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、半導体装置のデータ
を外部へ高速に出力したい場合、また多くのファンアウ
トを駆動するために出力電流を大きく取り出したい場合
など、駆動能力の大きなトランジスタを出力バッファ回
路に用いたとき、駆動能力の大きな出力トランジスタを
分割し、その分割されたトランジスタのゲート電極を配
線として用いかつ直列に接続したことにより、出力バッ
ファ回路からデータが出力され始める時に、−斉に駆動
能力の大きなトランジスタがオン状態となることが無く
、即ち一度に電源の配線に大電流が流れることがなく、
出力バッファ回路から発生する電源ノイズを低減するこ
とができ、信頼性の高い半導体装置となるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の出力バッファ回路の一実施例を示すレ
イアウト図。 第2図はvX1図の等価回路図。 第5図は第2図の回路の動作波形図。 第4図は従来の出力バッファ回路の回路図。 第5図は第4図のレイアウト図。。 第6図は第4図の回路の動作波形図。 101・・・接地電源Vssを供給するための配線10
2・・・電圧電源VDDを供給す為ための配線105・
・・出力VOυTのための配線104・・・Nチャネル
型MO8トランジスタのソース、ドレイン領域 105・・・Pチャネル型MO8トランジスタのソース
、ドレイン領域 106・・・Pウェル領域 107・・・Nウェル領域 108・・・配線、と不純物領域とのコンタクトQPo
 * Q’・・・Pチャネル型MO8トランジスタQ’
o e Ql’l e Q’t t Ql’i・・・N
チャネル型MO8トランジスタ φN、φP・・・信号線 OT−・・・・・・・・・負荷容量 風   上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体装置内のデータを外部回路へ高速に出力する回路
    において、第1の電源端子と共通出力ノード間に並列接
    続された複数のMOSトランジスタ、前記複数のMOS
    トランジスタのそれぞれのゲート電極を配線として直列
    に接続し、前記共通出力ノードと第2の電源端子間に、
    負荷トランジスタを接続したことを特徴とする出力バッ
    ファ回路。
JP60118511A 1985-05-31 1985-05-31 出力バツフア回路 Expired - Lifetime JPH0740664B2 (ja)

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