JPS632194A - Output buffer circuit for memory - Google Patents

Output buffer circuit for memory

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JPS632194A
JPS632194A JP61145737A JP14573786A JPS632194A JP S632194 A JPS632194 A JP S632194A JP 61145737 A JP61145737 A JP 61145737A JP 14573786 A JP14573786 A JP 14573786A JP S632194 A JPS632194 A JP S632194A
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JP
Japan
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circuit
output
output buffer
buffer circuit
voltage
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Application number
JP61145737A
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Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Ishio
石尾 圭介
Shigeo Araki
茂生 荒木
Kazuo Watanabe
和雄 渡辺
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To increase the speed for reading without increasing the drive capability of a transistor (TR) especially by providing a bias circuit keeping an output of the titled output buffer circuit to a voltage nearly equal to a threshold voltage of the post-stage circuits. CONSTITUTION:When an address signal is changed, an equalizing signal is generated from an address transition detector 5 with a delay of several nsec to equalize a bit line and a data line of a memory circuit 3. Further, switching MOSFETs Q3, Q4 of the output buffer circuit 6 are conducted. Since MOSFETs Q5, Q6 keep the level of an output terminal of the output buffer circuit 6 to 1.5V being a level equal to an input threshold voltage Vth of a TTL circuit, the output terminal level is brought quickly to 1.5V by the operation of the bias circuit. When the equalizing signal falls, the MODFETs Q3, Q4 are both turned off and the bias circuit comprising the MOSFETs Q5, Q6 is made inoperative.

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be described in the following order.

A、産業上の利用分野 B1発明の概要 C3従来技術[第3図コ D0発明が解決しようとする問題点 [第4、′!jIJ5図] E1問題点を解決するための手段 F0作用 G、実h1例[第1図、第2図] H9発明の効果 (A、産業上の利用分野) 本発明はメモリの出力バッファ回路、特に高速のデータ
読み出しができるようにした新規な出力バッファ回路に
関する。
A. Industrial field of application B1 Overview of the invention C3 Prior art [Figure 3 D0 Problems to be solved by the invention [No. 4,'! jIJ5 Figure] E1 Means for solving the problem F0 Effect G, Actual h1 example [Figures 1 and 2] H9 Effects of the invention (A, Industrial application field) The present invention relates to an output buffer circuit for a memory, In particular, the present invention relates to a novel output buffer circuit that enables high-speed data reading.

(B、発明の概要) 本発明は、メモリの出力バッフ7回路において、 出力バッファ回路の出力をそれの後段の回路のスレッシ
ュホールド電圧と略等しい電圧に保とうとするバイアス
回路を設け、イコライズ信号が生じたときそのバイアス
回路を動作させるようにしたものであり、 従って、アドレスが遷移したときはそれに伴って生じた
イコライズ信号によってバイアス回路が動作し出力バッ
ファ回路にデータ信号が入力されるに先立って出力バッ
ファ回路の出力電圧が後段の回路のスレッシュホールド
電圧と略等しい値にされる。そして、イコライズ信号が
消失したときはバイアス回路が動作不能になり、その後
出力バッファ回路にデータイ工号に入力したときそのス
レッシュホールド電圧からそのデータ信号に対応した電
圧になる。従って、読み出し可能な状態になるのに要す
る時間を短くすることができる。
(B. Summary of the Invention) The present invention provides a bias circuit that attempts to maintain the output of the output buffer circuit at a voltage approximately equal to the threshold voltage of the circuit at the subsequent stage in the output buffer circuit of the memory, so that the equalization signal is Therefore, when the address transition occurs, the bias circuit is activated by the equalization signal generated along with the transition, and the bias circuit is activated before the data signal is input to the output buffer circuit. The output voltage of the output buffer circuit is set to a value substantially equal to the threshold voltage of the subsequent circuit. When the equalize signal disappears, the bias circuit becomes inoperable, and when the data signal is subsequently input to the output buffer circuit, the threshold voltage changes to a voltage corresponding to the data signal. Therefore, the time required to reach a readable state can be shortened.

(C,従来技術)[第3図] 第3図はスターティックRAMの従来の出力バッファ回
路を示すものである。同図において、aはセンスアンプ
で、図示しないメモリセルから読み出したデータ信号を
増幅する。bはセンスアンプaの出力を反転するインバ
ータ、Cは出方バッファ回路で、コンプリメンタリMO
Sインバータ回路からなる。Qpは該インバータ回路を
構成するPチャンネルMOSFET、Qnは同じくNチ
ャンネルMOSFETである。コンプリメンタリMOS
インバータは−・般に5V(あるいは6V)の電源電圧
を受けて動作する。また、メモリの後段の論理回路とし
て出力バッファ回路の出力端子に接続される回路にはT
TLが多い。そして、TTLのスレッシュホールド電圧
vthは−・般に1.5Vに設定されている。CJi4
1は出力バッファ回路の負荷側の容量である。
(C, Prior Art) [FIG. 3] FIG. 3 shows a conventional output buffer circuit for static RAM. In the figure, a is a sense amplifier that amplifies a data signal read from a memory cell (not shown). b is an inverter that inverts the output of sense amplifier a, C is an output buffer circuit, and is a complementary MO
Consists of an S inverter circuit. Qp is a P-channel MOSFET constituting the inverter circuit, and Qn is also an N-channel MOSFET. Complementary MOS
An inverter generally operates by receiving a power supply voltage of 5V (or 6V). In addition, the circuit connected to the output terminal of the output buffer circuit as a logic circuit at the subsequent stage of the memory has a T
There are many TLs. The TTL threshold voltage vth is generally set to 1.5V. CJi4
1 is the capacitance on the load side of the output buffer circuit.

(D、発明が解決しようとする問題点)[第3図、第4
図] ところで、出力バッファ回路の電源電圧は上述したよう
に一般に5■であり、第4図に示すように出力が「ハイ
」のときというのは出力電圧が5■になり、出力が「ロ
ウ」のときというのは出力電圧がOvになる。そして、
その電源電圧Vccの2分の1の電圧というのは2.5
vであり、後段の回路のスレッシュホールド電圧vth
が2.5vであればデータが「ロウ」から「ハイ」に切
換るとさとその逆に「ハイ」から「ロウ]に切換るとさ
との変化に要する時間を互いに同じでしかも比較的短か
な時間に無理なくできる。
(D. Problem to be solved by the invention) [Figures 3 and 4
By the way, as mentioned above, the power supply voltage of the output buffer circuit is generally 5■, and as shown in Figure 4, when the output is "high", the output voltage is 5■, and the output is "low". '' means that the output voltage is Ov. and,
The voltage that is half of the power supply voltage Vcc is 2.5
v, and the threshold voltage vth of the subsequent circuit
If the voltage is 2.5V, the time required to change the data from "low" to "high" and vice versa is the same and relatively short. I can do it easily on time.

しかしながら、上述したように出力バッファ回路の後段
の回路としてTTLが接続される場合が多く、そのTT
Lのスレッシュホールド電圧vthは一般に1.5Vに
設計されている。従って、出力バッファ回路の出力が「
ロウ」から「ハイ」に切換ねるに要する時間というのは
出力電圧がOvから1.5■まで変化するに要する時間
である。それに対して、出力バッファ回路の出力が「ハ
イ」から「ロウ」に切換ねるに要する時間というのは出
力電圧が5vから1,5Vまで変化するに要する時間で
ある。従って、出力がrロウ」から「ハイ」に切換ねる
に要する時間は短くすることができても「ハイ」から「
ロウ」に切換ねる要する時間は短くすることは難しい。
However, as mentioned above, TTL is often connected as a subsequent circuit of the output buffer circuit;
The threshold voltage vth of L is generally designed to be 1.5V. Therefore, the output of the output buffer circuit is
The time required to switch from "low" to "high" is the time required for the output voltage to change from Ov to 1.5■. On the other hand, the time required for the output of the output buffer circuit to switch from "high" to "low" is the time required for the output voltage to change from 5V to 1.5V. Therefore, even if the time required for the output to switch from "low" to "high" can be shortened, from "high" to "high"
It is difficult to shorten the time required to switch to "LOW".

そして、出力バッファ回路の読み出し時間というのは短
い方によってではなく長い方によって決定されるので、
結局、メモリの出力バッファ回路の電源電圧の2分の1
の値と後段の回路のスレッシュホールド電圧vthとが
一致していない場合従来においてはそのことが出力バッ
ファ回路の読み出し時間を長くする大きな原因となって
いた。
The readout time of the output buffer circuit is determined not by the shorter length but by the longer length, so
In the end, it is half of the power supply voltage of the memory output buffer circuit.
In the past, if the value of Vth did not match the threshold voltage vth of the subsequent circuit, this was a major cause of lengthening the read time of the output buffer circuit.

そのため、コンプリメンタリMOSインバータを構成す
るNチャンネルMO3FETQnの駆動能力を高めるよ
うにすることも検討された。というのは、出力が「ハイ
」の状態から「ロウ」の状態に切換えるというのは負荷
側の容量C2に充電された電荷をNチャンネルQnによ
って放電することであり、NチャンネルQnによって放
電をより迅速に行うこととすれば読み出し時間を短くす
ることができるからである。しかしながら、そのように
すると非常に大なな問題が生じる。第5図はその問題点
を説明するためのものであり、この図に従って問題点を
説明する。同図において、dはメモリが形成されたIC
で、l’A I Cdの一部に出力バッファ回路Cも存
在している。eはICdを収納するパッケージで、樹脂
からなる。ところで、ICdの電源端子、アース端子は
コネクトワイヤ、リードを通してパッケージeの外部に
導出され、ソケット、プリント配線基板の配線を通じて
電源の陽極、陰極に接続されている。従って、ICdの
電源端子、アース端子と、電源の陽極、陰極(真正なア
ース)との間には小さいとはいえインダクタンスLが介
在する。Ll、LlはICdの電源端子、アース端子と
パッケージeの外部リードとの間のインダクタンス、L
3、L4はそのリードと電源の陽極、陰極(アース)と
の間のインダタンスであり、LlとL3の和、そしてこ
こで問題となるLlとL4の和は一般には30〜40n
Hである。30〜40nHは一般には無視できる程度の
小さな値であるが、MOSFETQnでコンデンサCλ
を急激に放電するようにした場合には無視できない逆起
電力を発生し、その結果、MOSFETQnのソースの
レベルがアースよりもその逆起電力の分高くなる。その
逆起電力ΔVは次式で表される。
Therefore, it has been considered to increase the driving capability of the N-channel MO3FETQn that constitutes the complementary MOS inverter. This is because switching the output from the "high" state to the "low" state means discharging the charge stored in the capacitor C2 on the load side through the N-channel Qn, and the N-channel Qn further discharging the charge. This is because if the reading is performed quickly, the reading time can be shortened. However, doing so creates a very big problem. FIG. 5 is for explaining the problem, and the problem will be explained according to this figure. In the same figure, d is an IC on which a memory is formed.
An output buffer circuit C also exists in a part of l'A I Cd. e is a package that houses the ICd and is made of resin. Incidentally, the power terminal and ground terminal of the ICd are led out of the package e through a connect wire and a lead, and are connected to the anode and cathode of the power source through a socket and wiring on a printed wiring board. Therefore, an inductance L exists between the power supply terminal and ground terminal of ICd and the anode and cathode (genuine ground) of the power supply, although it is small. Ll, Ll is the inductance between the power supply terminal and ground terminal of ICd and the external lead of package e, and L
3. L4 is the inductance between the lead and the anode and cathode (ground) of the power supply, and the sum of Ll and L3, and the sum of Ll and L4 that matters here, is generally 30 to 40n.
It is H. 30 to 40 nH is generally a negligible small value, but the capacitor Cλ of MOSFETQn
If the MOSFETQn is rapidly discharged, a non-negligible back electromotive force is generated, and as a result, the level of the source of the MOSFETQn becomes higher than the ground level by the amount of the back electromotive force. The back electromotive force ΔV is expressed by the following formula.

ΔV−L−N−di/dt この式において、L:L2+L4、N;出力端子に接続
されるボートの数、であり、ここで、実際に数値をこの
式をあてはめてみる。しは前述の平均をとり35nH,
Nはlの場合、4の場合、8の場合があるが、最悪のケ
ースでどうなるかが問題なので8とし、diは40mA
が常識的な値であるので0.04、dtは出力バッファ
回路の読み出し時間が5ns程度であるので5nsとす
る。すると、逆起電力ΔVは約1vにも達する。
ΔV-L-N-di/dt In this formula, L: L2+L4, N: the number of ports connected to the output terminal, and here, let's actually apply this formula to the numerical values. Then, take the above average and 35nH,
N can be l, 4, or 8, but since the question is what will happen in the worst case, it is 8, and di is 40mA.
Since this is a common sense value, dt is set to 0.04, and dt is set to 5 ns since the read time of the output buffer circuit is approximately 5 ns. Then, the back electromotive force ΔV reaches about 1v.

即ち、駆動能力を高めたMOS F ETQ nによっ
て負荷容量CILを高速放電すると浮遊インダクタンス
L2、L4によって1vもの逆起電力が発生し、MOS
FETQnのソースはアースよりも!■も高い電位にな
る。従って、アドレス信号を受けるアドレスバッファ回
路を構成するNチャンネルMO5FETQn’のソース
も電位が1ボルト上ることになる。ところで、メモリの
前段も一般にTTL回路であることが多く、アドレス信
号ニツイテはVIL=0.6V、VIH=S、4Vと設
定されており、2.4Vでもメモリは「ハイ」として処
理できなければならない。また、MOSFETQn’の
スレッシュホールド電圧vthは約1v位である。しか
るに、MOSFETQn’のソースがIVも高くなると
2,4vの電圧がゲートに加わった場合、そのゲート・
ソース間電圧は1.4vにしかならない。すなわち、v
thを(ffiか0.4vMえる値しかゲート・ソース
間に加わらないことになる。従って、MOSFETQn
’の駆動能力が実質的に低くなるだけでなく、アドレス
信号(現在「ハイ」)に対応した状態を保つことすら容
易でなくなり、誤動作しやすいという問題をもたらす。
In other words, when the load capacitance CIL is discharged at high speed by the MOS FETQ n with increased driving capability, a back electromotive force of 1V is generated due to the stray inductances L2 and L4, and the MOS
The source of FETQn is better than ground! ■ also becomes a high potential. Therefore, the potential of the source of the N-channel MO5FETQn' forming the address buffer circuit receiving the address signal also rises by 1 volt. By the way, the front stage of the memory is also generally a TTL circuit, and the address signal voltage is set to VIL = 0.6V, VIH = S, 4V, and even if the memory is 2.4V, it must be treated as "high". It won't happen. Further, the threshold voltage vth of MOSFETQn' is about 1V. However, if the source of MOSFET Qn' becomes high in IV and a voltage of 2.4V is applied to the gate, the gate
The source-to-source voltage is only 1.4v. That is, v
Only a value that is 0.4 vM higher than th (ffi) is added between the gate and source. Therefore, MOSFETQn
Not only does the driving ability of ' become substantially lower, but it also becomes difficult to maintain a state corresponding to the address signal (currently "high"), resulting in a problem that malfunctions are likely to occur.

従フて、出力バッファ回路Qnの駆動能力を大きくして
負荷容量に対する放電速度を非常に高くすることにより
読み出し速度を速くしようとすることは好ましいことで
はない。
Therefore, it is not preferable to try to increase the read speed by increasing the driving capability of the output buffer circuit Qn and making the discharge speed for the load capacitance very high.

そこで本発明は、出力バッファ回路を構成するトランジ
スタの駆動能力を特に高めることなく読み出し速度を速
くすることを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to increase the read speed without particularly increasing the driving ability of the transistors forming the output buffer circuit.

(E、問題点を解決するための手段) 本発明メモリの出力バッファ回路は上記問題点を解決す
るため、出力バッファ回路の出力をそれの後段の回路の
スレッシュホールド電圧と略等しい電圧に保とうとする
バイアス回路と、イコライズ信号が生じたときそのバイ
アス回路を動作させるスイッチング手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
(E. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the output buffer circuit of the memory of the present invention attempts to maintain the output of the output buffer circuit at a voltage approximately equal to the threshold voltage of the circuit at the subsequent stage. The present invention is characterized in that it includes a bias circuit that operates the bias circuit, and switching means that operates the bias circuit when an equalization signal is generated.

(F、作用) 本発明メモリの出力バッファ回路によれば、アドレスが
遷移したときはそれに伴って生じたイコライズ信号によ
ってバイアス回路が動作し出力バッファ回路にデータ信
号が人力されるに先立って出力バッファ回路の出力電圧
が後段の回路のスレッシュホールド電圧と略等しい値に
される。そして、イコライズ信号が消失したときはハ“
イアス回路が動作不能になり、その後出力バッファ回路
にデータ信号か人力したときそのスレッシュホールド電
圧と略しい電圧からそのデータ信号に応じた電圧に出力
電圧が変化する。従って、データ信号に対応した電圧に
なるのに要する時間を短かくすることができる。
(F. Effect) According to the output buffer circuit of the memory of the present invention, when the address transitions, the bias circuit is operated by the equalization signal generated accordingly, and the output buffer circuit is activated before the data signal is inputted to the output buffer circuit. The output voltage of the circuit is made approximately equal to the threshold voltage of the subsequent circuit. Then, when the equalization signal disappears,
After the bias circuit becomes inoperable, when a data signal is input to the output buffer circuit, the output voltage changes from a voltage approximately equal to the threshold voltage to a voltage corresponding to the data signal. Therefore, the time required to reach the voltage corresponding to the data signal can be shortened.

(G、実施例)[第1図、第2図] 以下、本発明メモリの出力バッファ回路を図示実施例に
従って詳細に説明する。
(G. Embodiment) [FIGS. 1 and 2] Hereinafter, the output buffer circuit of the memory of the present invention will be explained in detail according to the illustrated embodiment.

第1図は本発明出力バッファ回路の一つの実施例を示す
回路図である。同図において、1はアドレス信号を受け
るアドレスバッファ、2はアドレスデコーダ、3はメモ
リ回路、4はメモリ回路3から読み出したデータ信号を
増幅するセンスアンプ、5はアドレス信号の遷移を検出
するアドレストランディッションデテクタ、6が本発明
の一実施例である出力バッファ回路である。ORはオア
回路で、アドレストランディッションデテクタ5からの
イコライズ信号とアウトプットディセーブル信号とを受
ける。INVIは第1のインバータで、センスアンプ4
の出力を反転する。NORはノア回路で、第1のインバ
ータINVIの出力と上記ノア回路NORの出力とを受
ける。I NV2は第2のインバータで、オア回路OR
の出力を反転する。NANDはナンド回路で、上記第1
のインバータINV1の出力と第2のインバータINv
2の出力とを受ける。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the output buffer circuit of the present invention. In the figure, 1 is an address buffer that receives an address signal, 2 is an address decoder, 3 is a memory circuit, 4 is a sense amplifier that amplifies the data signal read from the memory circuit 3, and 5 is an address buffer that detects the transition of the address signal. Dish detector 6 is an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention. OR is an OR circuit that receives an equalize signal and an output disable signal from the address partition detector 5. INVI is the first inverter and sense amplifier 4
Inverts the output of NOR is a NOR circuit that receives the output of the first inverter INVI and the output of the NOR circuit NOR. I NV2 is the second inverter, OR circuit OR
Inverts the output of NAND is a NAND circuit, and the first
The output of the inverter INV1 and the second inverter INv
It receives the output of 2.

Ql、Qlは出力バッファ回路6の本体を成すコンプリ
メンタリMOSインバータを構成するMOSFETで、
QlがPチャンネルMOSFET 、 Q 2 カN 
チw ’、tネルMO5FETである。
Ql and Ql are MOSFETs that constitute a complementary MOS inverter that forms the main body of the output buffer circuit 6;
Ql is P-channel MOSFET, Q2KN
The channels w' and t are MO5FETs.

MOSFETQlは上記ナンド回路NANDの出力によ
り駆動され、MOSFETQ2は上記ノア回路NORの
出力により駆動される。
MOSFETQl is driven by the output of the NAND circuit NAND, and MOSFETQ2 is driven by the output of the NOR circuit NOR.

Q3、Q4はスイッチング用MOSFETで、Q3がN
チャシネ/l/MOSFET、Q4がPチャンネルMO
SFETであり、次に述べるバイアス回路に印加する電
源電圧をスイッチングする。
Q3 and Q4 are switching MOSFETs, and Q3 is N
Chacine/l/MOSFET, Q4 is P channel MO
This is an SFET that switches the power supply voltage applied to the bias circuit described below.

Q5、Q6はバイアス回路を構成するMOSFETで、
Q5がNチャンネルMOSFET、Q6がPチ゛ヤンネ
ルMO5FETであり、これ等のドレインどうしそして
ゲートどうしが互いに接続され、そしてゲートとドレイ
ンとの間も接続され、更にその接続点はMOSFETQ
l、Qlからなるインバータの出力端子に接続されてお
り、この出力端子に次段のTTL回路(図示しない)が
接続される。このMOSFETQ5、Q6は出力端子の
レベルを後段のTTL回路の入力スレッシュホールト電
圧である1、5Vに略等しくできるように設計されてい
る。
Q5 and Q6 are MOSFETs that constitute the bias circuit.
Q5 is an N-channel MOSFET, Q6 is a P-channel MOSFET, and their drains and gates are connected to each other, and the gates and drains are also connected, and the connection point is connected to the MOSFETQ.
It is connected to the output terminal of an inverter consisting of I and Ql, and the next stage TTL circuit (not shown) is connected to this output terminal. These MOSFETs Q5 and Q6 are designed so that the level of the output terminal can be made approximately equal to 1.5 V, which is the input threshold voltage of the TTL circuit at the subsequent stage.

上記MO3FETQ3 (即ち、MOSFETQ5とア
ースとの間に接続されたスイッチング用NチャンネルM
O3FET)は上記オア回路ORの出力によりル制御さ
れ、MOSFETQ4 (即ち、MOSFETQ6と電
源端子との間に接続されたスイッチング用Pチャンネル
MO5FET)は上記第2のインバータrNV2の出力
により制御される。
The above MO3FETQ3 (i.e., N-channel M for switching connected between MOSFETQ5 and ground)
MOSFET Q4 (that is, the switching P-channel MO5FET connected between MOSFET Q6 and the power supply terminal) is controlled by the output of the second inverter rNV2.

次に、出力バッファ回路6の動作を第2図に示すタイム
チャートに従って説明する。
Next, the operation of the output buffer circuit 6 will be explained according to the time chart shown in FIG.

イコライズ信号が発生していない状態のときは、上記オ
ア回路ORの出力は「ロウ」であり、それを反転する第
2のインバータINV2の出力は「ハイ」である。従フ
て、MOSFETQ3、Q4は共にカットオフ状態に保
たれ、MOSFETQ5、Q6からなるバイアス回路は
動作し得す、バイアス回路は出力バッファ回路6の出力
電圧に何等の399も与えない。また、MOSFETQ
lを駆動するナンド回路NANDのセンスアンプ4から
のデータ信号を受ける方と反対側の入力端子はrハイ」
になり、MOSFETQ2を駆動するノア回路NOHの
センスアンプ4からのデータ信号を受ける方と反対側の
入力端子は「ロウ」になり、いずれもデータ信号を反転
してMOSFETQ 1、Qlを駆動する状態である。
When the equalization signal is not generated, the output of the OR circuit OR is "low", and the output of the second inverter INV2 that inverts it is "high". Therefore, both MOSFETs Q3 and Q4 are kept in the cut-off state, and the bias circuit consisting of MOSFETs Q5 and Q6 can operate, and the bias circuit does not contribute any 399 to the output voltage of the output buffer circuit 6. Also, MOSFETQ
The input terminal of the NAND circuit NAND that drives l on the side opposite to the side that receives the data signal from the sense amplifier 4 is r high.
Then, the input terminal of the NOR circuit NOH that drives MOSFET Q2, which is opposite to the side that receives the data signal from the sense amplifier 4, becomes "low", and both invert the data signal and drive MOSFETs Q1 and Ql. It is.

従って、MOSFETQl、Qlからなるインバータも
センスアンプ4から出力されたデータ信号の内容に応じ
た状態に保たれている。
Therefore, the inverter made up of MOSFETs Ql and Ql is also maintained in a state corresponding to the content of the data signal output from the sense amplifier 4.

ところで、アドレス信号が変化すると、その組数n5e
c遅れてアドレストランディッションデテクタ5からイ
コライズ信号が発生し、メモリ回路20ビツト線、デー
タ線をイコライズする。また、出力バッファ回路6のス
イッチング用MO3FETQ3、Q4が導通状態になる
。というのは、NチャンネルMO3FETQ3のゲート
は「ハイ」になり、PチャンネルMO5FETQ4のゲ
ートはrロウ」になるからであり、Q3、Q4が共にオ
ンすると、MO5FETQ5、Q6からなるバイアス回
路が動作可能になる。そして、前述のとおり、MOSF
ETQ5、Q6は出力バッファ回路6の出力端子のレベ
ルをTTL回路の入力スレッシュホールド電圧vthと
等しいレベルである1、5vに保つように設計(特にゲ
ート長、ゲート幅等の設計)が為されているので、バイ
アス回路の働きによって出力端子は迅速に1.5Vにさ
れる。そのとき、MOSFETQ5あるいはQ6がその
増幅機能を充分に発揮してより迅速に出力端子を1.5
vの電位にする働きをする。というのは、仮に出力バッ
ファ回路6の出力が「ロウ」のときにアドレスの遷移が
あったとすると、MOSFETQ5、Q6のゲートは当
初Ovであり、その状態でスイッチング用MOS F 
ETQ3、Q4が導通するからMO3FETQ5のゲー
ト・ソース間電圧はOVとなりMOSFETQ5がオフ
するのに対してMOSFETQ6のゲート・ソース間電
圧は5V(実際はそれより低い)にもなり、MOSFE
TQ6は強く駆動される。
By the way, when the address signal changes, the number of sets n5e
After a delay c, an equalize signal is generated from the address partition detector 5 and equalizes the memory circuit 20 bit line and data line. Furthermore, the switching MO3FETs Q3 and Q4 of the output buffer circuit 6 become conductive. This is because the gate of N-channel MO3FETQ3 becomes "high" and the gate of P-channel MO5FETQ4 becomes "r-low."When both Q3 and Q4 are turned on, the bias circuit consisting of MO5FETQ5 and Q6 becomes operational. Become. And, as mentioned above, MOSF
ETQ5 and Q6 are designed (particularly the gate length, gate width, etc.) to keep the level of the output terminal of the output buffer circuit 6 at 1.5v, which is the same level as the input threshold voltage vth of the TTL circuit. Therefore, the output terminal is quickly brought to 1.5V by the action of the bias circuit. At that time, MOSFETQ5 or Q6 fully demonstrates its amplification function and quickly increases the output terminal to 1.5%.
It functions to bring the potential to v. This is because, if there is an address transition when the output of the output buffer circuit 6 is "low", the gates of MOSFETQ5 and Q6 are initially Ov, and in that state, the switching MOSF
Since ETQ3 and Q4 conduct, the voltage between the gate and source of MO3FETQ5 becomes OV and MOSFETQ5 turns off, while the voltage between the gate and source of MOSFETQ6 becomes 5V (actually lower than that), and the MOSFETQ5 becomes OV.
TQ6 is strongly driven.

従って、深くゲートバイアスされたMOS F ETQ
6を通じて負荷容量C1がきわめて急速に充電される。
Therefore, the deeply gate-biased MOS FETQ
6, the load capacitance C1 is charged very quickly.

そして、その負荷容量C2の電位が1゜5Vに近づく程
MOSFETQ6に対するゲートバイアスが浅くなり、
出力端子が1.5vに落ちつくことになる。
Then, as the potential of the load capacitor C2 approaches 1°5V, the gate bias for MOSFET Q6 becomes shallower.
The output terminal will settle to 1.5v.

また、逆に出力バッファ回路6の出力が「ハイ」のとき
にアドレスの遷移があったとすると、MOSFETQ5
、Q6のゲートの電位は当初5Vであり、ソノ状態でM
OSFETQ3、Q4が導通すると今度はMO3FET
Q5が約5■のゲート・ソース間電圧を受けて強く駆動
され、負荷界πCJ2を高速放電する。そして、その負
荷容量C2の端子電圧が1.5Vに近づく程ゲートバイ
アスが浅くなり、出力端子の電位は1.5vになるとそ
こに落ち着く。即ち、このバイアス回路は普通の抵抗分
圧回路からなるバイアス回路等とは異なり、コンプリメ
ンタリMOSインバータで構成したので、端子電圧が5
vあるいはOvになっている負荷容量CI!、を、その
端子電圧と所望の電圧である1、5vとの差の電圧によ
って駆動能力が高められたMO3FETQ5あるいはQ
6によってディスチャージあるいはチャージするので非
常に速く出力端子を所望の電圧(1,5V)にできる。
Conversely, if there is an address transition when the output of the output buffer circuit 6 is "high", then MOSFETQ5
, the potential of the gate of Q6 is initially 5V, and in the sono state, M
When OSFETQ3 and Q4 become conductive, MO3FET
Q5 is strongly driven in response to a gate-source voltage of about 5 .mu., and rapidly discharges the load field .pi.CJ2. Then, as the terminal voltage of the load capacitor C2 approaches 1.5V, the gate bias becomes shallower, and when the potential of the output terminal reaches 1.5V, it settles there. In other words, this bias circuit is different from a bias circuit consisting of an ordinary resistance voltage divider circuit, and is constructed with a complementary MOS inverter, so that the terminal voltage is 5.
Load capacitance CI that is v or Ov! , is a MO3FETQ5 or Q whose driving ability is increased by the voltage difference between its terminal voltage and the desired voltage of 1.5V.
6 to discharge or charge, the output terminal can be brought to the desired voltage (1.5V) very quickly.

具体的にはイコライズ信号が立ち下がるまでに、換言す
ればイコライズ期間中に出力バッファ回路6の出力電圧
を1.5vにしておくことができる。
Specifically, the output voltage of the output buffer circuit 6 can be kept at 1.5V before the equalization signal falls, in other words, during the equalization period.

そしてバイアス回路を構成するコンプリメンタリMOS
インバータは入出力間が短絡され、出力が人力に負帰還
されるようになっているので、しきい値電圧、チャンネ
ル長等のデバイスパラメータに若干のバラツキがあった
としてもこのバイアス回路の出力電圧はその所望の電圧
(1,5V)に比較的正確に落ち着き、バイアス回路に
よるバイアス電圧は安定である。
And complementary MOS that constitutes the bias circuit
Since the input and output of the inverter are short-circuited and the output is negatively fed back to human input, even if there are slight variations in device parameters such as threshold voltage and channel length, the output voltage of this bias circuit settles relatively accurately at its desired voltage (1.5V), and the bias voltage provided by the bias circuit is stable.

尚、イコライズ期間中においてはMOSFETQlのゲ
ートが「ハイ」になり、MOSFETQlのゲートが「
ロウ」になるのでMOSFETQl、Q2が共にオフ状
態(謂わばアウトプットディセーブル状態)を保つ。
Furthermore, during the equalization period, the gate of MOSFETQl becomes "high" and the gate of MOSFETQl becomes "high".
MOSFETs Ql and Q2 both maintain an off state (so-called output disabled state).

イコライズ信号が立ち下がると、MOSFETQ3、Q
4は共にオフ状態になりMO5FETQ5、Q6からな
るバイアス回路は動作不能になり出力端子の電位に対し
て何等影習を及ぼし得ない状態になる。また、MOSF
ETQl、Q2はセンスアンプ4からの新しいデータ信
号に対応した状態になる。その結果、出力電圧はその新
しいデータ信号に対応した電圧になるべく変化を開始す
る。そして、その開始時点における出力端子の電位はT
TLの入力スレッシュホールド電圧Vth (1,5V
)と略等しいのでイコライズ信号の立ち下がり後間もな
く出力か「ハイ」になる場合は1.5■より高い電圧に
なり、逆に「ロウ」になる場合は1.5■よりも低い電
圧になる。即ち、イコライズ信号が立ち下がると間もな
くTTL回路において「ハイ」か「ロウ」かの識別が可
能になる。
When the equalize signal falls, MOSFETQ3, Q
MO5FETs Q5 and Q6 are both turned off, and the bias circuit consisting of the MO5FETs Q5 and Q6 becomes inoperable and cannot have any effect on the potential of the output terminal. Also, MOSF
ETQl and Q2 become in a state corresponding to the new data signal from the sense amplifier 4. As a result, the output voltage begins to change toward the voltage corresponding to the new data signal. The potential of the output terminal at the start point is T
TL input threshold voltage Vth (1,5V
), so if the output becomes "high" shortly after the equalization signal falls, the voltage will be higher than 1.5■, and conversely, if it becomes "low", the voltage will be lower than 1.5■. . That is, as soon as the equalize signal falls, it becomes possible to identify whether it is "high" or "low" in the TTL circuit.

この点について従来の場合と第1図に示す回路の場合と
を比較すると、従来の場合はイコライズ信号の立ち下が
り後出力バッファ回路の出力電圧がov又は5vから新
たなデータ信号に対応した電圧になろうとして1,5V
をよぎる(読み出し可能になる)にはt2の時間がかか
る。それに対して、第1図に示す回路の場合イコライズ
信号の立ち下がり後すぐに新たなデータ信号に対応した
状態になり得るので、従来の場合よりもt2の時間だけ
早い時点で読み出しが可能になる。従って、高速化が可
能になる。
Comparing the conventional case and the circuit shown in Figure 1 in this regard, in the conventional case, after the equalization signal falls, the output voltage of the output buffer circuit changes from OV or 5V to the voltage corresponding to the new data signal. 1.5V when trying to
It takes time t2 to cross (become readable). On the other hand, in the case of the circuit shown in Fig. 1, the state corresponding to the new data signal can be reached immediately after the fall of the equalize signal, so reading can be performed earlier by the time t2 than in the conventional case. . Therefore, speeding up becomes possible.

尚、イコライズ信号によって一時的にデータが壊れた状
態、即ち、出力バッファ回路6の出力電圧がメモリの内
容を示していない状態が生じるが、データホールドタイ
ム(アドレス遷移がtじてから例えば5nsの期間)の
経過後であれば−・時的にそのような状態が生じても差
し支えがないようにシステムが組まれており、しかも、
イコライズ信号はデータホールドタイム経過後に立ち上
るので全く問題は生じない。
Note that a state in which data is temporarily corrupted by the equalize signal, that is, a state in which the output voltage of the output buffer circuit 6 does not indicate the memory contents, occurs, but the data hold time (for example, 5 ns after the address transition occurs) The system is set up so that there is no problem even if such a situation occurs from time to time, and furthermore,
Since the equalize signal rises after the data hold time has elapsed, no problem occurs.

尚、上記実施例においては出力バッファ回路がCuO2
I Cにより構成されていたが、NMOSICにより出
力バッファ回路を構成したものにも本発明を適用するこ
とができる。また、本発明はスターティックRAMの出
力バッファ回路のみならずメモリー般の出力バッファ回
路に適用することができる。
In the above embodiment, the output buffer circuit is made of CuO2.
Although the output buffer circuit is configured using an IC, the present invention can also be applied to an output buffer circuit configured using an NMOSIC. Further, the present invention can be applied not only to output buffer circuits of static RAMs but also to output buffer circuits of general memories.

(H,発明の効果) 以上に述べたように、本発明メモリの出力バッファ回路
は、互いに゛直列に接続された一対の電界効果トランジ
スタからなり、出力から入力へ負帰還がかかるようにさ
れ、出力バッファ回路の出力端子を出力バッファ回路の
後段のスレッシュホールド電圧と略等しい値に保とうと
するバイアス回路と、イコライズ信号により制御されイ
コライズ信号が生じたとき上記バイアス回路に対する電
源電圧の印加を許容してそのバイアス回路を動作させる
スイッチング手段を備えたことを特徴とする。
(H, Effects of the Invention) As described above, the output buffer circuit of the memory of the present invention consists of a pair of field effect transistors connected in series, and negative feedback is applied from the output to the input. A bias circuit that attempts to maintain the output terminal of the output buffer circuit at a value approximately equal to the threshold voltage of the subsequent stage of the output buffer circuit, and a bias circuit that is controlled by an equalize signal and allows application of a power supply voltage to the bias circuit when the equalize signal is generated. The invention is characterized in that it includes switching means for operating the bias circuit.

従って、本発明メモリの出力バッフ7回路によれば1、
アドレスが遷移したときはそれに伴って生じたイコライ
ズ信号によってバイアス回路が動作し出力バッファ回路
にデータ信号が人力されるに先立って出力バッファ回路
の出力電圧が後段の回路のスレッシュホールド電圧と略
等しい値にされる。そして、イコライズ信号が消失した
ときはバイアス回路が動作不能になり、その後出力バッ
ファ回路にデータ信号に入力したときそのスレッシュホ
ールド電圧からそのデータ信号に応じた電圧がデータ信
号に対応した電圧になるのに要する時間を短くすること
ができる。しかもバイアス回路は増幅素子である電界効
果トランジスタにより構成されるのて、出力バッファ回
路の出力電圧を果トランジスタの増幅機能を利用して迅
速に行うことができる。しかもバイアス回路は、電界効
果トランジスタによるインバータの出力を入力側に負帰
還するようにしてなるので、電界効果トランジスタのデ
バイスパラメータに若干のバラツキがあってもバイアス
電圧を所望の電圧に安定させることができる。
Therefore, according to the output buffer 7 circuit of the memory of the present invention, 1,
When the address transitions, the bias circuit is operated by the equalization signal generated accordingly, and before the data signal is input to the output buffer circuit, the output voltage of the output buffer circuit is set to a value approximately equal to the threshold voltage of the subsequent circuit. be made into When the equalization signal disappears, the bias circuit becomes inoperable, and when the data signal is input to the output buffer circuit, the voltage corresponding to the data signal changes from the threshold voltage to the voltage corresponding to the data signal. The time required can be shortened. Moreover, since the bias circuit is constituted by a field effect transistor which is an amplification element, the output voltage of the output buffer circuit can be quickly adjusted by utilizing the amplification function of the output transistor. Moreover, since the bias circuit is configured to provide negative feedback to the input side of the output of the inverter using field effect transistors, it is possible to stabilize the bias voltage at the desired voltage even if there are slight variations in the device parameters of the field effect transistors. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明メモリの出力バッファ回路の
一つの実施例を説明するためのもので第1図は回路図、
第2図はタイムチャート、第3図は従来例を示す回路図
、第4図は第3図に示す回路のタイムチャート、第5図
は従来の出力バッファ回路を構成するMOS F ET
の駆動能力を高めて高速化を図ろうとした場合に生じる
問題点を説明するための回路図である。 符合の説明 Q3、Q4・・・スイッチング手段、 Q5、Q6・・・バイアス回路。 出 願 人  ソニー株式会社 代理人弁理士   尾  川  秀  昭・ 第4図 :諸
1 and 2 are for explaining one embodiment of the output buffer circuit of the memory of the present invention, and FIG. 1 is a circuit diagram;
Fig. 2 is a time chart, Fig. 3 is a circuit diagram showing a conventional example, Fig. 4 is a time chart of the circuit shown in Fig. 3, and Fig. 5 is a MOS FET constituting a conventional output buffer circuit.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating problems that arise when attempting to increase the speed by increasing the driving ability of the device. Explanation of symbols Q3, Q4...Switching means, Q5, Q6...Bias circuit. Applicant Hideaki Ogawa, Patent Attorney for Sony Corporation Figure 4: Miscellaneous

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに直列に接続された一対の電界効果トランジ
スタからなり、出力から入力へ負帰還がかかるようにさ
れ、出力バッファ回路の出力端子を出力バッファ回路後
段のスレッシュホールド電圧と略等しい値に保とうとす
るバイアス回路と、イコライズ信号により制御され該イ
コライズ信号が生じたとき上記バイアス回路に対する電
源電圧の印加を許容してそのバイアス回路を動作させる
スイッチング手段を備えた ことを特徴とするメモリの出力バッファ回路
(1) Consisting of a pair of field effect transistors connected in series, negative feedback is applied from the output to the input, and the output terminal of the output buffer circuit is kept at a value approximately equal to the threshold voltage of the latter stage of the output buffer circuit. an output buffer for a memory, comprising: a bias circuit that is controlled by an equalize signal; and switching means that is controlled by an equalize signal and allows the application of a power supply voltage to the bias circuit to operate the bias circuit when the equalize signal is generated. circuit
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02113493A (en) * 1988-10-21 1990-04-25 Seiko Epson Corp Semiconductor storage device
US5104609A (en) * 1988-11-16 1992-04-14 Mitsubishi Nuclear Fuel Co. Assembly method for nuclear fuel assembly
US5188798A (en) * 1988-11-16 1993-02-23 Mitsubishi Nuclear Fuel Co. Grid for nuclear fuel assembly

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