JPS6380620A - Output circuit - Google Patents

Output circuit

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JPS6380620A
JPS6380620A JP61225542A JP22554286A JPS6380620A JP S6380620 A JPS6380620 A JP S6380620A JP 61225542 A JP61225542 A JP 61225542A JP 22554286 A JP22554286 A JP 22554286A JP S6380620 A JPS6380620 A JP S6380620A
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JP
Japan
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gate
transistors
potential
channel
trs
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Pending
Application number
JP61225542A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masazumi Shioji
正純 塩地
Shinichi Takayama
伸一 高山
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Publication of JPS6380620A publication Critical patent/JPS6380620A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits

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

Abstract

PURPOSE:To preclude a transient phenomenon and the generation of a through current by delaying the gate inputs of CMOS inverters by the resistance of polysilicon wiring successively and connecting MOS transistors(TR) for off control between the gates of respective TRs and a power source. CONSTITUTION:The gate inputs of the CMOS inverters P1.N1-P3.N3 of respective stages are delayed in order by resistance components r1.r1'-r3.r3' of the polysilicon wiring to charge and discharge a load capacitor slowly. Consequently, the TRS of the respective stages turn on at the same time and the transient phenomenon and source voltage variation in switch operation are suppressed. Further, the MOS TRs N5-N7 and P5-P7 for accelerating the off operation of TRs which are turned off among the TRs of the COMS inverters are provided, so one TR is turned off earlier than any other TRs, so no through current flows and the source voltage never varies.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体集積回路の出力回路に係り、特に複数
個の0MO8(相補性絶縁ゲート型)インバータの各出
力ノードが共通接続された出力回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an output circuit of a semiconductor integrated circuit, and in particular, to an output circuit of a plurality of 0MO8 (complementary insulated gate type) inverters. Regarding commonly connected output circuits.

(従来の技術) この種の従来の出力回路は、第3図(a)に示すような
回路接続および第3図(b)に示すようなパターン配置
を有する。即ち、Pz、P、r、PJはそれぞれソース
SがVDD電源線31に接続され九PチャネルMOSト
ランジスタであF)、NJ 。
(Prior Art) This type of conventional output circuit has a circuit connection as shown in FIG. 3(a) and a pattern arrangement as shown in FIG. 3(b). That is, Pz, P, r, and PJ are nine P-channel MOS transistors whose sources S are connected to the VDD power supply line 31, respectively.F), NJ.

N2.NsはそれぞれソースSが接地(GND)線32
に接続されたNチャネルMOS)ランリスタであり、上
記各トランジスタP1〜P3、N1〜N3の各ドレイン
Dは金属配線(通常はアルミニウム)33.34を介し
て1個の出力バッド35に共通に接続されている。そし
て、前記PチャネルトランジスタPJ、Pj、Pjおよ
びNチャネルトランジスタN1.Nz、Nsの各ゲート
配線(ゲート電極と同じポリシリコンからなる)36は
金属配M(通常はアルミニウム>syt介して1個の信
号人力ノードINに共通に接続されている。つまり、P
チャネルトランジスタP1゜PJ、PJおよびNチャネ
ルトランジスタNZ。
N2. The source S of each Ns is the ground (GND) line 32
The drains D of the transistors P1 to P3 and N1 to N3 are commonly connected to one output pad 35 via metal wiring (usually aluminum) 33 and 34. has been done. Then, the P channel transistors PJ, Pj, Pj and the N channel transistors N1. Each gate wiring Nz, Ns (made of polysilicon, same as the gate electrode) 36 is commonly connected to one signal power node IN via metal wiring M (usually aluminum>syt. In other words, P
Channel transistor P1゜PJ, PJ and N-channel transistor NZ.

Nx、Nsの各対応する1組それぞれはCMOSインバ
ータを形成しておシ、各組のCMOSインバータが並列
接続されている。換言すれば、1個+7)CMOSイン
バータが複数組のCMOSインバータに分割されている
Each corresponding set of Nx and Ns forms a CMOS inverter, and the CMOS inverters of each set are connected in parallel. In other words, 1+7) CMOS inverters are divided into multiple sets of CMOS inverters.

なお、38は上記PチャネルトランジスタP1゜Par
、Psが互いに絶縁分離されて並べられて形成されてい
るN形基板領域であシ、ソースSm域とVDD電源線3
1およびドレインD領域と金属配線33とのコンタクト
部を図中X印で示している。同様に、39は前記Nチャ
ネルトランジスタNJ、NJ、NJが互いに絶縁分離さ
れて並べられて形成されているP形基板領域であシ、ソ
ースS領域と接地線32およびドレインD領域と金属配
線34とのコンタクト部を図中x印で示している。
Note that 38 is the P-channel transistor P1°Par.
, Ps are arranged and insulated from each other in an N type substrate region, a source Sm region and a VDD power line 3.
The contact portion between the metal wiring 33 and the drain D region 1 and the drain D region is indicated by an X mark in the figure. Similarly, 39 is a P-type substrate region in which the N-channel transistors NJ, NJ, NJ are arranged and insulated from each other, and includes a source S region, a ground line 32, a drain D region, and a metal wiring 34. The contact portion with is indicated by an x in the figure.

上記出力回路によれば、複数組のCMOSインバータの
各ゲートが金属配線37によシ共通に接続されているの
で、初段インバータから終段インバータまで入力信号は
少ない遅延時間で伝達される。しかし、各組のCMOS
インバータが同時にスイッチ動作を行なうので、スイッ
チ動作時にPチャネルトランジスタPJ 、PJ、Ps
またはNチャネルトランジスタN1.N2.N3に大き
な過渡電流が流れる。このことについて以下に詳細に説
明する。
According to the above output circuit, since the gates of the plurality of CMOS inverters are commonly connected to the metal wiring 37, the input signal is transmitted from the first stage inverter to the last stage inverter with a short delay time. However, each set of CMOS
Since the inverter performs switch operation at the same time, P channel transistors PJ, PJ, Ps
or N-channel transistor N1. N2. A large transient current flows through N3. This will be explained in detail below.

最近の半導体技術の進歩によシ素子の微細化が進み、チ
ップの高集積化、高密度化が可能になると共に素子の高
速化が図られている。素子の微細化を図るだめには、ア
ルミニウム等で形成すれる配線幅を細くし、配線領域を
低減しているが、配線幅t−細くした場合には配線の誘
導性負荷、即ちインダクタンスが増大する。一方、素子
の高速化を図るためには、トランジスタのサイズを大き
くしてトランジスタの′シ流′JA動能力を高めている
が、トランジスタサイズの増大に伴ってそのオン抵抗が
減少することになる。このような配線の誘導性負荷の増
大およびMOS)ランリスタのオン抵抗O減少等の現象
に起因して前記従来の出方回路には次に述べるような問
題が生じる。即ち、第3図(11>に示す出力回路にお
いて、LlはVDD電源配線の誘導性負荷、Llは接地
配線の誘導性負荷、L3は出力配線の誘導性負荷、Cは
出方配線の負荷容量である。したがって、高電位側のV
DD電源と出力端子(出力パッド)35との間および低
電位側のVS8電源(接地電源)と出方端子35との間
には、誘導性負荷Lx、L;r、Lsと負荷容量Cとか
らなる共振回路が形成されている。このため、入力ノー
ドINの入力電位がVSS電位からvDDt位に反転し
てNチャネルトランジスタNl、N2.N3が導通状態
になったとき、負荷容量Cに蓄積されていた電荷が急激
にVss 1[源に流入し、出力端子35の出力電位が
VDD電位からV8S電位に立ち下ったときに過渡電流
が流れ、第2図中に点線で示すようにアンダーシェード
現象が引き起こされる。上記とは逆に、入力電位がVD
D電位からVss @、位に反転してPチャネルトラン
ジスタP1.PJ、PJが導通状態になったとき、負荷
容fCが急激に充電され、出力電位がVSSからVDD
に立ち上ったときに過渡電流が流れ、第2図中に点線で
示すようにオーバーシュート現象が引き起こされる。こ
のようなアンダーシュート、オーバーシェードが生じる
と、出力電位は反転された直後に変動することにカシ、
誤った電位の信号が伝達されてしまうという問題が生じ
ることに々る。さらに、前記誘導性負荷LJ、L2に急
激に大きな電流が流れることによって大きな電圧が誘起
され、VDD I!源の電位、VSa電源の電位も変動
することになシ、この電源に接続されている他の回路の
入出力レベルが変動して回路の誤動作を生じるおそれが
ある。
BACKGROUND ART Recent advances in semiconductor technology have led to miniaturization of semiconductor devices, making it possible to increase the integration and density of chips, and to increase the speed of devices. In order to miniaturize elements, the wiring width made of aluminum or the like is narrowed to reduce the wiring area, but when the wiring width t is made thinner, the inductive load of the wiring, that is, the inductance increases. do. On the other hand, in order to increase the speed of devices, the transistor size is increased to increase the transistor's 'current' JA performance, but as the transistor size increases, its on-resistance decreases. . Due to phenomena such as an increase in the inductive load of the wiring and a decrease in the on-resistance O of the MOS (MOS) run lister, the following problems arise in the conventional output circuit. That is, in the output circuit shown in Figure 3 (11>), Ll is the inductive load of the VDD power supply wiring, Ll is the inductive load of the ground wiring, L3 is the inductive load of the output wiring, and C is the load capacitance of the output wiring. Therefore, V on the high potential side
Between the DD power supply and the output terminal (output pad) 35 and between the low potential side VS8 power supply (ground power supply) and the output terminal 35, inductive loads Lx, L; A resonant circuit is formed. Therefore, the input potential of the input node IN is inverted from the VSS potential to the vDDt level, and the N-channel transistors Nl, N2 . When N3 becomes conductive, the charge accumulated in the load capacitor C suddenly flows into the Vss1 source, and when the output potential of the output terminal 35 falls from the VDD potential to the V8S potential, a transient current is generated. This causes an undershade phenomenon as shown by the dotted line in FIG. Contrary to the above, the input potential is VD
D potential is inverted to Vss@, and P channel transistor P1. When PJ and PJ become conductive, the load capacitance fC is rapidly charged and the output potential changes from VSS to VDD.
2, a transient current flows, causing an overshoot phenomenon as shown by the dotted line in FIG. When such undershoot and overshading occur, the output potential will fluctuate immediately after being reversed.
A problem often arises in which a signal with an incorrect potential is transmitted. Furthermore, a large voltage is induced due to the sudden large current flowing through the inductive loads LJ and L2, and VDD I! Since the potential of the power source and the potential of the VSa power source also fluctuate, the input/output levels of other circuits connected to this power source may fluctuate, causing circuit malfunction.

また、前記従来の出力回路においては、入力信号が反転
するときにPチャネルトランジスタP1゜Pz 、Ps
およびNチャネルトランジスタNJ。
Furthermore, in the conventional output circuit, when the input signal is inverted, the P channel transistors P1°Pz, Ps
and N-channel transistor NJ.

N2.N、?が同時にオン状態になる瞬間が生じて貫通
電流が流れる。この貫通電流は前記誘導性負荷Lz、L
2に大きな電圧を誘起させるので、やはシミ源変動を引
き起こして他の回路の誤動作をまねく原因の1つとなる
N2. N.? There is a moment when both are turned on at the same time, and a through current flows. This through current flows through the inductive loads Lz, L
Since a large voltage is induced in the circuit 2, it causes fluctuations in the stain source and is one of the causes of malfunction of other circuits.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記したような配線の誘導性負荷およびM 
OS )ランリスタの駆動力の増大によってスイッチ動
作時の過渡現象および電源電圧変動が大きくなって回路
の誤動作が生じるという問題点を解決すべくなされたも
ので、上記スイッチ動作時の過渡現象および電源電圧変
動を抑制できると共に貫通電流の発生を防止でき、他の
回路の誤動作をまねくおそれをなくした出力回路を提供
することを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the problem of inductive loads and M
OS) This was created to solve the problem that the increase in the driving force of the run lister increases transient phenomena and power supply voltage fluctuations during switch operation, causing circuit malfunction. It is an object of the present invention to provide an output circuit that can suppress fluctuations, prevent the generation of through current, and eliminate the risk of malfunctioning of other circuits.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明の出力回路は、各出力ノードが共通接続された複
数のCMOSインバータのゲート入力にポリシリコン配
線の抵抗分による遅延を順次与えると共に、CMOSイ
ンバータの各トランジスタのゲート、と電源との間にオ
フ制御用のMOS)ランリスタを接続しておき、CMO
Sインバータにおけるオン状態からオフ状態に反転する
トランジスタのゲートに接続されているオフ制御用のM
OS)ランリスタをオン制御するようにしてなることを
特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The output circuit of the present invention sequentially applies a delay due to the resistance of polysilicon wiring to the gate inputs of a plurality of CMOS inverters whose output nodes are commonly connected, and A MOS (MOS) run lister for off control is connected between the gate of the transistor and the power supply, and the CMO
M for off control connected to the gate of the transistor that inverts from the on state to the off state in the S inverter.
OS) The run lister is controlled to be turned on.

(作用) 各段のCM OSインバータのトランジスタに同時にオ
ン電流が流れることはないので、スイッチ動作の過渡′
fvA象および電源電圧変動が抑制される。また、CM
OSインバータのトランジスタのうちオン状態からオフ
状態に反転するトランジスタのオフ動作がオフ制御用の
トランジスタのオン動作によって促進されるので、CM
OSインバータは一方のトランジスタのオフ動作が他方
のトランジスタのオン動作より前に行なわれ、貫通電流
が流れることはなく、これに起因する電源電圧変動は生
じない。
(Function) Since on-current does not flow through the transistors of the CMOS inverters at each stage at the same time, the transient state of the switch operation
fvA phenomenon and power supply voltage fluctuations are suppressed. Also, CM
Among the transistors in the OS inverter, the OFF operation of the transistor that inverts from the ON state to the OFF state is promoted by the ON operation of the transistor for OFF control, so the CM
In the OS inverter, one transistor is turned off before the other transistor is turned on, so no through current flows, and no power supply voltage fluctuations occur due to this.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図(a) 、 (b)は複数組のCM OSインバ
ータの各出力ノードを共通接続した出力回路の回路接続
およびパターン配置を示している。即ち、P1〜P3は
それぞれソースSがVDD電源線11に接続(コンタク
ト部分をx印で図示する)された複数個(本例では3個
)のPチャネルMOSトランジスタ、N1〜N3はそれ
ぞれソースSがVaS電源線(接地線)12に接続(コ
ンタクト部分をx印で図示する)された複数個(本例で
は3個)のNチャネルMOSトランジスタである。上記
各トランジスタP1〜PJ 、Nz〜N2(これらを第
1のMOSトランジスタと称する)の各ドレインDは金
属配線(通常はアルミニウム)13を介して1個の出力
パッド14に共通に接続されている。なお、Cは上記金
属配線13の負荷容量である。一方、INは信号入力ノ
ードであ夛、金属配線16を介してオン制御用のNチャ
ネルMOSトランジスタN4、PチャネルMOSトラン
ジスタP4(これらを第2のMOS)ランリスタと称す
る)の各ゲート(ポリシリコン)に連なるポリシリコン
配線17 、1 gK接続(コンタクト部分をx印で図
示する)され、さらに金属配線19゜2Qを介してオフ
制御用ONチャネルMOSトランジスタN5〜NF、P
チャネルMOSトランジスタP5〜Py(これらを第3
のMOS)ランリスタと称する)の各ゲート(/リシリ
コン配線21.22)に接続(コンタクト部分をx印で
図示する)されている。上記NチャネルトランジスタN
4.N5〜N7の各ソースSは前記VSS電源線12に
接続(コンタクト部分をX印で図示する)され、上記P
チャネルトランジスタP4゜P5〜P7の各ソースSは
前記VDD電源線11に接続(コンタクト部分をx印で
図示する)されている。そして、上記オン制御用のNチ
ャネルトランジスタN4のドレインDは金属配線23を
介したのち前記第1のMOS)ランリスタであるPチャ
ネルトランジスタP1〜P3の各ゲート(/リシリコン
)に連なるIすシリコン配線24の一端に接続(コンタ
クト部分をx印で図示している)されている、同様に、
前記オン制御用のPチャネルトランジスタP4のドレイ
ンDは金属配線26を介して前記第1のトランジスタで
あるNチャネルトランジスタN1〜N3の各ゲート(/
リシリコン)K連なるポリシリコン配置1A26の一端
に接続(:1ンタクト部分をx印で図示している)され
ている。また、前記オフ制御用ONチャネルトランジス
タN5〜N7の各ドレインDはそれぞれ対応して前記ポ
リシリコン配線26における前記Nチャネルトランジス
タN1〜N3の各ゲートの近傍部分に金属配線を介して
接続(コンタクト部分をX印で図示している)されてい
る。同様に、前記オフ制御用のPチャネルトランジスタ
P5〜P7の各ドレインは各対応して前記ポリシリコン
配線24における前記PチャネルトランジスタP1〜P
3の各ゲート近傍部分に金属配線を介して接続(コンタ
クト部をx印で図示している)されている。
FIGS. 1(a) and 1(b) show the circuit connections and pattern arrangement of an output circuit in which each output node of a plurality of sets of CMOS inverters is commonly connected. That is, P1 to P3 are a plurality (three in this example) of P-channel MOS transistors each having a source S connected to the VDD power supply line 11 (the contact portion is indicated by an x mark), and N1 to N3 are each having a source S connected to the VDD power supply line 11. are a plurality of (three in this example) N-channel MOS transistors connected to the VaS power supply line (ground line) 12 (the contact portions are indicated by x marks). The drains D of each of the transistors P1 to PJ and Nz to N2 (these are referred to as first MOS transistors) are commonly connected to one output pad 14 via a metal wiring (usually aluminum) 13. . Note that C is the load capacitance of the metal wiring 13. On the other hand, IN is a signal input node, and each gate (polysilicon ) are connected to the polysilicon wiring 17, 1 gK connection (the contact portion is indicated by an x mark), and are further connected to the off control ON channel MOS transistors N5 to NF, P via the metal wiring 19°2Q.
Channel MOS transistors P5 to Py (these are
It is connected to each gate (/resilicon wiring 21, 22) of a MOS (referred to as a run lister) (the contact portion is indicated by an x mark). The above N-channel transistor N
4. Each of the sources S of N5 to N7 is connected to the VSS power supply line 12 (the contact portion is indicated by an X mark), and the sources S of the above P
Each source S of the channel transistors P4, P5 to P7 is connected to the VDD power supply line 11 (the contact portion is indicated by an x mark). The drain D of the N-channel transistor N4 for on-control is connected to the silicon wiring I through the metal wiring 23 and then connected to each gate (resilicon) of the P-channel transistors P1 to P3, which are the first MOS run listers. Similarly, it is connected to one end of 24 (the contact portion is indicated by an x).
The drain D of the P-channel transistor P4 for ON control is connected to each gate (/
(1A) is connected to one end of the continuous polysilicon arrangement 1A26 (the contact portion is indicated by an x mark). Further, each drain D of the ON-channel transistors N5 to N7 for OFF control is connected to a portion of the polysilicon wiring 26 in the vicinity of each gate of the N-channel transistors N1 to N3 via a metal wiring (contact portion). (indicated by an X). Similarly, the drains of the off-control P-channel transistors P5 to P7 correspond to the drains of the P-channel transistors P1 to P1 in the polysilicon wiring 24, respectively.
It is connected to the vicinity of each gate of No. 3 via metal wiring (the contact portion is indicated by an x mark).

上記第1のMOS)ランリスタであるNチャネルトラン
ジスタN1〜N3はP形基板領域27内に互いに絶縁分
離されて並べられて形成されておシ、それぞれのゲート
に連なるポリシリコン配線26は全体として櫛状に複数
回折シ曲げられたパターンとなっている。そして、この
近傍に並ぶように前記オフ制御用のNチャネルトランジ
スタN5〜Nrが互いに絶縁分離されて形成されたP形
基板領域28が位置している。同様に、前記第1のMO
S)ランリスタであるPチャネルトランジスタP1〜P
3はN形基板領域29内に互いに絶縁分離されて並べら
れて形成されておシ、それぞれのゲートに連なるポリシ
リコン配線24は全体として櫛状に複数回折シ曲げられ
たパターンとなっている。そして、この近傍に並ぶよう
に前記オフ制御用のPチャネルトランジスタP5〜P7
が互いに絶縁分離されて形成されたN形基板頼域30が
位置している。
The N-channel transistors N1 to N3, which are the first MOS) run listers, are formed in a P-type substrate region 27 insulated and lined up, and the polysilicon wiring 26 connected to each gate is a comb as a whole. The pattern is bent multiple times. A P-type substrate region 28 in which the off-control N-channel transistors N5 to Nr are insulated and separated from each other is located adjacent to this region. Similarly, the first M.O.
S) P-channel transistors P1 to P that are run listers
3 are formed in an N-type substrate region 29 so as to be insulated from each other and lined up, and the polysilicon wiring 24 connected to each gate has a comb-like pattern which is bent multiple times as a whole. Then, the P-channel transistors P5 to P7 for OFF control are arranged in this vicinity.
An N-type substrate dependent region 30 is located in which the substrates are insulated and separated from each other.

上記構成の出力回路においては、第1のMOSトランジ
スタであるPチャネルトランジスタP1〜P3の各ゲー
トに連なるポリシリコン配線24の抵抗分が各ゲートの
入力側に対応してr1〜r3として存在している。同様
に、第1のMOSトランジスタであるNチャネルトラン
ジスタN1〜N3の各ゲートに連なるポリシリコン配線
26の抵抗分が各ゲートの入力側に対応してr J /
〜13’として存在している。したがって、Pチャネル
トランジスタP1〜P3とNチャネルトランジスタN1
〜N3との各対応する1組によ層形成されているCMO
Sインバータは前段側から後段側にかけて入力信号が前
記抵抗分の存在によって次第に遅延して伝達されるよう
Kなっている。
In the output circuit having the above configuration, the resistance of the polysilicon wiring 24 connected to each gate of the P-channel transistors P1 to P3, which are the first MOS transistors, exists as r1 to r3 corresponding to the input side of each gate. There is. Similarly, the resistance of the polysilicon wiring 26 connected to each gate of N-channel transistors N1 to N3, which are first MOS transistors, is r J / corresponding to the input side of each gate.
~13'. Therefore, P channel transistors P1 to P3 and N channel transistor N1
CMO layered by each corresponding pair with ~N3
The S inverter is configured such that the input signal is gradually delayed and transmitted from the front stage side to the rear stage side due to the presence of the resistor component.

次に、上記出力回路の動作を第2図を参照して説明する
。信号入力ノードINがVDD電位のとき、Nチャネル
トランジスタN4Fiオン状態、Pチャネルトランジス
タデ5〜P2はオフ状態であシ、Pチャネルトランジス
タP1〜P3のゲート電位はVB+1電位であるのでP
チャネルトランジスタP1〜P3はオン状態になってい
る。一方、このときPチャネルトランジスタP4はオフ
状態、NチャネルトランジスタN5〜N7はオン状態で
あってそれぞれドレインD電位がVsa IE位になっ
ているので、NチャネルトランジスタNz−N3はオフ
状態に々っている。したがりて、出力端子(出力パッド
)14はVDD電位になっている。いま、入力電位が上
記VDD il!位からVB8電位に反転したとき、N
チャネルトランジスタN4triオフにな)、Pチャネ
ルトランジスタデ5〜Pフはゲートに入力電位v8εが
入力するので、t y K すってPチャネルトランジ
スタP1〜P3の各ゲートにVDD %位を与えてPチ
ャネルトランジスタP1〜P3をオフ状態にしてその放
電を促進する。これに対して、Nチャネルトランジスタ
N5〜N7は入力電位V8Bがそのままゲート入力とな
ってオフになるが、PチャネルトランジスタP4がオン
になシ、NチャネルトランジスタN1〜N3は入力電位
VaBが上記PチャネルトランジスタP4により反転さ
れた電圧VDDがゲート入力となるのでそれぞれオン状
態になる。したがって、出力電位はV88電位になる。
Next, the operation of the output circuit will be explained with reference to FIG. When the signal input node IN is at the VDD potential, the N channel transistor N4Fi is in the on state, the P channel transistors D5 to P2 are in the off state, and the gate potential of the P channel transistors P1 to P3 is at the VB+1 potential.
Channel transistors P1 to P3 are in an on state. On the other hand, at this time, the P-channel transistor P4 is in the off state, and the N-channel transistors N5 to N7 are in the on state, and their respective drain D potentials are at about Vsa IE, so the N-channel transistor Nz-N3 is almost in the off state. ing. Therefore, the output terminal (output pad) 14 is at VDD potential. Now, the input potential is the above VDD il! When the potential is reversed from VB8 to VB8, N
channel transistor N4tri is turned off), and the input potential v8ε is input to the gates of P-channel transistors D5 to P5. Transistors P1 to P3 are turned off to promote their discharge. On the other hand, the input potential V8B of the N-channel transistors N5 to N7 is directly input to the gate and is turned off, but the P-channel transistor P4 is not turned on, and the input potential VaB of the N-channel transistors N1 to N3 is set to the above-mentioned P. Since the voltage VDD inverted by the channel transistor P4 becomes the gate input, each transistor is turned on. Therefore, the output potential becomes V88 potential.

この場合、NチャネルトランジスタN1〜N3の各ゲー
トには抵抗分子 J /〜rs’ycよシ順次遅延して
VDD電位が入力するので順次オン状態になり、同時に
はオン状態にならないので負荷容量Cからの電荷の流入
が緩やかにな夛、第2図中に実線で示すように出力電位
の立下夛での過渡現象(アンダーレエート現象)は生じ
な′いが、出力電流特性は損なわれない。また、上記N
チャネルトランジスタN1〜N3が順次オン状態になる
前に、前記PチャネルトランジスタP5〜P7がオンに
なることによってPチャネルトランジスタP1〜P3は
各ゲートにVDD電位が与えられてそれぞれオフ状態に
なるので、CMOSインバータそれぞれに貫通電流が流
れることはない。
In this case, the VDD potential is input to each gate of the N-channel transistors N1 to N3 with a delay of the resistance molecule J /~rs'yc, so they are turned on one after another, and they are not turned on at the same time, so the load capacitance C If the inflow of charge from the output voltage is gradual, as shown by the solid line in Figure 2, no transient phenomenon (under-rate phenomenon) occurs when the output potential falls, but the output current characteristics are not impaired. do not have. In addition, the above N
Before the channel transistors N1 to N3 are sequentially turned on, the P channel transistors P5 to P7 are turned on, and VDD potential is applied to each gate of the P channel transistors P1 to P3, so that the P channel transistors P1 to P3 are turned off. No through current flows through each CMOS inverter.

上記とは逆に、入力電位がV8g電位からVDD電位に
反転したとき、Pチャネルトランジスタデ5〜Pフはオ
フになるが、NチャネルトランジスタN4がオンになる
のでPチャネルトランジスタP1〜P3の各ゲートには
入力電位VDDが反転されたVSS電位が順次遅延して
入力する。これに対して、PチャネルトランジスタP4
はオフになるが、NチャネルトランジスタN5〜N7は
オンになってNチャネルトランジスタN1〜N3の各ゲ
ートにV811電位を与えてそれぞれオフ状態にしてそ
の放電を促進する。したがって、出力電位はVDD電位
になるが、前記PチャネルトランジスタP1〜P3は順
次オン状態把な)、同時にはオン状態にならないので、
VDD電源から負荷容量Cへの電荷の充電が緩やかにな
り、第2図中に実線で示すように出力電位の立上夛での
過渡現象(オーバーシュート現象)は生じることなく、
出力電流特性が損なわれることもない。また、CMOS
インバータそれぞれにおいて、Pチャネルトランジスタ
P1〜P3がそれぞれオンになる前にNチャネルトラン
ジスタN1〜N3がオフになるので、それぞれ貫通電流
が流れることはない。
Contrary to the above, when the input potential is reversed from the V8g potential to the VDD potential, the P channel transistors D5 to P5 turn off, but the N channel transistor N4 turns on, so each of the P channel transistors P1 to P3 A VSS potential, which is an inversion of the input potential VDD, is sequentially delayed and input to the gate. On the other hand, P-channel transistor P4
is turned off, but N-channel transistors N5 to N7 are turned on and V811 potential is applied to each gate of N-channel transistors N1 to N3 to turn them off and promote their discharge. Therefore, the output potential becomes VDD potential, but the P-channel transistors P1 to P3 are turned on sequentially), but not at the same time.
Charge from the VDD power supply to the load capacitor C becomes gradual, and as shown by the solid line in Figure 2, no transient phenomenon (overshoot phenomenon) occurs when the output potential rises.
The output current characteristics are not impaired. Also, CMOS
In each inverter, N-channel transistors N1-N3 are turned off before P-channel transistors P1-P3 are turned on, so no through current flows.

上記実施例の出力回路によれば、各段のCMOSインバ
ータのゲート入力にポリシリコン配線の抵抗分による遅
延を順次与えることによって負荷容量の充、放1!を緩
やかに行なわせるようにしたので、各段のトランジスタ
が同時にオンになることはなく、スイッチ動作時の過渡
現象および電源電圧変動を抑制できる。また、CMOS
インノクータのトランジスタのうちオン状態からオフ状
態に反転するトランジスタのオフ動作を促進するための
MOS)ランリスタN5〜Ny 、Ps〜P7を有して
いるので、CMOSインバータのトランジスタは一方の
トランジスタのオフ動作が他方のトランジスタのオン動
作より前に行なわれ、貫通電流が流れることはなく、こ
れに起因する電源電圧変動は生じない。
According to the output circuit of the above embodiment, the load capacitance is charged and discharged by sequentially applying a delay due to the resistance of the polysilicon wiring to the gate input of the CMOS inverter in each stage. Since this is done slowly, the transistors in each stage are not turned on at the same time, and transient phenomena and power supply voltage fluctuations during switch operation can be suppressed. Also, CMOS
Among the transistors in the innocoutor, the transistors in the CMOS inverter have MOS) run resistors N5 to Ny and Ps to P7 to promote the off operation of the transistors that reverse from on state to off state. is performed before the other transistor is turned on, no through current flows, and no power supply voltage fluctuation occurs due to this.

なお、上記実施例では、オフ制御用のNチャネルトラン
ジスタN5〜N2の各間隔をNチャネルトランジスタN
1〜N3のゲート間隔にはtt等しくなるように設け、
同様にオフ制御用のPチャネルトランジスタデ5〜Pフ
の各間隔をPチャネルトランジスタP1〜P3のゲート
間隔にほぼ等しくなるように設けているが、上記オフ制
御用のNチャネルトランジスタおよびPチャネルトラン
ジスタの数を増やし、第1のMOS)ランリスタの1個
のゲートπオフ制御用の複数個のMOS)ランリスタを
並列に接続するようにしてもよい。
In the above embodiment, each interval between N-channel transistors N5 to N2 for off control is set to N-channel transistor N
The gate intervals of 1 to N3 are set to be equal to tt,
Similarly, the intervals between the off-control P-channel transistors D5 to Pf are approximately equal to the gate intervals of the P-channel transistors P1 to P3, but the off-control N-channel transistors and P-channel transistors The number of MOS) run listers may be increased and a plurality of MOS run listers for controlling one gate π-off of the first MOS run lister may be connected in parallel.

また、上記実施例におけるオン制御用のNチャネルトラ
ンジスタN4のドレインDiポリシリコン配線23では
なく、オフ制御用のNチャネルトランリスタN5〜N6
のゲート(ポリシリコン配線21)に接続し、上記ポリ
シリコン配線24の一端を入力ノードINに接続し、同
様にオン制御用のPチャネルトランジスタデ4のドレイ
ンをIリシリコン配線26ではなく、オフ制御用のPチ
ャネルトランジスタP5〜P7のゲート(ポリシリコン
配線22)に接続し、上記ポリシリコン配線26の一端
を入力ノードINに接続するように変更すれは、入力電
位がVDDのときに出力電位がVSS となり、入力電
位がVB2のときに出力電位がVDDとなる。
Moreover, instead of the drain Di polysilicon wiring 23 of the N-channel transistor N4 for on-control in the above embodiment, the N-channel transistor N5 to N6 for off-control is used.
(polysilicon wiring 21), one end of the polysilicon wiring 24 is connected to the input node IN, and similarly the drain of the P-channel transistor D4 for ON control is connected to the gate (polysilicon wiring 21) for OFF control instead of the I-silicon wiring 26. When the input potential is VDD, the output potential is VSS, and when the input potential is VB2, the output potential becomes VDD.

また、オフ制御用のPチャネルトランジスタP5〜P7
あるいはNチャネルトランジスタN5〜N7に高速に入
力電位を伝えるために、上記PチャネルトランジスタP
5〜P7の各ゲートの近傍相互と金属配線20とを接続
するように金属配線(図示せず)を設けると共に、Nチ
ャネルトランジスタN5〜N7の各ゲートの近傍相互と
金属配線19とを接続するように金属配線(図示せず)
を設けるようにしてもよい。
In addition, P channel transistors P5 to P7 for off control
Alternatively, in order to quickly transmit the input potential to the N-channel transistors N5 to N7, the P-channel transistor P
A metal wiring (not shown) is provided to connect the vicinity of each of the gates of N-channel transistors N5 to P7 with the metal wiring 20, and also connect the vicinity of each gate of N-channel transistors N5 to N7 with the metal wiring 19. Metal wiring (not shown)
may be provided.

ンリスタ。Nlista.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように本発明の出力回路によれば、スイッチ動
作時の過渡現象、貫通電流および電源電圧変動を抑制で
き、出力電位を後段に正しく伝達し得ると共に共通の電
源を使用する他の回路の誤動作をまねくおそれがなくな
るなどの利点があシ、MO8集積回路などに適用して効
果的である。
As described above, according to the output circuit of the present invention, it is possible to suppress transient phenomena, through current, and power supply voltage fluctuations during switch operation, to correctly transmit the output potential to the subsequent stage, and to prevent other circuits that use a common power supply. It has advantages such as eliminating the risk of malfunction, and is effective when applied to MO8 integrated circuits.

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

第1図(a)は本発明の出力回路の一実施例を示す等価
回路図、第1図(b)は同図(a)の回路に対応する半
導体チップ上のパターン配置の一例を示す図、第2図は
第1図(a)の回路の出力電位波形と従来例の出力回路
の出力電位波形とを示す波形図、第3図(a)は従来の
出力回路を示す等価回路図、第3図(b)は同図(a)
の回路に対応する半導体チップ上のパターン配置の一例
を示す図である。 IN・・・入力ノード、14・・・出力パッド、24゜
26・・・−リシリコン配線、27.29・・・基板領
域、P1〜Ps、N1〜N3・・・M OS )ランリ
スタ、P5〜P7.N5〜N7・・・オフ制御用MO8
)う出願人代理人 弁理士  鈴  江  武  彦手
続補正書
FIG. 1(a) is an equivalent circuit diagram showing one embodiment of the output circuit of the present invention, and FIG. 1(b) is a diagram showing an example of pattern arrangement on a semiconductor chip corresponding to the circuit of FIG. 1(a). , FIG. 2 is a waveform diagram showing the output potential waveform of the circuit in FIG. 1(a) and the output potential waveform of the conventional output circuit, FIG. 3(a) is an equivalent circuit diagram showing the conventional output circuit, Figure 3 (b) is the same figure (a)
FIG. 3 is a diagram showing an example of pattern arrangement on a semiconductor chip corresponding to the circuit of FIG. IN...Input node, 14...Output pad, 24°26...-Resilicon wiring, 27.29...Substrate area, P1~Ps, N1~N3...MOS) Run lister, P5~ P7. N5~N7... MO8 for off control
) Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Procedural amendment

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)それぞれ共通の高電位側V_D_D電源および低
電位側V_S_S電源に接続され、各出力ノードが共通
の出力パッドに接続され、それぞれのPチャネルMOS
トランジスタのゲート相互を接続するポリシリコン配線
とそれぞれのNチャネルMOSトランジスタのゲート相
互を接続するポリシリコン配線とに相補的な入力電位が
与えられる複数個のCMOSインバータと、このCMO
SインバータそれぞれのPチャネルMOSトランジスタ
の各ゲートと前記V_D_D電源との間にそれぞれ接続
され、それぞれのゲートに上記PチャネルMOSトラン
ジスタのゲート入力電位に対して相補的な入力電位が与
えられるオフ制御用の複数個のPチャネルトランジスタ
と、前記CMOSインバータそれぞれのNチャネルMO
Sトランジスタの各ゲートと前記V_S_S電源との間
にそれぞれ接続され、それぞれのゲートに上記Nチャネ
ルMOSトランジスタのゲート入力電位に対して相補的
な入力電位が与えられるオフ制御用の複数個のNチャネ
ルトランジスタとを具備することを特徴とする出力回路
(1) Each is connected to a common high-potential side V_D_D power supply and a low-potential side V_S_S power supply, each output node is connected to a common output pad, and each P-channel MOS
a plurality of CMOS inverters in which complementary input potentials are applied to polysilicon wiring that connects the gates of the transistors and polysilicon wiring that connects the gates of the respective N-channel MOS transistors;
For off control, each gate is connected between each gate of the P channel MOS transistor of each S inverter and the V_D_D power supply, and an input potential complementary to the gate input potential of the P channel MOS transistor is applied to each gate. a plurality of P-channel transistors, and an N-channel MO of each of the CMOS inverters.
a plurality of N channels for off control, each connected between each gate of the S transistor and the V_S_S power supply, and each gate of which is supplied with an input potential complementary to the gate input potential of the N channel MOS transistor; An output circuit comprising a transistor.
(2)前記CMOSインバータそれぞれのPチャネルM
OSトランジスタは同じ基板領域内に並べられて形成さ
れ、それぞれのゲートに連なるポリシリコン配線は全体
として櫛状に複数回折り曲げられたパターンを有し、同
様に前記CMOSインバータそれぞれのNチャネルMO
Sトランジスタは同じ基板領域内に並べられて形成され
、それぞれのゲートに連なるポリシリコン配線は全体と
して櫛状に複数回折り曲げられたパターンを有すること
を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の出力回路
(2) P channel M of each of the CMOS inverters
The OS transistors are formed side by side in the same substrate region, and the polysilicon wiring connected to each gate has a comb-like pattern that is bent multiple times as a whole, and similarly, the N-channel MO of each of the CMOS inverters
Claim 1, wherein the S transistors are formed side by side in the same substrate region, and the polysilicon wiring connected to each gate has a comb-like pattern that is bent multiple times as a whole. output circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63149913A (en) * 1986-12-12 1988-06-22 Seiko Epson Corp Output circuit
JPH01305618A (en) * 1988-06-02 1989-12-08 Mitsubishi Electric Corp Cmos inverter output circuit

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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