KR20070078869A - Data output device and method of controlling a data output strength - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 데이터 출력 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a conventional data output apparatus.
도 2는 도 1의 데이터 출력 장치에 포함된 출력 제어 신호 발생부를 나타내는 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an output control signal generator included in the data output device of FIG. 1.
도 3은 도 2의 출력 제어 신호 발생부에서 출력되는 출력 제어 신호들의 전압 레벨 상태를 나타내는 도표이다.3 is a diagram illustrating a voltage level state of output control signals output from the output control signal generator of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 1개의 동작 전압 검출기를 구비한 데이터 출력 장치를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a data output device including one operating voltage detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 동작 전압 검출기를 나타내는 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating an operating voltage detector of FIG. 4.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 검출기를 구비한 데이터 출력 장치를 나타내는 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a data output device including a plurality of detectors according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 출력 강도 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a data output strength control method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
412: 기본 드라이버 420: 동작 전압 검출기412: basic driver 420: operating voltage detector
440: 구동 제어 신호 발생기 460: 부가 드라이버440: drive control signal generator 460: additional driver
510: 비교기 520: 동작 전압 분배기510: comparator 520: operating voltage divider
530: 기준 전압 분배기530: reference voltage divider
본 발명은 데이터 출력 장치 및 데이터 출력 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 동작 전압 변화에 따라 능동적으로 데이터의 출력 강도를 제어하는 데이터 출력 장치 및 데이터 출력 강도의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data output device and a data output method, and more particularly, to a data output device and a method for controlling the data output strength to actively control the output strength of the data according to the change in the operating voltage.
반도체 시스템은 다양한 메모리 장치, 중앙처리장치(CPU) 등과 같이 상이한 동작 전압들에 기초하여 동작하는 복수의 반도체 장치들의 조합으로 구성된다. 반도체 출력 장치가 상이한 동작 전압의 반도체 시스템에 장착될 필요가 있는 경우, 동작 전압의 차이에 따라 데이터 출력 강도가 달라진다. 한편 동일한 반도체 장치에서 사용되는 경우에도, 데이터 출력 장치와 인터페이스하고 있는 외부 장치의 동작 전압에 따라 상기 데이터 출력 장치의 출력 강도를 제어할 필요가 있다. 데이터 출력 장치의 동작 전압이 작을수록 인터페이스하고 있는 외부 장치의 수신 데이터가 로우 레벨에서 하이 레벨로 또는 하이 레벨에서 로우 레벨로 반전하는 시간이 증가한다. 이는 외부 장치의 수신 데이터가 로우 레벨에서 하이 레벨로 또는 하이 레벨에서 로우 레벨로 반전하기 위해 충전 또는 방전되어야 하는 전하의 양과 관계된다.The semiconductor system is composed of a combination of a plurality of semiconductor devices that operate based on different operating voltages, such as various memory devices, CPUs, and the like. When the semiconductor output device needs to be mounted in a semiconductor system of different operating voltages, the data output intensity varies according to the difference in the operating voltages. On the other hand, even when used in the same semiconductor device, it is necessary to control the output intensity of the data output device in accordance with the operating voltage of the external device interfaced with the data output device. The smaller the operating voltage of the data output device is, the longer the inversion time of the received data of the interfacing external device is from low level to high level or from high level to low level. This relates to the amount of charge that must be charged or discharged in order for the received data of the external device to invert from low level to high level or from high level to low level.
외부 장치가 수신하는 데이터의 반전 시간이 증가함에 따라 외부 장치의 데 이터 센싱 속도가 감소하고, 외부 장치의 동작 오류가 발생하거나 시스템 전체의 동작 속도가 저하될 수 있다. 따라서, 데이터를 출력하는 장치에서 동작 전압에 따른 데이터 출력 강도를 제어할 필요가 있다.As the inversion time of the data received by the external device increases, the data sensing speed of the external device may decrease, an operation error of the external device may occur, or the operation speed of the entire system may decrease. Therefore, it is necessary to control the data output strength according to the operating voltage in the device for outputting data.
도 1 은 데이터 출력 강도를 제어하기 위한 종래의 데이터 출력 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a conventional data output apparatus for controlling data output strength.
도 1 을 참조하면, 종래의 데이터 출력 장치(100)는 출력 제어 신호 발생부(120), 구동 제어 신호 발생부(140) 및 출력 구동부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the conventional
상기 출력 제어 신호 발생부(120)는 모드 설정 레지스터(MRS)의 저장값에 기초한 모드 신호들(MRS0,MRS1)을 수신한다. 예를 들어, 상기 모드 신호들(MRS0,MRS1)은 MRS에 저장된 2개의 비트값들을 나타내는 하이 또는 로우 레벨의 신호들일 수 있다. 상기 출력 제어 신호 발생부(120)는 상기 모드 신호들(MRS0,MRS1)에 기초하여 출력 제어 신호들(CDS1,CDS2,CDS3)을 발생한다. 상기 구동 제어 신호 발생부(140)는 상기 데이터 출력 제어 신호들(CDS1, CDS2, CDS3) 및 출력 데이터 신호(DIO)에 응답하여 구동 제어 신호들(CDR1, CDR2, CDR3, CDRB1, CDRB2, CDRB3)을 발생한다. 상기 출력 구동부(160)는 상기 구동 제어 신호들(CDR1, CDR2, CDR3, CDRB1, CDRB2, CDRB3)에 응답하여 상기 모드 설정 레지스터에 저장된 값에 상응하여 제어된 강도의 출력 데이터 신호(DOUT)를 출력한다.The output
도 2 는 도 1 의 출력 제어 신호 발생부(120)를 나타내는 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the output
도 2 를 참조하면, 상기 출력 제어 신호 발생부(120)는 NAND 게이트(NAND 11), NOR 게이트(NOR11) 및 복수의 인버터들(INV11, INV21, INV31, INV41)로 구성 된다.2, the output
상기 출력 제어 신호 발생부(120)는 모드 설정 레지스터(MRS)의 저장 값에 기초한 하이 또는 로우 레벨의 모드 신호들(MRS0,MRS1)을 수신하여 다양한 조합의 제 1 내지 제 3 출력 제어 신호들(CDS1,CDS2,CDS3)을 발생한다.The output
도 2 에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 출력 제어 신호(CDS1)는 두 개의 모드 신호들(MRS0,MRS1)을 NOR 연산한 결과를 반전하여 발생할 수 있다. 상기 제 2 출력 제어 신호(CDS2)는 2개의 모드 신호들(MRS0,MRS1)을 두 번 반전하여 발생하고, 상기 제 3 출력 제어 신호(CDS3)는 두 개의 모드 신호들(MRS0,MRS1)을 NAND 연산한 결과를 반전하여 발생할 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the first output control signal CDS1 may be generated by inverting a result of NOR operation of the two mode signals MRS0 and MRS1. The second output control signal CDS2 is generated by inverting the two mode signals MRS0 and MRS1 twice, and the third output control signal CDS3 is NAND to the two mode signals MRS0 and MRS1. It can happen by inverting the result of the calculation.
도 3은 도 2의 출력 제어 신호 발생부에서 발생하는 출력 제어 신호들의 전압 레벨 상태를 나타내는 도표이다.3 is a diagram illustrating a voltage level state of output control signals generated by the output control signal generator of FIG. 2.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 도 2의 출력 제어 신호 발생부(120)에 의해 발생된 출력 제어 신호들(CDS1,CDS2,CDS3)은 서로 다른 4가지의 조합이 가능하다. 이러한 서로 다른 4가지 조합의 출력 제어 신호들(CDS1,CDS2,CDS3)은 도 1 의 구동 제어 신호 발생부(140) 및 출력 구동부(160)에 의해 제어된 강도의 출력 데이터 신호(DOUT)를 출력하는 데 이용될 수 있다. 여기서 데이터 출력 강도 DS, 1/2 DS, 1/4 DS, 1/8 DS는 예시적인 것으로서, 출력 구동부(160)에 포함된 트랜지스터들의 사이즈를 조절하여 결정될 수 있다.As can be seen in FIG. 3, the output control signals CDS1, CDS2, and CDS3 generated by the output
상기 설명한 데이터 출력 장치의 동작을 위해서는, MRS 테스트를 거친 후, 그 테스트 결과에 상응하는 값들을 모드 설정 레지스터에 저장하는 작업이 선행되 어야 한다. 또한 데이터 출력 강도를 더욱 정밀하게 제어하기 위해서는 모드 설정 레지스터의 더 많은 수의 비트값들이 필요하고 출력 제어 신호들의 수가 증가하므로 이에 구현하기 위한 제어 신호 발생 회로의 구성이 용이하지 않다.For the operation of the data output device described above, after the MRS test, the operation of storing the values corresponding to the test result in the mode setting register should be preceded. In addition, in order to more precisely control the data output strength, a larger number of bit values of the mode setting register are required and the number of output control signals is increased, which makes it difficult to construct a control signal generating circuit for implementing the data output strength.
본 발명의 일 목적은, 데이터를 수신할 외부 장치의 데이터 센싱 속도가 일정하게 유지될 수 있도록, 동작 전압에 상응하여 능동적으로 데이터 출력 강도를 제어할 수 있는 데이터 출력 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a data output device capable of actively controlling the data output strength corresponding to an operating voltage so that the data sensing speed of an external device to receive data can be kept constant.
본 발명의 일 목적은, 데이터를 수신할 외부 장치의 데이터 센싱 속도가 일정하게 유지될 수 있도록, 동작 전압에 상응하여 정밀하고도 능동적으로 데이터 출력 강도를 제어할 수 있는 데이터 출력 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a data output device capable of precisely and actively controlling data output strength corresponding to an operating voltage so that the data sensing speed of an external device to receive data can be kept constant. .
본 발명의 일 목적은 데이터를 수신할 외부 장치의 데이터 센싱 속도가 일정하게 유지될 수 있도록, 동작 전압에 상응하여 정밀하고도 능동적으로 데이터 출력 강도를 제어할 수 있는 데이터 출력 강도 제어 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a data output strength control method capable of precisely and actively controlling data output strength in accordance with an operating voltage so that the data sensing speed of an external device to receive data can be kept constant. will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 기본 출력 및 부가 출력에 의해 출력 노드의 출력 강도를 제어하는 데이터 출력 장치는 기본 출력 제어기, 동작 전압 검출기 및 부가 출력 제어기를 포함한다. 상기 기본 출력 제어기는 출력 데이터 신호에 응답하여 상기 출력 노드의 기본 출력을 제어한다. 상기 동작 전압 검출기는 상기 데이터 출력 장치의 동작 전압 및 기준 전압 중 적어도 하나를 분압하여 비교함으로써 상기 동작 전압의 범위에 상응하는 동작 전압 검출 신호를 발생한다. 상기 부가 출력 제어기는 상기 동작 전압 검출 신호 및 상기 출력 데이터 신호에 응답하여 상기 출력 노드의 부가 출력을 제어한다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, the data output device for controlling the output strength of the output node by the basic output and the additional output includes a basic output controller, an operating voltage detector and an additional output controller do. The basic output controller controls the basic output of the output node in response to an output data signal. The operating voltage detector generates an operating voltage detection signal corresponding to a range of the operating voltage by dividing and comparing at least one of an operating voltage and a reference voltage of the data output device. The additional output controller controls the additional output of the output node in response to the operating voltage detection signal and the output data signal.
상기 동작 전압 검출기는, 상기 동작 전압을 동작 비율로 분압하여 동작 분압을 출력하는 동작 전압 분배기, 상기 기준 전압을 기준 비율로 분압하여 기준 분압을 출력하는 기준 전압 분배기, 및 상기 동작 분압 및 상기 기준 분압을 비교하여 상기 동작 전압 검출 신호를 발생하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 동작 전압 분배기 및 상기 기준 전압 분배기 중 적어도 하나는 상기 동작 비율 및 상기 기준 비율을 조절하기 위한 복수의 저항들을 포함할 수 있다.The operating voltage detector includes an operating voltage divider for dividing the operating voltage at an operating ratio to output an operating partial voltage, a reference voltage divider for dividing the reference voltage at a reference ratio to output a reference divided voltage, and the operating voltage divider and the reference divided voltage. And a comparator configured to generate the operating voltage detection signal by comparing the two. At least one of the operating voltage divider and the reference voltage divider may include a plurality of resistors for adjusting the operating ratio and the reference ratio.
상기 기본 출력 제어기는, 상기 출력 데이터 신호를 반전시키는 제 2 인버터, 및 상기 제 2 인버터의 출력에 응답하여 상기 기본 출력을 발생하는 기본 드라이버를 포함할 수 있다. 상기 부가 출력 제어기는 상기 동작 전압 검출 신호 및 상기 출력 데이터 신호에 응답하여 풀업 제어 신호 및 풀다운 제어 신호를 발생하는 구동 제어 신호 발생기, 및 상기 풀업 제어 신호 및 상기 풀다운 제어 신호에 응답하여 부가 출력을 발생하는 부가 드라이버를 포함할 수 있다.The basic output controller may include a second inverter for inverting the output data signal, and a basic driver for generating the basic output in response to the output of the second inverter. The auxiliary output controller generates a drive control signal generator for generating a pull-up control signal and a pull-down control signal in response to the operating voltage detection signal and the output data signal, and generates an additional output in response to the pull-up control signal and the pull-down control signal. It may include an additional driver.
본 발명의 일 실시예에 따른, 출력 노드의 기본 출력 및 부가 출력에 의해 출력 강도를 제어하는 데이터 출력 장치는, 기본 출력 제어부, 동작 전압 검출부, 및 부가 출력 제어부를 포함한다. 상기 기본 출력 제어부는 출력 데이터 신호에 응답하여 상기 출력 노드의 기본 출력을 발생한다. 상기 동작 전압 검출부는 상기 데이터 출력 장치의 동작 전압 및 기준 전압 중 적어도 하나를 상이한 N개(N은 2 이상의 자연수)의 비율들에 의해 분압하여 비교함으로써 상기 동작 전압의 범위를 나타내는 N개의 동작 전압 검출 신호들을 발생한다. 상기 부가 출력 제어부는 상기 N개의 동작 전압 검출 신호들 및 상기 출력 데이터 신호에 응답하여 상기 출력 노드의 부가출력을 발생한다.According to an embodiment of the present invention, a data output device for controlling output intensity by a basic output and an additional output of an output node includes a basic output controller, an operating voltage detector, and an additional output controller. The basic output controller generates a basic output of the output node in response to an output data signal. The operating voltage detection unit detects N operating voltages representing a range of the operating voltages by dividing at least one of the operating voltages and the reference voltages of the data output device by different N ratios (N is a natural number of two or more). Generate signals. The additional output controller generates an additional output of the output node in response to the N operating voltage detection signals and the output data signal.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 출력 강도 제어 방법은, 데이터 출력 장치의 동작 전압 및 기준 전압 중 적어도 하나를 상이한 N개(N은 자연수)의 비율들에 의해 분압하여 N개의 동작 분압들 및 N개의 기준 분압들을 제공하는 단계; 상기 N개의 동작 분압들 및 상기 N개의 기준 분압들을 각각 비교하여 N개의 동작 전압 검출 신호들을 발생하는 단계; 및 상기 N개의 동작 전압 검출 신호들 및 출력 데이터 신호에 응답하여 상기 동작 전압의 범위에 상응하는 강도의 출력을 발생하는 단계를 포함한다.In the data output intensity control method according to an embodiment of the present invention, at least one of an operating voltage and a reference voltage of the data output device is divided by N different ratios (N is a natural number), so that N operating voltages and N are divided. Providing two reference partial pressures; Generating N operating voltage detection signals by comparing the N operating partial pressures and the N reference partial voltages, respectively; And generating an output of intensity corresponding to the range of the operating voltage in response to the N operating voltage detection signals and the output data signal.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions of the same elements are omitted.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 1개의 동작 전압 검출기를 구비한 데이터 출력 장치를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a data output device including one operating voltage detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 데이터 출력 장치(400)는 기본 출력 제어기(410), 동작 전압 검출기(420), 부가 출력 제어기를 포함한다. 상기 부가 출력 제어기는 구동 제어 신호 발생기(440) 및 부가 드라이버(460)를 포함한다. 데이터 출력 장치(400)는 기본 출력과 부가 출력에 의해 출력 노드(N5)를 통하여 출력되는 출력 데이터 신호 (VOUT)의 출력 강도를 제어한다.Referring to FIG. 4, the
기본 출력 제어기(410)는 출력 데이터 신호(DOI)를 반전하여 풀업 제어 신호(PUP0) 및 풀다운 제어 신호(PDN0)를 출력하는 인버터(INV0) 및 풀업 제어 신호(PUP0) 및 풀다운 제어 신호(PDN0)에 응답하여, 기본 출력을 발생하는 기본 드라이버(412)를 포함한다.The
기본 드라이버(412)는 제 1 전원 전압(VDD)과 제 2 전원 전압 사이에 직렬로 연결된 PMOS 트랜지스터(PM0) 및 NMOS 트랜지스터(NM0)를 포함한다. PMOS 트랜지스터(PM0)의 게이트에는 상기 풀업 제어 신호(PUP0)가 인가되고, NMOS 트랜지스터(NM0)에는 풀다운 제어 신호(PDN0)가 인가된다. 여기서, 상기 제 2 전원 전압은 접지 전압일 수 있다.The
출력 데이터 신호(DOI)의 논리적 전압 레벨이 하이 레벨인 경우 상기 인버터(INV0)의 출력인 풀업 제어 신호(PUP0) 및 풀다운 제어 신호(PDN0)는 모두 로우 레벨이 된다. 이 경우, 기본 드라이버(412)에 포함된 PMOS 트랜지스터(PM0)는 턴온되고, NMOS 트랜지스터(NM)는 턴오프되므로 출력 노드(N5)의 출력 데이터 신호(VOUT)는 제 1 전원 전압(VDD)에 따른 하이 레벨을 유지한다. 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 반전되는 경우를 고려하면, 데이터를 수신하는 외부 장치에서 데이터가 로우 레벨에서 하이 레벨로 반전하기 위한 전하의 충전이 필요하고, 이 충전 전하는 PMOS 트랜지스터(PM0)를 통과하는 전류에 의해 공급된다. 외부 장치에서 데이터가 하이 레벨로 반전되어 안정화된 후에는 전류가 흐르지 않는다.When the logical voltage level of the output data signal DOI is at the high level, both the pull-up control signal PUP0 and the pull-down control signal PDN0, which are outputs of the inverter INV0, are at the low level. In this case, since the PMOS transistor PM0 included in the
반면에, 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨인 경우 상기 인버터(INV0)의 출력인 풀업 제어 신호(PUP0) 및 풀다운 제어 신호(PDN0)는 모두 하이 레벨이 된다. 이 경우, 기본 드라이버(412)에 포함된 PMOS 트랜지스터(PM0)는 턴다운되고, NMOS 트랜지스터(NM0)는 턴온되므로 출력 노드(N5)의 출력 데이터 신호(VOUT)는 제 2 전원 전압(VDD)에 따른 로우 레벨을 유지한다. 출력 데이터 신호(DOI)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 반전되는 경우를 고려하면, 수신 장치의 데이터가 하이 레벨에서 로우 레벨로 반전시키기 위한 전하의 방전이 필요하고, 이 방전 전하는 NMOS 트랜지스터(NM0)를 통과하는 전류에 의해 방전된다.On the other hand, when the output data signal DOI is at the low level, both the pull-up control signal PUP0 and the pull-down control signal PDN0, which are outputs of the inverter INV0, are at the high level. In this case, since the PMOS transistor PM0 included in the
동작 전압 검출기(420)는 동작 전압(VEX), 기준 전압(VIN) 및 바이어스 전압(VBS)에 응답하여 동작 전압 검출 신호(DET)를 발생한다. 상기 동작 전압 검출기(420)는 모드 설정 레지스터의 저장값에 의존하는 도 1의 종래의 출력 제어 신호 발생부(120)와는 달리, 상기 동작 전압(VEX) 및 기준 전압(VIN)에 능동적으로 응답하여 데이터 출력 강도를 결정한다. 기준 전압(VIN)은 데이터 출력 장치(400)로 부터 데이터를 수신하는 외부 장치의 동작 전압과 관련하여 적합한 값으로 미리 설정되거나, 외부 장치의 동작 전압을 입력으로 하여 능동적으로 결정될 수 있다. 동작 전압 검출기(420)의 예시적인 구성 및 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.The operating
구동 제어 신호 발생기(440)는 동작 전압 검출 신호(DET)를 반전하여 출력하는 인버터(INV), 출력 데이터 신호(DOI) 및 인버터(INV)의 출력 신호를 NAND 연산하여 풀업 제어 신호(PUP)를 발생하는 NAND 게이트(NAND), 및 출력 데이터 신호(DOI)와 동작 전압 검출 신호(DET)를 NOR 연산하여 풀다운 제어 신호(PDN)를 발생 하는 NOR 게이트(NOR)를 포함한다.The driving
부가 드라이버(460)는 제 1 전원 전압(VDD)과 제 2 전원 전압 사이에 직렬로 연결된 PMOS 트랜지스터(PM) 및 NMOS 트랜지스터(NM)를 포함하고, 상기 기본 드라이버(412)와 구성 및 동작이 유사하다. 다만, 트랜지스터들의 사이즈와 같은 특성 및 트랜지스터들의 턴온, 턴 오프를 제어하기 위한 신호는 상기 기본 드라이버(412)와 구별된다.The
상기 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨인 경우에, 동작 전압 검출 신호(DET)의 전압 레벨 상태에 관계없이 풀업 제어 신호(PUP)는 하이 레벨이 되어 PMOS 트랜지스터(PM)를 턴오프시킨다. 따라서, PMOS 트랜지스터(PM)가 기본 드라이버(412)의 NMOS 트랜지스터(NM0)와 동시에 턴온되지 않게 함으로써 쇼트 전류가 발생하는 것을 방지한다. 한편, 상기 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨인 경우에, 풀다운 제어 신호(PUP)의 전압 레벨 상태는 동작 전압 검출 신호(DET)의 레벨 상태에 따라 결정된다. 더욱 상세하게는, 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨이고 동작 전압 검출 신호(DET)가 하이 레벨이면, NOR 게이트(NOR)의 출력 신호인 풀다운 제어 신호(PDN)는 로우 레벨이 되고 NMOS 트랜지스터(NM)는 턴오프된다. 반대로, 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨이고 동작 전압 검출 신호(DET)가 로우 레벨이면 NMOS 트랜지스터(NM)가 턴온된다. When the output data signal DOI is at the low level, the pull-up control signal PUP is at the high level regardless of the voltage level of the operation voltage detection signal DET to turn off the PMOS transistor PM. Accordingly, the PMOS transistor PM is not turned on at the same time as the NMOS transistor NM0 of the
출력 데이터 신호(DOI)가 하이 레벨인 경우에는, 동작 전압 검출 신호(DET)의 전압 레벨 상태에 관계없이 풀다운 제어 신호(PDN)는 로우 레벨이 되고, NMOS 트랜지스터(NM)가 항상 턴오프되어 쇼트 전류가 방지된다. 또한, 출력 데이터 신호 (DOI)가 하이 레벨인 경우에, PMOS 트랜지스터(PM)는 동작 전압 검출 신호(DET)에 따라 선택적으로 턴온 또는 턴오프된다.When the output data signal DOI is at a high level, the pull-down control signal PDN is at a low level regardless of the voltage level state of the operation voltage detection signal DET, and the NMOS transistor NM is always turned off and shorted. Current is prevented. In addition, when the output data signal DOI is at a high level, the PMOS transistor PM is selectively turned on or turned off in accordance with the operating voltage detection signal DET.
상기 동작 전압 검출 신호(DET)에 따라, 데이터 신호의 반전시 부가 드라이버(460)에서 선택적으로 발생하는 전류는 기본 드라이버(412)의 전류와 합하여 데이터의 반전에 필요한 출력 전류(출력 강도)를 형성한다. 즉 출력 노드(N5)의 출력 강도는 기본 드라이버(412)의 기본 출력 및 부가 드라이버(460)의 부가 출력의 합에 의해 정해지므로, 데이터 출력 장치(400)의 동작 전압(VEX)에 응답하여 능동적으로 상기 부가 출력을 조절하여 출력 노드(N5)의 출력 데이터 신호(VOUT)의 출력 강도를 제어한다. 따라서, 외부 장치의 수신 데이터 센싱 시간, 즉 하이 레벨과 로우 레벨 간의 반전 시간을 제어할 수 있다.According to the operating voltage detection signal DET, the current selectively generated by the
도 5는 도 4의 동작 전압 검출기(420)를 나타내는 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the
도 5를 참조하면, 상기 동작 전압 검출기(500)는 비교기(510), 동작 전압 분배기(520) 및 기준 전압 분배기(530)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the operating
상기 비교기(500)는 전류 미러를 형성하는 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터들(PM51, PM52), 비교 대상 전압들이 게이트에 인가되는 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터들(NM53, NM54) 및 전류원(515)을 포함한다.The
상기 동작 전압 분배기(520) 및 상기 기준 전압 분배기(530)는 동작 전압 및 기준 전압을 각각 동작 비율 및 기준 비율로 분배하여 동작 분압 및 기준 분압을 비교기(510)로 제공한다.The operating
예를 들어, 동작 비율 및 기준 비율은 복수의 저항들(R11, R21, R31, R41)에 의해 결정될 수 있으며, 도 5에 도시한 분배기들(520,530)의 경우, 동작 비율은 R21/(R11+R21)이고 기준 비율은 R41/(R31+R41)이다. 동작 분압은 R21/(R11+R21)의 동작 비율을 동작 전압(VEX)에 곱한 값에 해당하고, 기준 분압은 R41/(R31+R41)의 기준 비율을 기준 전압(VIN)에 곱한 값에 해당한다. 따라서, 동일한 동작 전압 및 기준 전압에 대하여 분배기의 저항값들을 조절하여 비교기(510)로 제공되는 동작 분압 및 기준 전압을 제어할 수 있다. 즉, 상기 동작 비율 및 기준 비율 중 적어도 하나를 변화시켜 비교기(510)가 발생하는 동작 전압 검출 신호의 전압 레벨을 제어할 수 있다.For example, the operating ratio and the reference ratio may be determined by the plurality of resistors R11, R21, R31, and R41. In the case of the
상기 비교기(510)에서, 제 1 PMOS 트랜지스터(PM51)는 소스가 제 1 전원 전압(VDD)에 연결되고, 드레인이 제 1 노드(N1)에 연결되며, 드레인과 게이트가 연결된다. 제 2 PMOS 트랜지스터(PM52)는 소스가 상기 제 1 전원 전압(VDD)에 연결되고, 드레인이 제 2 노드(N2)에 연결되며, 상기 제 1 PMOS 트랜지스터(PM51)의 게이트와 연결된 게이트를 갖는다. 제 1 NMOS 트랜지스터(NM53)는 드레인이 상기 제 1 노드에 연결되고, 소스가 제 3 노드(N3)에 연결되며, 상기 동작 전압 분배기(520)의 동작 분압이 게이트에 인가된다. 제 2 NMOS 트랜지스터(NM54)는 드레인이 상기 제 2 노드에 연결되고, 소스가 상기 제 3 노드(N3)에 연결되며, 기준 전압 분배기(530)의 기준 분압이 게이트로 인가된다. 전류원(515)은 제 3 노드(N3) 및 제 2 전원 전압 사이에 연결되며, 바이어스 전압(VBS)이 인가되는 게이트를 갖는 NMOS 트랜지스터(NM55)로 구현될 수 있다.In the
상기 비교기(500)는 상기 NMOS 트랜지스터들(NM53, NM54)에 인가되는 동작 분압 및 기준 분압의 대소에 따라 로우 또는 하이 레벨의 신호를 출력한다. 도 5의 구성을 참조하면, 동작 분압이 기준 분압보다 작으면 노드(N2)의 전압은 로우 레벨이 되고 동작 분압이 기준 분압보다 크면 노드(N2)의 전압은 하이 레벨이 된다. 따라서, 상기 비교기(510)는 동작 분압이 기준 분압보다 작은 경우, 로우 레벨의 동작 전압 검출 신호를 발생하고, 동작 분압이 기준 분압보다 큰 경우, 하이 레벨의 동작 전압 검출 신호(DET)를 발생한다.The
도 4 및 도 5를 참조하여, 기준 전압을 1.8 V으로 설정하고, 동작 비율을 1/2, 기준 비율을 2/3로 설정한 경우를 예로 들어, 데이터 출력 장치(400)의 전체 동작을 설명한다.Referring to FIGS. 4 and 5, the overall operation of the
이 경우, 동작 전압(VEX)이 1.8 V이면, 동작 분압은 0.9 V가 되고 기준 분압은 1.2 V가 된다. 따라서, 동작 분압이 기준 분압보다 작으므로 노드(N2)의 전압은 로우 레벨이 되고, 동작 전압 검출 신호(DET)는 로우 레벨이 된다. 한편, 동작 전압(VEX)이 3.0 V로 증가한 경우에는 동작 분압은 1.5 V가 되고 기준 분압이 1.2 V로 유지된다. 따라서, 동작 전압 검출 신호(DET)는 하이 레벨이 된다.In this case, when the operating voltage VEX is 1.8 V, the operating partial pressure is 0.9 V and the reference partial pressure is 1.2 V. Therefore, since the operating partial pressure is smaller than the reference partial voltage, the voltage at the node N2 is at the low level, and the operating voltage detection signal DET is at the low level. On the other hand, when the operating voltage VEX is increased to 3.0V, the operating partial pressure is 1.5V and the reference partial pressure is maintained at 1.2V. Therefore, the operating voltage detection signal DET is at a high level.
상기의 예에서, 동작 전압이 3.0 V 인 경우 동작 전압 검출 신호(DET)가 하이 레벨이 되므로, 출력 데이터 신호(DOI)의 전압 레벨 상태에 관계없이 풀업 제어 신호(PUP)는 하이 레벨이 되고 풀다운 제어 신호(PDN)는 로우 레벨이 된다. 따라서, 부가 드라이버(460)의 PMOS 트랜지스터(PM) 및 NMOS 트랜지스터(NM)는 모두 턴오프되어, 트랜지스터 사이의 출력 노드는 플로팅 상태가 된다. 따라서 부가 드라이버(460)에 의한 출력 노드(N5)의 부가 출력은 0이 되고 기본 출력에 의해서만 출 력 강도가 결정된다. In the above example, since the operating voltage detection signal DET becomes high level when the operating voltage is 3.0 V, the pull-up control signal PUP becomes high level and pulls down regardless of the voltage level state of the output data signal DOI. The control signal PDN goes low. Therefore, both the PMOS transistor PM and the NMOS transistor NM of the
반면에, 상기의 예에서 동작 전압이 1.8 V이면, 동작 전압 검출 신호(DET)가 로우 레벨이 된다. 이 때, 출력 데이터 신호(DOI)가 하이 레벨이면 풀업 제어 신호(PUP) 및 풀다운 제어 신호(PDN)는 모두 로우 레벨이 된다. 따라서, 부가 드라이버(460)의 PMOS 트랜지스터(PM)는 턴온되고 NMOS 트랜지스터(NM)는 턴오프되어 트랜지스터들 사이의 출력 노드(N5)의 전압은 제 1 전원 전압(VDD)가 된다. 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 반전되는 경우에는 상기 설명한 바와 같이 외부 장치의 수신 데이터를 하이 레벨로 충전시키기 위한 부가 적인 전류가 발생한다. 출력 데이터 신호(DOI)가 로우 레벨이면, PMOS 트랜지스터(PM)이 턴오프되고 NMOS 트랜지스터(NM)이 턴온되므로 상기 출력 노드의 전압은 상기 제 2 전원 전압이 된다. 통상 상기 제 2 전원 전압은 접지 전압으로 할 수 있고, 외부 장치의 수신 데이터를 로우 레벨로 방전시키기 위한 부가 전류가 상기 충전을 위한 경우와 반대 방향으로 발생한다.On the other hand, in the above example, when the operating voltage is 1.8 V, the operating voltage detection signal DET becomes low level. At this time, when the output data signal DOI is at the high level, both the pull-up control signal PUP and the pull-down control signal PDN become low level. Accordingly, the PMOS transistor PM of the
이상에서 설명한 바와 같이, 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 테이터 출력 장치(400)는, 데이터 출력 장치(400)의 동작 전압이 두 종류인 경우에 부가 전류를 선택적으로 발생하도록 데이터의 출력 강도를 능동적으로 제어할 수 있다.As described above, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 검출기를 구비한 데이터 출력 장치를 나타내는 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a data output device including a plurality of detectors according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 데이터 출력 장치(600)는 기본 출력 제어부(610), 동작 전 압 검출부(620) 및 부가 출력 제어부를 포함한다. 부가 출력 제어부는 구동 제어 신호 발생부(640) 및 출력 구동부(660)를 포함한다. 출력 노드(N5)를 통하여 출력되는 출력 데이터 신호(VOUT)의 출력 강도는 출력 노드(N5)에 공통 연결된 기본 드라이버 및 복수의 부가 드라이버들의 출력의 합에 의해 결정된다.Referring to FIG. 6, the
기본 출력부(610)는 도 4의 데이터 출력 장치(400)에 포함된 기본 출력 제어기(410)와 구성 및 동작이 동일하다.The
동작 전압 검출부(620)는 복수의 검출기들(621, 622,633)을 포함하고, 기준 전압(VIN), 동작 전압(VEX) 및 바이어스 전압(VBS)에 응답하여 동작 전압 검출 신호들(DET1, DET2,...DETn)을 발생한다. 상기 각각의 검출기는 도 5의 동작 전압 검출기(420)를 이용하여 구현할 수 있다.The operating
상기 부가 출력 제어부는 출력 데이터 신호(VEX) 및 동작 전압 검출 신호들(DET1, DET2,...DETn)에 응답하여 구동 제어 신호들(PUP1, PUP2,... ,PUPn, PDN1, PDN2,...PDNn)를 발생하는 구동 제어 신호 발생부(640) 및 구동 제어 신호들(PUP1, PUP2,... ,PUPn, PDN1, PDN2,...PDNn)에 응답하여 출력 노드(N5)의 부가 출력을 발생하는 출력 구동부(660)을 포함한다.The additional output controller may include driving control signals PUP1, PUP2,..., PUPn, PDN1, PDN2, in response to an output data signal VEX and operating voltage detection signals DET1, DET2,... Addition of the output node N5 in response to the drive
구동 제어 신호 발생부(640)는 동작 전압 검출 신호들(DET1,DET2,...DETn) 및 출력 데이터 신호(DOI)에 응답하여 발생된 구동 제어 신호들(PUP1, PUP2,... ,PUPn, PDN1, PDN2,...PDNn)을 이용하여, 출력 구동부(660)에서 출력되는 제어된 강도의 출력 데이터 신호(DOUT)를 출력한다. 구동 제어 신호 발생부(640)에 포함된 복수의 구동 제어 신호 발생기들(641,642,643) 및 출력 구동부(660)에 포함된 복수 의 부가 드라이버들(661,662,663)은 도 4의 데이터 출력 장치(400)에 포함된 구동 제어 신호 발생기(440) 및 부가 드라이버(460)와 구성 및 동작이 동일하다.The driving
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 도 4의 데이터 출력 장치(400)와 구별되는 상기 데이터 출력 장치(600)의 구성 및 동작을 설명한다.5 and 6, the configuration and operation of the
동작 전압 검출부(620)는 동작 전압(VEX) 및 기준 전압(VIN) 중 적어도 하나를 상이한 비율들에 의해 분압한 후 비교하여 상기 동작 전압의 범위를 나타내는 N개의 동작 전압 검출 신호들을 발생한다. 복수의 검출기들(621,622,623)에 각각 포함된 동작 전압 분배기들과 기준 전압 분배기들은, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 저항값들을 조절하여 동작 비율들 및 기준 비율들을 변경시킬 수 있다. 동작 비율 및 기준 비율은 도 5와 관련된 설명에서 정의된 것과 같다.The operating
예를 들어, 상기 동작 전압 검출부(620)가 4개의 검출기들, 즉 제 1 내지 제 4 검출기들을 포함하며, 동작 비율들은 1/3로 동일하고, 기준 비율들은 각각 4/5, 3/5, 2/5 및 1/5인 경우를 고려한다. 기준 전압(VIN)을 1.8 V로 설정하면, 제 1 내지 제 4 기준 분압들은 각각 1.44, 1.08, 0.72 및 0.36 V이다.For example, the operating
먼저, 제 1 경우로서 동작 전압(VEX)이 2.7 V인 경우를 살펴본다. 동작 분압들은 모두 0.9 V이므로 상기 동작 분압은 제 1 및 제 2 기준 분압보다는 작고, 제 3 및 제 4 동작 분압보다는 크다. 상기 설명한 바와 같이, 제 1 내지 제 4 동작 전압 검출 신호의 조합은 (L, L, H, H)가 된다, 따라서, 제 1 및 제 2 부가 드라이버들만 구동되어 부가 출력을 발생하며, 제 3 및 제 4 부가 드라이버들의 트랜지스터들은 항상 턴오프되어 구동되지 않는다.First, a case in which the operating voltage VEX is 2.7 V will be described. Since the operating partial pressures are all 0.9 V, the operating partial pressure is smaller than the first and second reference partial pressures and larger than the third and fourth operating partial pressures. As described above, the combination of the first to fourth operating voltage detection signals becomes (L, L, H, H), so that only the first and second additional drivers are driven to generate additional output, and the third and The transistors of the fourth additional drivers are always turned off and are not driven.
제 2 경우로서 기준 전압(VIN)은 1.8 V로 동일하고 동작 전압(VEX)이 3.6 V인 경우를 살펴본다. 동작 분압들은 모두 1.2 V이므로, 제 1 내지 제 4 동작 전압 검출 신호의 조합은 (L, H, H, H)가 된다, 이 경우 제 1 부가 드라이버만 구동되며, 제 2 내지 제 4 부가 드라이버들의 트랜지스터들은 항상 턴오프되어 구동되지 않는다. As a second case, a case in which the reference voltage VIN is equal to 1.8 V and the operating voltage VEX is 3.6 V will be described. Since the operating partial pressures are all 1.2 V, the combination of the first to fourth operating voltage detection signals becomes (L, H, H, H), in which case only the first additional driver is driven, and the second to fourth additional drivers Transistors are always turned off and not driven.
상기 제 1 경우와 제 2 경우를 비교해 보면, 동작 전압이 낮은 제 1 경우가 동작 전압이 높은 제 2 경우보다 많은 수의 부가 드라이버가 구동되어 데이터 출력 장치의 출력 강도가 증가하는 것을 알 수 있다.Comparing the first case with the second case, it can be seen that the first case with the low operating voltage is driven by a larger number of additional drivers than the second case with the high operating voltage, thereby increasing the output intensity of the data output device.
한 편, 제 3 경우로서 기준 전압(VIN)은 1.8 V로 동일하고 동작 전압(VEX)이 3.0 V인 경우를 살펴본다. 동작 분압들은 모두 1.0 V이므로 동작 분압과 제 1 내지 제 4 동작 전압 검출 신호의 조합은 (L, L, H, H)가 되어, 제 1 경우와 제 3 경우를 구별할 수 없게 된다. 이와 같이 4개의 검출기들을 포함하는 데이터 출력 장치(600)에서는 동작 전압(VEX)이 2.7 V인 경우와 3.6 V인 경우는 서로 다른 조합의 동작 전압 검출 신호의 조합에 의해 상이한 부가 출력을 발생하지만, 동작 전압(VEX)이 1.8 V인 경우와 3.0 V인 경우는 구별되지 않는다. 따라서, 출력 강도를 더욱 정밀하게 제어하기 위해서는 분압 비율들의 간격을 더욱 좁게 하여야 한다. 즉, 데이터 출력 장치(600)에 포함된 검출기들의 수를 증가시킴으로써 검출되는 동작 전압의 범위를 더욱 세분화할 수 있다.Meanwhile, as a third case, the case where the reference voltage VIN is equal to 1.8 V and the operating voltage VEX is 3.0 V will be described. Since the operating partial pressures are all 1.0 V, the combination of the operating partial pressure and the first to fourth operating voltage detection signals becomes (L, L, H, H), so that the first case and the third case cannot be distinguished. In the
도 4 및 도 6의 데이터 출력 장치들(400,600)을 비교해 보면, 도 4의 데이터 출력 장치(400)는 2개의 상이한 동작 전압에 따라 능동적으로 출력 강도를 택일적 으로 발생시킬 필요가 있는 경우에 적합하며, 도 6의 데이터 출력 장치(600)는 반도체 시스템 내에서 인터페이스하고 있는 외부 장치의 다양한 동작 전압을 기준 전압으로 입력받아 능동적으로 정밀하게 출력 강도를 제어할 필요가 있는 경우에 적합하다.Comparing the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 출력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a data output control method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 데이터 출력 제어 방법은, 동작 분압 및 기준 전압을 제공하는 단계(S10), 동작 전압 검출 신호를 발생하는 단계(S20) 및 동작 전압의 범위에 상응하는 강도의 출력 데이터 신호를 발생하는 단계(S30)를 포함한다.Referring to FIG. 7, in the data output control method, an operation divided voltage and a reference voltage are provided (S10), an operation voltage detection signal is generated (S20), and an output data signal having an intensity corresponding to a range of an operating voltage. Generating step (S30).
동작 분압 및 기준 전압을 제공하는 단계(S10)에서, 동작 전압 및 기준 전압 중 적어도 하나를 상이한 N개(N은 자연수)의 비율들에 의해 분압하여 N개의 동작 분압들 및 N개의 기준 분압들을 제공한다. 동작 전압 검출 신호를 발생하는 단계(S20)에서, 상기 N개의 동작 분압들 및 상기 N개의 기준 분압들을 각각 비교하여 N개의 동작 전압 검출 신호들을 발생하고, 동작 전압이 속하는 범위에 따른 출력 전류를 발생하는 단계(S30)는 상기 N개의 동작 전압 검출 신호들 및 출력 데이터 신호에 응답하여 상기 동작 전압의 범위에 상응하는 강도의 출력 데이터 신호를 발생한다.In the step S10 of providing an operating divided voltage and a reference voltage, at least one of the operating voltage and the reference voltage is divided by different ratios of N (N is a natural number) to provide N operating voltages and N reference voltages. do. In operation S20, an operation voltage detection signal may be compared to generate the N operation voltage detection signals by comparing the N operation partial pressures and the N reference partial voltages, respectively, and generate an output current corresponding to a range in which the operation voltage belongs. In operation S30, an output data signal having a strength corresponding to a range of the operating voltage is generated in response to the N operating voltage detection signals and the output data signal.
상기 동작 분압들 및 기준 분압들을 제공하는 단계는, 상기 동작 전압을 각각의 동작 비율로 분압하여 N개의 동작 분압들을 제공하는 단계, 및 상기 기준 전압을 각각의 기준 비율로 분압하여 N개의 기준 분압들을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 N개의 동작 분압들 및 상기 N개의 기준 분압들은 모두 상이할 수도 있으며, 동작 분압들 및 기준 분압들 중 하나만을 상이하게 할 수도 있다.Providing the operating partial pressures and the reference partial pressures includes: dividing the operating voltage at each operating ratio to provide N operating partial pressures, and dividing the reference voltage at each reference ratio to obtain N reference partial pressures. Providing a step may include. The N operating partial pressures and the N reference partial pressures may all be different, and only one of the operating partial pressures and the reference partial pressures may be different.
동작 분압 및 기준 전압을 제공하는 단계(S10)는 복수의 저항들의 비율들을 상이하게 하여 상기 N개의 동작 비율들 및 상기 N개의 기준 비율들 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.In operation S10 of providing the divided voltage and the reference voltage, different ratios of the plurality of resistors may be adjusted to adjust at least one of the N operating ratios and the N reference ratios.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 출력 장치 및 데이터 출력 강도 제어 방법은, MRS 테스트 등의 선행 작업을 거치지 않고 능동적으로 정밀하게 데이터의 출력을 제어할 수 있다.As described above, the data output device and the data output strength control method according to the present invention can actively and precisely control the output of the data without undergoing the preceding work such as the MRS test.
또한, 본 발명에 따른 데이터 출력 장치 및 데이터 출력 강도 제어 방법은, 데이터 출력 장치의 가변적인 동작 전압에 상응하여 능동적으로 정밀하게 데이터 출력을 제어함으로써, 데이터를 수신하는 외부 장치의 데이터 센싱 속도를 일정하게 유지할 수 있다.In addition, the data output device and the data output strength control method according to the present invention, by controlling the data output actively and precisely in response to the variable operating voltage of the data output device, thereby maintaining a constant data sensing speed of the external device receiving the data I can keep it.
따라서, 전체 시스템의 성능을 향상하고, 오동작을 감소할 수 있다.Therefore, it is possible to improve the performance of the entire system and to reduce malfunctions.
상기한 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이므로, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양하게 수정, 변경, 부가한 실시가 가능할 것이다. 이러한 수정, 변경, 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.Since the embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, those skilled in the art will be able to variously modify, change, and add within the spirit and scope of the present invention. Such modifications, changes and additions should be considered to be within the scope of the following claims.
Claims (29)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060009243A KR20070078869A (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Data output device and method of controlling a data output strength |
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KR1020060009243A KR20070078869A (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Data output device and method of controlling a data output strength |
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2006
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