JP2542678B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JP2542678B2
JP2542678B2 JP63150848A JP15084888A JP2542678B2 JP 2542678 B2 JP2542678 B2 JP 2542678B2 JP 63150848 A JP63150848 A JP 63150848A JP 15084888 A JP15084888 A JP 15084888A JP 2542678 B2 JP2542678 B2 JP 2542678B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mos transistor
channel mos
inverter
gate
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63150848A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH024008A (ja
Inventor
晴巳 志津
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.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP63150848A priority Critical patent/JP2542678B2/ja
Priority to US07/356,920 priority patent/US5073727A/en
Priority to EP89110814A priority patent/EP0346876B1/en
Priority to DE68918164T priority patent/DE68918164T2/de
Priority to KR1019890008378A priority patent/KR930000972B1/ko
Publication of JPH024008A publication Critical patent/JPH024008A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2542678B2 publication Critical patent/JP2542678B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 (第3〜5図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の一実施例 (第1、2図) 発明の効果 〔概要〕 半導体装置に関し、 高速動作と低リンギングノイズを同時に実現すること
のできるノイズ低減回路を有する半導体装置を提供する
ことを目的とし、 出力バッファ部を構成するCMOSインバータと、該CMOS
インバータのNチャネルMOSトランジスタのソースと低
電位側電源との間に接続された第1のNチャネルMOSト
ランジスタと、該第1のNチャネルMOSトランジスタに
並列に接続された第2のNチャネルMOSトランジスタと
を具備し、該第1のNチャネルMOSトランジスタのゲー
トは該CMOSインバータのNチャネルMOSトランジスタの
ゲートに接続され、該第2のNチャネルMOSトランジス
タのゲートは該CMOSインバータの出力端子に接続されて
いるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置に係り、詳しくはMOS型トラン
ジスタの動作上、回路の誤動作の原因となるリンギング
ノイズを抑え、かつ高速化を図る回路に関する。
近年のMOS型トランジスタの高速化に伴いリンギング
ノイズの発生が問題となっている。このため、リンギン
グノイズを抑えるために、スピードをある程度犠牲にす
る必要があった。
〔従来の技術〕
近時、CMOS半導体装置なども大容量化、高速化の傾向
にあり、大駆動の出力バッファも使用されるようになっ
てきた。ところが、高速バッファ(大容量のバッファ)
には出力のリンギングが発生することがある。リンギン
グは大容量のバッファについて発生し易く、第3図
(b)に示すように出力波形が大きくマイナスにぶれて
また持ち上がる状態を繰り返す。また、このように出力
が動くと出力と同じようにグランドも変動し(同図
(c)参照)、このリンギングノイズがバス等に重畳す
るとLSIの内部にも影響を及ぼして回路誤動作の原因と
なる。CMOSでリンギングが発生し易い理由としては、CM
OSは電源電圧のフルスイングで出力波形が動くこと(例
えば、5Vから0Vまで急峻に変化すること)、また、電流
が一気に流れて電流の逃げ道がないこと等が挙げられ
る。特に、MOS型トランジスタの高速化を図る際にはこ
のリンギングノイズの発生が大きな問題となってきてお
り、このようなリンギングノイズを低減するために、例
えば第5図に示すようなノイズ低減回路を出力バッファ
に挿入することがある。第4図に示すものはリンギング
対策を施していない出力バッファ1を示す。出力バッフ
ァ1はPチャネルMOSトランジスタ(以下、単にPMOSと
いう)2およびNチャネルMOSトランジスタ(以下、単
にNMOSという)3からなるCMOSインバータ4とPMOS5お
よびNMOS6からなるCMOSインバータ7とを2段カスケー
ド接続することにより構成される。出力バッファ1の出
力信号の時間変化は第2図破線で示され、なまりは非常
に小さいことがわかる。したがって、このような出力バ
ッファ1では上述したようなリンギングが発生し易い。
次に、リンギングノイズ低減回路を加えたLOW NOISE
タイプの出力バッファ8を第5図に示す。LOW NOISEタ
イプ出力バッファ8は以下に述べる各素子により構成さ
れる。すなわち、入力電圧VINは入力側インバータ9お
よび入力側インバータ10に入力されており、入力側イン
バータ9はPMOS11、NMOS12およびゲートを所定の高電位
電源VDDに共通化しNMOS12と直列に接続されたNMOS13〜1
5により構成される。また、入力側インバータ10はPMOS1
6、NMOS17およびゲートを所定の低電位電源VSSに共通化
しPMOS18〜20により構成される。入力側インバータ9の
出力は出力側インバータ21のPMOS22のゲートに入力さ
れ、入力側インバータ10の出力は出力側インバータ21の
NMOS23のゲートに入力される。このような構成によれ
ば、NMOS12のソース側の電位はNMOS13〜15によりVSS
に引き上げられており(VSS′>VSS)、またPMOS16のソ
ース側の電位はNMOS18〜20によりVDD′に引き下げられ
ている(VDD<VDD′)。したがって、入力端子に加えら
れた入力信号が、例えば“L"→“H"に変化する場合、NM
OS12のスレッショルド電圧の電位がVDD側にシフトして
いるため、PMOS11およびNMOS12のみからなる通常のイン
バータよりも高い所定のスレッショルド電圧になるまで
はNMOS12はオンしない。そして、入力電圧VINが通常の
インバータより高い所定のスレッショルド電圧を超える
と、NMOS12はオン(PMOS11はオフ)し、PMOS22のベース
はVSS′となり、PMOS22がオンして出力電圧VoutはVDD
なる。一方、入力信号が“H"→“L"に変化する場合、PM
OS16のスレッショルド電位がVSS側にシフトしているた
め、PMOS16およびNMOS17のみからなる通常のインバータ
よりも低い所定のスレッショルド電圧になるまではPMOS
16はオンせず、入力電圧VINが通常のインバータより低
い所定のスレッショルド電圧になるとPMOS16はオン(NM
OS17はオフ)してNMOS23のベースはVDD′となりNMOS23
がオンして出力電圧VoutはVSSとなる。したがって、LOW
NOISEタイプ出力バッファ8は入力電圧VINにノイズが
重畳することがあっても、ノイズによる誤動作を防止す
ることができる。LOW NOISEタイプ出力バッファ8の出
力信号の時間変化は第2図のように示され、入力波形が
なまることによってリンギングが抑制される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の出力バッファにあっ
ては、リンギングノイズを低減させるための出力バッフ
ァへの入力波形をなまらせる構成となていたため、リン
ギングノイズは抑制することができるものの、第2図の
LOW NOISEタイプ出力バッファ8の出力波形に示すよう
に出力バッファへの入力波形をなまらせることは結局遅
延時間の増加させることにつながるため高速化が図れな
くなるという問題点があった。すなわち、従来例ではMO
S型トランジスタを高速で動作させ、かつ低リンギング
ノイズを同時に実現させることは不可能であった。
そこで本発明は、高速動作と低リンギングノイズを同
時に実現することのできる出力バッファを提供すること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕 本発明による半導体装置は上記目的達成のため、出力
バッファ部を構成するCMOSインバータと、該CMOSインバ
ータのNチャネルMOSトランジスタのソースと低電位側
電源との間に接続された第1のNチャネルMOSトランジ
スタと、該第1のNチャネルMOSトランジスタに並列に
接続された第2のNチャネルMOSトランジスタとを具備
し、該第1のNチャネルMOSトランジスタのゲートは該C
MOSインバータのNチャネルMOSトランジスタのゲートに
接続され、該第2のNチャネルMOSトランジスタのゲー
トは該CMOSインバータの出力端子に接続されている。
〔作用〕
本発明では、CMOSインバータのNチャネルMOSトラン
ジスタのソースと低電位側電源との間に第1のNチャネ
ルMOSトランジスタが接続され、該第1のNチャネルMOS
トランジスタと並列に第2のNチャネルMOSトランジス
タが接続される。また、該第1のNチャネルMOSトラン
ジスタのゲートは該CMOSインバータのNチャネルMOSト
ランジスタのゲートに接続され、該第2のNチャネルMO
Sトランジスタのゲートは該CMOSインバータの出力端子
に接続されている。そして、該CMOSインバータの出力信
号のレベル変化に対して変化の途中で該第2のNMOSはオ
フする。
したがって、出力信号は変化途中までは通常のインバ
ータと同様に急峻に変化し、途中からは急激になまるこ
とになり、高速化が図られつつ、リンギングノイズが適
切に防止される。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1、2図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示
す図である。まず、構成を説明する。第1図において、
31は出力バッファのノイズの低減回路であり、ノイズ低
減回路31はPチャネルMOSトランジスタQ1、NチャネルM
OSトランジスタQ2〜Q4およびキャパシタCにより構成さ
れる。PチャネルMOSトランジスタQ1およびNチャネルM
OSトランジスタQ2はインバータ32を構成しており、入力
信号INに対し逆相の出力信号OUTを出力する。Nチャネ
ルMOSトランジスタQ2のソースにはNチャネルMOSトラン
ジスタQ3(第1のNチャネルトランジスタ)とNチャネ
ルMOSトランジスタQ4(第2のNチャネルMOSトランジス
タ)とが接続され、Q3のゲートはインバータ32の入力端
子に、Q4のゲートはインバータ32の出力端子にそれぞれ
接続される。したがって、出力端子OUTはQ4のゲート入
力信号となる。
次に、作用を説明する。
入力信号INが低レベルから高レベルに変化するとNチ
ャネルMOSトランジスタQ2、Q3が次第にオン状態とな
り、Q2からQ3かつQ2からQ4を通して電流が流れ、それま
で高レベルにあった出力信号OUTが低レベルに変化す
る。ここで、Q2、Q3は入力信号INが高レベルにある限
り、オンの状態であり、出力信号OUTのレベルがグラン
ドレベルと等しくなるまで電流が流れようとする。とこ
ろが、Q4のトランジスタは出力信号OUTのレベルが下が
り、Q4の論理スレッショルド電圧まで下がると、オフす
ることになる。結局、出力信号OUTがQ4の論理スレッシ
ョルド電圧以下では電流はQ2からQ3を通してのみ流れる
ことになり、出力信号OUTの波形が急激になまる結果と
なる。ここに、Q2、Q3、Q4のNチャネルMOSトランジス
タのサイズを変更することによって波形のなまりを調節
することができる。例えば、Q2、Q4のトランジスタサイ
ズを大きくし、それと比べてQ3のトランジスタサイズを
小さくすることによって、かなり低レベルまで高速に電
圧を下げ、それより低いレベルでなまらせるという理想
的な波形を得ることができる。
このように、本実施例では、出力信号を低レベルと見
なす判定レベルまでは、高速動作し、さらにレベルが下
がると波形が急激になまり、その効果によってリンギン
グノイズを抑え、高速かつ低リンギングを実現すること
ができる。例えば、本実施例の回路の波形は第2図に示
すように、変化途中までは第4図の波形とほぼ等しく、
途中から急激になまる。また、第5図の従来回路と比べ
ると、高速を実現していることがわかる。
〔効果〕
本発明によれば、CMOSインバータのNチャネルMOSト
ランジスタのソースと低電位側電源との間に第1のNチ
ャネルMOSトランジスタを、該第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタと並列に第2のNチャネルMOSトランジスタを
それぞれ接続するとともに、該第1のNチャネルMOSト
ランジスタのゲートは該CMOSインバータのNチャネルMO
Sトランジスタのゲートに接続し、該第2のNチャネルM
OSトランジスタのゲートは該CMOSインバータの出力端子
に接続するようにしているので、出力信号は変化途中か
らは急激になまることになり、高速化を図りつつ、リン
ギングノイズを適切に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1、2図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す
図であり、 第1図はその構成図、 第2図はその出力波形の時間変化を示す図、 第3〜5図は従来の半導体装置を示す図であり、 第3図はそのリンギングノイズを説明するための波形
図、 第4図はそのリンギング対策を施していない回路図、 第5図はそのリンギングノイズ低減回路である。 31……ノイズ低減回路、32……インバータ、Q1……Pチ
ャネルMOSトランジスタ、Q2……NチャネルMOSトランジ
スタ、Q3……NチャネルMOSトランジスタ(第1のNチ
ャネルMOSトランジスタ)、Q4……NチャネルMOSトラン
ジスタ(第2のNチャネルMOSトランジスタ)。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力バッファ部を構成するCMOSインバータ
    と、 該CMOSインバータのNチャネルMOSトランジスタのソー
    スと低電位側電源との間に接続された第1のNチャネル
    MOSトランジスタと、 該第1のNチャネルMOSトランジスタに並列に接続され
    た第2のNチャネルMOSトランジスタとを具備し、 該第1のNチャネルMOSトランジスタのゲートは該CMOS
    インバータのNチャネルMOSトランジスタのゲートに接
    続され、 該第2のNチャネルMOSトランジスタのゲートは該CMOS
    インバータの出力端子に接続されていることを特徴とす
    る半導体装置。
JP63150848A 1988-06-17 1988-06-17 半導体装置 Expired - Fee Related JP2542678B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63150848A JP2542678B2 (ja) 1988-06-17 1988-06-17 半導体装置
US07/356,920 US5073727A (en) 1988-06-17 1989-05-25 Cmos inverter with noise reduction feedback means
EP89110814A EP0346876B1 (en) 1988-06-17 1989-06-14 Semiconductor integrated circuit having a CMOS inverter
DE68918164T DE68918164T2 (de) 1988-06-17 1989-06-14 Integrierte Halbleiterschaltung mit einem CMOS-Inverter.
KR1019890008378A KR930000972B1 (ko) 1988-06-17 1989-06-17 Cmos인버터를 구비한 반도체 집적회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63150848A JP2542678B2 (ja) 1988-06-17 1988-06-17 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH024008A JPH024008A (ja) 1990-01-09
JP2542678B2 true JP2542678B2 (ja) 1996-10-09

Family

ID=15505701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63150848A Expired - Fee Related JP2542678B2 (ja) 1988-06-17 1988-06-17 半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5073727A (ja)
EP (1) EP0346876B1 (ja)
JP (1) JP2542678B2 (ja)
KR (1) KR930000972B1 (ja)
DE (1) DE68918164T2 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3194982B2 (ja) * 1991-04-17 2001-08-06 ヤマハ発動機株式会社 エンジンのバルブリフタの製造方法
US5319260A (en) * 1991-07-23 1994-06-07 Standard Microsystems Corporation Apparatus and method to prevent the disturbance of a quiescent output buffer caused by ground bounce or by power bounce induced by neighboring active output buffers
KR940010671B1 (ko) * 1992-07-25 1994-10-24 금성일렉트론 주식회사 Cmos 3-스테이트 버퍼회로 및 그 제어방법
JPH06224734A (ja) * 1992-12-01 1994-08-12 Nec Corp 入力回路
GB9404013D0 (en) * 1994-03-02 1994-04-20 Inmos Ltd Current generating unit
DE69503205T2 (de) * 1994-03-25 1999-02-11 Philips Norden Ab Cmos eingang mit vcc-kompensierter dynamischer schwelle
JP3229164B2 (ja) * 1994-07-28 2001-11-12 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション ラッチ回路
US5491429A (en) * 1994-09-16 1996-02-13 At&T Global Information Solutions Company Apparatus for reducing current consumption in a CMOS inverter circuit
US5514979A (en) * 1994-11-28 1996-05-07 Unisys Corporation Methods and apparatus for dynamically reducing ringing of driver output signal
FR2730367A1 (fr) * 1995-02-08 1996-08-09 Bull Sa Coupleur d'entree sortie de circuit integre
JP3618424B2 (ja) * 1995-09-07 2005-02-09 エイ・アイ・エル株式会社 低消費電力論理回路
WO2003071681A1 (en) * 2002-02-21 2003-08-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Integrated circuit having reduced substrate bounce
US6870895B2 (en) * 2002-12-19 2005-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Shift register and driving method thereof
KR100549872B1 (ko) * 2003-12-10 2006-02-06 삼성전자주식회사 차동 스위칭 회로 및 디지털 아날로그 변환기
KR20070012972A (ko) * 2005-07-25 2007-01-30 삼성전자주식회사 표시 장치, 그 구동 장치 및 방법
US8415972B2 (en) * 2010-11-17 2013-04-09 Advanced Micro Devices, Inc. Variable-width power gating module
US8384421B1 (en) 2011-04-21 2013-02-26 Applied Micro Circuits Corporation Digital CMOS circuit with noise cancellation
US8837188B1 (en) 2011-06-23 2014-09-16 Netlogic Microsystems, Inc. Content addressable memory row having virtual ground and charge sharing
US8773880B2 (en) * 2011-06-23 2014-07-08 Netlogic Microsystems, Inc. Content addressable memory array having virtual ground nodes
US20200136595A1 (en) * 2018-10-29 2020-04-30 Stmicroelectronics International N.V. Schmitt trigger circuit with independent control over high and low trip points using a split architecture

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490627A (en) * 1982-11-17 1984-12-25 Motorola, Inc. Schmitt trigger circuit
US4687954A (en) * 1984-03-06 1987-08-18 Kabushiki Kaisha Toshiba CMOS hysteresis circuit with enable switch or natural transistor
JPS61292412A (ja) * 1985-06-20 1986-12-23 Fujitsu Ltd 出力回路
JPH0720060B2 (ja) * 1985-08-14 1995-03-06 株式会社東芝 出力回路装置
US4638187A (en) * 1985-10-01 1987-01-20 Vtc Incorporated CMOS output buffer providing high drive current with minimum output signal distortion
US4649295A (en) * 1986-01-13 1987-03-10 Motorola, Inc. BIMOS logic gate
JPS62220026A (ja) * 1986-03-20 1987-09-28 Toshiba Corp 出力バツフア回路
JPS635553A (ja) * 1986-06-25 1988-01-11 Fujitsu Ltd バツフア回路
US4749882A (en) * 1986-07-25 1988-06-07 Digital Equipment Corporation Apparatus and method for applying rapid transient signals to components on a printed circuit board
US4731553A (en) * 1986-09-30 1988-03-15 Texas Instruments Incorporated CMOS output buffer having improved noise characteristics
US4739193A (en) * 1986-10-30 1988-04-19 Rca Corporation Drive circuit with limited signal transition rate for RFI reduction
JPS63236407A (ja) * 1987-03-25 1988-10-03 Toshiba Corp 半導体回路
US4829199A (en) * 1987-07-13 1989-05-09 Ncr Corporation Driver circuit providing load and time adaptive current
US4818901A (en) * 1987-07-20 1989-04-04 Harris Corporation Controlled switching CMOS output buffer
US4820942A (en) * 1988-01-27 1989-04-11 Advanced Micro Devices, Inc. High-speed, high-drive output buffer circuits with reduced ground bounce
US4857770A (en) * 1988-02-29 1989-08-15 Advanced Micro Devices, Inc. Output buffer arrangement for reducing chip noise without speed penalty

Also Published As

Publication number Publication date
DE68918164D1 (de) 1994-10-20
KR930000972B1 (ko) 1993-02-11
JPH024008A (ja) 1990-01-09
KR900001042A (ko) 1990-01-31
US5073727A (en) 1991-12-17
EP0346876A1 (en) 1989-12-20
DE68918164T2 (de) 1995-04-27
EP0346876B1 (en) 1994-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2542678B2 (ja) 半導体装置
EP0212584B1 (en) Output circuit device with stabilized potential
US6130557A (en) Three level pre-buffer voltage level shifting circuit and method
US5008568A (en) CMOS output driver
US20090289668A1 (en) Output driver circuit for an integrated circuit
US6437604B1 (en) Clocked differential cascode voltage switch with pass gate logic
JP2002152033A (ja) 半導体集積回路
US6535021B1 (en) Logic gate circuit with low sub-threshold leakage current
JP3466667B2 (ja) ノイズ減少回路を有する出力バッファ回路
JPH05122049A (ja) 出力バツフア回路
JP3201020B2 (ja) ラッチ回路
KR940003399B1 (ko) 저잡음 데이타 출력 버퍼
JPH05327443A (ja) バッファ回路
JP2013110584A (ja) 半導体装置
KR100500927B1 (ko) 반도체소자의 출력버퍼
JPH11122092A (ja) 信号レベル変換回路
JP4129349B2 (ja) 出力回路および半導体集積回路
JPH03201821A (ja) 半導体集積回路装置
JP2001244803A (ja) レベルシフタ回路
KR20030002200A (ko) 노이즈를 줄이기 위한 반도체 소자의 입/출력 드라이버의구동방법
JPH09172364A (ja) 駆動能力コントロール機能を備えた出力バッファ
JP2003110418A (ja) 出力回路
JPH0774620A (ja) バツフア回路
JPH0529915A (ja) 出力回路
JPH11330943A (ja) ドライバ回路

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees