JPH04120817A - Lsi回路の出力バッファ回路 - Google Patents
Lsi回路の出力バッファ回路Info
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- JPH04120817A JPH04120817A JP2241415A JP24141590A JPH04120817A JP H04120817 A JPH04120817 A JP H04120817A JP 2241415 A JP2241415 A JP 2241415A JP 24141590 A JP24141590 A JP 24141590A JP H04120817 A JPH04120817 A JP H04120817A
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- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
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- 101000875403 Homo sapiens 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
- H03K19/0013—Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00346—Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
- H03K19/00361—Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits
-
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- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
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- H03K19/00369—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
- H03K19/00384—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in field effect transistor circuits
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業−1−の利用分野〕
この発明は、LSI回路、特にマスクスライスLSI回
路の出力バッファ回路に関するものである。
路の出力バッファ回路に関するものである。
第6図は従来の出力バッファ回路を具えたマスクスライ
スLSI回路の一例を示す図である。同図において、■
は内部論理回路部、2はバッファ回路である。内部論理
回路部1の出力部はPチャンネルMOSFET(以下、
PMO3と略称す)3とNチャンネルMOSFET(以
下、NMO3と略称す)4とによって構成された出力0
M03回路lOからなり、PMO33のソース電極は例
えばVool−3,3Vの第1の電源5に接続され、N
MO34のソース電極は接地電位点GNDに接続され、
各ゲート電極の相互接続点7は他の内部論理回路部(図
示せず)に接続され、各トレイン電極の相互接続点8は
/久ツファ回路2の第1のCMO8回路14を構成する
PMO3IIとNMO312のゲート電極相互接続点1
3に接続されている。
スLSI回路の一例を示す図である。同図において、■
は内部論理回路部、2はバッファ回路である。内部論理
回路部1の出力部はPチャンネルMOSFET(以下、
PMO3と略称す)3とNチャンネルMOSFET(以
下、NMO3と略称す)4とによって構成された出力0
M03回路lOからなり、PMO33のソース電極は例
えばVool−3,3Vの第1の電源5に接続され、N
MO34のソース電極は接地電位点GNDに接続され、
各ゲート電極の相互接続点7は他の内部論理回路部(図
示せず)に接続され、各トレイン電極の相互接続点8は
/久ツファ回路2の第1のCMO8回路14を構成する
PMO3IIとNMO312のゲート電極相互接続点1
3に接続されている。
パンファ回路2は前述の第1のCMO3回路I4と、P
MO3I5とNMO31Gとによって構成された第2の
CMO3回路17とを含み、PMO3II。
MO3I5とNMO31Gとによって構成された第2の
CMO3回路17とを含み、PMO3II。
PMO315(7)各ソース電極は例えばV DD2
= 5.OVの第2の電源22に接続され、NMO31
2、NMO31Gの各ソース電極は接地電位点GNDに
接続されている。第1のCMO3回路14のPMO3I
IとNMO312のドレイン電極相互接続点18は第2
のCMO3回路17のPMO315とNMO316のゲ
ート電極相互接続点19に接続され、PMO315とN
MO31Gのドレイン電極相互接続点20は外部接続用
端子21に接続されている。
= 5.OVの第2の電源22に接続され、NMO31
2、NMO31Gの各ソース電極は接地電位点GNDに
接続されている。第1のCMO3回路14のPMO3I
IとNMO312のドレイン電極相互接続点18は第2
のCMO3回路17のPMO315とNMO316のゲ
ート電極相互接続点19に接続され、PMO315とN
MO31Gのドレイン電極相互接続点20は外部接続用
端子21に接続されている。
次に第6図の回路の動作を説明する。マスクスライスL
SIに印加された入力信号が内部論理回路部1において
演算され、出力0M03回路10のPMO53、NMO
34のいずれか一方が導通状態になり、」−配向部論理
回路部1の演算結果を表わす出力信号として、トレイン
電極相互接続点8より第1の電源電圧レベルVDDI
あるいは接地電位G N Dレベルの信号をパンファ回
路2の第1cMO5回路14に伝達する。バッファ回路
2の第1CMO3回路14は、内部論理回路部1の出力
CMO8回路IOから供給される出力信号を第2の電源
’i(j 圧レベルV DD2あるいはGNDレベルの
信号として第2CMO3回路17に伝達する。第2CM
O3回路17を構成するPMO3I5、NMO316と
してハ共に相互コンタクタンスの高いトランジスタか用
いられ、該第2CMO3回路17はマスクスライスLS
I外部の負荷を駆動するのに充分な大きさの電力をもっ
た第2の電源電圧レベルV DD2 あるいはGNDレ
ヘレベ信じ−を外部接続用端子21に伝達する。
SIに印加された入力信号が内部論理回路部1において
演算され、出力0M03回路10のPMO53、NMO
34のいずれか一方が導通状態になり、」−配向部論理
回路部1の演算結果を表わす出力信号として、トレイン
電極相互接続点8より第1の電源電圧レベルVDDI
あるいは接地電位G N Dレベルの信号をパンファ回
路2の第1cMO5回路14に伝達する。バッファ回路
2の第1CMO3回路14は、内部論理回路部1の出力
CMO8回路IOから供給される出力信号を第2の電源
’i(j 圧レベルV DD2あるいはGNDレベルの
信号として第2CMO3回路17に伝達する。第2CM
O3回路17を構成するPMO3I5、NMO316と
してハ共に相互コンタクタンスの高いトランジスタか用
いられ、該第2CMO3回路17はマスクスライスLS
I外部の負荷を駆動するのに充分な大きさの電力をもっ
た第2の電源電圧レベルV DD2 あるいはGNDレ
ヘレベ信じ−を外部接続用端子21に伝達する。
上記のような従来のLSI回路の出力バッファ回路にお
いて、第1の電源電圧レベルVDD1 と第2の電源
電圧レベルV [l+12 とが実質的に等しい場合、
あるいは両者の電位差が第1CMO3回路14のPMO
5IIの閾値電圧以下のときは、何の支障もなく信号を
伝達することができる。しかし、近年、−層高性能化さ
れたマスクスライスLSIを得るために、製造時のトラ
ンジスタノ微細バタン化が進み、電源電圧に対するトラ
ンジスタの耐圧あるいは耐リーク特性を維持することが
難しくなりつ−ある。一方、LSI外部のシステムは従
来と同じ高い電源電圧V DD2 を用いる方がシステ
ム構成」二部台がよい。このような訳で最近ではLSI
内部の電源電圧と外部システムとのインタフェース部用
の電源電圧を互いに異ならせる試みがなされている。こ
のような場合、前述の第6図の例について言えば、内部
論理回路部1の出力0M03回路10のPMO33がオ
ンになってドレイン電極相互接続点8の電位がV oo
+ になったとき、バッファ回路2の第1cMO5回路
1斗のPMO3IIのゲート電極の電位は上記のVDD
I 、ソース電極の電位はV [lD2 となり、V
[lDI とV DD2 との電位差が上記PMO3
IIの閾値電圧以にとなると、PMO3IIはターンオ
フせず、一方NMO312はオン状IEで、結局PMO
3II、NMO312が共にオン状7mになって、第2
CMO3回路17に正確な電位レベルの信号を伝達する
ことができず、また、上記共にオン状態にあるPMO3
IIとNMO312を通して漏洩電流が流れ、LSI全
体の消費電力が増大する等の問題があった。
いて、第1の電源電圧レベルVDD1 と第2の電源
電圧レベルV [l+12 とが実質的に等しい場合、
あるいは両者の電位差が第1CMO3回路14のPMO
5IIの閾値電圧以下のときは、何の支障もなく信号を
伝達することができる。しかし、近年、−層高性能化さ
れたマスクスライスLSIを得るために、製造時のトラ
ンジスタノ微細バタン化が進み、電源電圧に対するトラ
ンジスタの耐圧あるいは耐リーク特性を維持することが
難しくなりつ−ある。一方、LSI外部のシステムは従
来と同じ高い電源電圧V DD2 を用いる方がシステ
ム構成」二部台がよい。このような訳で最近ではLSI
内部の電源電圧と外部システムとのインタフェース部用
の電源電圧を互いに異ならせる試みがなされている。こ
のような場合、前述の第6図の例について言えば、内部
論理回路部1の出力0M03回路10のPMO33がオ
ンになってドレイン電極相互接続点8の電位がV oo
+ になったとき、バッファ回路2の第1cMO5回路
1斗のPMO3IIのゲート電極の電位は上記のVDD
I 、ソース電極の電位はV [lD2 となり、V
[lDI とV DD2 との電位差が上記PMO3
IIの閾値電圧以にとなると、PMO3IIはターンオ
フせず、一方NMO312はオン状IEで、結局PMO
3II、NMO312が共にオン状7mになって、第2
CMO3回路17に正確な電位レベルの信号を伝達する
ことができず、また、上記共にオン状態にあるPMO3
IIとNMO312を通して漏洩電流が流れ、LSI全
体の消費電力が増大する等の問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、マスクスライスLSI回路の内部論理回路部
の信号を正確に出力バッファ部に伝達できると共に出力
バッファ回路は伝達された信号を正確に外部システムに
伝達することができ、しかも出力バッファ回路において
不所望な漏洩電流か流れるのを防止したLSI回路の出
力バッファ回路を得ることを目的とする。
たもので、マスクスライスLSI回路の内部論理回路部
の信号を正確に出力バッファ部に伝達できると共に出力
バッファ回路は伝達された信号を正確に外部システムに
伝達することができ、しかも出力バッファ回路において
不所望な漏洩電流か流れるのを防止したLSI回路の出
力バッファ回路を得ることを目的とする。
この発明によるLSI回路の出力バッフ7回路は、内部
論理回路部から供給される第1のレベル、第2のレベル
のいずれか一方のレベルの信号に応じてバッファ回路中
の第1CMO3回路の2MO3を確実にターンオフする
のに充分なレベルをもった制御電圧を生成する制御信号
発生回路を含む制御回路と、」二記制御電圧により上記
第1CMO3回路中の2MO3がターンオフすると、上
記内部論理回路部から供給される信号が上記一方のレベ
ルにある間、上記制御電圧の変化には関係なく一]二足
第1CMO3回路の2MO3をオフ状態に維持するのに
充分なレベルの信号を上記PMO3のゲート電極に供給
する帰還回路とからなっている。
論理回路部から供給される第1のレベル、第2のレベル
のいずれか一方のレベルの信号に応じてバッファ回路中
の第1CMO3回路の2MO3を確実にターンオフする
のに充分なレベルをもった制御電圧を生成する制御信号
発生回路を含む制御回路と、」二記制御電圧により上記
第1CMO3回路中の2MO3がターンオフすると、上
記内部論理回路部から供給される信号が上記一方のレベ
ルにある間、上記制御電圧の変化には関係なく一]二足
第1CMO3回路の2MO3をオフ状態に維持するのに
充分なレベルの信号を上記PMO3のゲート電極に供給
する帰還回路とからなっている。
この発明のLSI回路の出力バッファ回路では、内部論
理回路から供給される信号により、制御回路はバッファ
回路の第1の0M03回路の2MO5を確実にターンオ
フする制御電圧を発生し、」二記PMO3がターンオフ
した後は帰還回路の作用により」二記ターンオフした2
MO3をオフ状態に維持するのに必要なレベルの電圧を
該ターンオフした2MO5のゲート電極に供給する。従
って、LSI回路内部の電源電圧と外部システムとのイ
ンタフェース部用の電源電圧とを異ならせても、信号を
正確に伝達することができる。
理回路から供給される信号により、制御回路はバッファ
回路の第1の0M03回路の2MO5を確実にターンオ
フする制御電圧を発生し、」二記PMO3がターンオフ
した後は帰還回路の作用により」二記ターンオフした2
MO3をオフ状態に維持するのに必要なレベルの電圧を
該ターンオフした2MO5のゲート電極に供給する。従
って、LSI回路内部の電源電圧と外部システムとのイ
ンタフェース部用の電源電圧とを異ならせても、信号を
正確に伝達することができる。
先づ、この発明のLSI回路のバッファ回路の基本構成
を第1図のブロック図を参照して説明する。
を第1図のブロック図を参照して説明する。
同図で、内部論理回路部1はV DDI レベルある
いはGNDレベルの出力信号をバッファ回路2の内部信
号伝達回路50に供給する。内部信号伝達回路50は内
部論理回路部1から供給された信号を信号選択回路51
に供給すると共に、制御信号発生回路52に供給する。
いはGNDレベルの出力信号をバッファ回路2の内部信
号伝達回路50に供給する。内部信号伝達回路50は内
部論理回路部1から供給された信号を信号選択回路51
に供給すると共に、制御信号発生回路52に供給する。
54は第1の電源電圧VDDI より高い第2の電源電
圧V DD2 で動作する第10M03回路からなる出
力段駆動回路、55は同じく第2の電源電圧V’ D
D 2 で動作する第2CMO3回路からなる出力段、
21は出力段55から外部駆動信号が供給される外部接
続用端子である。
圧V DD2 で動作する第10M03回路からなる出
力段駆動回路、55は同じく第2の電源電圧V’ D
D 2 で動作する第2CMO3回路からなる出力段、
21は出力段55から外部駆動信号が供給される外部接
続用端子である。
制御信号発生回路52は内部信号伝達回路50から供給
されるVDDI レベルあるいはGNDレベルのいず
れか一方のレベルの信号、例えばV DDI レベル
の信号に応答して、上記出力段駆動回路54を上記一方
のレベルに対応する状態、例えば第1CMO8回路の2
MO3をオフ、NMO3をオンにするのに充分なレベル
の制御信号を発生し、これを上記信号選択回路51に供
給する。信号選択回路51、内部信号伝達回路50およ
び制御信号発生回路52は、出力段駆動回路54の状態
を制御する制御回路を構成する。
されるVDDI レベルあるいはGNDレベルのいず
れか一方のレベルの信号、例えばV DDI レベル
の信号に応答して、上記出力段駆動回路54を上記一方
のレベルに対応する状態、例えば第1CMO8回路の2
MO3をオフ、NMO3をオンにするのに充分なレベル
の制御信号を発生し、これを上記信号選択回路51に供
給する。信号選択回路51、内部信号伝達回路50およ
び制御信号発生回路52は、出力段駆動回路54の状態
を制御する制御回路を構成する。
内部論理回路部1から内部信号伝達回路50に供給され
る信号が前述の一方のレベル、すなわちV DDI レ
ベルにあると、信号選択回路51は」二記VDDI
レベルの信号と」二記制御信号とを出力段駆動回路54
に供給する。これによって出力段駆動回路54および出
力段55は一4二記一方のレベルに対応する状態になる
。このとき出力段駆動回路54の出力に現われる信号レ
ベルは帰還回路56に供給され、該帰還回路56は、上
記制御信号には無関係に出力段駆動回路54を上記−・
方のレベルに対応する状態に維持するのに充分なレベル
の信号を当該出力段駆動回路54の入力に信号選択回路
51を通しであるいは直接に供給する。
る信号が前述の一方のレベル、すなわちV DDI レ
ベルにあると、信号選択回路51は」二記VDDI
レベルの信号と」二記制御信号とを出力段駆動回路54
に供給する。これによって出力段駆動回路54および出
力段55は一4二記一方のレベルに対応する状態になる
。このとき出力段駆動回路54の出力に現われる信号レ
ベルは帰還回路56に供給され、該帰還回路56は、上
記制御信号には無関係に出力段駆動回路54を上記−・
方のレベルに対応する状態に維持するのに充分なレベル
の信号を当該出力段駆動回路54の入力に信号選択回路
51を通しであるいは直接に供給する。
内部論理回路部1から内部信号伝達回路50に供給され
る信号が他方のレベル、すなわちGNDレベルになると
、この場合は上記制御信号は出力段駆動回路54には供
給されることなく該出力段駆動回路54は上記他方のレ
ベルに対応する状態に反転する。
る信号が他方のレベル、すなわちGNDレベルになると
、この場合は上記制御信号は出力段駆動回路54には供
給されることなく該出力段駆動回路54は上記他方のレ
ベルに対応する状態に反転する。
以下、この発明のLSI回路のバッファ回路を第2図乃
至第4図を参照してさらに詳細に説明する。
至第4図を参照してさらに詳細に説明する。
第2図はこの発明のLSI回路の出力バッファ回路の第
1の実施例を示す図で、第6図に示す従来の回路と同等
部分については同じ参照番号が伺されている。第1図で
、内部論理回路部lの出力0M03回路10のトレイン
電極相互接続点8は/ヘッファ回路2の第1インバータ
26に詩続港れ、且つライン25を経て第1cMO3回
路14のNMOS12のゲート電極に接続されている。
1の実施例を示す図で、第6図に示す従来の回路と同等
部分については同じ参照番号が伺されている。第1図で
、内部論理回路部lの出力0M03回路10のトレイン
電極相互接続点8は/ヘッファ回路2の第1インバータ
26に詩続港れ、且つライン25を経て第1cMO3回
路14のNMOS12のゲート電極に接続されている。
NMO3I2のソース化極は接地電位点GNDに接続さ
れている。第1のインバータ26の出力はNMO327
、NMO328、PMO329の各ゲート電極に接続さ
れている。第1のインバータ26の出力はまた第2のイ
ンパーク30に接続され、該第2のインバータ30の出
力はNMO328のソース電極Sに接続されている。N
MO328のドレイン電極りはPMO329のドレイン
電極りと共に第1CMO5回路14のPMO3IIのゲ
ート電極に接続されている。PMO3KIのソース電極
はV DD2 の第2の電源22に接続されている。
れている。第1のインバータ26の出力はNMO327
、NMO328、PMO329の各ゲート電極に接続さ
れている。第1のインバータ26の出力はまた第2のイ
ンパーク30に接続され、該第2のインバータ30の出
力はNMO328のソース電極Sに接続されている。N
MO328のドレイン電極りはPMO329のドレイン
電極りと共に第1CMO5回路14のPMO3IIのゲ
ート電極に接続されている。PMO3KIのソース電極
はV DD2 の第2の電源22に接続されている。
NMO327のソース電極Sとインバータ30の出力と
の間にはコンデンサ31が接続されており、NMO32
7のトレイン電極りはV [lDI の第1の電源5に
接続されている。NMO327のソース電極Sとコンデ
ンサ31との接続点37はPMO329のソース電極S
およびPMO332のドレイン電極りに接続されている
。PMO332のソース電極SはCMO5回路33を構
成するPMO334とNMO335のドレイン電極相互
接続点36に接続されている。PM OS 34(7)
ソース電極SはVDD2 (7)第2の電源22に接続
され、NMO335のソース電極Sは接地電位点GND
に接続され、PMO334とNMO335のゲート電極
相互接続点37は第1CMO3回路14のトレイン電極
相互接続点1i−よV\第第20M0凹 いる。第2CMO3回路17は従来の回路と同様にPM
O315とNMO3IGとからなり、ドレイン電極相互
接続点20は外部接続用端子21に接続され、PMO5
I5のソース電極SはV DD2 の第2の電源22に
接続され、NMO316のソース電極Sは接地電位点G
NDに接続されている。なお、NMO S27、NMO
328のス(体電極は接地電位点に接続され、PMO3
29、PMO332の基体電極はVD112の第2の電
源に接続されている。他のPMO3、NMO3の基体電
極はいずれもそのソース電極Sに接続されている。
の間にはコンデンサ31が接続されており、NMO32
7のトレイン電極りはV [lDI の第1の電源5に
接続されている。NMO327のソース電極Sとコンデ
ンサ31との接続点37はPMO329のソース電極S
およびPMO332のドレイン電極りに接続されている
。PMO332のソース電極SはCMO5回路33を構
成するPMO334とNMO335のドレイン電極相互
接続点36に接続されている。PM OS 34(7)
ソース電極SはVDD2 (7)第2の電源22に接続
され、NMO335のソース電極Sは接地電位点GND
に接続され、PMO334とNMO335のゲート電極
相互接続点37は第1CMO3回路14のトレイン電極
相互接続点1i−よV\第第20M0凹 いる。第2CMO3回路17は従来の回路と同様にPM
O315とNMO3IGとからなり、ドレイン電極相互
接続点20は外部接続用端子21に接続され、PMO5
I5のソース電極SはV DD2 の第2の電源22に
接続され、NMO316のソース電極Sは接地電位点G
NDに接続されている。なお、NMO S27、NMO
328のス(体電極は接地電位点に接続され、PMO3
29、PMO332の基体電極はVD112の第2の電
源に接続されている。他のPMO3、NMO3の基体電
極はいずれもそのソース電極Sに接続されている。
」二記第2図の実施例で、ライン25と第1のイン/ヘ
ータ26が第1図の内部信号伝達回路50を構成し、N
MO328とPMO329が信号選択回路51を構成し
、NMO327、第2のインバータ30、コンデンサ3
1が制御信号発生回路52を構成し、第1CMO3回路
14か出力段駆動回路54を構成し、第2CMO3回路
17が出力段55を構成し、CMO3回路33とPMO
332が帰還回路56を構成する。
ータ26が第1図の内部信号伝達回路50を構成し、N
MO328とPMO329が信号選択回路51を構成し
、NMO327、第2のインバータ30、コンデンサ3
1が制御信号発生回路52を構成し、第1CMO3回路
14か出力段駆動回路54を構成し、第2CMO3回路
17が出力段55を構成し、CMO3回路33とPMO
332が帰還回路56を構成する。
次に第2図の回路の動作を説明する。内部演算回路部1
における演算結果は、出力0M03回路IOのゲート電
極相互接続点7にV Dol レベルあるいはGND電
位レベルの信号として印加される。
における演算結果は、出力0M03回路IOのゲート電
極相互接続点7にV Dol レベルあるいはGND電
位レベルの信号として印加される。
■出力CMO3回路10のゲート電極相互接続点7にV
DDI レベルの信号が印加された場合、出力0M
03回路10のPMO33がオフ、NMO34がオンに
なり、ドレイン相互接続点8はGNDレベルになる。こ
れによりインバータ26の出力はV DDI レベル
、イン/ヘータ30の出力はGNDレベルになる。
DDI レベルの信号が印加された場合、出力0M
03回路10のPMO33がオフ、NMO34がオンに
なり、ドレイン相互接続点8はGNDレベルになる。こ
れによりインバータ26の出力はV DDI レベル
、イン/ヘータ30の出力はGNDレベルになる。
出力段駆動回路を構成する第1CMO3回路14へ
のNMO312はオフ、NMO327、NMO328は
オン、PMO329はオフになる。これによって第1c
MO3回路14のPMO3IIのゲート電極にオン状態
のNMO328を経てGNDレベルの信号が供給されて
、該PMO3IIはターンオンする。
オン、PMO329はオフになる。これによって第1c
MO3回路14のPMO3IIのゲート電極にオン状態
のNMO328を経てGNDレベルの信号が供給されて
、該PMO3IIはターンオンする。
第1CMO5回路14のNMO312がオフ、PM03
11がオンになると、そのトレイン相互接続点18はV
DD2 レベルになる。これにより出力段を構成する第
2CMO3回路17のPMO315はオフ、NMO3I
6はオンになって、外部接続用端子21にGNDレベル
の信号が伝達される。
11がオンになると、そのトレイン相互接続点18はV
DD2 レベルになる。これにより出力段を構成する第
2CMO3回路17のPMO315はオフ、NMO3I
6はオンになって、外部接続用端子21にGNDレベル
の信号が伝達される。
また、CMO3回路33のトレイン電極相互接続点37
はV DD2 であるから、PMO334はオフ、8M
O335はオンになって、ドレイン相互接続点36はG
NDレベルになる。このときPMO332のゲート電極
はV DD2 レベル、ソース電極SはGNDレベルで
あるから、該PMO332はオフである。
はV DD2 であるから、PMO334はオフ、8M
O335はオンになって、ドレイン相互接続点36はG
NDレベルになる。このときPMO332のゲート電極
はV DD2 レベル、ソース電極SはGNDレベルで
あるから、該PMO332はオフである。
方、NMO327のゲート電極はV [101となって
おり、トレイン電極りの電位と等しいため、そのソース
電極SにはV DDI から該NMO327の閾値電圧
VINだけ低い電位VDDI −Vr++か現われる。
おり、トレイン電極りの電位と等しいため、そのソース
電極SにはV DDI から該NMO327の閾値電圧
VINだけ低い電位VDDI −Vr++か現われる。
このとき、前述のようにPMO332、PMO329が
共に非導通であり、またインバータ30の出力の電位は
GNDレベルであるから、コンデンサ31には上記の電
位VDDI −VTHに対応した電荷が蓄積される。
共に非導通であり、またインバータ30の出力の電位は
GNDレベルであるから、コンデンサ31には上記の電
位VDDI −VTHに対応した電荷が蓄積される。
■出力CMO3回路10のゲート電極相互接続点7にG
NDレベルの信号が印加された場合、出力CMO3回路
10のPMO33がオン、NM034がオフになり、ト
レイン電極相互接続点8はV DDI レベルになる
。これによりインバータ26の出力はGNDレベル、イ
ンバータ30の出力はV Dol レベルになる。
NDレベルの信号が印加された場合、出力CMO3回路
10のPMO33がオン、NM034がオフになり、ト
レイン電極相互接続点8はV DDI レベルになる
。これによりインバータ26の出力はGNDレベル、イ
ンバータ30の出力はV Dol レベルになる。
第1のCMO3回路14のNMO31,2はオン、NM
O327、NMO328は共にオフ、PMO329はオ
ンになる。NMO3’27、NMO328が共にオフに
なり、インバータ30の出力がVDDI レベルにな
ることにより、コンデンサ31と上記NMO32?のソ
ース電極Sとの接続点37ニは2VDIll −VTN
(7)レベルの制御信号が発生する。この制御信号はオ
ン状態にあるPMO329を通して第1CMO3回路1
4のPMO3IIのゲート電極に印加される。
O327、NMO328は共にオフ、PMO329はオ
ンになる。NMO3’27、NMO328が共にオフに
なり、インバータ30の出力がVDDI レベルにな
ることにより、コンデンサ31と上記NMO32?のソ
ース電極Sとの接続点37ニは2VDIll −VTN
(7)レベルの制御信号が発生する。この制御信号はオ
ン状態にあるPMO329を通して第1CMO3回路1
4のPMO3IIのゲート電極に印加される。
コーチ、前ニ述ヘタヨウニ、Voo+ = 3.3
V、VDT12 = 5.OV トL、N M OS
27(7)閾値電圧VTN= 0.8Vとすると、
PMO511のゲート電極にはコンデンサ16よりPM
O329を経て2V[1Dl−V+++=2X3.3−
0.8=5.8Vの電位の制御信号が印加される。−1
−記のように、VDD2 = 5.OVテあルカラ、
PMO3II(7)ゲート電極に印加される上記の電位
5.8Vは該PMO311を完全にターンオフすること
ができる。
V、VDT12 = 5.OV トL、N M OS
27(7)閾値電圧VTN= 0.8Vとすると、
PMO511のゲート電極にはコンデンサ16よりPM
O329を経て2V[1Dl−V+++=2X3.3−
0.8=5.8Vの電位の制御信号が印加される。−1
−記のように、VDD2 = 5.OVテあルカラ、
PMO3II(7)ゲート電極に印加される上記の電位
5.8Vは該PMO311を完全にターンオフすること
ができる。
第1CMO3回路14のPMO5IIがオフ、NMO8
12がオンになることによりドレイン相互接続点18は
GNDレベルになり、第2CMO3回路17のPMO5
I5はオン、NMO316はオフになり外部接続用端子
21にはV DD2 レベルの信号が伝達される。
12がオンになることによりドレイン相互接続点18は
GNDレベルになり、第2CMO3回路17のPMO5
I5はオン、NMO316はオフになり外部接続用端子
21にはV DD2 レベルの信号が伝達される。
また、帰還回路56を構成するCMO3回路33のPM
O334はオン、8MO335はオフになって、ドレイ
ン相互接続点36はV D02 レベルになる。このと
きPMO332のケーI・電極はGNDレヘレベソース
電極SはV DD2 レベルであるから、該PMO33
2はオンになり、そのドレイン電極りにはVDD2の電
位が現われる。このV DD2の電位はオン状Bにある
PMO329を通して第1CMO3回路140PMO3
IIのゲート電極に印加されるから、コンデンサ31の
電位が各トランジスタのリク電流により低下しても、上
記PMO3IIを完全にオフ状態に維持することができ
る。
O334はオン、8MO335はオフになって、ドレイ
ン相互接続点36はV D02 レベルになる。このと
きPMO332のケーI・電極はGNDレヘレベソース
電極SはV DD2 レベルであるから、該PMO33
2はオンになり、そのドレイン電極りにはVDD2の電
位が現われる。このV DD2の電位はオン状Bにある
PMO329を通して第1CMO3回路140PMO3
IIのゲート電極に印加されるから、コンデンサ31の
電位が各トランジスタのリク電流により低下しても、上
記PMO3IIを完全にオフ状態に維持することができ
る。
かくして、出力段駆動回路54を構成するCMO8回路
14、出力段55を構成するCMO3回路17等をLS
I外部の負荷を駆動するのに充分な第2の電源電圧Vo
o2” (例えば5.OV)で動作させ、それ以外の回
路を低レベルの第1の電源電圧VDDI(例えば3.3
V)で動作させても、」二記第1CMO8回路14、第
2CMO3回路17の反転動作を確実に行なわせること
ができる。なお、第1 CMO8回路14のNMO31
2のゲートをインバータ30の出力に接続してもよい。
14、出力段55を構成するCMO3回路17等をLS
I外部の負荷を駆動するのに充分な第2の電源電圧Vo
o2” (例えば5.OV)で動作させ、それ以外の回
路を低レベルの第1の電源電圧VDDI(例えば3.3
V)で動作させても、」二記第1CMO8回路14、第
2CMO3回路17の反転動作を確実に行なわせること
ができる。なお、第1 CMO8回路14のNMO31
2のゲートをインバータ30の出力に接続してもよい。
第5図は第2図の回路の各部の信号レベルの変化を表わ
す。同図で、曲線40は内部論理回路部1の出力0M0
5回路10のドレイン電極相互接続点8の電位(信号)
レベルの変化を示し、曲線41はNMO327のソース
電極Sの電位レベルの変化を示し、曲線42は第1CM
O3回路14のドレイン電極相互接続点18の電位(信
号)レベルの変化を示す。同図から明らかなように、曲
線41で示すNMO827のソース電極Sの電位レベル
の変化(時点t2、t5)は、インバータ26の存在に
より曲線4oで示す出力0M03回路1oのドレイン電
極相互接続点8の電位レベルの変化(時点t+、 t4
)より遅れ、曲線42で示す2HcMos回路14のド
レイン電極相互接続点1日の電位レベルの変化(時点t
3、t6)は、インバータ30、NMO327,28、
PMO329の存在によりさらに遅れる。しかし、これ
らの遅れ時間は、出力パンフ7回路2の所要の信号伝達
速度に何らの悪影響をも与えないように2(2定されて
いることは言う迄もない。
す。同図で、曲線40は内部論理回路部1の出力0M0
5回路10のドレイン電極相互接続点8の電位(信号)
レベルの変化を示し、曲線41はNMO327のソース
電極Sの電位レベルの変化を示し、曲線42は第1CM
O3回路14のドレイン電極相互接続点18の電位(信
号)レベルの変化を示す。同図から明らかなように、曲
線41で示すNMO827のソース電極Sの電位レベル
の変化(時点t2、t5)は、インバータ26の存在に
より曲線4oで示す出力0M03回路1oのドレイン電
極相互接続点8の電位レベルの変化(時点t+、 t4
)より遅れ、曲線42で示す2HcMos回路14のド
レイン電極相互接続点1日の電位レベルの変化(時点t
3、t6)は、インバータ30、NMO327,28、
PMO329の存在によりさらに遅れる。しかし、これ
らの遅れ時間は、出力パンフ7回路2の所要の信号伝達
速度に何らの悪影響をも与えないように2(2定されて
いることは言う迄もない。
第3図はこの発明による出力バンファ回路の第2の実施
例を示す。この第2の実施例では、NMO328のソー
ス電極はインバータ30の出力ではな< GNDに接続
されている。また、PMO332のソース電極SはV
D02 レベルの第2の電源22に直接接続されており
、第2図の出力バッファ回路におけるCMO3回路33
は使用されない。
例を示す。この第2の実施例では、NMO328のソー
ス電極はインバータ30の出力ではな< GNDに接続
されている。また、PMO332のソース電極SはV
D02 レベルの第2の電源22に直接接続されており
、第2図の出力バッファ回路におけるCMO3回路33
は使用されない。
この第2の実施例では、第1図の帰還回路56がPMO
332のみによって構成されている点を除けば、第1図
のブロフク図との対応関係は第2図に示す第1の実施例
と同じである。
332のみによって構成されている点を除けば、第1図
のブロフク図との対応関係は第2図に示す第1の実施例
と同じである。
次に、第3図の出力バッファ回路の動作を説明する。
■CMO5回路10のゲー)・電極相互接続点7にV
DDI レベルの信号が印加された場合、出力0M03
回路10のドレイン電極相互接続点8はGNDレベルに
なり、インバータ26の出力はV DDI レベル、
インバータ30の出カバG N Dレベルになる。
DDI レベルの信号が印加された場合、出力0M03
回路10のドレイン電極相互接続点8はGNDレベルに
なり、インバータ26の出力はV DDI レベル、
インバータ30の出カバG N Dレベルになる。
第1CMO3回路14のNMO312はオフ、NMO8
27、NMO328はオン、PMO329はオフになる
。これにより第1CMO3回路14のPMO311のゲ
ート電極にGNDレベルが印加され、該PMO3IIは
ターンオンする。
27、NMO328はオン、PMO329はオフになる
。これにより第1CMO3回路14のPMO311のゲ
ート電極にGNDレベルが印加され、該PMO3IIは
ターンオンする。
第1cMO3回路11のドレイン電極相互接続点18は
VD02レヘルニナリ、第2CMO3回路17ノドレイ
ン゛屯極相互接続点20はGNDレベルになり、外部接
続用端子21にGNDレベルの信号が伝達される。
VD02レヘルニナリ、第2CMO3回路17ノドレイ
ン゛屯極相互接続点20はGNDレベルになり、外部接
続用端子21にGNDレベルの信号が伝達される。
ドレイン電極相互接続点18はVDD2 レベルである
から、PMO532はオフである。このときコンデ7
サ31 バー1:、記PMO332を経テVDDI −
VIN(7)電位に充電される。
から、PMO532はオフである。このときコンデ7
サ31 バー1:、記PMO332を経テVDDI −
VIN(7)電位に充電される。
■出力CMO3回路10のゲート電極相互接続点7にG
NDレベルの信号が印加された場合出力0M05回路】
Oのドレイン′7f極相互接続点8はV DDI レ
ベルになり、インバータ26の出力はGNDレベル、イ
ンバータ30の出力はV oo+ レベルになる。
NDレベルの信号が印加された場合出力0M05回路】
Oのドレイン′7f極相互接続点8はV DDI レ
ベルになり、インバータ26の出力はGNDレベル、イ
ンバータ30の出力はV oo+ レベルになる。
第1CMO3回路14のNMO3I2はオン NMO5
27、NMO528はオフ、PMO529はオンにンな
る。コンデンサ31とNMO327との接続点37には
2 V DDI −V ++−のレベルの制御信号が発
生す2す る。この制御信号はオン状態のPMO329を経て第1
CMO3回路14のPMO3IIのゲート電極に印加さ
れる。これによってPMO3IIは完全にタンオフする
。
27、NMO528はオフ、PMO529はオンにンな
る。コンデンサ31とNMO327との接続点37には
2 V DDI −V ++−のレベルの制御信号が発
生す2す る。この制御信号はオン状態のPMO329を経て第1
CMO3回路14のPMO3IIのゲート電極に印加さ
れる。これによってPMO3IIは完全にタンオフする
。
PMO3IIがオフ、NMO312がオンでドレイCM
O3回路17のドレイン電極はV DD2 レベルに
△ なって、外部接続用端子21にV DD2 レベルの信
号が伝達される。
O3回路17のドレイン電極はV DD2 レベルに
△ なって、外部接続用端子21にV DD2 レベルの信
号が伝達される。
トレイン電極相互接続点18がGNDレベルになること
により、PMO332はオンになり、PMO532、P
MO329を経テVoo2L/へJl/が第1CMO8
回路1】のPMO3IIのゲート電極に印加されるから
、コンデンサ31の電位がリークによって低下しても、
」二記PMO5IIを完全にオフ状態に維持することが
できる。
により、PMO332はオンになり、PMO532、P
MO329を経テVoo2L/へJl/が第1CMO8
回路1】のPMO3IIのゲート電極に印加されるから
、コンデンサ31の電位がリークによって低下しても、
」二記PMO5IIを完全にオフ状態に維持することが
できる。
よって、第3図の出力バッファ回路においても、VoI
11+、!=Lテ例えば3.3V 、 V [lD2
として例えば5.Ovの電源電圧を使用しても出力段駆
動回路を構成する第1CMO3回路14、出力段を構成
する第2CMO3回路17の反転動作を確実に行なわせ
ることができる。
11+、!=Lテ例えば3.3V 、 V [lD2
として例えば5.Ovの電源電圧を使用しても出力段駆
動回路を構成する第1CMO3回路14、出力段を構成
する第2CMO3回路17の反転動作を確実に行なわせ
ることができる。
なお、第3図の回路で、第1CMO3回路14のNMO
312のゲートを第2のインバータ30の出力に接続し
てもよく、NMO528のゲート電極を第2図の実施例
と同様に第2のインバータ30の出力に接続してもよい
。また、NMO328のゲート電極を図示のように第1
のインバータ30の出力に接続し、PMO332の代り
に第2図の回路のCMO3回路33とPMO332との
組合せ回路を使用してもよい。
312のゲートを第2のインバータ30の出力に接続し
てもよく、NMO528のゲート電極を第2図の実施例
と同様に第2のインバータ30の出力に接続してもよい
。また、NMO328のゲート電極を図示のように第1
のインバータ30の出力に接続し、PMO332の代り
に第2図の回路のCMO3回路33とPMO332との
組合せ回路を使用してもよい。
第4図はこの発明による出力バッファ回路の第3の実施
例で、第3図の回路における帰還回路を構成するCMO
332のドレイン電極りをPMO329のソース電極で
はなく直接出力段駆動回路を構成する第1CMO3回路
14のゲート電極に接続したものである。
例で、第3図の回路における帰還回路を構成するCMO
332のドレイン電極りをPMO329のソース電極で
はなく直接出力段駆動回路を構成する第1CMO3回路
14のゲート電極に接続したものである。
第4図の回路は各素子間の接続関係が第3図の回路と若
干光なるが、各素子と第1図のプロ、り図との対応関係
は第3図の実施例のそれと同様である。
干光なるが、各素子と第1図のプロ、り図との対応関係
は第3図の実施例のそれと同様である。
第4図の出力パンファ回路も第3図の回路と実質的に同
じ態様で動作することは言う迄もない。
じ態様で動作することは言う迄もない。
第4図の回路において、信号選択回路のNMOS28の
ソース電極をGNDではなく第2図の回路と同様に第2
のインバータ3oの出力に接続してもよい。
ソース電極をGNDではなく第2図の回路と同様に第2
のインバータ3oの出力に接続してもよい。
第1図に示すこの発明の出力バッファ回路の原理を示す
ブロック図と第2図乃至第4図に示す各実施例の対応関
係を以下に纏めて示す。
ブロック図と第2図乃至第4図に示す各実施例の対応関
係を以下に纏めて示す。
(第2図の実施例)
(第3図の実施例)
(第4図の実施例)
〔発明の効果〕
以」二の説明から明らかなように、この発明のLSI回
路の出力バッファ回路によれば、NMO327、インバ
ータ30、コンデンサ31により構成される制御信号発
生回路52の作用によりある信号状態で出力段55を構
成する第1CMO3回路14のPMOS 11を確実に
ターンオフすることができる制御信号を発生することが
でき、PMO3IIが一旦ターンオフした後は、」二記
制御信号のレベル変化には関係A:<PMO332また
はPMO332とCMO8回路33とにより構成された
帰還回路56を経て供給される帰還信号により」二記P
MO3IIのオフ状態なM[持することができ、LSI
内部の電源電圧V 001 として例えば3.3vある
いはそれ以下、LSI回路の外部インタフェース回路部
、例えば駆動回路55を構成する第1CMO3回路14
、出力段55を構成する第2CMO3回路17用の電源
電圧V DD2 として5.Ovあるいはそれ以上の電
圧を使用しても、内部論理回路部1から外部接続用端子
21に正確に信号を伝送することができるという効果が
ある。
路の出力バッファ回路によれば、NMO327、インバ
ータ30、コンデンサ31により構成される制御信号発
生回路52の作用によりある信号状態で出力段55を構
成する第1CMO3回路14のPMOS 11を確実に
ターンオフすることができる制御信号を発生することが
でき、PMO3IIが一旦ターンオフした後は、」二記
制御信号のレベル変化には関係A:<PMO332また
はPMO332とCMO8回路33とにより構成された
帰還回路56を経て供給される帰還信号により」二記P
MO3IIのオフ状態なM[持することができ、LSI
内部の電源電圧V 001 として例えば3.3vある
いはそれ以下、LSI回路の外部インタフェース回路部
、例えば駆動回路55を構成する第1CMO3回路14
、出力段55を構成する第2CMO3回路17用の電源
電圧V DD2 として5.Ovあるいはそれ以上の電
圧を使用しても、内部論理回路部1から外部接続用端子
21に正確に信号を伝送することができるという効果が
ある。
第1図はこの発明のLSI回路の出力パンファ回路の原
理を示すブロック図、第2図はこの発明のLSI回路の
出力バッファ部の第1の実施例の回路図、第3図はこの
発明のLSI回路の出力バッファ回路の第2の実施例の
回路図、第4図はこの発明のLSI回路の出力バッファ
回路の第3の実施例の回路図、第5図はこの発明のLS
I回路の出jJ バッファ回路の主要部分の信号のレベ
ルの変化を示す波形図、第6図は従来のLSI回路の出
力パフフッ回路の一例を示す回路図である。
理を示すブロック図、第2図はこの発明のLSI回路の
出力バッファ部の第1の実施例の回路図、第3図はこの
発明のLSI回路の出力バッファ回路の第2の実施例の
回路図、第4図はこの発明のLSI回路の出力バッファ
回路の第3の実施例の回路図、第5図はこの発明のLS
I回路の出jJ バッファ回路の主要部分の信号のレベ
ルの変化を示す波形図、第6図は従来のLSI回路の出
力パフフッ回路の一例を示す回路図である。
Claims (2)
- (1)低レベルの第1の動作電圧で動作する内部論理回
路から第1のレベルあるいは第2のレベルの信号が択一
的に供給される信号伝達回路と、上記第1の動作電圧よ
り高い第2の動作電圧で動作する外部負荷駆動出力段と
、 上記出力段に駆動用信号を供給する上記第2の動作電圧
で動作する出力段駆動回路と、 上記信号伝達回路から上記第1のレベルの信号に対応す
る第1の信号、あるいは上記第2のレベルの信号に対応
する第2の信号が供給される信号選択回路と、 上記信号伝達回路に結合され、該信号伝達回路から第1
の信号が供給されると、上記出力段駆動回路を、上記内
部論理回路から供給される第1のレベルの信号に対応す
る第1の状態にするのに充分なレベルの制御信号を発生
し、これを上記信号選択回路に供給する制御信号発生回
路と、 上記出力段駆動回路の出力と入力との間に結合されてお
り、該出力段駆動回路が上記第1の状態にあるとき、こ
の状態を維持するのに充分なレベルの信号を該出力段駆
動回路の入力に供給する帰還回路とからなり、 上記信号選択回路は、上記信号伝達回路から上記第1の
信号が供給されるときは上記制御信号発生回路から供給
される制御信号を上記出力段駆動回路に供給して該出力
段駆動回路を上記第1のレベルの信号に対応する第1の
状態にし、上記信号伝達回路から上記第2の信号が供給
されるときは該第2の信号を直接上記出力段駆動回路に
供給して該出力段駆動回路を上記第2のレベルの信号に
対応する第2の状態にする、LSI回路の出力バッファ
回路。 - (2)外部負荷駆動出力段および出力段駆動回路はPチ
ャンネルMOSFETとNチャンネルMOSFETとに
より構成されたCMOS回路からなり、上記制御信号発
生回路はコンデンサを含み、信号選択回路から供給され
る第1のレベルの信号に応答して、上記出力段駆動回路
を構成するCMOS回路を上記第1のレベルの信号に対
応する第1の状態にするのに充分なレベルの制御信号を
上記コンデンサの両端間に発生させるものである特許請
求の範囲(1)記載のLSI回路の出力バッファ回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2241415A JPH04120817A (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Lsi回路の出力バッファ回路 |
DE4107870A DE4107870A1 (de) | 1990-09-11 | 1991-03-12 | Ausgangspufferschaltung fuer eine lsi-schaltung |
US07/734,949 US5136191A (en) | 1990-09-11 | 1991-07-24 | Output buffer circuit for lsi circuit |
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