JPH06104337A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH06104337A
JPH06104337A JP25117292A JP25117292A JPH06104337A JP H06104337 A JPH06104337 A JP H06104337A JP 25117292 A JP25117292 A JP 25117292A JP 25117292 A JP25117292 A JP 25117292A JP H06104337 A JPH06104337 A JP H06104337A
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JP
Japan
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bus
power supply
potential
bus driver
gate
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Withdrawn
Application number
JP25117292A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Tokuyasu
安 陽 彦 徳
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the driving capacities of bus drivers which drive buses without increasing their sizes (layout areas) by providing bus drivers driven by means of a power source the potential of which is different from that at the power source which supplies electric power to functional modules. CONSTITUTION:The title device is provided with a power supply line 18 for bus drivers 20, 201,..., 20m and one of earthing conductors installed to buses 16, power source the potential of which is different from that at the power source which supplies electric power to functional modules 12, 121,..., 12n, one of earths the potential of which is different from that at the earths connected to the modules, and bus drivers which are driven by means of the power source the potential of which is the different potential and is connected to the other earth the potential of which is the different potential. Therefore, the semiconductor device can cope with an increase in the number of functional modules when the device is micrastructured and an increase in the driving load of internal buses due to an increase in the length of bus wiring without increasing the sizes of the bus drivers and chip size of the device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CMOS構造のICや
LSIなどの集積回路の内部バスを駆動するためのバス
ドライバを含む半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device including a bus driver for driving an internal bus of an integrated circuit such as IC or LSI having a CMOS structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS構造のICやLSIなどの集積
回路は、消費電力が極めて少ないことに加え動作速度が
比較的高速であることから様々な用途に広く使用されて
いる。このようなICやLSIなどの半導体装置の内部
には機能モジュールが複数個設けられ、これらの機能モ
ジュールに対してパワーバスやデータバスなどの内部バ
スが設けられている。
2. Description of the Related Art Integrated circuits such as ICs and LSIs having a CMOS structure are widely used for various purposes because of their extremely low power consumption and relatively high operating speed. A plurality of functional modules are provided inside a semiconductor device such as an IC or LSI, and an internal bus such as a power bus or a data bus is provided for these functional modules.

【0003】図6に従来の半導体装置を示す。このよう
に従来の半導体装置60は、複数の機能モジュール62
1 ,…,62n と、これらの複数の機能モジュール62
1 ,…,62n が接続されるパワーバス64およびバス
66とを有し、1つの機能モジュール62(例えば、6
1 )内には、複数のバスドライバ700 ,701
…,70m を有している。ところで、従来のバス66
は、データバスD0,D1,…,Dmからなり、これら
のバス66は、各機能モジュール62(621 )内のバ
スドライバ70(700 ,701 ,…70m )によって
駆動されるが、このバスドライバ70には、機能モジュ
ール62にパワーバス64から供給される電源VDD1
を供給している。すなわちバスドライバ70と、機能モ
ジュール62とは同一の電源VDD1を共用している。
FIG. 6 shows a conventional semiconductor device. As described above, the conventional semiconductor device 60 includes the plurality of functional modules 62.
1 , ..., 62 n and a plurality of these functional modules 62
1 , ..., 62 n to which a power bus 64 and a bus 66 are connected, and one functional module 62 (for example, 6
2 1 ) includes a plurality of bus drivers 70 0 , 70 1 ,
..., 70 m . By the way, the conventional bus 66
, Dm, and these buses 66 are driven by bus drivers 70 (70 0 , 70 1 , ... 70 m ) in each functional module 62 (62 1 ). The bus driver 70 includes a power supply VDD1 supplied from the power bus 64 to the functional module 62.
Is being supplied. That is, the bus driver 70 and the functional module 62 share the same power supply VDD1.

【0004】ここで、図7に従来のバスドライバ70
(700 )のMIL記号による構成を示し、図8にその
具体的構成を示す。図示のバスドライバ70は、NAN
Dゲート72,NORゲート74,インバータ76,電
源VDD1に接続されるPチャンネルMOSトランジス
タ(以下、PMOSという)78および接地(GND)
されるNチャンネルMOSトランジスタ(以下、NMO
Sという)80とを有し、NANDゲート72およびN
ORゲート74の各入力の一端には入力I0が入力さ
れ、NANDゲート72の入力の他端にはインバータ7
6によって反転されたイネーブル信号ENバーが入力さ
れ、NORゲート74の入力の他端にはイネーブル信号
ENが直接入力される。NANDゲート72の出力がP
MOS78のゲート電極に接続され、一方、NORゲー
ト74の出力がNMOS80のゲート電極に接続され、
PMOS78とNMOS80の接続点から出力D0を取
り出すようになっている。
Here, a conventional bus driver 70 is shown in FIG.
The structure of the (70 0 ) by the MIL symbol is shown, and its specific structure is shown in FIG. The illustrated bus driver 70 is a NAN.
D gate 72, NOR gate 74, inverter 76, P channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS) 78 connected to power supply VDD1, and ground (GND)
N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as NMO
80), and NAND gates 72 and N
The input I0 is input to one end of each input of the OR gate 74, and the inverter 7 is connected to the other end of the input of the NAND gate 72.
The enable signal EN bar inverted by 6 is input, and the enable signal EN is directly input to the other end of the input of the NOR gate 74. The output of the NAND gate 72 is P
Connected to the gate electrode of the MOS 78, while the output of the NOR gate 74 is connected to the gate electrode of the NMOS 80,
The output D0 is taken out from the connection point between the PMOS 78 and the NMOS 80.

【0005】ここで、バスドライバ70は、イネーブル
信号ENがL(ロウ,“0”)で能動状態になり、入力
信号I0がH(ハイ,“1”)の時、NANDゲート7
2の出力はL(“0”)となるのでPMOS78がオン
し、NORゲート74の出力もL(“0”)となるので
NMOS80はオフとなる。一方、イネーブル信号EN
がL(“0”)で入力信号I0がL(“0”)の時、N
ANDゲート72の出力はH(“1”)となってPMO
S78はオフとなり、NORゲート74の出力もH
(“1”)となってNMOS80はオンする。このよう
にしてバスドライバ70によるバスドライブが行われ
る。
The bus driver 70 becomes active when the enable signal EN is L (low, "0") and the input signal I0 is H (high, "1").
Since the output of 2 becomes L (“0”), the PMOS 78 turns on, and the output of the NOR gate 74 also becomes L (“0”), so the NMOS 80 turns off. On the other hand, enable signal EN
Is L (“0”) and the input signal I0 is L (“0”), N
The output of the AND gate 72 becomes H (“1”) and PMO
S78 is turned off and the output of the NOR gate 74 is also H.
(“1”) and the NMOS 80 is turned on. In this way, the bus drive by the bus driver 70 is performed.

【0006】ここで、図8に示すように、NANDゲー
ト72は電源VDD1にパラレルに接続されるPMOS
84および86と、シリーズに接続されるNMOS88
および90とから構成することができ、シリーズ接続さ
れたNMOS88の他端はPMOS84と86との接続
点Aと接続され、シリーズ接続されたNMOS90の他
端は接地され、接続点AからはNANDゲート72の出
力が取り出される。一方、NORゲート74は、一端が
電源VDD1に接続されるPMOS92と、PMOS9
2にシリーズに接続されるPMOS94と、それぞれ一
端がグランド(GND)にパラレルに接続されるNMO
S96および98とから構成することができ、NMOS
96と98との接続点Bはシリーズ接続されたPMOS
94の他端に接続され、この接続点BからNORゲート
74の出力が取り出される。
Here, as shown in FIG. 8, the NAND gate 72 is a PMOS connected in parallel to the power supply VDD1.
84 and 86, and NMOS 88 connected in series
And 90, the other end of the series-connected NMOS 88 is connected to the connection point A between the PMOS 84 and 86, the other end of the series-connected NMOS 90 is grounded, and the NAND gate is connected from the connection point A. The output of 72 is taken. On the other hand, the NOR gate 74 includes a PMOS 92 and a PMOS 9 whose one end is connected to the power supply VDD1.
2 and the PMOS 94 connected in series, and the NMO whose one end is connected in parallel to the ground (GND)
S96 and 98, and an NMOS
Connection point B between 96 and 98 is a series connected PMOS
It is connected to the other end of 94 and the output of the NOR gate 74 is taken out from this connection point B.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成によ
って、複数の機能モジュール62を有する半導体装置6
0においては、多数の機能モジュール62が接続される
負荷の重い内部バス66であっても機能モジュール62
に供給される電源と同電位の電源が供給されるバスドラ
イバ70によって内部バス(データバス)66を駆動し
ている。
With the above structure, the semiconductor device 6 having a plurality of functional modules 62 is provided.
0, even if the internal bus 66 with a heavy load, to which a large number of functional modules 62 are connected,
The internal bus (data bus) 66 is driven by the bus driver 70 that is supplied with the same power as the power supplied to the.

【0008】ところで、最近プロセスの微細化により半
導体チップに搭載可能な機能モジュールの数が増加して
いることや、チップサイズの増加によりバス配線長が増
加していることなどから、バスラインの駆動負荷がます
ます増大している。その一方で、チップ内部は、微細化
などに伴って、通常の5Vよりも低い低電圧、例えば3
Vや2Vなどでの動作が要求されるようになってきてい
る。このため、バスドライバによる内部バスの駆動を確
実なものとするためには、バスドライバの駆動能力を向
上させる必要があるが、こうするとバスドライバのサイ
ズが増大し、その結果、チップサイズが増大してしまう
という問題があった。
By the way, recently, the number of functional modules that can be mounted on a semiconductor chip is increasing due to the miniaturization of the process, and the bus wiring length is increasing due to the increase in the chip size. The load is increasing. On the other hand, the inside of the chip has a low voltage lower than the usual 5V, such as 3
There is a growing demand for operation at V or 2V. Therefore, in order to ensure the driving of the internal bus by the bus driver, it is necessary to improve the driving capability of the bus driver, but this increases the size of the bus driver and, as a result, increases the chip size. There was a problem of doing.

【0009】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、バスとこのバスに接続される複数の機能モジュ
ールを有するCMOS構造のICやLSIなどの半導体
装置において、前記バスを駆動するバスドライバのサイ
ズ(レイアウト面積)を増大させることなく、その駆動
能力を向上させることができ、その結果、微細化に伴う
機能モジュールの増加やバス配線長の増加による内部バ
スの駆動負荷の増大に対してもバスドライバのサイズ増
大によるチップサイズの増大なしに適応することが可能
な半導体装置を提供するにある。
An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art and to drive the bus in a semiconductor device such as an IC or LSI having a CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus. The drive capability can be improved without increasing the size (layout area) of the bus driver, and as a result, the drive load of the internal bus is increased due to an increase in the number of functional modules and an increase in the bus wiring length due to miniaturization. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device which can be adapted without increasing the chip size due to the increase in the size of the bus driver.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、バスとバスに接続される複数の機能モジ
ュールとを有するCMOS構造の半導体装置において、
前記バスに設けられるバスドライバ用電源線と、前記機
能モジュールに供給される電源とは異なる電位の電源
と、この機能モジュールに供給される電源とは異なる電
位の電源によって駆動されるバスドライバと、を有する
ことを特徴とする半導体装置を提供するものである。
To achieve the above object, the present invention provides a CMOS structure semiconductor device having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus.
A bus driver power supply line provided on the bus; a power supply having a potential different from that supplied to the functional module; and a bus driver driven by a power supply having a potential different from the power supplied to the functional module, The present invention provides a semiconductor device having:

【0011】また、本発明は、バスとバスに接続される
複数の機能モジュールとを有するCMOS構造の半導体
装置において、前記バスに設けられるバスドライバ用接
地線と、前記機能モジュールに接続される接地とは異な
る電位の接地と、この機能モジュールに接続される異な
る電位の接地に接続されるバスドライバとを有すること
を特徴とする半導体装置を提供するものである。
Further, according to the present invention, in a semiconductor device having a CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus, a bus driver ground line provided in the bus and a ground connected to the functional module. And a bus driver connected to the ground of different potential and connected to this functional module.

【0012】さらに、バスとバスに接続される複数の機
能モジュールとを有するCMOS構造の半導体装置にお
いて、前記バスに設けられるバスドライバ用電源線およ
び接地線と、前記機能モジュールに供給される電源と異
なる電位の電源と、前記機能モジュールに接続される接
地と異なる電位の接地と、この機能モジュールに接続さ
れる接地と異なる電位の接地に接続され、前記機能モジ
ュールに供給される電源と異なる電位の電源によって駆
動されるバスドライバと、を有することを特徴とする半
導体装置を提供するものである。
Further, in a semiconductor device having a CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus, a bus driver power supply line and a ground line provided on the bus, and a power supply supplied to the functional module. A power source having a different potential, a ground having a potential different from the ground connected to the functional module, and a ground having a potential different from the ground connected to the functional module, and having a potential different from the power supplied to the functional module. And a bus driver driven by a power supply.

【0013】[0013]

【発明の作用】本発明の半導体装置は、バスとバスに接
続された複数の機能モジュールを有するCMOS構造の
半導体装置であって、前記機能モジュール内の複数のバ
スドライバに前記バスに設けられたバスドライバ用電源
線を介して機能モジュールに供給される電源とは異なる
電位の電源を供給し、もしくは、前記バスに設けられた
バスドライバ用接地線を介して機能モジュールが接続さ
れる接地とは異なる電位の接地に接続してあるいはこれ
らの異なる電源を供給するとともに異なる接地を接続し
て、前記バスドライバを駆動するように構成されてい
る。このため、前記機能モジュール内のバスドライバの
サイズを増大させることなく、バスドライバのバス駆動
能力を向上させることができる。従って、機能モジュー
ルの数は配線長の増加によるバスの駆動負荷の増大に対
してもバスドライバサイズの増大やその結果であるチッ
プサイズの増大を押さえることができる。
The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device of CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus, and a plurality of bus drivers in the functional module are provided on the bus. A power supply having a potential different from that supplied to the functional module via the bus driver power supply line, or a ground to which the functional module is connected via the bus driver ground line provided on the bus The bus driver is configured to be connected to grounds of different potentials or to supply these different power sources and connect different grounds. Therefore, the bus driving capability of the bus driver can be improved without increasing the size of the bus driver in the functional module. Therefore, the number of functional modules can suppress the increase in bus driver size and the resulting increase in chip size even if the bus driving load increases due to the increase in wiring length.

【0014】[0014]

【実施例】本発明に係る半導体装置を添付の図面に示す
好適実施例に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明
の半導体装置の一実施例の構成図であり、図2は、図1
に示す半導体装置に用いられるバスドライバの一実施例
のMIL記号を用いて示す構成図であり、図3は、図2
に示すバスドライバの一実施例の具体的構成を示す回路
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings. 1 is a block diagram of an embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG.
2 is a configuration diagram showing an example of a bus driver used in the semiconductor device shown in FIG.
3 is a circuit diagram showing a specific configuration of an embodiment of the bus driver shown in FIG.

【0015】図1に示すように半導体装置10は、複数
の機能モジュール121 ,…,12 n と、これらの複数
の機能モジュール121 ,…,12n が接続されるパワ
ーバス14およびバス16とを有し、1つの機能モジュ
ール12(例えば、121 )は、その中に複数のバスド
ライバ200 ,201 ,…,20m を有している。ここ
で、パワーバス14は機能モジュールを駆動するために
供給される電源VDD1の電源線と、接地(GND)線
とからなる。また、内部バス16は、データ線D0,D
1,…,Dmを含むデータバス17と、バスドライバ2
0(200 ,201 ,…,20m )に機能モジュール1
2(121 ,…,12n )に供給される電源VDD1と
異なる電位の電源VDD2を供給するために設けられる
バスドライバ用電源線18とからなる。従って、このバ
ス16の内部バス17は、各機能モジュール12(12
1 )内のバスドライバ20(200 ,201 ,…,20
m)によって駆動されるので、このバスドライバ20に
供給される電源VDD2、すなわち機能モジュール12
にパワーバス14から供給される電源VDD1と異なる
電位の電源VDD2によって駆動されることになる。こ
こで、バスドライバ20を駆動する電源電圧VDD2
は、内部バス16を確実に駆動するため、機能モジュー
ル12に供給される電源電圧VDD1よりも高く設定さ
れる。例えば電源VDD1の電圧を3Vとすると、電源
VDD2の電圧は5Vに設定される。
As shown in FIG. 1, a plurality of semiconductor devices 10 are provided.
Function module 121 , ..., 12 n And some of these
Function module 121 , ..., 12n Power connected to
Bus 14 and bus 16 and one functional module
12 (for example, 121 ) Has multiple busses in it
Driver 200 , 201 , ..., 20m have. here
In order to drive the functional modules, the power bus 14
Power supply line for power supply VDD1 and ground (GND) line
Consists of. Further, the internal bus 16 has data lines D0, D
Data bus 17 including 1, ..., Dm, and bus driver 2
0 (200 , 201 , ..., 20m ) Function module 1
2 (121 , ..., 12n Power supply VDD1 supplied to
Provided to supply power supply VDD2 of different potential
And a bus driver power supply line 18. Therefore, this
The internal bus 17 of the switch 16 is connected to each functional module 12 (12
1 ) Inside bus driver 20 (200 , 201 , ..., 20
m), The bus driver 20
Power supply VDD2 supplied, that is, functional module 12
Different from the power supply VDD1 supplied from the power bus 14
It is driven by the power supply VDD2 of the potential. This
Here, the power supply voltage VDD2 for driving the bus driver 20
Is a functional module for reliably driving the internal bus 16.
Set higher than the power supply voltage VDD1 supplied to
Be done. For example, if the voltage of the power supply VDD1 is 3V, the power supply
The voltage of VDD2 is set to 5V.

【0016】本発明の半導体装置としては、CMOS構
造のICやLSIなどの集積回路などであって、複数
の、好ましくは多数の、例えば10個程度、もしくは1
0個以上の機能モジュールを有するチップであり、バス
の総延長も比較的長く、例えば、10mm程度もしくは
10mm以上の比較的大きなチップであるのが好まし
い。例えば、10個以上の機能モジュールを有し、20
mm程度のバス配線長を持つ16mm角のチップなどを
本発明の半導体装置の対象とすることができる。
The semiconductor device of the present invention is an integrated circuit such as an IC or an LSI having a CMOS structure, and a plurality, preferably a large number, for example, about 10 or one.
It is preferable that the chip is a chip having zero or more functional modules, and the total length of the bus is relatively long, for example, a relatively large chip of about 10 mm or 10 mm or more. For example, with 10 or more functional modules, 20
A 16 mm square chip or the like having a bus wiring length of about mm can be a target of the semiconductor device of the present invention.

【0017】ここで図2に本発明の半導体装置10の機
能モジュール12(121 )に適用されるバスドライバ
20(200 )の一実施例の構成をMIL記号を用いて
示し、図3にその具体的構成を示す。図示のバスドライ
バ20は、NANDゲート22,NORゲート24,イ
ンバータ26,電源VDD2に接続されるバスドライブ
用PチャンネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと
いう)28および接地(GND)されるバスドライブ用
NチャンネルMOSトランジスタ(以下、NMOSとい
う)30と、PMOS28のゲート電極の電位をプルア
ップするためのPMOS32とを有し、NANDゲート
22およびNORゲート24の各入力の一端には入力I
0が入力され、NANDゲート22の入力の他端にはイ
ンバータ26によって反転されたイネーブル信号ENバ
ーが入力され、NORゲート24の入力の他端にはイネ
ーブル信号ENが直接入力される。NANDゲート22
の出力がPMOS28のゲート電極に接続され、一方、
NORゲート24の出力がNMOS30のゲート電極に
接続され、PMOS28とNMOS30の接続点から出
力D0を取り出すようになっている。また、PMOS2
8の一端は電源VDD2に接続され、他端はPMOS2
8のゲート電極に接続され、ゲート電極は出力D0に接
続される。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the bus driver 20 (20 0 ) applied to the functional module 12 (12 1 ) of the semiconductor device 10 of the present invention using MIL symbols, and FIG. 3 is shown. The specific configuration is shown. The illustrated bus driver 20 includes a NAND gate 22, a NOR gate 24, an inverter 26, a bus drive P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS) 28 connected to the power supply VDD2, and a ground (GND) bus drive N-channel. It has a MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS) 30 and a PMOS 32 for pulling up the potential of the gate electrode of the PMOS 28. One end of each input of the NAND gate 22 and the NOR gate 24 has an input I
0 is input, the enable signal EN bar inverted by the inverter 26 is input to the other end of the input of the NAND gate 22, and the enable signal EN is directly input to the other end of the input of the NOR gate 24. NAND gate 22
Output is connected to the gate electrode of PMOS 28, while
The output of the NOR gate 24 is connected to the gate electrode of the NMOS 30, and the output D0 is taken out from the connection point of the PMOS 28 and the NMOS 30. Also, PMOS2
One end of 8 is connected to power supply VDD2, the other end is PMOS2
8 gate electrodes, which are connected to the output D0.

【0018】ここで、バスドライバ20は、イネーブル
信号ENがL(ロウ,“0”)で能動状態になり、入力
信号I0がH(ハイ,“1”)の時、NANDゲート2
2の出力はL(“0”)となるのでPMOS28がオン
し、NORゲート24の出力もL(“0”)となるので
NMOS30はオフとなり、出力D0はH(“1”)と
なり、電源VDD2の電圧レベルを持つ信号となる。こ
こで、プルアップトランジスタであるPMOS32はオ
フしている。一方、イネーブル信号ENがL(“0”)
で入力信号I0がL(“0”)の時、NANDゲート2
2の出力はH(“1”)となってPMOS28はオフと
なり、NORゲート24の出力もH(“1”)となって
NMOS30はオンし、出力D0はL(“0”)とな
り、接地電圧レベルを持つ信号として出力される。ここ
で、プルアップトランジスタとして機能するPMOSF
ET32はオンして、PMOS28のゲート電圧を電源
VDD2の電圧レベル近くにプルアップし、PMOS2
8を確実にオフするように働く。なお、イネーブル信号
ENがHの時には、入力I0の状態にかかわらず、すな
わちHであってもLであっても、PMOS28およびN
MOS30の両方共にオフとなり、出力D0はフローテ
ィング状態すなわちハイインピーダンスとなる。このよ
うにしてバスドライバ20によるバスドライブが行われ
る。
Here, the bus driver 20 becomes active when the enable signal EN is L (low, "0"), and the input signal I0 is H (high, "1"), the NAND gate 2
Since the output of 2 becomes L (“0”), the PMOS 28 turns on, the output of the NOR gate 24 also becomes L (“0”), the NMOS 30 turns off, and the output D0 becomes H (“1”) The signal has a voltage level of VDD2. Here, the PMOS 32, which is a pull-up transistor, is off. On the other hand, the enable signal EN is L (“0”)
When the input signal I0 is L (“0”), the NAND gate 2
The output of 2 becomes H (“1”), the PMOS 28 turns off, the output of the NOR gate 24 also becomes H (“1”), the NMOS 30 turns on, the output D0 becomes L (“0”), and it is grounded. It is output as a signal having a voltage level. Here, the PMOSF that functions as a pull-up transistor
The ET32 is turned on, pulling up the gate voltage of the PMOS 28 near the voltage level of the power supply VDD2,
It works to ensure that 8 is turned off. When the enable signal EN is H, regardless of the state of the input I0, that is, whether it is H or L, the PMOS 28 and N
Both of the MOSs 30 are turned off, and the output D0 is in a floating state, that is, high impedance. In this way, the bus drive by the bus driver 20 is performed.

【0019】次に、バスドライバ20のより具体的な実
施例を以下に説明する。ここで、図3に示すように、N
ANDゲート23は電源VDD1にパラレルに接続され
るNMOS34および36と、シリーズに接続されるN
MOS38および40とから構成することができ、シリ
ーズ接続されたNMOS38の他端はNMOS34と3
6との接続点Aと接続され、シリーズ接続されたNMO
S40の他端は接地され、接続点AからはNANDゲー
ト23の出力が取り出され、PMOS28のゲートに接
続される。図3に示すNANDゲート23は、図2に示
すNANDゲート22と同一の機能を有するが、NAN
Dゲート23を構成するトランジスタ34および36を
NMOSとしていることから、NMOS34への入力は
イネーブル信号ENとなり、NMOS36への入力は接
続点Bの信号となる点が異なっている。
Next, a more specific embodiment of the bus driver 20 will be described below. Here, as shown in FIG.
The AND gate 23 has NMOSs 34 and 36 connected in parallel to the power supply VDD1 and N connected in series.
The other end of the series-connected NMOS 38 can be composed of the MOSs 38 and 40, and
NMO connected in series with the connection point A with 6
The other end of S40 is grounded, the output of the NAND gate 23 is taken out from the connection point A, and connected to the gate of the PMOS 28. The NAND gate 23 shown in FIG. 3 has the same function as the NAND gate 22 shown in FIG.
Since the transistors 34 and 36 forming the D gate 23 are NMOS, they are different in that the input to the NMOS 34 is the enable signal EN and the input to the NMOS 36 is the signal at the connection point B.

【0020】一方、NORゲート24は、図8に示す従
来のバスドライバ70のNORゲート74と全く同様な
構成を有するもので、一端が電源VDD1に接続される
PMOS42と、PMOS42にシリーズに接続される
PMOS44と、それぞれ一端がグランド(GND)に
パラレルに接続されるNMOS46および48とから構
成することができ、NMOS46と48との接続点Bは
シリーズ接続されたPMOS44の他端に接続され、こ
の接続点BからNORゲート24の出力が取り出され、
NMOS30のゲートに接続される。なお、ゲートを構
成するNMOS34,36,38,40,46,48お
よびPMOS42,44ならびにプルアップトランジス
タ32は、バスドライブ用PMOS28およびNMOS
30に比べて小容量のトランジスタでよいことはもちろ
んである。
On the other hand, the NOR gate 24 has exactly the same structure as the NOR gate 74 of the conventional bus driver 70 shown in FIG. 8, and one end thereof is connected to the power supply VDD1 and the PMOS 42 is connected in series to the PMOS 42. And a NMOS 44 and an NMOS 46 and 48 each having one end connected in parallel to the ground (GND). A connection point B between the NMOS 46 and 48 is connected to the other end of the series-connected PMOS 44. The output of the NOR gate 24 is taken out from the connection point B,
It is connected to the gate of the NMOS 30. The NMOSs 34, 36, 38, 40, 46, 48 and the PMOSs 42, 44 and the pull-up transistor 32 which form the gates are the bus drive PMOS 28 and NMOS.
Needless to say, a transistor having a smaller capacity than that of 30 may be used.

【0021】このように構成されるバスドライバ20に
おける真理値表と各トランジスタの作動状態を表1およ
び表2に示す。なお表1はバス駆動用PMOS28に関
するもので、表2はバス駆動用NMOS30に関するも
のである。
Tables 1 and 2 show the truth table and the operating states of the respective transistors in the bus driver 20 thus constructed. Table 1 relates to the bus driving PMOS 28, and Table 2 relates to the bus driving NMOS 30.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】 [0023]

【0024】なお、上述したように、接続点Aには、P
MOS28のゲートを電源VDD2の電圧レベル近傍ま
でプルアップするためのプルアップトランジスタ(PM
OS)32が接続されている。このプルアップトランジ
スタ32を設ける理由は、次の通りである。入力I0=
L、EN=Lの時PMOS28はオフ、NMOS30は
オンとなって、PMOS28のソース−ドレイン間に印
加される電圧はほぼ電源電圧VDD2であるのに対し、
PMOS28のゲート電極に印加される電圧は、この時
NMOS36がオンしており、NMOS40がオフであ
るのでその電源電圧VDD1にほぼ等しい。ここでVD
D2>VDD1だとすると、PMOS28のソース−ゲ
ート間に電位差VDD2−VDD1が生じるため、PM
OS28を完全にオフにすることができなくなる。従っ
て電源VDD2に接続され、そのゲートが出力D0に接
続されるPMOSFET32をPMOS28のゲートに
接続してその電位をPMOS28のソースの電位VDD
2近傍まで引き上げることで、PMOS28を完全にオ
フするようにしているのである。
As described above, the connection point A has P
A pull-up transistor (PM for pulling up the gate of the MOS 28 to near the voltage level of the power supply VDD2
OS) 32 is connected. The reason for providing the pull-up transistor 32 is as follows. Input I0 =
When L and EN = L, the PMOS 28 is turned off and the NMOS 30 is turned on, and the voltage applied between the source and drain of the PMOS 28 is approximately the power supply voltage VDD2.
The voltage applied to the gate electrode of the PMOS 28 is almost equal to the power supply voltage VDD1 thereof because the NMOS 36 is on and the NMOS 40 is off at this time. VD here
If D2> VDD1, a potential difference VDD2-VDD1 is generated between the source and gate of the PMOS 28, and therefore PM
The OS 28 cannot be completely turned off. Therefore, the PMOSFET 32 connected to the power supply VDD2 and the gate of which is connected to the output D0 is connected to the gate of the PMOS 28 and the potential thereof is set to the source potential VDD of the PMOS 28.
By pulling it up to around 2, the PMOS 28 is completely turned off.

【0025】その結果、PMOS32がオンしている
時、NMOS38および40のいずれか一方がオフで、
NMOS34および36の少なくとも一方がオンしてい
ると、VDD2>VDD1であれば、両者に電位差があ
るので電源VDD2から電源VDD1に向って電流が流
れることになる。従って、図8に示す従来のバスドライ
バ70と異なり、電源VDD1にパラレルに接続される
トランジスタを従来のPMOS84,86からNMOS
34,36に変更することで、電流が流れるのを防止し
ている。
As a result, when PMOS 32 is on, one of NMOS 38 and 40 is off,
When at least one of the NMOSs 34 and 36 is on, if VDD2> VDD1, there is a potential difference between the two, so that a current flows from the power supply VDD2 toward the power supply VDD1. Therefore, unlike the conventional bus driver 70 shown in FIG. 8, a transistor connected in parallel to the power supply VDD1 is changed from the conventional PMOS 84, 86 to NMOS.
By changing to 34, 36, the current is prevented from flowing.

【0026】ここで、図1に示す本発明の半導体装置1
0が図6に示す従来の半導体装置60と異なる点は、大
きくは、機能モジュール12に供給される電源VDD1
と異なる電位の電源VDD2が設けられている点と、バ
ス16中にデータバス17の他にこの電源VDD2から
のバスドライバ用電源線18が設けられている点と、バ
スドライバ20が電源VDD2から供給される電源電圧
で駆動される回路である点の3点である。すなわち後述
するが、図2および図3に示す本発明のバスドライバ2
0は、図7および図8に示すバスドライバ70とは、バ
スドライブ用トランジスタであるシリーズに接続された
PMOS28とNMOS30には電源電圧VDD2が印
加される点と、電源VDD2に接続されるプルアップト
ランジスタ32が設けられている点と、電源VDD1に
パラレルに接続されるトランジスタ34および36がP
MOSからNMOSに変更されている点である。このよ
うな構成により本発明のバスドライバ20のバスドライ
ブ用PMOS28を従来のバスドライバ70のバスドラ
イブ用PMOS78より大きくすることなく、すなわち
PMOS28のサイズを増大させることなく、PMOS
28の駆動能力を増大することができる。
Here, the semiconductor device 1 of the present invention shown in FIG.
0 is different from the conventional semiconductor device 60 shown in FIG. 6 mainly in that the power supply VDD1 supplied to the functional module 12 is
A power supply VDD2 having a potential different from that of the power supply VDD2 is provided, a bus driver power supply line 18 from the power supply VDD2 is provided in the bus 16 in addition to the data bus 17, and a bus driver 20 is provided from the power supply VDD2. There are three points: a circuit driven by the supplied power supply voltage. That is, as will be described later, the bus driver 2 of the present invention shown in FIGS. 2 and 3
0 is the bus driver 70 shown in FIG. 7 and FIG. 8 is that the power supply voltage VDD2 is applied to the PMOS 28 and the NMOS 30 connected in series as the bus drive transistors, and the pull-up connected to the power supply VDD2. The point at which the transistor 32 is provided and the transistors 34 and 36 connected in parallel to the power supply VDD1 are
The point is that the MOS is changed to the NMOS. With such a configuration, the bus drive PMOS 28 of the bus driver 20 of the present invention is not made larger than the bus drive PMOS 78 of the conventional bus driver 70, that is, without increasing the size of the PMOS 28.
The drive capacity of 28 can be increased.

【0027】上述した本発明の半導体装置10およびこ
れに用いられるバスドライバ20は、図1、図2および
図3に示すように、機能モジュール12に供給される電
源VDD1と異なる電位の電源VDD2を用いて、バス
ドライバ20のバスドライブ用PMOS28に印加され
る電圧を変え、例えば高くすることにより、より小さい
PMOS28を確実にドライブするものであるが、本発
明はこれに限定されず、図示しないが、バス16にバス
ドライバ用電極線18に加え、バスドライバ用接地線
(GND2)を設け、図4に示すように、機能モジュー
ル12を接地するための接地GND1と異なる電位の接
地GND2と電源VDD2とを用いるバスドライバ50
を用いてもよい。
The above-described semiconductor device 10 of the present invention and the bus driver 20 used therein have a power supply VDD2 having a potential different from the power supply VDD1 supplied to the functional module 12, as shown in FIGS. By using this, the voltage applied to the bus driving PMOS 28 of the bus driver 20 is changed, for example, increased to reliably drive the smaller PMOS 28, but the present invention is not limited to this and is not shown. , A bus driver ground line (GND2) is provided on the bus 16 in addition to the bus driver electrode line 18, and as shown in FIG. 4, a ground GND2 and a power supply VDD2 having a potential different from the ground GND1 for grounding the functional module 12 are provided. Bus driver 50 using
May be used.

【0028】バスドライバ50では、バスドライブ用P
MOS28およびNMOS30に印加される電圧をVD
D2とGND2との間の電位差として、機能モジュール
12に印加されるVDD1とGND1との間の電位差と
異なるものとしてもよい。この時、NORゲート25の
出力(接続点B)が接続されるNMOS30のゲートを
NMOS30の接地側電極の電位GND2と同電位レベ
ルとするためのプルダウントランジスタ(NMOS)5
2を設け、その一端を接続点Bに、他端を接地GND2
に接続し、そのゲートを出力D0に接続する構成として
もよい。ここでNORゲート25は、図2、図3に示す
NORゲート24と同一の機能を有しているが、NOR
ゲート25を構成するトランジスタ56および58をP
MOSとしていることから、入力信号をNMOSの反転
信号とするため、PMOS58の入力はインバータ26
の出力となり、PMOS56の入力が接続点Aの信号と
なる点において異なっている。
In the bus driver 50, the P for bus drive is used.
The voltage applied to the MOS 28 and the NMOS 30 is VD
The potential difference between D2 and GND2 may be different from the potential difference between VDD1 and GND1 applied to the functional module 12. At this time, the pull-down transistor (NMOS) 5 for setting the gate of the NMOS 30 to which the output (connection point B) of the NOR gate 25 is connected to the same potential level as the potential GND2 of the ground side electrode of the NMOS 30.
2 is provided, one end of which is connected to the connection point B and the other end of which is grounded GND2
, And its gate may be connected to the output D0. Here, the NOR gate 25 has the same function as the NOR gate 24 shown in FIG. 2 and FIG.
The transistors 56 and 58 forming the gate 25 are set to P
Since the input signal is an inverted signal of the NMOS because it is a MOS, the input of the PMOS 58 is the inverter 26.
And the input of the PMOS 56 becomes the signal at the connection point A.

【0029】こうすることにより、入力I0=H、イネ
ーブル信号EN=Lの時D0=Hとなるが、GND1の
電位がGND2の電位よりも高いとしても、接続点B、
すなわちNMOS30のゲートに接続されたプルダウン
トランジスタ52はNチャンネルトランジスタであるの
でオンし、NMOS30のゲートの電位を機能モジュー
ルの接地電位GND1からNMOS30の接地GND2
のレベルまで引き下げることができる。こうすることに
よりバスドライバ50の駆動電圧は電源VDD2と接地
GND2との間の電位差となり、例えばGND2<GN
D1、VDD2>VDD1であるとすると、機能モジュ
ール12を駆動する電位差、すなわちVDD1とGND
1との間の電位差よりもいっそう大きくすることがで
き、確実なバスドライブが可能となる。
By doing so, when the input I0 = H and the enable signal EN = L, D0 = H, but even if the potential of GND1 is higher than the potential of GND2, the connection point B,
That is, since the pull-down transistor 52 connected to the gate of the NMOS 30 is an N-channel transistor, it is turned on, and the potential of the gate of the NMOS 30 is changed from the ground potential GND1 of the functional module to the ground GND2 of the NMOS 30.
Can be lowered to the level of. By doing so, the drive voltage of the bus driver 50 becomes a potential difference between the power supply VDD2 and the ground GND2, and for example, GND2 <GN.
Assuming that D1 and VDD2> VDD1, the potential difference for driving the functional module 12, that is, VDD1 and GND
It is possible to further increase the potential difference with respect to 1 and reliable bus drive becomes possible.

【0030】さらに、図5に示すように、電源として機
能モジュール12に供給される電源VDD1の他は用い
ず、NANDゲート53として、図7および図8に示す
従来のNANDゲート72と同様な構成とし、プルアッ
プトランジスタなども設けず、機能モジュール側の接地
GND1と異なる電位の接地GND2のみを設ける構成
とするバスドライバ54を用いてもよい。このバスドラ
イバ54のNORゲート55、プルダウントランジスタ
52の説明は省略するが、NORゲート55の代りに図
4に示すバスドイライバ50のNORゲート25と同様
なNORゲートを用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the power supply VDD1 supplied to the functional module 12 is not used as the power supply, and the NAND gate 53 has the same structure as the conventional NAND gate 72 shown in FIGS. However, the bus driver 54 may be used in which a pull-up transistor or the like is not provided and only the ground GND2 having a potential different from the ground GND1 on the functional module side is provided. Although description of the NOR gate 55 and the pull-down transistor 52 of the bus driver 54 is omitted, a NOR gate similar to the NOR gate 25 of the bus driver 50 shown in FIG. 4 may be used instead of the NOR gate 55.

【0031】本発明の半導体装置は基本的に以上のよう
に構成されるが、本発明は、上述した機能モジュールの
電源や接地と異なる電位の電源や接地を用いて、バスド
ライバの駆動電圧を機能モジュールの駆動電圧と異なら
しめ、バスドライバの駆動を確実にするものであるが、
本発明はこれに限定されず、バスドライバのサイズの増
大を招かなければクロックドインバータやレベルシフタ
を用いてバスドライバの駆動電圧を変えるものであって
もよい。
Although the semiconductor device of the present invention is basically configured as described above, the present invention uses a power supply or ground having a potential different from the power supply or ground of the functional module described above to determine the drive voltage of the bus driver. Although it is different from the drive voltage of the functional module to ensure the drive of the bus driver,
The present invention is not limited to this, and the driving voltage of the bus driver may be changed by using a clocked inverter or a level shifter as long as the size of the bus driver is not increased.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
機能モジュール内のバスドライバのサイズ(レイアウト
面積)を増大させることなく、バスドライバのバス駆動
能力を向上させることができる。従って、微細化に伴う
機能モジュールの増加やバス配線長の増加による内部バ
スの駆動負荷の増大に対してもバスドライバやチップサ
イズを増大させずに、対応することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
The bus driving capability of the bus driver can be improved without increasing the size (layout area) of the bus driver in the functional module. Therefore, it is possible to cope with an increase in the drive load of the internal bus due to an increase in functional modules and an increase in bus wiring length accompanying miniaturization without increasing the bus driver and chip size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の一実施例の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に示す半導体装置に用いられるバスドライ
バの一実施例の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a bus driver used in the semiconductor device shown in FIG.

【図3】図1に示す半導体装置に用いられるバスドイラ
イバの別の実施例の具体的構成を示す回路図である。
3 is a circuit diagram showing a specific configuration of another embodiment of the bus eliver used in the semiconductor device shown in FIG.

【図4】図1に示す半導体装置に用いられるバスドライ
バの別の実施例の具体的構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of another embodiment of the bus driver used in the semiconductor device shown in FIG.

【図5】図1に示す半導体装置に用いられるバスドライ
バの別の実施例の構成図である。
5 is a configuration diagram of another embodiment of a bus driver used in the semiconductor device shown in FIG.

【図6】従来の半導体装置の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional semiconductor device.

【図7】図6に示す半導体装置に用いられるバスドライ
バの構成図である。
7 is a configuration diagram of a bus driver used in the semiconductor device shown in FIG.

【図8】図7に示すバスドライバの具体的構成を示す回
路図である。
8 is a circuit diagram showing a specific configuration of the bus driver shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体装置 12,121 ,…,12n 機能モジュール 14 パワーバス 16 バス 17 データバス 18 電源線 20(200 ,201 ,…,20m ),50,54 バ
スドライバ 22,23,53 NANDゲート 24,25,55 NORゲート 26 インバータ 28 PチャンネルMOSトランジスタ(PMOS) 30 NチャンネルMOSトランジスタ(NMOS) 32 プルアップトランジスタ(PMOS) 34,36,38,40,46,48 NMOS 42,44,56,58 PMOS 52 プルダウントランジスタ(NMOS)
10 semiconductor devices 12, 12 1 , ..., 12 n functional module 14 power bus 16 bus 17 data bus 18 power supply line 20 (20 0 , 20 1 , ..., 20 m ), 50, 54 bus driver 22, 23, 53 NAND Gate 24, 25, 55 NOR gate 26 Inverter 28 P-channel MOS transistor (PMOS) 30 N-channel MOS transistor (NMOS) 32 Pull-up transistor (PMOS) 34, 36, 38, 40, 46, 48 NMOS 42, 44, 56 , 58 PMOS 52 Pull-down transistor (NMOS)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バスとバスに接続される複数の機能モジュ
ールとを有するCMOS構造の半導体装置において、 前記バスに設けられるバスドライバ用電源線と、 前記機能モジュールに供給される電源とは異なる電位の
電源と、 この機能モジュールに供給される電源とは異なる電位の
電源によって駆動されるバスドライバと、を有すること
を特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus, wherein a bus driver power supply line provided in the bus and a power supply supplied to the functional module have different potentials. And a bus driver driven by a power supply having a potential different from that of the power supplied to the functional module.
【請求項2】バスとバスに接続される複数の機能モジュ
ールとを有するCMOS構造の半導体装置において、 前記バスに設けられるバスドライバ用接地線と、 前記機能モジュールに接続される接地とは異なる電位の
接地と、 この機能モジュールに接続される異なる電位の接地に接
続されるバスドライバとを有することを特徴とする半導
体装置。
2. In a semiconductor device having a CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus, a bus driver ground line provided in the bus and a ground different from the ground connected to the functional module. And a bus driver connected to grounds of different potentials connected to this functional module.
【請求項3】バスとバスに接続される複数の機能モジュ
ールとを有するCMOS構造の半導体装置において、 前記バスに設けられるバスドライバ用電源線および接地
線と、 前記機能モジュールに供給される電源と異なる電位の電
源と、 前記機能モジュールに接続される接地と異なる電位の接
地と、 この機能モジュールに接続される接地と異なる電位の接
地に接続され、 前記機能モジュールに供給される電源と異なる電位の電
源によって駆動されるバスドライバと、を有することを
特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device having a CMOS structure having a bus and a plurality of functional modules connected to the bus, wherein a bus driver power supply line and a ground line provided on the bus, and a power supply supplied to the functional module. A power source having a different potential, a ground having a potential different from the ground connected to the functional module, and a ground having a potential different from the ground connected to the functional module, and having a potential different from the power supplied to the functional module. A bus driver driven by a power supply, and a semiconductor device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661413A (en) * 1994-06-06 1997-08-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Processor utilizing a low voltage data circuit and a high voltage controller

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