JPH0795038A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0795038A
JPH0795038A JP5233552A JP23355293A JPH0795038A JP H0795038 A JPH0795038 A JP H0795038A JP 5233552 A JP5233552 A JP 5233552A JP 23355293 A JP23355293 A JP 23355293A JP H0795038 A JPH0795038 A JP H0795038A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output signal
output
power supply
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP5233552A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kato
好治 加藤
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0795038A publication Critical patent/JPH0795038A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the semiconductor device which can reduce a power source noise without causing a decrease of an operation speed. CONSTITUTION:This semiconductor device is provided, with a first output signal driving circuit 70 amplifying an input signal phi1 and outputting it to an output terminal T, and a delay circuit 71 delaying the input signal phi1 by a prescribed time, and outputting it as an output signal phi2. A second output signal driving circuit 72 amplifies the output signal phi2 of the delay circuit 71 and outputs it to the output terminal T. Also, this device is provided with a detection circuit 71 which generates a detection signal phic so that an operation speed of a first and a second output signal driving circuits 70, 72 satisfies an allowable speed, and by its detection signal phic, the input signal phi1 passes through or bypasses the delay circuit 71 and is inputted to a second output signal driving circuit 72.

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、内部回路が高集積化さ
れた半導体装置に関するものである。近年、半導体装置
は高集積化が益々進み、内部回路において、同時に作動
する回路の数が増加する傾向にある。例えば、多数の出
力回路が同時に作動して、その出力信号がLレベルから
Hレベルに立ち上がる時、高電位側電源から外部負荷に
大きなピーク電流が流れ、高電位側電源電圧が一時的に
低下する。又、多数の出力回路が同時に作動して、その
出力信号がHレベルからLレベルに立ち下がる時、外部
負荷から低電位側電源に大きなピーク電流が流れ、低電
位側電源電圧が一時的に上昇する。このような電源電圧
の変動によって内部回路及び入力インターフェース回路
が誤動作することがある。従って、このような誤動作を
防止しながら高集積化を図ることが必要となっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a highly integrated internal circuit. In recent years, semiconductor devices have become more highly integrated, and the number of circuits that operate simultaneously in the internal circuits tends to increase. For example, when a large number of output circuits operate simultaneously and their output signals rise from the L level to the H level, a large peak current flows from the high potential side power source to the external load, and the high potential side power source voltage temporarily drops. . Also, when a large number of output circuits operate at the same time and their output signals fall from H level to L level, a large peak current flows from the external load to the low potential side power source, and the low potential side power source voltage rises temporarily. To do. Such fluctuations in the power supply voltage may cause the internal circuit and the input interface circuit to malfunction. Therefore, it is necessary to achieve high integration while preventing such malfunctions.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置の出力回路の一例を、
図11〜図16に従って説明する。図11に示すよう
に、入力信号はφ1 は第1の出力信号駆動回路50に入
力され、その第1の出力信号駆動回路50の出力信号は
出力端子T1に出力される。
2. Description of the Related Art An example of a conventional output circuit of a semiconductor device is
This will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 11, the input signal φ1 is input to the first output signal drive circuit 50, and the output signal of the first output signal drive circuit 50 is output to the output terminal T1.

【0003】前記入力信号φ1 は遅延時間Tdを備えた
遅延回路52に入力され、同遅延回路52の出力信号φ
2 は第2の出力信号駆動回路51に入力される。そし
て、第2の出力信号駆動回路51の出力信号は出力端子
T1に出力される。従って、出力端子T1から前記第1
及び第2の出力信号駆動回路50,51の出力信号を加
算した出力信号OUT1が出力される。
The input signal φ 1 is input to a delay circuit 52 having a delay time Td, and the output signal φ of the delay circuit 52 is
2 is input to the second output signal drive circuit 51. Then, the output signal of the second output signal drive circuit 51 is output to the output terminal T1. Therefore, from the output terminal T1 to the first
And an output signal OUT1 obtained by adding the output signals of the second output signal drive circuits 50 and 51 is output.

【0004】図12に示すように、例えば、Lレベルか
らHレベルに立ち上がる入力信号φ1 が入力されると、
第1の出力信号駆動回路50の動作に基づいて出力信号
OUT1の立ち上がりが開始される。また、入力信号φ
1 は遅延回路52を介して遅延時間Td後に立ち上がる
信号φ2 として、第2の出力信号駆動回路51に入力さ
れる。
As shown in FIG. 12, for example, when an input signal φ1 rising from L level to H level is input,
The rising of the output signal OUT1 is started based on the operation of the first output signal drive circuit 50. In addition, input signal φ
1 is input to the second output signal drive circuit 51 as a signal φ2 which rises after a delay time Td via the delay circuit 52.

【0005】すると、出力信号OUT1は第1及び第2
の出力信号駆動回路50,51の動作に基づいてHレベ
ルまで引き上げられる。また、入力信号φ1 が入力され
てから、遅延時間Td後には第1及び第2の出力信号駆
動回路50,51が同時に動作するので、負荷駆動能力
も充分に確保されている。
Then, the output signal OUT1 becomes the first and second
Based on the operation of the output signal drive circuits 50 and 51 of FIG. Further, since the first and second output signal drive circuits 50 and 51 operate simultaneously after the delay time Td from the input of the input signal φ1, the load drive capability is sufficiently ensured.

【0006】図13は上記のような出力回路の動作によ
って発生する電源ノイズの量と、電源電圧との関係を示
す。ノイズ特性線(a)は遅延回路52を備えていない
場合の特性で、この特性線(a)で示されるように、電
源ノイズの量は電源電圧の上昇に比例して増大する。
FIG. 13 shows the relationship between the amount of power supply noise generated by the operation of the output circuit as described above and the power supply voltage. The noise characteristic line (a) is a characteristic when the delay circuit 52 is not provided, and as shown by this characteristic line (a), the amount of power supply noise increases in proportion to the rise of the power supply voltage.

【0007】ノイズ特性線(b)は、遅延回路52を備
えた場合の特性で、遅延回路52を備えていない特性線
(a)に比較して、各電源電圧において電源ノイズが一
定量ずつ低減されている。
The noise characteristic line (b) is a characteristic in the case where the delay circuit 52 is provided. Compared to the characteristic line (a) not including the delay circuit 52, the power supply noise is reduced by a constant amount at each power supply voltage. Has been done.

【0008】図14は同様に、上記のような出力回路の
動作によって発生する電源ノイズの量と、チップ温度と
の関係を示す。ノイズ特性線(c)は遅延回路52を備
えていない場合の特性で、この特性線(c)で示される
ように、電源ノイズの量はチップ温度の低下に比例して
増大する。
Similarly, FIG. 14 shows the relationship between the amount of power supply noise generated by the operation of the output circuit as described above and the chip temperature. The noise characteristic line (c) is a characteristic when the delay circuit 52 is not provided, and as shown by this characteristic line (c), the amount of power supply noise increases in proportion to the decrease in the chip temperature.

【0009】ノイズ特性線(d)は、遅延回路52を備
えた場合の特性で、遅延回路52を備えていない特性線
(c)に比較して、各温度において電源ノイズが一定量
低減されている。
The noise characteristic line (d) is a characteristic in the case where the delay circuit 52 is provided. Compared with the characteristic line (c) not including the delay circuit 52, the power supply noise is reduced by a certain amount at each temperature. There is.

【0010】以上のように、2つの出力信号駆動回路5
0,51が所定の遅延時間をおいて駆動されるため、出
力信号OUT1の立ち上がり及び立ち下がり時に、負荷
電流のピークを小さくして、電源ノイズが低減されてい
る。
As described above, the two output signal drive circuits 5
Since 0 and 51 are driven with a predetermined delay time, the peak of the load current is reduced at the rise and fall of the output signal OUT1 to reduce the power supply noise.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図16は上記のような
出力回路の動作速度と、電源電圧との関係を示す。動作
速度特性線(e)は遅延回路52を備えていない場合の
特性で、この特性線(e)で示されるように、動作速度
は電源電圧の上昇に比例して早くなる。また、保証電源
電圧範囲内(Vmin 〜Vmax)ではその動作速度が許容速
度Qを満足するように設定されている。
FIG. 16 shows the relationship between the operating speed of the output circuit as described above and the power supply voltage. The operating speed characteristic line (e) is the characteristic when the delay circuit 52 is not provided, and as shown by this characteristic line (e), the operating speed becomes faster in proportion to the rise of the power supply voltage. Further, within the guaranteed power supply voltage range (Vmin to Vmax), the operating speed is set to satisfy the allowable speed Q.

【0012】動作速度特性線(f)は、遅延回路52を
備えた場合の特性であり、遅延回路52を備えていない
特性線(e)に比較して、各電源電圧において動作速度
が一定速度遅くなる。従って、遅延回路52を備えた出
力回路の動作速度は電源電圧領域αにおいて許容速度Q
を満足しなくなる。
The operating speed characteristic line (f) is a characteristic when the delay circuit 52 is provided, and the operating speed is constant at each power supply voltage as compared with the characteristic line (e) which does not have the delay circuit 52. Become slow. Therefore, the operating speed of the output circuit including the delay circuit 52 is the allowable speed Q in the power supply voltage region α.
Will not be satisfied.

【0013】同様に、図15は上記のような出力回路の
動作速度と、チップ温度との関係を示したものである。
動作速度特性線(g)は遅延回路52を備えていない場
合の特性で、この特性線(g)で示されるように、動作
速度はチップ温度に比例して遅くなる。また、保証温度
範囲(tmin 〜tmax)ではその動作速度が許容速度Qを
満足するように設定されている。
Similarly, FIG. 15 shows the relationship between the operating speed of the output circuit as described above and the chip temperature.
The operating speed characteristic line (g) is a characteristic when the delay circuit 52 is not provided, and as shown by this characteristic line (g), the operating speed becomes slower in proportion to the chip temperature. In the guaranteed temperature range (tmin to tmax), the operating speed is set to satisfy the allowable speed Q.

【0014】動作速度特性線(f)は、遅延回路52を
備えた場合の特性であり、遅延回路52を備えていない
特性線(g)に比較して、各温度において動作速度が一
定速度ずつ遅くなる。従って、遅延回路52を備えた出
力回路の動作速度は領域βにおいて許容速度Qを満足し
なくなる。
The operating speed characteristic line (f) is the characteristic when the delay circuit 52 is provided, and the operating speed is constant at each temperature at each temperature as compared with the characteristic line (g) which does not have the delay circuit 52. Become slow. Therefore, the operating speed of the output circuit including the delay circuit 52 does not satisfy the allowable speed Q in the region β.

【0015】また、遅延回路52を備えながら保証温度
範囲(tmin 〜tmax)及び保証電源電圧範囲(Vmin 〜
Vmax)で許容速度Qを満足するためには、第1及び第2
の出力信号駆動回路50,51の動作速度を高速化する
必要がある。ところが、第1及び第2の出力信号駆動回
路50,51を高速化することは、同第1及び第2の出
力信号駆動回路50,51自身のサイズが大型化するた
め、内部回路の高集積化が妨げられるという問題があ
る。又、サイズの大型化により、電源ノイズも増大して
いまうという問題もある。
In addition, a guaranteed temperature range (tmin to tmax) and a guaranteed power supply voltage range (Vmin to
In order to satisfy the allowable speed Q at (Vmax), the first and second
It is necessary to increase the operating speed of the output signal drive circuits 50 and 51. However, increasing the speed of the first and second output signal drive circuits 50 and 51 increases the size of the first and second output signal drive circuits 50 and 51 themselves, and thus increases the integration of internal circuits. There is a problem in that There is also a problem that power supply noise is also increasing due to the increase in size.

【0016】本発明の目的は、動作速度の低下を招くこ
となく、電源ノイズを低減し得る半導体装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing power supply noise without causing a reduction in operating speed.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。すなわち、半導体装置は入力信号φ1 を増幅
して出力端子Tに出力する第1の出力信号駆動回路70
及び前記入力信号φ1を所定時間遅延させて出力信号φ2
として出力する遅延回路71を備えている。第2の出
力信号駆動回路72は前記遅延回路71の出力信号φ2
を増幅して前記出力端子Tに出力するように設けられ
る。前記第1及び第2の出力信号駆動回路70,72の
動作速度が許容速度を満足するように検出信号φc を発
生させ、同検出信号φc により前記入力信号φ1 が前記
遅延回路71を経由あるいはバイパスして第2の出力信
号駆動回路72に入力されるように切り換える検出回路
73が備えられている。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. That is, the semiconductor device amplifies the input signal φ 1 and outputs it to the output terminal T of the first output signal drive circuit 70.
And the output signal φ2 by delaying the input signal φ1 by a predetermined time.
Is provided. The second output signal drive circuit 72 outputs the output signal φ2 of the delay circuit 71.
Is amplified and output to the output terminal T. The detection signal φc is generated so that the operating speeds of the first and second output signal drive circuits 70 and 72 satisfy the allowable speed, and the input signal φ1 passes through or bypasses the detection circuit φc. Then, a detection circuit 73 is provided for switching so as to be input to the second output signal drive circuit 72.

【0018】図3に示すように、前記検出回路は電源電
圧を検出し、電源電圧の保証範囲における動作速度の早
い高電圧側にて、前記検出信号φc を発生させる。図7
に示すように、前記検出回路はチップ温度を検出し、チ
ップ温度の保証範囲における動作速度の早い低温側に
て、前記検出信号φc を発生させる。
As shown in FIG. 3, the detection circuit detects the power supply voltage and generates the detection signal .phi.c on the high voltage side having a fast operation speed within the guaranteed range of the power supply voltage. Figure 7
As shown in, the detection circuit detects the chip temperature and generates the detection signal φc on the low temperature side where the operating speed is fast in the guaranteed range of the chip temperature.

【0019】[0019]

【作用】図1に示す構成により、第1の出力信号駆動回
路70は入力信号φ1 を増幅して出力端子Tに出力す
る。遅延回路71は前記入力信号φ1 を所定時間遅延さ
せて出力信号φ2 として出力する。第2の出力信号駆動
回路72は前記遅延回路71の出力信号φ2 を増幅して
前記出力端子Tに出力する。出力信号は前記第1の出力
信号駆動回路70の出力信号及び、同出力信号に対して
遅延時間をもって出力される第2の出力信号駆動回路7
2の出力信号を加算した信号となる。検出回路73は前
記第1及び第2の出力信号駆動回路70,72の動作速
度が許容速度を満足するように検出信号φc を発生さ
せ、同検出信号φc により前記入力信号φ1 が前記遅延
回路71を経由あるいはバイパスして第2の出力信号駆
動回路72に入力されるように切り換える。従って、動
作速度は許容速度を満足するようになる。
With the configuration shown in FIG. 1, the first output signal drive circuit 70 amplifies the input signal φ1 and outputs it to the output terminal T. The delay circuit 71 delays the input signal φ1 for a predetermined time and outputs it as an output signal φ2. The second output signal drive circuit 72 amplifies the output signal φ2 of the delay circuit 71 and outputs it to the output terminal T. The output signal is the output signal of the first output signal drive circuit 70 and the second output signal drive circuit 7 is output with a delay time with respect to the output signal.
It becomes a signal obtained by adding the two output signals. The detection circuit 73 generates a detection signal φc so that the operating speeds of the first and second output signal drive circuits 70 and 72 satisfy the allowable speed, and the detection signal φc causes the input signal φ1 to change the input signal φ1. Is switched to be input to the second output signal drive circuit 72 via or bypass. Therefore, the operating speed comes to satisfy the allowable speed.

【0020】[0020]

【実施例】図2〜図6は本発明を具体化した出力回路の
一実施例を示す。図2に示すように、入力信号はφ1 は
第1の出力信号駆動回路1aに入力され、その第1の出
力信号駆動回路1aの出力信号は出力端子T2に出力さ
れる。前記入力信号φ1 は切換回路2に入力され、その
切換回路2の出力信号は遅延時間Tdを備えた遅延回路
3を介して、あるいは直接第2の出力信号駆動回路1b
に入力される。そして、第2の出力信号駆動回路1bの
出力信号は出力端子T2に出力される。
2 to 6 show an embodiment of an output circuit embodying the present invention. As shown in FIG. 2, the input signal φ1 is input to the first output signal drive circuit 1a, and the output signal of the first output signal drive circuit 1a is output to the output terminal T2. The input signal φ 1 is input to the switching circuit 2, and the output signal of the switching circuit 2 is passed through the delay circuit 3 having the delay time Td or directly to the second output signal drive circuit 1b.
Entered in. Then, the output signal of the second output signal drive circuit 1b is output to the output terminal T2.

【0021】電源電圧検出回路4は、入力信号φ1 を前
記遅延回路3を介して、あるいはバイパスさせて出力す
るように切り換える検出信号φc を出力し、この検出信
号φc は同切り換えを行う切換回路2に入力される。
The power supply voltage detection circuit 4 outputs a detection signal φc for switching the input signal φ1 to be output via the delay circuit 3 or bypassed, and the detection signal φc is switched by the switching circuit 2 for switching the same. Entered in.

【0022】従って、出力信号OUTは前記第1の出力
信号駆動回路1aの出力信号及び、同出力信号に対して
同時、又は遅延時間Tdをもって出力される第2の出力
信号駆動回路1bの出力信号を加算した信号となる。
Therefore, the output signal OUT is the output signal of the first output signal drive circuit 1a and the output signal of the second output signal drive circuit 1b which is output simultaneously with the output signal or with a delay time Td. It becomes the signal which added.

【0023】第1及び第2の出力信号駆動回路1a,1
b、切換回路2、遅延回路3、電源電圧検出回路4の具
体的構成を図3に従って説明する。電源電圧検出回路4
は、電源VccとグランドGND間に直列に接続された2
個の抵抗20,21を備えている。この2個の抵抗2
0,21の接続点に電圧検出器として動作するインバー
タ22の入力端子が接続されている。前記インバータ2
2の出力信号が奇数段のインバータ23a〜23cを介
して、前記検出信号φc として出力される。
First and second output signal drive circuits 1a, 1
Specific configurations of the switching circuit 2, the switching circuit 2, the delay circuit 3, and the power supply voltage detection circuit 4 will be described with reference to FIG. Power supply voltage detection circuit 4
Is connected in series between the power supply Vcc and the ground GND 2
It is provided with individual resistors 20 and 21. These two resistors 2
An input terminal of an inverter 22 that operates as a voltage detector is connected to a connection point of 0 and 21. The inverter 2
The two output signals are output as the detection signal .phi.c via the odd numbered inverters 23a to 23c.

【0024】第1の出力信号駆動回路1aは2つのイン
バータ5,6を直列に接続して構成される。入力段のイ
ンバータ5は小さなサイズに、出力段のインバータ6は
大電流を駆動できるように大きなサイズでそれぞれ形成
されている。
The first output signal drive circuit 1a is constructed by connecting two inverters 5 and 6 in series. The input stage inverter 5 is formed in a small size, and the output stage inverter 6 is formed in a large size so as to drive a large current.

【0025】出力段のインバータ6はPチャネルMOS
トランジスタTr1とNチャネルMOSトランジスタTr2
とから形成されている。トランジスタTr1のソースは電
源Vccに、ドレインはトランジスタTr2のドレインにそ
れぞれ接続されている。
The output stage inverter 6 is a P channel MOS
Transistor Tr1 and N-channel MOS transistor Tr2
It is formed from and. The source of the transistor Tr1 is connected to the power supply Vcc, and the drain thereof is connected to the drain of the transistor Tr2.

【0026】トランジスタTr2のソースはグランドGN
Dに接続され、さらに2つのトランジスタTr1,Tr2の
ゲート同士が接続されている。インバータ5の出力信号
はインバータ6のゲートに入力され、インバータ6の出
力信号は出力端子T2に出力される。
The source of the transistor Tr2 is the ground GN.
The gates of the two transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other. The output signal of the inverter 5 is input to the gate of the inverter 6, and the output signal of the inverter 6 is output to the output terminal T2.

【0027】前記入力信号φ1 は、切換回路2の第1の
トランスファーゲート11を介して、第2の出力信号駆
動回路1bに入力される。また、入力信号φ1 は、第2
のトランスファーゲート12及び遅延回路3である偶数
個のインバータ回路8a〜8dを介して前記第2の出力
信号駆動回路1bに入力されている。
The input signal φ 1 is input to the second output signal drive circuit 1b via the first transfer gate 11 of the switching circuit 2. In addition, the input signal φ1 is
Are input to the second output signal drive circuit 1b via the transfer gate 12 and the even number of inverter circuits 8a to 8d which are the delay circuits 3.

【0028】前記検出信号φc はトランスファーゲート
11のPチャネル側のゲートに入力されるとともに、イ
ンバータ7aを介してトランスファーゲート11のNチ
ャネル側のゲートに入力される。検出信号φc がLレベ
ルの時、トランスファーゲート11はONされ、検出信
号φc がHレベルの時、トランスファーゲート11はO
FFされる。
The detection signal φc is input to the P-channel side gate of the transfer gate 11 and also to the N-channel side gate of the transfer gate 11 via the inverter 7a. When the detection signal φc is L level, the transfer gate 11 is turned on, and when the detection signal φc is H level, the transfer gate 11 is O.
FF is done.

【0029】前記検出信号φc はトランスファーゲート
12のNチャネル側のゲートに入力されるとともに、イ
ンバータ7bを介してトランスファーゲート12のPチ
ャネル側のゲートに入力される。検出信号φc がHレベ
ルの時トランスファーゲート12はONされ、検出信号
φc がLレベルの時トランスファーゲート12はOFF
される。
The detection signal φc is input to the gate of the transfer gate 12 on the N-channel side and also to the gate of the transfer gate 12 on the P-channel side via the inverter 7b. When the detection signal φc is at H level, the transfer gate 12 is turned on, and when the detection signal φc is at L level, the transfer gate 12 is turned off.
To be done.

【0030】従って、検出信号φc がLレベルの時、入
力信号φ1 はトランスファーゲート11を介して第2の
出力信号駆動回路1bに入力され、検出信号φc がHレ
ベルの時、入力信号φ1 はトランスファーゲート12及
びインバータ8a〜8dを介して第2の出力信号駆動回
路1bに入力される。
Therefore, when the detection signal φc is at the L level, the input signal φ1 is input to the second output signal drive circuit 1b via the transfer gate 11, and when the detection signal φc is at the H level, the input signal φ1 is transferred. It is input to the second output signal drive circuit 1b via the gate 12 and the inverters 8a to 8d.

【0031】出力信号駆動回路1bは前記第1の出力信
号駆動回路1aと同様に2つのインバータ9,10を直
列に接続して構成される。入力段のインバータ9は小さ
なサイズに、出力段のインバータ10は大きなサイズで
それぞれ形成されている。
The output signal drive circuit 1b is constructed by connecting two inverters 9 and 10 in series, like the first output signal drive circuit 1a. The input stage inverter 9 is formed in a small size, and the output stage inverter 10 is formed in a large size.

【0032】前記インバータ10は直列に接続されたP
チャネルMOSトランジスタTr3とNチャネルMOSト
ランジスタTr4とから形成されている。前記インバータ
9の出力信号はインバータ10のゲートに入力され、イ
ンバータ10の出力信号は出力端子T2に出力される。
The inverter 10 is connected in series with P
It is formed of a channel MOS transistor Tr3 and an N channel MOS transistor Tr4. The output signal of the inverter 9 is input to the gate of the inverter 10, and the output signal of the inverter 10 is output to the output terminal T2.

【0033】以上のように構成された出力回路の動作を
説明する。図3及び図4に示すように、電源Vccの電圧
が設定電圧Vx 以下の時、電圧値VAはインバータ22
のしきい値Vs以下であり、検出信号φc はLレベルに
保持される。検出信号φc がLレベルに保持されると、
トランスファーゲート11はONされ、トランスファー
ゲート12はOFFされる。そして、入力信号φ1はト
ランスファーゲート11を介して第2の出力信号駆動回
路1bに入力される。このため、第1及び第2の出力信
号駆動回路1a,1bはほぼ同時に駆動され、動作速度
は早くなる。ところが、電源電圧が低いため電源Vccか
ら外部負荷に流れるピーク電流が抑制され電源ノイズは
大きくならない。
The operation of the output circuit configured as above will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, when the voltage of the power supply Vcc is equal to or lower than the set voltage Vx, the voltage value VA is
Is less than or equal to the threshold value Vs of V, and the detection signal φc is held at the L level. When the detection signal φc is held at L level,
The transfer gate 11 is turned on and the transfer gate 12 is turned off. Then, the input signal φ1 is input to the second output signal drive circuit 1b via the transfer gate 11. Therefore, the first and second output signal drive circuits 1a and 1b are driven substantially at the same time, and the operating speed becomes faster. However, since the power supply voltage is low, the peak current flowing from the power supply Vcc to the external load is suppressed and the power supply noise does not increase.

【0034】電源Vccの電圧が上昇し設定電圧Vx を超
えると、抵抗20,21で分圧される電圧値VAはイン
バータ22のしきい値Vs を超え、検出信号φc はHレ
ベルに立ち上がる。検出信号φc がHレベルに保持され
ると、トランスファーゲート11はOFFされ、トラン
スファーゲート12はONされる。入力信号φ1 はトラ
ンスファーゲート12及びインバータ8a〜8dを介し
て出力信号駆動回路1bに入力される。すると、第2の
出力信号駆動回路1bは第1の出力信号駆動回路1aが
駆動された後、所定の遅延時間をおいて駆動される。従
って、出力信号OUTは第1及び第2の出力信号駆動回
路1a,1bを同時に駆動する場合に比べ、緩やかに立
ち上げられる。出力回路が同時に多数動作した場合にも
電源Vccから外部負荷に流れるピーク電流が抑制さ
れ、電源ノイズの発生が防止される。
When the voltage of the power supply Vcc rises and exceeds the set voltage Vx, the voltage value VA divided by the resistors 20 and 21 exceeds the threshold value Vs of the inverter 22, and the detection signal φc rises to H level. When the detection signal φc is held at H level, the transfer gate 11 is turned off and the transfer gate 12 is turned on. The input signal φ1 is input to the output signal drive circuit 1b via the transfer gate 12 and the inverters 8a to 8d. Then, the second output signal drive circuit 1b is driven with a predetermined delay time after the first output signal drive circuit 1a is driven. Therefore, the output signal OUT rises more gently than in the case where the first and second output signal drive circuits 1a and 1b are driven simultaneously. Even when a large number of output circuits operate at the same time, the peak current flowing from the power supply Vcc to the external load is suppressed, and the occurrence of power supply noise is prevented.

【0035】図5に上記のような出力回路の動作によっ
て発生する電源ノイズの量と、電源電圧との関係を示
す。ノイズ特性線(A)は遅延回路3を備えていない場
合の特性で、この特性線(A)で示されるように、電源
ノイズの量は電源電圧に比例して大きくなる。
FIG. 5 shows the relationship between the amount of power supply noise generated by the operation of the output circuit as described above and the power supply voltage. The noise characteristic line (A) is the characteristic when the delay circuit 3 is not provided, and as shown by this characteristic line (A), the amount of power supply noise increases in proportion to the power supply voltage.

【0036】ノイズ特性線(B)は、遅延回路3及び電
源電圧検出回路4を備えた場合の特性である。電源電圧
が設定電圧Vx 以下の時は、第1及び第2の出力信号駆
動回路1a,1bはほぼ同時に駆動されるため、ノイズ
特性線(B)はノイズ特性線(A)と同量の電源ノイズ
を有している。ところが、設定電圧Vx 以上の時は、切
換回路2により、入力信号φ1 は遅延回路3を介して出
力され、第2の出力信号駆動回路1bは第1の出力信号
駆動回路1aが駆動された後、所定の遅延時間をおいて
駆動される。このため、遅延回路3を備えていない特性
線(A)に比較して、各電源電圧において電源ノイズが
一定量ずつ低減されている。
The noise characteristic line (B) is the characteristic when the delay circuit 3 and the power supply voltage detection circuit 4 are provided. When the power supply voltage is equal to or lower than the set voltage Vx, the first and second output signal drive circuits 1a and 1b are driven substantially at the same time, so that the noise characteristic line (B) has the same power source as the noise characteristic line (A). Have noise. However, when the voltage is equal to or higher than the set voltage Vx, the switching circuit 2 outputs the input signal φ1 through the delay circuit 3, and the second output signal drive circuit 1b drives the first output signal drive circuit 1a. , Are driven after a predetermined delay time. Therefore, as compared with the characteristic line (A) not including the delay circuit 3, the power supply noise is reduced by a fixed amount at each power supply voltage.

【0037】図6に上記のような出力回路の動作速度
と、電源電圧との関係を示す。動作速度特性線(E)は
遅延回路3を備えていない場合の特性で、この特性線
(E)で示されるように、動作速度は電源電圧に比例し
て早くなる。そして、動作速度が許容速度Qを満足する
ように保証電源電圧範囲(Vmin 〜Vmax)が設定されて
いる。
FIG. 6 shows the relationship between the operating speed of the output circuit as described above and the power supply voltage. The operating speed characteristic line (E) is a characteristic when the delay circuit 3 is not provided, and as shown by this characteristic line (E), the operating speed becomes faster in proportion to the power supply voltage. The guaranteed power supply voltage range (Vmin to Vmax) is set so that the operating speed satisfies the allowable speed Q.

【0038】動作速度特性線(F)は、遅延回路3を備
えた場合の特性である。入力信号φ1 が遅延回路3を介
して出力されると、動作速度は特性線(E)に比較し
て、一定速度遅くなる。ところが、保証電源電圧範囲内
(Vmin 〜Vmax)の低電圧側では前記設定電圧Vx を設
けて、入力信号φ1 は遅延回路3をバイパスして、第1
及び第2の出力信号駆動回路1a,1bは同時に駆動さ
れる。このため、動作速度は、保証電源電圧範囲内(V
min 〜Vmax)全域において、許容速度Qを満足するよう
になる。
The operating speed characteristic line (F) is the characteristic when the delay circuit 3 is provided. When the input signal .phi.1 is output through the delay circuit 3, the operating speed becomes constant speed slower than that of the characteristic line (E). However, the set voltage Vx is provided on the low voltage side within the guaranteed power supply voltage range (Vmin to Vmax), and the input signal φ1 bypasses the delay circuit 3 to generate the first signal.
And the second output signal drive circuits 1a and 1b are driven simultaneously. Therefore, the operating speed is within the guaranteed power supply voltage range (V
The permissible speed Q is satisfied in the entire range of (min to Vmax).

【0039】以上のように、電源電圧によって、入力信
号φ1 が遅延回路3であるインバータ8a〜8dを介し
て出力するように、または、バイパスして出力するよう
に切り換えられるため、許容速度Qを満足しながら、電
源ノイズを低減することができる。
As described above, since the input signal φ1 is switched to be output via the inverters 8a to 8d which are the delay circuits 3 or to be bypassed, the allowable speed Q can be set. While satisfying, the power supply noise can be reduced.

【0040】[0040]

【別の実施例】次に、この発明を具体化した別の実施例
を図7〜10に従って説明する。なお、以降の説明にお
いては前記実施例の構成と同様な構成については図面に
同一番号を記すのみで、説明は省略する。
Another Embodiment Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals in the drawings and will not be described.

【0041】図7に検出回路として温度検出回路35を
用いた場合の出力回路を示す。電源Vccはポリシリコン
抵抗31を介して、NチャネルMOSトランジスタTr5
のドレインに入力されている。
FIG. 7 shows an output circuit when the temperature detecting circuit 35 is used as the detecting circuit. The power supply Vcc is an N-channel MOS transistor Tr5 via a polysilicon resistor 31.
Is being input to the drain of.

【0042】前記トランジスタTr5のソースはグランド
GNDに、ゲートは電源Vccにそれぞれ接続され、トラ
ンジスタTr5は常時ONされている。トランジスタTr5
のドレインは電圧検出器としてのインバータ32の入力
端子に接続されている。前記インバータ32の出力信号
は偶数段のインバータ33a,33bを介して検出信号
φc として出力される。
The source of the transistor Tr5 is connected to the ground GND and the gate is connected to the power supply Vcc, and the transistor Tr5 is always turned on. Transistor Tr5
The drain of is connected to the input terminal of an inverter 32 as a voltage detector. The output signal of the inverter 32 is output as the detection signal .phi.c via the even number of inverters 33a and 33b.

【0043】前記トランジスタTr5は、前記電源Vcc
を、ポリシリコン抵抗31と、同トランジスタTr5のO
N抵抗とで分圧して電圧VBをドレインから出力する。
この電圧VBは、ポリシリコン抵抗31の温度依存性が
小さいため、ほぼトランジスタTr5のON抵抗の温度依
存性のみに基づいて変化する。
The transistor Tr5 is connected to the power source Vcc.
To the polysilicon resistor 31 and O of the same transistor Tr5.
The voltage is divided by N resistance and the voltage VB is output from the drain.
Since this voltage VB has a small temperature dependency of the polysilicon resistor 31, it changes substantially only based on the temperature dependency of the ON resistance of the transistor Tr5.

【0044】続いて、上記温度検出回路35を使用した
場合について、出力回路の動作を説明する。図7及び図
8に示すように、チップ温度が設定温度tx 以上の時、
ポリシリコン抵抗31と、トランジスタTr5のON抵抗
とで分圧された電圧値VBはインバータ32のしきい値
Vt以上であり、検出信号φc はLレベルに保持され
る。検出信号φc がLレベルに保持されると、切換回路
2のトランスファーゲート11はONされ、トランスフ
ァーゲート12はOFFされる。そして、入力信号φ1
はトランスファーゲート11を介して第2の出力信号駆
動回路1bに入力される。このため、第1及び第2の出
力信号駆動回路1a,1bはほぼ同時に駆動され、動作
速度は早くなる。
Next, the operation of the output circuit when the temperature detection circuit 35 is used will be described. As shown in FIGS. 7 and 8, when the chip temperature is equal to or higher than the set temperature tx,
The voltage value VB divided by the polysilicon resistor 31 and the ON resistance of the transistor Tr5 is equal to or higher than the threshold value Vt of the inverter 32, and the detection signal φc is held at L level. When the detection signal φc is held at L level, the transfer gate 11 of the switching circuit 2 is turned on and the transfer gate 12 is turned off. And input signal φ1
Is input to the second output signal drive circuit 1b via the transfer gate 11. Therefore, the first and second output signal drive circuits 1a and 1b are driven substantially at the same time, and the operating speed becomes faster.

【0045】チップ温度が低下して設定温度tx 以下に
なると、電圧値VBはインバータ32のしきい値Vtを
以下になり、検出信号φc はHレベルに立ち上がる。検
出信号φc がHレベルに保持されると、トランスファー
ゲート11はOFFされ、トランスファーゲート12は
ONされる。入力信号φ1 はトランスファーゲート12
及びインバータ8a〜8dを介して第2の出力信号駆動
回路1bに入力される。すると、第2の出力信号駆動回
路1bは第1の出力信号駆動回路1aが駆動された後、
所定の遅延時間をおいて駆動される。従って、出力信号
OUTは第1及び第2の出力信号駆動回路1a,1bを
同時に駆動する場合に比べ、緩やかに立ち上げられる。
出力回路が同時に多数動作した場合にも電源Vccから外
部負荷に流れるピーク電流が抑制され、電源ノイズの発
生が防止される。
When the chip temperature decreases and becomes lower than the set temperature tx, the voltage value VB becomes lower than the threshold value Vt of the inverter 32, and the detection signal φc rises to H level. When the detection signal φc is held at H level, the transfer gate 11 is turned off and the transfer gate 12 is turned on. The input signal φ1 is transferred to the transfer gate 12
And to the second output signal drive circuit 1b via the inverters 8a to 8d. Then, after the first output signal drive circuit 1a is driven, the second output signal drive circuit 1b
It is driven after a predetermined delay time. Therefore, the output signal OUT rises more gently than in the case where the first and second output signal drive circuits 1a and 1b are driven simultaneously.
Even when a large number of output circuits operate at the same time, the peak current flowing from the power supply Vcc to the external load is suppressed, and generation of power supply noise is prevented.

【0046】図9は上記のような出力回路の動作によっ
て発生する電源ノイズの量と、チップ温度との関係を示
す。ノイズ特性線(C)は遅延回路3を備えていない場
合の特性で、同特性線(C)で示されるように、電源ノ
イズの量はチップ温度に比例して小さくなる。
FIG. 9 shows the relationship between the amount of power supply noise generated by the operation of the output circuit as described above and the chip temperature. The noise characteristic line (C) is a characteristic in the case where the delay circuit 3 is not provided, and as shown in the characteristic line (C), the amount of power supply noise decreases in proportion to the chip temperature.

【0047】ノイズ特性線(D)は、遅延回路3及び温
度検出回路を備えた場合の特性である。チップ温度が設
定温度tx 以上の時は、温度検出回路により入力信号φ
1 は遅延回路3をバイパスして出力され、第1及び第2
の出力信号駆動回路1a,1bを同時に駆動される。こ
のため、ノイズ特性線(D)はノイズ特性線(C)と同
量の電源ノイズを有している。ところが、設定温度tx
以下の時は、入力信号φ1 は遅延回路3を介して出力さ
れ、第2の出力信号駆動回路1bは第1の出力信号駆動
回路1aが駆動された後、所定の遅延時間をおいて駆動
される。このため、遅延回路3を備えていない特性線
(C)と比較して、各チップ温度において電源ノイズが
一定量ずつ低減されている。
The noise characteristic line (D) is the characteristic when the delay circuit 3 and the temperature detection circuit are provided. When the chip temperature is higher than the set temperature tx, input signal φ
1 is output by bypassing the delay circuit 3, and the first and second
The output signal drive circuits 1a and 1b are simultaneously driven. Therefore, the noise characteristic line (D) has the same amount of power supply noise as the noise characteristic line (C). However, the set temperature tx
In the following cases, the input signal φ1 is output through the delay circuit 3 and the second output signal drive circuit 1b is driven with a predetermined delay time after the first output signal drive circuit 1a is driven. It Therefore, as compared with the characteristic line (C) not including the delay circuit 3, the power supply noise is reduced by a fixed amount at each chip temperature.

【0048】図10は上記のような出力回路の動作速度
と、チップ温度との関係を示す。動作速度特性線(G)
は遅延回路3を備えていない場合の特性で、同特性線
(G)で示されるように、動作速度はチップ温度に比例
して遅くなる。そして、動作速度が許容速度Qを満足す
るように保証温度範囲(tmin 〜tmax)が設定されてい
る。
FIG. 10 shows the relationship between the operating speed of the output circuit as described above and the chip temperature. Operating speed characteristic line (G)
Is a characteristic when the delay circuit 3 is not provided, and as shown by the characteristic line (G), the operating speed becomes slower in proportion to the chip temperature. The guaranteed temperature range (tmin to tmax) is set so that the operating speed satisfies the allowable speed Q.

【0049】動作速度特性線(H)は、遅延回路3を備
えた場合の特性である。入力信号φ1 が遅延回路3を介
して出力されると、動作速度は特性線(H)に比較し
て、一定速度遅くなる。ところが、保証温度範囲内(t
min 〜tmax)の高温側では前記設定温度tx を設けて、
入力信号φ1 は遅延回路3をバイパスして出力されるた
め、動作速度は、保証温度範囲内(tmin 〜tmax)全域
において、許容速度Qを満足するようになる。
The operating speed characteristic line (H) is the characteristic when the delay circuit 3 is provided. When the input signal .phi.1 is output through the delay circuit 3, the operation speed becomes a constant speed slower than the characteristic line (H). However, within the guaranteed temperature range (t
The set temperature tx is provided on the high temperature side (min to tmax),
Since the input signal φ1 is output by bypassing the delay circuit 3, the operating speed satisfies the allowable speed Q within the guaranteed temperature range (tmin to tmax).

【0050】以上のように、チップ温度によって、入力
信号φ1 は遅延回路3であるインバータ8a〜8dを介
して出力されたり、あるいは、バイパスして出力される
ように切り換えられるため、許容速度Qを満足しなが
ら、電源ノイズを低減することができる。
As described above, depending on the chip temperature, the input signal φ1 is switched to be output via the inverters 8a to 8d, which are the delay circuits 3, or switched to be bypassed. While satisfying, the power supply noise can be reduced.

【0051】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、電源電圧検出回路とチップ温度検
出回路の両者を同時に備えるように変更することもでき
る。さらに、負荷電流が変化するような場合、負荷電流
が大きい時はインバータの数を増やし、小さい時はその
数を減らしたりする等、この発明の趣旨から逸脱しない
範囲で、任意に変更して具体化することも可能である。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, but may be modified to include both the power supply voltage detection circuit and the chip temperature detection circuit at the same time. Further, in the case where the load current changes, the number of inverters may be increased when the load current is large, and the number may be decreased when the load current is small, etc., without departing from the spirit of the present invention. It is also possible to convert.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
動作速度の低下を招くことなく、電源ノイズを低減し得
る半導体装置を提供することができるという効果を奏す
る。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a semiconductor device capable of reducing power supply noise without lowering the operating speed.

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

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】一実施例の半導体装置の出力回路を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an output circuit of a semiconductor device of one embodiment.

【図3】図2の出力回路の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an output circuit of FIG.

【図4】図3の電源電圧検出回路の特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of the power supply voltage detection circuit of FIG.

【図5】図2の出力回路の電源電圧と電源ノイズの関係
を示す特性図である。
5 is a characteristic diagram showing a relationship between power supply voltage and power supply noise of the output circuit of FIG.

【図6】図2の出力回路の電源電圧と動作速度の関係示
す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the power supply voltage and the operating speed of the output circuit of FIG.

【図7】別例の半導体装置の出力回路の構成を示す回路
図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an output circuit of a semiconductor device of another example.

【図8】図7のチップ温度検出回路の特性図である。8 is a characteristic diagram of the chip temperature detection circuit of FIG.

【図9】図7の出力回路のチップ温度と電源ノイズの関
係を示す特性図である。
9 is a characteristic diagram showing the relationship between chip temperature and power supply noise in the output circuit of FIG.

【図10】図7の出力回路のチップ温度と動作速度の関
係を示す特性図である。
10 is a characteristic diagram showing the relationship between the chip temperature and the operating speed of the output circuit of FIG.

【図11】従来例の出力回路を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an output circuit of a conventional example.

【図12】図11の出力回路の動作を示す特性図であ
る。
12 is a characteristic diagram showing an operation of the output circuit of FIG.

【図13】図11の出力回路の電源電圧と電源ノイズの
関係を示す特性図である。
13 is a characteristic diagram showing the relationship between the power supply voltage and the power supply noise of the output circuit of FIG.

【図14】図11の出力回路のチップ温度と電源ノイズ
の関係を示す特性図である。
14 is a characteristic diagram showing the relationship between the chip temperature and power supply noise in the output circuit of FIG.

【図15】図11の出力回路のチップ温度と動作速度の
関係を示す特性図である。
15 is a characteristic diagram showing the relationship between the chip temperature and the operating speed of the output circuit of FIG.

【図16】図11の出力回路の電源電圧と動作速度の関
係を示す特性図である。
16 is a characteristic diagram showing the relationship between the power supply voltage and the operating speed of the output circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

70 第1の出力信号駆動回路 71 遅延回路 72 第2の出力信号駆動回路 73 検出回路 φ1 入力信号 φ2 出力信号 φc 検出信号 T 出力端子 70 first output signal drive circuit 71 delay circuit 72 second output signal drive circuit 73 detection circuit φ1 input signal φ2 output signal φc detection signal T output terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/687 19/0175 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H03K 17/687 19/0175

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号(φ1 )を増幅して出力端子
(T)に出力する第1の出力信号駆動回路(70)と、 前記入力信号(φ1 )を所定時間遅延させて出力信号
(φ2 )として出力する遅延回路(71)と、 前記遅延回路(71)の出力信号(φ2 )を増幅して前
記出力端子(T)に出力する第2の出力信号駆動回路
(72)と、 前記第1及び第2の出力信号駆動回路(70,72)の
動作速度が許容速度を満足するように検出信号(φc )
を発生させ、同検出信号(φc )により前記入力信号
(φ1 )が前記遅延回路(71)を経由あるいはバイパ
スして第2の出力信号駆動回路(72)に入力されるよ
うに切り換える検出回路(73)と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
1. A first output signal drive circuit (70) for amplifying an input signal (φ1) and outputting it to an output terminal (T), and an output signal (φ2) which is delayed for a predetermined time from the input signal (φ1). ), A second output signal drive circuit (72) for amplifying the output signal (φ 2) of the delay circuit (71) and outputting the amplified signal to the output terminal (T), A detection signal (φc) so that the operating speeds of the first and second output signal drive circuits (70, 72) satisfy the allowable speed.
And a switching circuit for switching the input signal (φ1) to the second output signal drive circuit (72) by passing through or bypassing the delay circuit (71) by the detection signal (φc). 73), and a semiconductor device comprising:
【請求項2】 前記検出回路は電源電圧を検出し、電源
電圧の保証範囲における動作速度の早い高電圧側にて、
前記検出信号(φc )を発生させることを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置。
2. The detection circuit detects a power supply voltage, and on the high voltage side with a high operating speed in the guaranteed range of the power supply voltage,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the detection signal (φc) is generated.
【請求項3】 前記検出回路はチップ温度を検出し、チ
ップ温度の保証範囲における動作速度の早い低温側に
て、前記検出信号(φc )を発生させることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置。
3. The detection circuit detects the chip temperature, and generates the detection signal (φc) on the low temperature side where the operating speed is fast within the guaranteed range of the chip temperature. Semiconductor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231891A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Nec Electronics Corp Semiconductor device
CN105162442A (en) * 2015-10-08 2015-12-16 重庆中科芯亿达电子有限公司 Power tube driving integrated circuit

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