JP2837670B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例
えば同時に動作状態とされる複数の出力回路(出力バッ
ファ)を有する半導体集積回路装置に利用して有効な技
術に関するものである。
〔従来の技術〕
同時に動作状態とされる複数の出力回路を有するゲー
トアレイ集積回路などの半導体集積回路装置がある。ま
た、このような出力回路に用いられるプッシュ・プル型
出力回路がある。
上記プッシュ・プル型出力回路については、例えば、
1979年、米国ロバート・イー・クリーガー出版社(ROBE
RT E.KRIEGER PUBLISHING COMPANY)発行の「MOS集積回
路(MOS INTEGRATED CIRCUITS)」246頁〜249頁に記載
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第4図には、上記に記載されるプッシュ・プル型出力
回路を含む標準的なトライステート出力回路の回路図の
一例が示されている。この出力回路は、出力制御信号φ
oeに従って同時に動作状態とされるn+1個のデータ出
力バッファDOB0〜DOBnを含む。各データ出力バッファ
は、回路の電源電圧Vccと回路の接地電位との間に直列
形態に設けられるNチャンネル型の出力MOSFETQ8及びQ9
をそれぞれ含む。出力MOSFETQ8及びQ9のゲートには、対
応する反転出力データ信号▲▼〜▲▼と上
記出力制御信号φoeに従って選択的に形成される内部信
号が供給される。
つまり、出力MOSFETQ8は、出力制御信号φoeがハイレ
ベルとされ対応する反転出力データ信号▲▼〜▲
▼が論理“1"のロウレベルとされるとき選択的に
オン状態とされ、対応する出力端子にハイレベルの出力
信号を送出する。このとき、出力MOSFETQ8は、出力MOSF
ETQ9を負荷とするソースフォロア回路を構成する。一
方、出力MOSFETQ9は、出力制御信号φoeがハイレベルと
され対応する反転出力データ信号▲▼〜▲
▼が論理“0"のハイレベルとされるとき選択的にオン状
態とされ、対応する出力端子にロウレベルの出力信号を
送出する。このとき、出力MOSFETQ9は、出力MOSFETQ8を
負荷とするソース接地型の増幅回路を構成する。
ところで、データ出力バッファDOB0〜DOBnには、デー
タ出力端子D0〜Dnを介して出力信号線に結合される抵抗
性,インダクタンス性及び容量性の負荷が結合される。
また、データ出力バッファDOB0〜DOBnには接地電位線GN
Dを介して回路の接地電位が供給され、この接地電位線G
NDには同様に抵抗性負荷Rs及びインダクタンス性負荷Ls
が結合される。さらに、上記のような出力回路を含む半
導体集積回路装置では、動作の高速化が進み、出力MOSF
ETのサイズを大きくしそのコンダクタンスすなわちオン
抵抗を小さくして形成する傾向にある。
このため、複数のデータ出力バッファが同時に動作状
態とされることによって複数の出力MOSFETが一斉にオン
状態となり、電源電圧線や接地電位線GNDに急激な電流
の変化が生じる。この変化は、特に接地電位線GNDにお
いて著しく、この電流変化によって寄生インダクタンス
Lsによるノイズが発生する。すなわち、データ出力バッ
ファDOB0〜DOBnの出力MOSFETQ8が一斉にオン状態となる
ことによって各出力信号線に結合される負荷容量が一斉
にディスチャージされ、その放電電流が接地電位線GND
に流れる。このため、接地電位線GNDには、寄生インダ
クタンスをLs、接地電位線電流をIgとするとき
ΔV=Ls×Ig/Δt
なるノイズが発生する。この接地電位線GNDのノイズ
は、近接して配置される他の出力回路や入力回路などの
誤動作を招く原因となる。
また、これに対処するため、本願発明者等は先に出力
MOSFETのゲートに供給される出力データ信号の立ち上が
りを緩やかにすることによって出力信号の変化を抑えよ
うとした。ところが、ソースフォロア回路を形成する出
力MOSFETQ8の場合、その増幅率がほぼ1であることから
効果を得ることができるが、出力MOSFETQ9の場合、その
増幅率が大きいことから、スレッシホルドを超えた後の
出力信号の変化は依然急峻な状態であり、効果は得られ
ないことが判明した。また、さらに本願発明者等は、第
4図に点線で示されるようなミラー容量Cを付加するこ
とを考えたが、比較的大きなミラー容量を実現するため
に半導体集積回路装置のレイアウト効率が低下し、その
高集積化を阻害する結果となった。
この発明の目的は、レイアウト効率を低下させること
なく、ノイズの低減と誤動作の防止を図った出力回路を
具備する半導体集積回路装置を提供するものである。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴
は、この明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわ
ち、出力回路の出力端子と回路の接地電位との間に設け
られる出力MOSFETのゲートと上記出力端子との間に、出
力MOSFETがオン状態とされるとき選択的に形成される帰
還経路を設けるものである。
〔作用〕
上記した手段によれば、帰還経路を介した負帰還効果
によって、出力端子と回路の接地電位との間に設けられ
る出力MOSFETの増幅率が小さくされ、この出力MOSFETの
ゲートに供給される出力データ信号をやや緩やかにする
ことで出力信号の変化を緩やかにすることができ、接地
電位線のノイズを低減し、近接して配置される他の回路
の誤動作を防止できる。
〔実施例1〕
第1図には、この発明が適用されたゲートアレイ集積
回路のトライステート出力回路の一実施例の回路図が示
されている。同図の各回路素子は、公知のCMOS集積回路
の製造技術によって、特に制限されないが、単結晶シリ
コンのような1個の半導体基板上に形成される。以下の
図において、記載されるMOSFETはすべてNチャンネルMO
SFETである。
この実施例のゲートアレイ集積回路には、n+1個の
データ出力バッファDOB0〜DOBnが含まれる。これらのデ
ータ出力バッファには、図示されないゲートアレイ集積
回路の他の回路から対応する反転出力データ信号▲
▼〜▲▼がそれぞれ供給される。データ出力バ
ッファDOB0〜DOBnは、図示されないタイミング制御回路
から供給される出力制御信号φoeに従って、同時に動作
状態とされ、データ出力端子D0〜Dnを介して対応する反
転出力データ信号▲▼〜▲▼に従った出力
信号を送出する。
第1図において、出力制御信号φoeは、データ出力バ
ッファDOB0〜DOBnのナンドゲート回路NAG1の一方の入力
端子に共通に供給される。また、出力制御信号φoeは、
インバータ回路N1によって反転された後、データ出力バ
ッファDOB0〜DOBnのノアゲート回路NOG1の一方の入力端
子に共通に供給される。
データ出力バッファDOB0〜DOBnのノアゲート回路NOG1
及びナンドゲート回路NAG1の他方の入力端子はそれぞれ
共通接続され、対応する反転出力データ信号▲▼
〜▲▼がそれぞれ供給される。これらの反転出力
データ信号▲▼〜▲▼は、出力されるべき
データが論理“0"のときにハイレベルとされ、また出力
されるべきデータが論理“1"のときにロウレベルとされ
る。
以上のことから、データ出力バッファDOB0〜DOBnのノ
アゲートNOG1の出力信号は、出力制御信号φoeがハイレ
ベルすなわちインバータ回路N1の出力信号がロウレベル
で対応する反転出力データ信号▲▼〜▲▼
がロウレベルすなわち論理“1"の時、ハイレベルとされ
る。また、データ出力バッファDOB0〜DOBnのナンドゲー
トNAG1の出力信号は、出力制御信号φoeがハイレベルで
対応する反転出力データ信号▲▼〜▲▼が
ハイレベルすなわち論理“0"の時、ロウレベルとされ
る。
各データ出力バッファの電源電圧Vccと回路の接地電
位線GNDとの間には、特に制限されないが、それぞれN
チャンネル型の二つの出力MOSFETQ1(第1の出力MOSFE
T)及びQ2(第2の出力MOSFET)が直列形態に設けられ
る。出力MOSFETQ1及びQ2の共通接続されたドレインは、
対応するデータ出力端子D0〜D7にそれぞれ結合される。
このうち、出力MOSFETQ1のゲートには、上記ノアゲート
NOG1の出力信号が供給される。したがって、出力MOSFET
Q1は、ノアゲート回路NOG1の出力信号がハイレベルとな
るときすなわち出力制御信号φoeがハイレベルとされ対
応する反転出力データ信号▲▼〜▲▼が論
理“1"であるときに、それぞれオン状態となる。これに
より、データ出力端子D0〜D7には、対応する出力MOSFET
Q1を介して、電源電圧Vccのようなハイレベルの出力信
号が送出される。
一方、各データ出力バッファの出力MOSFETQ2のゲート
には、上記ナンドゲートNAG1の出力信号のインバータ回
路N2による反転信号が供給される。これらの出力MOSFET
Q2のゲートと対応するデータ出力端子D0〜D7との間に
は、特に制限されないが、直列形態のNチャンネルMOSF
ETQ3(第3のMOSFET)及びQ4(第4のMOSFET)が設けら
れる。MOSFETQ3のゲートには、上記ナンドゲート回路NA
G1のインバータ回路N3による反転信号が供給される。ま
た、MOSFETQ4のゲートには、ナンドゲート回路NAG1の出
力信号のインバータ回路N4及びN5による遅延信号が供給
される。ここで、インバータ回路N2を構成するMOSFET
は、インバータ回路N3を構成するMOSFETに比較してやや
小さなコンダクタンスを持つように設計される。また、
インバータ回路N4及びN5を構成するMOSFETは、これらの
遅延時間が例えば数ナノ秒(ns)となるようにそのサイ
ズが設計される。
第2図には、第1図のデータ出力バッファDOB0〜DOBn
の各部の信号波形図が示されている。この信号波形図と
上記第1図により、データ出力バッファDOB0〜DOBnの論
理“0"出力時の動作の概要を説明する。
ゲートアレイ集積回路の非選択状態において、出力制
御信号φoeはロウレベルとされ、ナンドゲート回路NAG1
の出力信号n1はハイレベルとなる。これにより、インバ
ータ回路N2及びN3の出力信号n2及びn3はともにロウレベ
ルとなり、MOSFETQ3はオフ状態となる。一方、ナンドゲ
ート回路NAG1の出力信号がハイレベルとされることで、
インバータ回路N5の出力信号n5はハイレベルとなり、MO
SFETQ4はオン状態となる。
ゲートアレイ集積回路が選択状態となり出力制御信号
φoeがハイレベルとなって、対応する反転出力データ信
号▲▼〜▲▼が論理“0"のハイレベルであ
ると、ナンドゲート回路NAG1の出力信号n1はロウレベル
となる。これにより、まず比較的大きなサイズのMOSFET
によって構成されるインバータ回路N3の出力信号n3がハ
イレベルとなりやや遅れてインバータ回路N2の出力信号
n2がハイレベルとなる。また、さらにやや遅れてインバ
ータ回路N5の出力信号n5がハイレベルからロウレベルと
なる。インバータ回路N3の出力信号n3がハイレベルにな
るとMOSFETQ3がオン状態となり、インバータ回路N5の出
力信号n5がロウレベルになることでMOSFETQ4がオフ状態
となる。したがって、MOSFETQ3がオン状態となってから
MOSFETQ4がオフ状態となるまでの間、出力MOSFETQ2と対
応するデータ出力端子D0〜DnはMOSFETQ3及びQ4を介して
短絡状態となる。このため、MOSFETQ2のゲートには対応
するデータ出力端子D0〜Dnの出力信号が負帰還され、MO
SFETQ2の増幅率が一時的に小さくされる。このため、デ
ータ出力端子D0〜Dnに出力される出力信号は、比較的小
さな駆動能力とされるインバータ回路N2の特性に従っ
て、比較的緩やかにロウレベルに引き抜かれる。
上記出力MOSFETQ2のゲートと対応するデータ出力端子
D0〜Dnとの間が短絡される時間は、インバータ回路N3の
出力信号n3がハイレベルとなってからインバータ回路N5
の出力信号n5がロウレベルになるまでの時間Tfにほぼ同
じになる。この短絡時間Tfは、インバータ回路N3を構成
するMOSFETのコンダクタンスとインバータ回路N4及びN5
を構成するMOSFETのコンダクタンスによって決定され
る。前述のように、この短絡時間Tfは、数ナノ秒程度で
済む。
以上のように、この実施例のゲートアレイ集積回路の
データ出力バッファDOB0〜DOBでは、対応するデータ出
力端子D0〜Dnと回路の接地電位との間に設けられる出力
MOSFETのゲートと上記出力端子との間に、直列形態のMO
SFETQ3及びQ4が設けられる。これらのMOSFETQ3及びQ4
は、対応する出力MOSFETQ2がオン状態とされるときに所
定の時間だけ同時にオン状態とされる。これにより、MO
SFETQ2のゲートには、上記所定の時間だけ対応するデー
タ出力端子の出力信号が負帰還され、その増幅率が低く
抑えられる。このため、データ出力端子の出力信号は緩
やかに引き抜かれることから接地電位線GNDのノイズが
抑制され、近接して配置される他のデータ出力バッファ
やデータ入力バッファの誤動作が防止される。
〔実施例2〕
第3図には、この発明が適用されたゲートアレイ集積
回路の出力回路のもう一つの実施例の回路図が示されて
いる。同図には、上記出力回路のうち、データ出力バッ
ファDOB0が例示的に示されている。図示されない他のデ
ータ出力バッファDOB1〜DOBnは、上記データ出力バッフ
ァDOB0と同一の構成とされる。また、以下の説明におい
て、第1図と同じ部分についてはその説明を省略する。
第3図において、この実施例のデータ出力バッファDO
B0は、第1図の実施例の出力MOSFETQ1及びQ2に対応され
る出力MOSFETQ5(第1の出力MOSFET)及びQ6(第2の出
力MOSFET)を含む。また、これらの出力MOSFETQ5及びQ6
のゲートには、第1図のノアゲート回路NOG1及びインバ
ータ回路N2に対応されるノアゲート回路NOG2及びインバ
ータ回路N6の出力信号がそれぞれ供給される。ナンドゲ
ート回路NAG2は、第1図のナンドゲート回路NAG1に対応
される。
出力MOSFETQ6のゲートと対応するデータ出力端子D0と
の間には、そのゲートに反転出力データ信号▲▼
を受けるNチャンネル型の帰還用MOSFETQ7(第5のMOSF
ET)が設けられる。
帰還用MOSFETQ7は、出力制御信号φoeに関係なく、対
応する反転出力データ信号Do0が論理“0"のハイレベル
であるときに選択的にオン状態となる。これにより、反
転出力データ信号▲▼がハイレベルとされ出力MO
SFETQ6がオン状態とされるとき、MOSFETQ6のゲートには
対応するデータ出力端子D0の出力信号が負帰還され、そ
の増幅率が小さくされる。したがって、データ出力端子
D0の出力信号は比較的緩やかに引き抜かれ、接地電位線
GNDのノイズが抑制されるものである。
この実施例の場合、MOSFETQ6がオン状態となるときに
インバータ回路N6の出力信号がハイレベルとなるため、
インバータ回路N6のハイレベル出力MOSFETと出力MOSFET
Q6を介して貫通電流が流される。したがって、この実施
例は負帰還量が少なくてすむような場合、すなわち帰還
用MOSFETQ7のコンダクタンスが比較的小さくてすむよう
な場合には、回路構成も簡素であることから有効な方法
と言える。
以上の本実施例に示されるように、この発明をゲート
アレイ集積回路等の半導体集積回路装置の出力回路に適
用した場合、次のような効果が得られる。すなわち、
(1)出力回路の出力端子と回路の接地電位との間に設
けられる出力MOSFETのゲートと上記出力端子との間に、
出力MOSFETがオン状態とされるとき選択的にオン状態と
される帰還用MOSFETを設けることで、出力端子と回路の
接地電位との間に設けられる出力MOSFETの増幅率を選択
的に小さくすることができるという効果が得られる。
(2)上記(1)項において、上記出力MOSFETのゲート
と対応する出力端子との間に、上記出力MOSFETがオン状
態とされるときに所定の時間だけ同時にオン状態される
二つのMOSFETを設けることで、貫通電流を防止しつつ、
出力MOSFETの増幅率を小さくすることができるという効
果が得られる。
(3)上記(1)項及び(2)項により、出力端子の出
力信号のレベル変化を比較的緩やかにすることができ、
接地電位線等のノイズを抑制することができるという効
果が得られる。
(4)上記(1)項〜(3)項により、出力回路に近接
して配置される他の出力回路や入力回路などの誤動作を
防止できるという効果が得られる。
(5)上記(1)項及び(2)項の帰還用MOSFETは、半
導体基板上の比較的小さな面積内に形成できるため、レ
イアウト効率を犠牲にすることなく実現できるという効
果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、第1図及び
第3図のデータ出力バッファは、MOSFETQ1及びQ5に代え
てPチャンネルMOSFETを用いるものであってもよい。ま
た、この実施例では、各データ出力バッファはトライス
テート出力バッファとしているが、二つの出力MOSFETが
相補的にオン状態とされるCMOSバッファなどであっても
よい。出力MOSFETQ1又はQ5のゲートと対応する出力端子
との間に設けられる帰還経路は、例えばポリシリコンか
らなる抵抗であってもよいし、PチャンネルMOSFETであ
ってもよい。また、第1図において、インバータ回路N4
及びN5によって構成される遅延回路は、これに限定され
るものではない。さらに、第1図及び第3図に示した出
力回路の具体的な回路構成は、種々の実施形態を採りう
る。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるゲートアレイ集積
回路の出力回路に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、例えば、各種の半導体記
憶装置や各種のマイクロコンピュータなどにも適用でき
る。本発明は、少なくとも同時に動作状態とされる複数
の出力回路を有する半導体集積回路装置には適用できる
ものである。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。すなわち、出力回路の出力端子と回路の接地電位
との間に設けられる出力MOSFETのゲートと上記出力端子
との間に、出力MOSFETがオン状態とされるとき選択的に
形成される帰還経路を設けることで、出力端子と回路の
接地電位との間に設けられる出力MOSFETの増幅率を選択
的に小さくすることができ、レイアウト効率を犠牲にす
ることなく、接地電位線等のノイズを抑制し、出力回路
に近接して配置される他の出力回路や入力回路などの誤
動作を防止できるものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and is used, for example, in a semiconductor integrated circuit device having a plurality of output circuits (output buffers) which are simultaneously operated. And effective technology. 2. Description of the Related Art There is a semiconductor integrated circuit device such as a gate array integrated circuit having a plurality of output circuits that are simultaneously operated. There is also a push-pull type output circuit used for such an output circuit. For the above push-pull type output circuit, for example,
1979, Robert E. Krieger Publishing Company (ROBE)
RT E.KRIEGER PUBLISHING COMPANY), “MOS Integrated Circuits (MOS Integrated Circuits)”, pp. 246-249. [Problems to be Solved by the Invention] FIG. 4 shows an example of a circuit diagram of a standard tristate output circuit including the push-pull type output circuit described above. This output circuit has an output control signal φ
oe includes n + 1 data output buffers DOB0 to DOBn which are simultaneously activated. Each data output buffer includes N-channel type output MOSFETs Q8 and Q9 provided in series between the power supply voltage Vcc of the circuit and the ground potential of the circuit.
Respectively. The gates of output MOSFETs Q8 and Q9 are supplied with corresponding inverted output data signals {circle around (1)} to {circle over (1)} and an internal signal selectively formed in accordance with output control signal φoe. That is, the output MOSFET Q8 outputs the inverted control signal φoe to the high level and the corresponding inverted output data signal ▲ ▼ to ▲
When ▼ is set to the low level of logic “1”, it is selectively turned on, and a high level output signal is sent to the corresponding output terminal. At this time, the output MOSFET Q8 is
Construct a source follower circuit with ETQ9 as a load. On the other hand, when the output control signal φoe is at the high level and the corresponding inverted output data signals
When ▼ is set to the high level of logic “0”, it is selectively turned on, and sends a low-level output signal to the corresponding output terminal. At this time, the output MOSFET Q9 constitutes a source-grounded amplifier circuit with the output MOSFET Q8 as a load. Incidentally, the data output buffers DOB0 to DOBn are connected to resistive, inductive and capacitive loads which are coupled to output signal lines via the data output terminals D0 to Dn.
The data output buffers DOB0 to DOBn are connected to the ground potential line GN.
The ground potential of the circuit is supplied via D, and this ground potential line G
Similarly, ND has a resistive load Rs and an inductance load Ls
Are combined. Further, in the semiconductor integrated circuit device including the output circuit as described above, the operation speed is increased, and the output MOSF is increased.
ET tends to be formed by increasing the size and reducing its conductance, that is, the on-resistance. Therefore, when a plurality of data output buffers are simultaneously operated, a plurality of output MOSFETs are simultaneously turned on, and a rapid current change occurs in the power supply voltage line and the ground potential line GND. This change is remarkable especially on the ground potential line GND.
Noise due to Ls occurs. That is, when the output MOSFETs Q8 of the data output buffers DOB0 to DOBn are turned on at the same time, the load capacitances coupled to the respective output signal lines are discharged at the same time, and the discharge current is discharged to the ground potential line GND.
Flows to For this reason, when the parasitic inductance is Ls and the ground potential line current is Ig, noise of ΔV = Ls × Ig / Δt is generated in the ground potential line GND. The noise on the ground potential line GND causes a malfunction of other output circuits and input circuits arranged close to each other. In order to deal with this, the present inventors output
An attempt was made to suppress the change in the output signal by making the rising of the output data signal supplied to the gate of the MOSFET gentle. However, in the case of the output MOSFET Q8 forming the source follower circuit, the effect can be obtained because the amplification factor is substantially 1, but in the case of the output MOSFET Q9, the amplification factor is large, so that the output MOSFET Q8 after the threshold is exceeded. It has been found that the change in the output signal is still steep, and no effect can be obtained. Further, the present inventors have considered adding a mirror capacitance C as shown by a dotted line in FIG. 4, but the layout efficiency of the semiconductor integrated circuit device is reduced in order to realize a relatively large mirror capacitance. However, this resulted in inhibiting the high integration. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having an output circuit for reducing noise and preventing malfunction without lowering layout efficiency. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings. [Means for Solving the Problems] The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is briefly described as follows. That is, a feedback path selectively formed when the output MOSFET is turned on is provided between the gate of the output MOSFET provided between the output terminal of the output circuit and the ground potential of the circuit and the output terminal. Things. [Operation] According to the above means, the amplification factor of the output MOSFET provided between the output terminal and the ground potential of the circuit is reduced by the negative feedback effect via the feedback path, and the amplification factor is supplied to the gate of the output MOSFET. By making the output data signal a little gentler, the change of the output signal can be made gentler, the noise of the ground potential line can be reduced, and the malfunction of other circuits arranged close can be prevented. Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a tri-state output circuit of a gate array integrated circuit to which the present invention is applied. Each circuit element in the figure is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon, though not particularly limited, by a known CMOS integrated circuit manufacturing technique. In the following figures, the MOSFETs described are all N-channel MO
SFET. The gate array integrated circuit of this embodiment includes n + 1 data output buffers DOB0 to DOBn. These data output buffers have corresponding inverted output data signals from other circuits (not shown) of the gate array integrated circuit.
▼ to ▲ ▼ are supplied. The data output buffers DOB0 to DOBn are simultaneously activated according to an output control signal φoe supplied from a timing control circuit (not shown), and output to corresponding inverted output data signals ▲ ▼ to ▲ ▼ via data output terminals D0 to Dn. The corresponding output signal is transmitted. In FIG. 1, an output control signal φoe is commonly supplied to one input terminal of a NAND gate circuit NAG1 of data output buffers DOB0 to DOBn. The output control signal φoe is
After being inverted by the inverter circuit N1, it is commonly supplied to one input terminal of the NOR gate circuit NOG1 of the data output buffers DOB0 to DOBn. NOR gate circuit NOG1 for data output buffers DOB0 to DOBn
And the other input terminal of the NAND gate circuit NAG1 are commonly connected, and the corresponding inverted output data signal
To ▲ ▼ are supplied. These inverted output data signals ▼ to ▼ are at a high level when the data to be output is logic “0”, and are at a low level when the data to be output is logic “1”. From the above, the output signal of the NOR gate NOG1 of the data output buffers DOB0 to DOBn is the inverted output data signal ▲ ▼ to ▲ ▼ corresponding to the output control signal φoe being high level, that is, the output signal of the inverter circuit N1 being low level.
Is at a low level, that is, when it is at logic "1", it is at a high level. The output signal of the NAND gate NAG1 of the data output buffers DOB0 to DOBn is at a low level when the output control signal φoe is at a high level and the corresponding inverted output data signal 信号 to ▲ is at a high level, that is, logic “0”. . Although there is no particular limitation between the power supply voltage Vcc of each data output buffer and the ground potential line GND of the circuit,
Channel type two output MOSFET Q1 (first output MOSFET
T) and Q2 (second output MOSFET) are provided in series. The commonly connected drains of the output MOSFETs Q1 and Q2 are
It is coupled to corresponding data output terminals D0 to D7, respectively.
Of these, the above-mentioned NOR gate is connected to the gate of output MOSFET Q1.
The output signal of NOG1 is supplied. Therefore, the output MOSFET
Q1 is turned on when the output signal of the NOR gate circuit NOG1 is at a high level, that is, when the output control signal φoe is at a high level and the corresponding inverted output data signals ▲ ▼ to ▲ ▼ are at logic “1”. Become. As a result, the corresponding output MOSFET is connected to the data output terminals D0 to D7.
A high-level output signal such as the power supply voltage Vcc is transmitted via Q1. On the other hand, the inverted signal of the output signal of the NAND gate NAG1 by the inverter circuit N2 is supplied to the gate of the output MOSFET Q2 of each data output buffer. These output MOSFETs
Between the gate of Q2 and the corresponding data output terminals D0-D7, although not particularly limited, an N-channel MOSFET
ETQ3 (third MOSFET) and Q4 (fourth MOSFET) are provided. The gate of the MOSFET Q3 is connected to the above-mentioned NAND gate circuit NA.
An inverted signal from the inverter circuit N3 of G1 is supplied. Further, a delay signal of the output signal of the NAND gate circuit NAG1 by the inverter circuits N4 and N5 is supplied to the gate of the MOSFET Q4. Here, the MOSFET constituting the inverter circuit N2
Is designed to have a conductance slightly smaller than that of the MOSFET forming the inverter circuit N3. Also,
The sizes of the MOSFETs constituting the inverter circuits N4 and N5 are designed such that their delay times are, for example, several nanoseconds (ns). FIG. 2 shows the data output buffers DOB0 to DOBn of FIG.
3 are signal waveform diagrams of respective parts of FIG. The operation of the data output buffers DOB0 to DOBn when logic "0" is output will be described with reference to this signal waveform diagram and FIG. In a non-selected state of the gate array integrated circuit, the output control signal φoe is at a low level, and the NAND gate circuit NAG1
Becomes high level. Thus, the output signals n2 and n3 of the inverter circuits N2 and N3 are both at the low level, and the MOSFET Q3 is turned off. On the other hand, when the output signal of the NAND gate circuit NAG1 is set to a high level,
The output signal n5 of the inverter circuit N5 becomes high level,
SFETQ4 is turned on. When the gate array integrated circuit is in the selected state and the output control signal φoe is at the high level, and the corresponding inverted output data signals ▲ ▼ to ▲ ▼ are at the logic “0” high level, the output signal n1 of the NAND gate circuit NAG1 becomes It becomes low level. As a result, first, a relatively large size MOSFET
The output signal n3 of the inverter circuit N3 becomes high level and the output signal of the inverter circuit N2 is slightly delayed.
n2 goes high. Further, with a slight delay, the output signal n5 of the inverter circuit N5 changes from the high level to the low level. When the output signal n3 of the inverter circuit N3 goes high, the MOSFET Q3 is turned on, and when the output signal n5 of the inverter circuit N5 goes low, the MOSFET Q4 is turned off. Therefore, after MOSFET Q3 is turned on,
Until the MOSFET Q4 is turned off, the data output terminals D0 to Dn corresponding to the output MOSFET Q2 are short-circuited via the MOSFETs Q3 and Q4. Therefore, the output signals of the corresponding data output terminals D0 to Dn are negatively fed back to the gate of the MOSFET Q2,
The amplification factor of SFETQ2 is temporarily reduced. For this reason, the output signals output to the data output terminals D0 to Dn are relatively slowly pulled down to the low level according to the characteristics of the inverter circuit N2 having a relatively small driving capability. Data output terminal corresponding to the gate of output MOSFET Q2
D0 to Dn are short-circuited after the output signal n3 of the inverter circuit N3 becomes high level after the inverter circuit N5
Is substantially the same as the time Tf until the output signal n5 of FIG. The short-circuit time Tf is determined by the conductance of the MOSFET constituting the inverter circuit N3 and the inverter circuits N4 and N5.
Is determined by the conductance of the MOSFET that constitutes. As described above, the short-circuit time Tf may be on the order of several nanoseconds. As described above, in the data output buffers DOB0 to DOB of the gate array integrated circuit of this embodiment, the output provided between the corresponding data output terminals D0 to Dn and the ground potential of the circuit is provided.
A series-type MO is connected between the gate of the MOSFET and the output terminal.
SFETs Q3 and Q4 are provided. These MOSFETs Q3 and Q4
Are simultaneously turned on for a predetermined time when the corresponding output MOSFET Q2 is turned on. This allows MO
The output signal of the data output terminal corresponding to the predetermined time is negatively fed back to the gate of the SFET Q2, and the amplification factor is kept low. For this reason, the output signal of the data output terminal is gently extracted, so that noise on the ground potential line GND is suppressed, and malfunction of other data output buffers and data input buffers disposed close to each other is prevented. Embodiment 2 FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of an output circuit of a gate array integrated circuit to which the present invention is applied. FIG. 3 exemplarily shows a data output buffer DOB0 among the above output circuits. Other data output buffers DOB1 to DOBn (not shown) have the same configuration as the data output buffer DOB0. In the following description, the description of the same parts as those in FIG. 1 will be omitted. In FIG. 3, the data output buffer DO of this embodiment is shown.
B0 includes output MOSFETs Q5 (first output MOSFET) and Q6 (second output MOSFET) corresponding to the output MOSFETs Q1 and Q2 of the embodiment of FIG. Also, these output MOSFETs Q5 and Q6
The output signals of the NOR gate circuit NOG2 and the inverter circuit N6 corresponding to the NOR gate circuit NOG1 and the inverter circuit N2 in FIG. The NAND gate circuit NAG2 corresponds to the NAND gate circuit NAG1 in FIG. Between the gate of output MOSFET Q6 and the corresponding data output terminal D0, the inverted output data signal
N-channel feedback MOSFET Q7 (fifth MOSF
ET) is provided. The feedback MOSFET Q7 is selectively turned on when the corresponding inverted output data signal Do0 is at a high level of logic "0", regardless of the output control signal φoe. As a result, the inverted output data signal ▲ ▼ becomes high level and the output MO
When SFET Q6 is turned on, the output signal of corresponding data output terminal D0 is negatively fed back to the gate of MOSFET Q6, and the amplification factor is reduced. Therefore, the data output terminal
The output signal of D0 is pulled out relatively slowly, and
GND noise is suppressed. In the case of this embodiment, when the MOSFET Q6 is turned on, the output signal of the inverter circuit N6 becomes high level.
High-level output MOSFET and output MOSFET of inverter circuit N6
A through current flows through Q6. Therefore, this embodiment is an effective method when the amount of negative feedback is small, that is, when the conductance of the feedback MOSFET Q7 is relatively small, since the circuit configuration is simple. As shown in the present embodiment, when the present invention is applied to an output circuit of a semiconductor integrated circuit device such as a gate array integrated circuit, the following effects can be obtained. That is, (1) between the output terminal and the gate of the output MOSFET provided between the output terminal of the output circuit and the ground potential of the circuit;
By providing a feedback MOSFET that is selectively turned on when the output MOSFET is turned on, the amplification factor of the output MOSFET provided between the output terminal and the ground potential of the circuit can be selectively reduced. Is obtained. (2) In the above item (1), two MOSFETs which are simultaneously turned on for a predetermined time when the output MOSFET is turned on are provided between the gate of the output MOSFET and the corresponding output terminal. By preventing through current,
The effect that the amplification factor of the output MOSFET can be reduced can be obtained. (3) According to the above items (1) and (2), the level change of the output signal at the output terminal can be made relatively gentle,
An effect is obtained that noise such as a ground potential line can be suppressed. (4) According to the above items (1) to (3), an effect is obtained that malfunction of another output circuit, input circuit, or the like arranged close to the output circuit can be prevented. (5) Since the feedback MOSFETs of the above items (1) and (2) can be formed within a relatively small area on the semiconductor substrate, there is an effect that they can be realized without sacrificing layout efficiency. Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor. For example, the data output buffers of FIGS. 1 and 3 may use P-channel MOSFETs instead of MOSFETs Q1 and Q5. Further, in this embodiment, each data output buffer is a tri-state output buffer, but may be a CMOS buffer or the like in which two output MOSFETs are complementarily turned on. The feedback path provided between the gate of the output MOSFET Q1 or Q5 and the corresponding output terminal may be, for example, a resistor made of polysilicon or a P-channel MOSFET. In FIG. 1, the inverter circuit N4
And the delay circuit constituted by N5 and N5 is not limited to this. Further, the specific circuit configuration of the output circuit shown in FIGS. 1 and 3 can take various embodiments. In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to the output circuit of the gate array integrated circuit, which is the application field in the background, has been mainly described. However, the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied to a semiconductor memory device and various microcomputers. The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having a plurality of output circuits that are at least activated simultaneously. [Effects of the Invention] The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a feedback path selectively formed when the output MOSFET is turned on is provided between the gate of the output MOSFET provided between the output terminal of the output circuit and the ground potential of the circuit and the output terminal. Thus, the amplification factor of the output MOSFET provided between the output terminal and the ground potential of the circuit can be selectively reduced, and noise such as a ground potential line can be suppressed without sacrificing layout efficiency. This can prevent malfunction of other output circuits and input circuits arranged close to the output circuit.
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が適用されたトライステート出力回
路の一実施例を示す回路図、
第2図は、第1図のトライステート出力回路の動作を説
明するためのタイミング図、
第3図は、この発明が適用されたトライステート出力回
路のもう一つの実施例を示す回路図、
第4図は、従来のトライステート出力回路の一例を示す
回路図である。
DOB0〜DOB7……データ出力バッファ、Q1〜Q9……Nチャ
ンネルMOSFET、NOG1〜NOG3……ノアゲート回路、NAG1〜
NAG3……ナンドゲート回路、N1〜N8……インバータ回
路、C……ミラー容量、Rs……寄生抵抗、Ls……寄生イ
ンダクタンス。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a tri-state output circuit to which the present invention is applied, and FIG. 2 is for explaining the operation of the tri-state output circuit of FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of a tri-state output circuit to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional tri-state output circuit. DOB0 to DOB7: Data output buffer, Q1 to Q9: N-channel MOSFET, NOG1 to NOG3: NOR gate circuit, NAG1 to
NAG3: NAND gate circuit, N1 to N8: Inverter circuit, C: Miller capacitance, Rs: Parasitic resistance, Ls: Parasitic inductance.
Claims (1)
と、 該出力MOSFETのゲート電極と上記ドレイン電極間に配置
される制御回路と、 上記出力MOSFETのゲート電極にゲート駆動信号を与える
駆動回路とを有し、 上記制御回路の出力と上記駆動回路の出力の結合点から
上記出力MOSFETのゲート電極への入力信号が供給され、 上記制御回路は制御MOSFETを有し、該制御MOSFETのソー
ス・ドレイン径路が上記出力MOSFETのゲート電極とドレ
イン電極間に接続され、該制御用MOSFETのゲート電極に
上記駆動回路の信号に基づいた制御信号が入力され、 上記ゲート駆動信号の切り換えと連動して、一定時間だ
け、上記制御回路により上記出力MOSFETの上記ゲート電
極と上記ドレイン電極間に帰還回路を形成し、上記駆動
回路から上記出力MOSFETのゲート電極に与えられるゲー
ト駆動信号を制御してなる出力バッファ回路を備えてな
ることを特徴とする半導体集積回路装置。 2.上記制御回路は、直列形態とされた第1と第2のMO
SFETにより構成され、 上記第1のMOSFETは、上記出力MOSFETと同じタイミング
で動作を行うようにスイッチ制御され、 上記第2のMOSFETは上記第1のMOSFETのゲート電極に供
給される制御信号を反転遅延させた制御信号によりスイ
ッチ制御されるものであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3.上記制御回路は、第3のMOSFETにより構成され、 該第3のMOSFETを上記出力MOSFETのオン状態に対応させ
てオン状態にさせることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の半導体集積回路装置。(57) [Claims] Output MOSFET with drain electrode connected to output terminal
A control circuit disposed between the gate electrode of the output MOSFET and the drain electrode; and a drive circuit for providing a gate drive signal to the gate electrode of the output MOSFET. An input signal is supplied to a gate electrode of the output MOSFET from an output coupling point, and the control circuit has a control MOSFET, and a source / drain path of the control MOSFET is connected between a gate electrode and a drain electrode of the output MOSFET. Then, a control signal based on the signal of the drive circuit is input to the gate electrode of the control MOSFET, and in conjunction with the switching of the gate drive signal, the control circuit controls the gate electrode of the output MOSFET for a fixed time. A feedback circuit is formed between the output electrode and the drain electrode, and an output buffer circuit configured to control a gate drive signal applied to the gate electrode of the output MOSFET from the drive circuit. Ete becomes possible semiconductor integrated circuit device according to claim. 2. The control circuit includes first and second MOs arranged in series.
The first MOSFET is switch-controlled to operate at the same timing as the output MOSFET, and the second MOSFET inverts a control signal supplied to the gate electrode of the first MOSFET. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the switch is controlled by a delayed control signal. 3. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said control circuit comprises a third MOSFET, and said third MOSFET is turned on in accordance with an on-state of said output MOSFET. apparatus.
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