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JP6398285B2 - Output circuit - Google Patents
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Description

本発明は、出力回路に関する。さらに詳述すると、電源電圧よりも高い電圧で動作する回路とのインタフェースを行う半導体集積回路おける出力回路に関する。   The present invention relates to an output circuit. More specifically, the present invention relates to an output circuit in a semiconductor integrated circuit that interfaces with a circuit that operates at a voltage higher than a power supply voltage.

出力回路、入出力回路、入力回路の従来例について説明する。図6は、従来の出力回路の例を示す図である。図6の出力回路は、ハイレベル(以下Hレベル)出力、ローレベル(以下、Lレベル)出力、ハイインピーダンス状態の3ステート出力を実現する。図7は、従来の入出力回路の例を示す図である。図7の入出力回路は、図6の3ステートの出力回路と入力を組み合わせたものである。図8は、従来の入力回路の例を示す図である。図8の入力回路は、3ステートの出力回路の出力をハイインピーダンス状態に固定し、入力のみとして使用される。   Conventional examples of output circuits, input / output circuits, and input circuits will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a conventional output circuit. The output circuit of FIG. 6 realizes a three-state output of a high level (hereinafter, H level) output, a low level (hereinafter, L level) output, and a high impedance state. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional input / output circuit. The input / output circuit of FIG. 7 is a combination of the three-state output circuit of FIG. 6 and an input. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a conventional input circuit. The input circuit of FIG. 8 fixes the output of the three-state output circuit to a high impedance state and is used only as an input.

上記の出力回路、入出力回路、入力回路において、出力ハイインピーダンス状態で自身の電源電圧以上の電位が入出力端子に印加された場合、入力端子や出力端子から電源電圧への電流の流れ込み、ゲート−ソース間、ゲート−ドレイン間、ゲート−バックゲート間の耐圧を超えた電圧印加によるトランジスタ素子の破壊等の問題が有る。   In the above output circuit, input / output circuit, and input circuit, when a potential higher than its own power supply voltage is applied to the input / output terminal in the output high impedance state, current flows from the input terminal or output terminal to the power supply voltage, gate There are problems such as destruction of the transistor element due to voltage application exceeding the breakdown voltage between the source, between the gate and the drain, and between the gate and the back gate.

これに対し、例えば、特許文献1には、当該出力回路の電源電圧以上の電位に対応したトレラント機能を有する出力回路が開示されている。図9は、従来のトレラント機能を有する出力回路の一例を示す図である。図9では、回路10がトレラント機能を実現している。これにインバータ11、NAND回路12、NOR回路13を加えることで3ステートの出力回路20としている。   In contrast, for example, Patent Document 1 discloses an output circuit having a tolerant function corresponding to a potential equal to or higher than the power supply voltage of the output circuit. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an output circuit having a conventional tolerant function. In FIG. 9, the circuit 10 implements a tolerant function. By adding an inverter 11, a NAND circuit 12, and a NOR circuit 13 to this, a three-state output circuit 20 is obtained.

しかしながら、図9に示すような従来のトレラント機能を有する出力回路では、図6や図7に示すOEB信号をHレベルとした場合や、図8に示すように、出力回路がハイインピーダンスの場合において、出力端子に当該出力回路の電源電圧近辺の電位が印加された場合、図9の矢印aに示すように電源電圧から出力端子に、矢印bに示すように出力端子から電源電圧にリーク電流が流れるという問題があった。   However, in the output circuit having the conventional tolerant function as shown in FIG. 9, when the OEB signal shown in FIGS. 6 and 7 is set to the H level, or when the output circuit is high impedance as shown in FIG. When a potential in the vicinity of the power supply voltage of the output circuit is applied to the output terminal, a leakage current flows from the power supply voltage to the output terminal as indicated by arrow a in FIG. 9, and from the output terminal to the power supply voltage as indicated by arrow b. There was a problem of flowing.

そこで本発明は、出力端子に当該出力回路の電源電圧近辺の電位が印加された場合に流れるリーク電流を防止することができる出力回路を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an output circuit capable of preventing a leakage current that flows when a potential in the vicinity of the power supply voltage of the output circuit is applied to the output terminal.

かかる目的を達成するため、本発明に係る出力回路は、当該出力回路の電源電圧以上の電位に対応したトレラント機能を有する出力回路において、出力端子と電源電圧との間に接続された第1のPチャネル型トランジスタを有するとともに、該第1のPチャネル型トランジスタのゲート信号を、他のPチャネル型トランジスタ、Nチャネル型トランジスタおよびNチャネルデプレッション型トランジスタを介して入力可能とするリーク電流防止部を備えたものである。   In order to achieve such an object, an output circuit according to the present invention includes a first circuit connected between an output terminal and a power supply voltage in an output circuit having a tolerant function corresponding to a potential equal to or higher than the power supply voltage of the output circuit. A leakage current prevention unit that has a P-channel transistor and allows a gate signal of the first P-channel transistor to be input via another P-channel transistor, an N-channel transistor, and an N-channel depletion transistor It is provided.

本発明によれば、出力端子に当該出力回路の電源電圧近辺の電位が印加された場合に流れるリーク電流を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a leakage current that flows when a potential near the power supply voltage of the output circuit is applied to the output terminal.

第1の実施形態に係る出力回路を示す図である。It is a figure which shows the output circuit which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る出力回路を示す図である。It is a figure which shows the output circuit which concerns on 2nd Embodiment. 抵抗素子を設けたNチャネルデプレッション型トランジスタを示す図である。It is a figure which shows the N channel depletion type transistor which provided the resistive element. 第3の実施形態に係る出力回路を示す図である。It is a figure which shows the output circuit which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る出力回路を示す図である。It is a figure which shows the output circuit which concerns on 4th Embodiment. 従来の出力回路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional output circuit. 従来の入出力回路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional input / output circuit. 従来の入力回路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional input circuit. 従来のトレラント機能を有する出力回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output circuit which has the conventional tolerant function.

以下、本発明に係る構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

[出力回路の基本構成例]
本実施形態に係る出力回路の説明に先立って、前提となる出力回路20の基本構成例(図9)について説明する。図9の出力回路20は、回路10によりトレラント機能が実現され、この回路10にインバータ11、NAND回路12、NOR回路13を加えることで3ステートの出力回路20としている。なお、トランジスタは、例えば、MOSトランジスタであり、特に説明のない場合、エンハンスメント型のトランジスタである。
[Example of basic configuration of output circuit]
Prior to the description of the output circuit according to the present embodiment, a basic configuration example (FIG. 9) of the output circuit 20 as a premise will be described. The output circuit 20 of FIG. 9 has a tolerant function realized by the circuit 10, and an inverter 11, a NAND circuit 12, and a NOR circuit 13 are added to the circuit 10 to form a three-state output circuit 20. Note that the transistor is, for example, a MOS transistor, and unless otherwise specified, is an enhancement type transistor.

図9に示す出力回路20の回路10の動作を説明する。始めに、Lレベル出力について説明する。回路10において、例えば電源電圧VCCを3Vとした場合、ノードNNP4、ノードNNN4には3Vの信号が入力される。ノードNNP4の信号はトランジスタNN7、トランジスタPP4によってトランジスタPP2のゲート入力となり、トランジスタPP2をオフさせる。またトランジスタNN1は常にオンしている。ノードNNN4の信号はトランジスタNN2のゲート入力となってトランジスタNN2をオンとし、出力電位はトランジスタNN1、NN2によってLレベルとなる。   The operation of the circuit 10 of the output circuit 20 shown in FIG. 9 will be described. First, the L level output will be described. In the circuit 10, for example, when the power supply voltage VCC is 3V, a signal of 3V is input to the nodes NNP4 and NNN4. The signal of the node NNP4 becomes the gate input of the transistor PP2 by the transistor NN7 and the transistor PP4, and turns off the transistor PP2. The transistor NN1 is always on. The signal of the node NNN4 becomes the gate input of the transistor NN2, turns on the transistor NN2, and the output potential becomes L level by the transistors NN1 and NN2.

次にHレベル出力について説明する。回路10では、ノードNNP4、ノードNNN4に接地電位GNDの信号が入力される。ノードNNP4の信号はトランジスタNN7、PP4によってトランジスタPP2ゲート入力となってトランジスタPP2をオンさせる。またノードNNN4の信号はトランジスタNN2のゲート入力となって、トランジスタNN2をオフさせるため、出力端子の電位はHレベルとなる。   Next, the H level output will be described. In the circuit 10, a signal of the ground potential GND is input to the nodes NNP4 and NNN4. The signal at the node NNP4 becomes the gate input of the transistor PP2 by the transistors NN7 and PP4 and turns on the transistor PP2. Further, the signal at the node NNN4 becomes the gate input of the transistor NN2, and the transistor NN2 is turned off, so that the potential of the output terminal becomes H level.

次にハイインピーダンス出力について説明する。この場合、回路10のノードNNP4に3Vの信号が入力され、ノードNNN4に接地電位GNDの信号が入力される。ノードNNP4の信号はトランジスタNN7、PP4によってトランジスタPP2のゲート入力となり、トランジスタPP2をオフさせる。またノードNNN4の信号はトランジスタNN2のゲート入力となって、トランジスタNN2をオフさせる。よって出力端子はハイインピーダンスとなる。   Next, the high impedance output will be described. In this case, a signal of 3V is input to the node NNP4 of the circuit 10, and a signal of the ground potential GND is input to the node NNN4. The signal at the node NNP4 becomes the gate input of the transistor PP2 by the transistors NN7 and PP4, and turns off the transistor PP2. The signal at the node NNN4 becomes the gate input of the transistor NN2, and turns off the transistor NN2. Therefore, the output terminal becomes high impedance.

回路10において出力がハイインピーダンスの状態で出力端子に5Vが印加された場合、トランジスタPP3がオンとなり、ノードNNP3が5Vとなる。またノードNNP0は、トランジスタPP2、PP3により略5Vとなるため、トランジスタPP2、PP5はオフされる。よって出力端子から電源電圧VCCへの電流流れ込みが防止される。さらにトランジスタNN7、PP4は、ノードNNP3からノードNNP4への電流流れ込みと、ノードNNP4の電位上昇とを防止している。   In the circuit 10, when 5V is applied to the output terminal while the output is in a high impedance state, the transistor PP3 is turned on and the node NNP3 becomes 5V. Further, since the node NNP0 becomes approximately 5V by the transistors PP2 and PP3, the transistors PP2 and PP5 are turned off. Therefore, current flow from the output terminal to the power supply voltage VCC is prevented. Further, the transistors NN7 and PP4 prevent a current from flowing from the node NNP3 to the node NNP4 and a potential rise at the node NNP4.

この状態においてトランジスタPP2、PP3、PP4、PP5、NN7に生じる、ゲート−ソース間、ゲート−ドレイン間、ゲート−バックゲート間の電位差は2Vであり、各トランジスタの耐圧を超えることはない。また、ノードNNN1の電位は略3Vであるため、トランジスタNN1、NN2の耐圧にも問題はない。このように回路10により、トレラント機能が実現される。   In this state, the potential difference between the gate-source, the gate-drain, and the gate-back gate generated in the transistors PP2, PP3, PP4, PP5, and NN7 is 2 V, and does not exceed the breakdown voltage of each transistor. Further, since the potential of the node NNN1 is approximately 3V, there is no problem with the withstand voltages of the transistors NN1 and NN2. Thus, the circuit 10 realizes a tolerant function.

しかしながら、図9に示す出力回路20では、ハイインピーダンス状態において、出力端子に当該出力回路の電源電圧近辺の電位が印加された場合、リーク電流が流れるという問題が生じる。   However, the output circuit 20 shown in FIG. 9 has a problem that leakage current flows when a potential in the vicinity of the power supply voltage of the output circuit is applied to the output terminal in a high impedance state.

すなわち、図9に示す出力回路20では、回路10のノードNNP4に3Vの信号が入力され、ノードNNN4に接地電位GNDの信号が入力される出力ハイインピーダンス状態においては、トランジスタPP4のゲート入力となる出力端子の電位がトランジスタPP4を十分オンさせる程度に低い電位であれば、ノードNNP4の3V電位はトランジスタPP4を介してノードNNP3に伝搬し、トランジスタPP2をオフさせる。しかしながら、トランジスタPP4のゲート入力となる出力端子の電位がトランジスタPP4を十分オンさせるに至らない程度の電源電圧に対して低い電位である場合、ノードNNP4は、ノードNNP3に十分伝搬しなくなってしまう。   That is, in the output circuit 20 shown in FIG. 9, in the output high impedance state where a signal of 3V is inputted to the node NNP4 of the circuit 10 and a signal of the ground potential GND is inputted to the node NNN4, it becomes the gate input of the transistor PP4. If the potential of the output terminal is low enough to turn on the transistor PP4, the 3V potential of the node NNP4 propagates to the node NNP3 through the transistor PP4 and turns off the transistor PP2. However, when the potential of the output terminal serving as the gate input of the transistor PP4 is low with respect to the power supply voltage that does not sufficiently turn on the transistor PP4, the node NNP4 does not sufficiently propagate to the node NNP3.

また、トランジスタPP3のドレインに接続される出力端子の電位が、トランジスタPP3のゲート電位である電源電圧に対し、トランジスタPP3を十分オンさせる程度に高い電圧であれば、トランジスタPP3はオンし、出力端子の電圧はトランジスタPP3を介してノードNNP3に伝搬し、トランジスタPP2をオフさせる。しかしながら、トランジスタPP3のドレインに接続される出力端子の電位が、トランジスタPP3を十分オンさせるに至らない程度の電源電圧に対して高い電位である場合、出力端子の電位がノードNNP3に十分伝搬しなくなってしまう。   If the potential of the output terminal connected to the drain of the transistor PP3 is high enough to turn on the transistor PP3 with respect to the power supply voltage that is the gate potential of the transistor PP3, the transistor PP3 is turned on and the output terminal is turned on. Is propagated to the node NNP3 through the transistor PP3, and the transistor PP2 is turned off. However, when the potential of the output terminal connected to the drain of the transistor PP3 is high with respect to the power supply voltage that does not sufficiently turn on the transistor PP3, the potential of the output terminal does not sufficiently propagate to the node NNP3. End up.

これらの動作により、トランジスタPP2のゲート入力電位が不安定となるため、図9に示すように、出力端子が電源電圧に対し低い電位である場合は矢印a、高い電位である場合は矢印bで示される方向に、トランジスタPP2を介して、リーク電流が流れてしまう。また、トランジスタPP2は、外部負荷をドライブするためのトランジスタであるため、そのサイズは大きく、リーク電流も大きな値となる。   As a result of these operations, the gate input potential of the transistor PP2 becomes unstable. As shown in FIG. 9, when the output terminal is at a low potential with respect to the power supply voltage, the arrow a is indicated. When the output terminal is at a high potential, the arrow b is indicated. Leakage current flows in the direction shown through the transistor PP2. Further, since the transistor PP2 is a transistor for driving an external load, the size of the transistor PP2 is large and the leakage current is also large.

[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態に係る出力回路100の一例を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an output circuit 100 according to the first embodiment.

ここまで説明したトランジスタPP2を介したリーク電流の流れ込み、流れ出しを防止するために、本実施形態に係る出力回路100は、当該出力回路(出力回路100)の電源電圧以上の電位に対応したトレラント機能を有する出力回路において、出力端子と電源電圧VCCとの間に接続された第1のPチャネル型トランジスタ(トランジスタPP2)を有するとともに、該第1のPチャネル型トランジスタのゲート信号を、他のPチャネル型トランジスタ(トランジスタPP4)、Nチャネル型トランジスタ(トランジスタNN7)およびNチャネルデプレッション型トランジスタ(トランジスタND)を介して入力可能とするリーク電流防止部(リーク電流防止回路110)を備えたものである。   In order to prevent the leakage current from flowing in and out through the transistor PP2 described so far, the output circuit 100 according to the present embodiment has a tolerant function corresponding to a potential higher than the power supply voltage of the output circuit (output circuit 100). The first P-channel transistor (transistor PP2) is connected between the output terminal and the power supply voltage VCC, and the gate signal of the first P-channel transistor is transferred to another P-channel transistor. A leakage current prevention unit (leakage current prevention circuit 110) that allows input via a channel type transistor (transistor PP4), an N channel type transistor (transistor NN7), and an N channel depletion type transistor (transistor ND) is provided. .

また、リーク電流防止部は、図9に示した回路10にNチャネルデプレッション型トランジスタであるトランジスタNDを設けたことを特徴とし、出力端子と電源電圧VCCとの間(ドレイン−ソース間)に接続され、ゲートが第1のノード(ノードNNP3)、バックゲートが第2のノード(ノードNNP0)に接続された第1のPチャネル型トランジスタ(トランジスタPP2)と、出力端子と第1のノードとの間に接続され、ゲートが電源電圧VCC、バックゲートが第2のノードに接続された第2のPチャネル型トランジスタ(トランジスタPP3)と、いずれも第1のノードと該リーク電流防止部への信号が入力される第3のノード(ノードNNP4)との間に接続され、ゲートが出力端子、バックゲートが第2のノードに接続された第3のPチャネル型トランジスタ(トランジスタPP4)と、ゲートが電源電圧VCC、バックゲートが接地電位に接続されたNチャネル型トランジスタ(トランジスタNN7)と、ゲートが電源電圧VCC、バックゲートが接地電位に接続されたNチャネルデプレッション型トランジスタ(トランジスタND)と、を備えている。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。   The leakage current prevention unit is characterized in that the circuit 10 shown in FIG. 9 is provided with a transistor ND which is an N-channel depletion type transistor, and is connected between the output terminal and the power supply voltage VCC (between the drain and source). A first P-channel transistor (transistor PP2) whose gate is connected to the first node (node NNP3) and whose back gate is connected to the second node (node NNP0), and between the output terminal and the first node. A second P-channel transistor (transistor PP3) having a gate connected to the power supply voltage VCC and a back gate connected to the second node, both of which are signals to the first node and the leakage current prevention unit Is connected to the third node (node NNP4) to which is input, the gate is connected to the output terminal, and the back gate is connected to the second node. A third P-channel transistor (transistor PP4), an N-channel transistor (transistor NN7) whose gate is connected to the power supply voltage VCC and a back gate is connected to the ground potential, a gate is the power supply voltage VCC, and a back gate is the ground potential. And an N channel depletion type transistor (transistor ND). In addition, the code | symbol in embodiment and an application example are shown in a parenthesis.

以下、図1を参照して、リーク電流防止回路110の回路構成の接続について説明する。なお、図9に示した出力回路20と同様の構成については、同一の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。   Hereinafter, the connection of the circuit configuration of the leakage current prevention circuit 110 will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to the output circuit 20 shown in FIG. 9, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

トランジスタPP2は、ドレインが出力端子、ソースが電源電圧VCC、ゲートがノードNNP3、バックゲートがノードNNP0に接続されている。   The transistor PP2 has a drain connected to the output terminal, a source connected to the power supply voltage VCC, a gate connected to the node NNP3, and a back gate connected to the node NNP0.

また、トランジスタPP3は、ドレイン、ソースにそれぞれ出力端子、ノードNNP3、ゲートが電源電圧VCC、バックゲートがノードNNP0に接続されている。   The transistor PP3 has a drain and a source connected to the output terminal, a node NNP3, a gate connected to the power supply voltage VCC, and a back gate connected to the node NNP0.

また、トランジスタPP4は、ドレイン、ソースにそれぞれノードNNP3、ノードNNP4、ゲートが出力端子、バックゲートがノードNNP0に接続されている。   The transistor PP4 has a drain and a source connected to the node NNP3 and the node NNP4, a gate connected to the output terminal, and a back gate connected to the node NNP0.

また、トランジスタNN7は、ドレイン、ソースにそれぞれノードNNP3、ノードNNP4、ゲートが電源電圧VCC、バックゲートが接地電位に接続されている。   The transistor NN7 has a drain and a source connected to the nodes NNP3 and NNP4, a gate connected to the power supply voltage VCC, and a back gate connected to the ground potential.

さらに、トランジスタNDは、ドレイン、ソースにそれぞれノードNNP3、ノードNNP4、ゲートが電源電圧VCC、バックゲートが接地電位に接続されている。   Further, the transistor ND has a drain and a source connected to the nodes NNP3 and NNP4, a gate connected to the power supply voltage VCC, and a back gate connected to the ground potential.

ハイインピーダンス状態において、図1に示すリーク電流防止回路110では、トランジスタNN7は、ノードNNP4の3V電位を、ノードNNP3にそのまま伝搬することができず、ノードNNP3は、凡そトランジスタのスレッシュ電圧分下がった電位(すなわち、「3V−スレッシュ電圧」)となる。   In the leakage current prevention circuit 110 shown in FIG. 1 in the high impedance state, the transistor NN7 cannot propagate the 3V potential of the node NNP4 to the node NNP3 as it is, and the node NNP3 is lowered by about the threshold voltage of the transistor. Potential (ie, “3V-threshold voltage”).

また、トランジスタNDは、通常、そのスレッシュ電圧が0V〜−0.数Vであるため、ノードNNP4の3V電位をノードNNP3にそのまま伝搬することが可能である。   The transistor ND normally has a threshold voltage of 0 V to −0. Since it is several volts, it is possible to propagate the 3V potential of the node NNP4 to the node NNP3 as it is.

このため、出力端子の電位によらずトランジスタPP2のゲート電位を安定させることが可能となる。したがって、図1に示す出力回路100では、図9に示した出力回路20において矢印a,bで示したような、トランジスタPP2を介したリーク電流の発生を防止することができる。   For this reason, the gate potential of the transistor PP2 can be stabilized regardless of the potential of the output terminal. Therefore, in the output circuit 100 shown in FIG. 1, it is possible to prevent the occurrence of leakage current through the transistor PP2 as indicated by the arrows a and b in the output circuit 20 shown in FIG.

以上説明したように、本実施形態に係る出力回路によれば、トランジスタPP2のゲート入力電位を安定させて、トランジスタPP2を介したリーク電流の発生を防止することができ、出力端子に当該出力回路の電源電圧近辺の電位が印加された場合に流れるリーク電流を防止することができる。   As described above, according to the output circuit according to the present embodiment, the gate input potential of the transistor PP2 can be stabilized and the occurrence of leakage current through the transistor PP2 can be prevented, and the output circuit is connected to the output terminal. The leakage current that flows when a potential in the vicinity of the power supply voltage is applied can be prevented.

[第2の実施形態]
以下、本発明に係る出力回路の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the output circuit according to the present invention will be described. In addition, the description about the same point as the said embodiment is abbreviate | omitted suitably.

図2は第2の実施形態に係る出力回路200の一例を示す図である。図2では、図1のNAND回路12をトランジスタレベルにして示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the output circuit 200 according to the second embodiment. In FIG. 2, the NAND circuit 12 of FIG. 1 is shown at the transistor level.

出力回路200では、出力端子の電位が電源電圧より高い場合、矢印cにて示されるように、リーク電流防止回路110のトランジスタPP3、トランジスタND、およびNAND回路12のPチャネル型トランジスタP0の経路で若干のリーク電流が発生する。   In the output circuit 200, when the potential of the output terminal is higher than the power supply voltage, the path of the transistor PP3 of the leakage current prevention circuit 110, the transistor ND, and the P-channel transistor P0 of the NAND circuit 12 as shown by the arrow c. Some leakage current occurs.

ここで、トランジスタNDのスレッシュ電圧が0Vであれば、図9の出力回路20の矢印a,bで示したリーク電流を防止し、かつ図2において矢印cで示されるリーク電流は発生しないが、製造工程のばらつき等を考えた場合、トランジスタNDのスレッシュ電圧を0Vに固定することは困難である。   Here, if the threshold voltage of the transistor ND is 0 V, the leakage current indicated by arrows a and b in the output circuit 20 of FIG. 9 is prevented, and the leakage current indicated by arrow c in FIG. In consideration of variations in the manufacturing process, it is difficult to fix the threshold voltage of the transistor ND at 0V.

そこで、この矢印cで示されるリーク電流を低減するため、トランジスタNDは、抵抗部を有していることが好ましい。例えば、トランジスタNDのゲート長を長く、ゲート幅を小さくスケーリングすることでトランジスタNDの抵抗値を高くすることができる。   Therefore, in order to reduce the leakage current indicated by the arrow c, the transistor ND preferably has a resistance portion. For example, the resistance value of the transistor ND can be increased by increasing the gate length of the transistor ND and scaling the gate width to be small.

また、図3(A)〜(C)に示すようにトランジスタNDのドレイン、またはソースの一方、または双方に抵抗素子14を接続して、抵抗素子14を介して各ノードNNP3、NNP4と接続して、トランジスタNDの抵抗値を高くするようにしても良い。   Further, as shown in FIGS. 3A to 3C, the resistance element 14 is connected to one or both of the drain and the source of the transistor ND, and is connected to the nodes NNP3 and NNP4 via the resistance element 14. Thus, the resistance value of the transistor ND may be increased.

以上説明した出力回路200によれば、矢印cで示されるリーク電流についても低減することができる。   According to the output circuit 200 described above, the leakage current indicated by the arrow c can also be reduced.

[第3の実施形態]
図4は第3の実施形態に係る出力回路300の要部を示す図である。図4は、図1に示した出力回路100を図8に示した3ステートの出力回路の出力をハイインピーダンス状態に固定し、入力のみとして使用する回路に適用する場合の構成例を示している。この場合は、ノードNNP4を図4に示すように、電源電圧VCCに接続される。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a main part of the output circuit 300 according to the third embodiment. FIG. 4 shows a configuration example when the output circuit 100 shown in FIG. 1 is applied to a circuit in which the output of the three-state output circuit shown in FIG. 8 is fixed to a high impedance state and used only as an input. . In this case, the node NNP4 is connected to the power supply voltage VCC as shown in FIG.

[第4の実施形態]
図5は第4の実施形態に係る出力回路400の要部を示す図である。この出力回路400は、リーク電流防止回路110のトランジスタPP2を複数備え、それぞれ異なるゲート信号でオンオフ制御を行うものである。この場合、例えば、図5に示すように、3つのトランジスタPP2(PP2、PP2A、PP2B)のそれぞれについて、リーク電流防止回路110を構成するものである。また、他の各トランジスタにA,Bの接尾辞を付記して示している。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a main part of the output circuit 400 according to the fourth embodiment. This output circuit 400 includes a plurality of transistors PP2 of the leakage current prevention circuit 110, and performs on / off control with different gate signals. In this case, for example, as shown in FIG. 5, the leakage current prevention circuit 110 is configured for each of the three transistors PP2 (PP2, PP2A, PP2B). The other transistors are shown with suffixes A and B.

なお、図5では、3つのトランジスタPP2(PP2、PP2A、PP2B)を備え、3つのリーク電流防止回路が構成された例を示しているが、トランジスタPP2の数はこれに限られるものではない。   FIG. 5 shows an example in which three transistors PP2 (PP2, PP2A, PP2B) are provided and three leakage current prevention circuits are configured, but the number of transistors PP2 is not limited to this.

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

10 回路
11 インバータ
12 NAND回路
13 NOR回路
14 抵抗素子
20,100,200,300,400 出力回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Circuit 11 Inverter 12 NAND circuit 13 NOR circuit 14 Resistance element 20,100,200,300,400 Output circuit

特開2002−353800号公報JP 2002-353800 A

Claims (6)

当該出力回路の電源電圧以上の電位に対応したトレラント機能を有する出力回路において、
出力端子と電源電圧との間に接続された第1のPチャネル型トランジスタを有するとともに、該第1のPチャネル型トランジスタのゲート信号を、他のPチャネル型トランジスタ、Nチャネル型トランジスタおよびNチャネルデプレッション型トランジスタを介して入力可能とするリーク電流防止部を備え
前記リーク電流防止部は、
出力端子と電源電圧との間に接続され、ゲートが第1のノード、バックゲートが第2のノードに接続された前記第1のPチャネル型トランジスタと、
出力端子と前記第1のノードとの間に接続され、ゲートが電源電圧、バックゲートが前記第2のノードに接続された第2のPチャネル型トランジスタと、
いずれも前記第1のノードと該リーク電流防止部への信号が入力される第3のノードとの間に接続され、
ゲートが出力端子、バックゲートが前記第2のノードに接続された前記他のPチャネル型トランジスタとしての第3のPチャネル型トランジスタと、
ゲートが電源電圧、バックゲートが接地電位に接続された前記Nチャネル型トランジスタと、
ゲートが電源電圧、バックゲートが接地電位に接続された前記Nチャネルデプレッション型トランジスタと、
を備えることを特徴とする出力回路。
In an output circuit having a tolerant function corresponding to a potential higher than the power supply voltage of the output circuit,
A first P-channel transistor connected between the output terminal and the power supply voltage, and the gate signal of the first P-channel transistor is transmitted to another P-channel transistor, an N-channel transistor and an N-channel transistor; With a leakage current prevention unit that allows input via a depletion type transistor ,
The leakage current prevention unit
A first P-channel transistor connected between an output terminal and a power supply voltage, having a gate connected to a first node and a back gate connected to a second node;
A second P-channel transistor connected between an output terminal and the first node, having a gate connected to a power supply voltage and a back gate connected to the second node;
Both are connected between the first node and a third node to which a signal to the leakage current prevention unit is input,
A third P-channel transistor as the other P-channel transistor having a gate connected to the output terminal and a back gate connected to the second node;
The N-channel transistor having a gate connected to a power supply voltage and a back gate connected to a ground potential;
The N-channel depletion type transistor having a gate connected to a power supply voltage and a back gate connected to a ground potential;
Output circuit comprising: a.
前記Nチャネルデプレッション型トランジスタは、出力端子から前記第2のPチャネル型トランジスタ、当該Nチャネルデプレッション型トランジスタおよび前記第3のノードを介して、前記リーク電流防止部の外部へ生じるリーク電流を低減させる抵抗部を有することを特徴とする請求項に記載の出力回路。 The N-channel depletion type transistor reduces a leakage current generated from an output terminal to the outside of the leakage current prevention unit via the second P-channel type transistor, the N-channel depletion type transistor, and the third node. The output circuit according to claim 1 , further comprising a resistance unit. 前記Nチャネルデプレッション型トランジスタは、ドレインおよび/またはソースに抵抗素子が接続され、該抵抗素子を介して各ノードに接続されることを特徴とする請求項に記載の出力回路。 The output circuit according to claim 2 , wherein the N-channel depletion type transistor has a resistance element connected to a drain and / or a source, and is connected to each node via the resistance element. 前記第3のノードは、NAND回路の出力に接続されていることを特徴とする請求項からまでのいずれかに記載の出力回路。 The output circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the third node is connected to an output of a NAND circuit. 前記第3のノードは、電源電圧に接続されていることを特徴とする請求項からまでのいずれかに記載の出力回路。 The output circuit according to any one of claims 1 to 3 , wherein the third node is connected to a power supply voltage. 前記リーク電流防止部を2以上備え、
各リーク電流防止部の各第1のPチャネル型トランジスタのゲート信号をオンオフ制御することを特徴とする請求項からまでのいずれかに記載の出力回路。
Two or more leakage current prevention units are provided,
The output circuit according to any one of the gate signals of the first P-channel transistor of each leak current prevention unit from claim 1, characterized in that the on-off control to 5.
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