JP2003332902A - 入力バッファ回路及び半導体集積回路装置 - Google Patents

入力バッファ回路及び半導体集積回路装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験用の外部端子数を増加させることなく試
験時に参照電圧の測定を可能にする入力バッファ回路及
び半導体集積回路装置を提供する。 【解決手段】 外部から入力される信号のレベルを判定
するための参照電圧が供給される入力バッファ回路であ
って、信号が入力される第1の入力端子と参照電圧が供
給される第2の入力端子間を接続または切断するための
スイッチを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速なインタフェ
ースで用いられる、差動増幅回路で構成された入力バッ
ファ回路及びそれを有する半導体集積回路装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体集積回路装置では、CPU
の高速化に伴って周辺装置も高速化され、低電圧で高速
にデータ転送可能な、例えばSSTL(Stub Series Te
rminated Logic)規格に対応した入力バッファ回路が用
いられる。このようなSSTL規格に対応する小振幅イ
ンタフェースの入力バッファ回路では、一般に図3に示
すような差動増幅回路が使用される。
【0003】図3は従来の入力バッファ回路の構成を示
すブロック図である。
【0004】図3に示すように、従来の入力バッファ回
路は、ゲートが共通に接続され、ソースが基準電位(例
えば、接地電位)に接続される第1のトランジスタQ1
及び第2のトランジスタQ2と、第1のトランジスタQ
1とドレインどうしが接続された第3のトランジスタQ
3と、第3のトランジスタQ3とソースどうしが接続さ
れ、第2のトランジスタQ2とドレインどうしが接続さ
れた第4のトランジスタQ4と、第3のトランジスタQ
3及び第4のトランジスタQ4のソースと電源電圧VD
D間に挿入される電流源101とを有する構成である。
【0005】第1のトランジスタQ1と第2のトランジ
スタQ2は、第2のトランジスタQ2のゲートとドレイ
ンを共通に接続することでカレントミラー回路を構成し
ている。また、電流源101は、差動増幅回路を構成す
る第1のトランジスタQ1〜第4のトランジスタQ4に
所定の動作電流を供給する。
【0006】第4のトランジスタQ4のゲートには第3
のトランジスタQ3のゲートに入力される信号のレベル
判定に用いる参照電圧VREFが供給され、第3のトラ
ンジスタQ3のゲートには、半導体集積回路装置の外部
から供給される入力信号Sinが入力される。
【0007】このような構成において、図3に示した入
力バッファ回路は、外部から供給される入力信号Sin
のレベルと参照電圧VREFのレベルとを比較し、入力
信号Sinが“Low”レベルのときは、第3のトラン
ジスタQ3のドレインから出力信号Soutとして“H
igh”レベルを出力する。また、入力信号Sinが
“High”レベルのときは、第3のトランジスタQ3
のドレインから“Low”レベルを出力する。
【0008】図3に示した差動増幅回路で構成された入
力バッファ回路は、ECLレベルのような小振幅信号を
増幅してCMOSレベルのような大振幅信号を出力する
回路であり、トランジスタのしきい値電圧のばらつきに
よる回路特性の変動が少なく、小振幅信号に対しても安
定して動作する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した入力バッファ
回路に供給される参照電圧VREFは、入力バッファ回
路を備えた半導体集積回路装置の内部で生成する場合
と、半導体集積回路装置の外部から供給する場合とがあ
る。半導体集積回路装置の内部で参照電圧VREFを生
成する場合、参照電圧VREFを供給するためのLSI
パッド(外部端子)を必要としないメリットがあるが、半
導体集積回路装置の試験時に、生成された参照電圧VR
EFを測定することができないため、結果として、参照
電圧VREFをモニタするためだけに新たな外部端子が
必要になる。
【0010】参照電圧VREFは、入力バッファ回路が
正しく動作するか否かを決定する重要なパラメータであ
るため、半導体集積回路装置の試験時にその値を測定
し、予め決められた規格値内であるか否かを判定するこ
とが望ましい。
【0011】しかしながら、近年の半導体集積回路装置
は、回路規模の増大に伴って外部端子数が増加している
ため、試験のためだけに用いる外部端子を増やすことは
好ましくない。例えば、近年のCPUなどのプロセッサ
では、数百個のLSI間インタフェースが必要であるた
め、それに対応して数百個の入力バッファ回路を備えて
いる。これらの入力バッファ回路には全て異なる参照電
圧VREFが供給されるわけでは無いが、それでも1つ
の半導体集積回路装置あたり参照電圧VREFを生成す
る回路が数十個程度必要になる。
【0012】したがって、半導体集積回路装置の試験時
に、これらの参照電圧VREFを測定しようとすると、
少なくとも参照電圧VREFを生成する回路の数だけ試
験用の外部端子が必要になる。
【0013】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、試験用
の外部端子数を増加させることなく試験時に参照電圧の
測定を可能にする入力バッファ回路及び半導体集積回路
装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の入力バッファ回路は、外部から入力される信号
のレベルを判定するための参照電圧が供給される入力バ
ッファ回路であって、前記信号が入力される第1の入力
端子と前記参照電圧が供給される第2の入力端子間を接
続または切断するためのスイッチを有する構成である。
【0015】このとき、前記スイッチは、NチャネルM
OSトランジスタであってもよく、PチャネルMOSト
ランジスタであってもよく、トランスファーゲートであ
ってもよい。
【0016】一方、本発明の半導体集積回路装置は、上
記記載の複数の入力バッファ回路と、前記スイッチをO
NまたはOFFさせるための制御信号を前記複数の入力
バッファ回路へ共通に供給するための外部端子とを有す
る構成である。
【0017】または、上記記載の複数の入力バッファ回
路と、前記スイッチをONまたはOFFさせるための制
御信号を前記複数の入力バッファ回路へ供給するための
データが外部から書き換え可能に記録されるレジスタと
を有する構成である。
【0018】上記のように構成された入力バッファ回路
及び半導体集積回路装置では、入力バッファ回路に信号
が入力される第1の入力端子と参照電圧が供給される第
2の入力端子間を接続または切断するためのスイッチを
有することで、試験時に該スイッチをONさせれば、信
号が入力される外部端子からその入力バッファ回路に供
給される参照電圧が出力される。
【0019】また、半導体集積回路装置に、上記スイッ
チを有する複数の入力バッファ回路と、スイッチをON
またはOFFさせるための制御信号を各入力バッファ回
路へ共通に供給するための外部端子とを有すること、ま
たはスイッチをONまたはOFFさせるための制御信号
を各入力バッファ回路へ供給するためのデータが外部か
ら書き換え可能に記録されるレジスタとを有すること
で、外部端子の増加を最小限に抑制しつつ、各入力バッ
ファ回路が有するスイッチを制御することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0021】図1は本発明の入力バッファ回路の一構成
例を示す回路図である。
【0022】図1に示すように、本発明の入力バッファ
回路は、図3に示した従来の入力バッファ回路に、差動
増幅回路の2つの入力端子間、すなわち入力信号Sin
が入力される第3のトランジスタQ3のゲートと参照電
圧VREFが供給される第4のトランジスタQ4のゲー
ト間を、スイッチ10で接続した構成である。その他の
構成及び差動増幅回路の動作は図3に示した従来の入力
バッファ回路と同様であるため、その説明は省略する。
【0023】スイッチ10は、入力バッファ回路を備え
た半導体集積回路装置が通常動作する場合はOFFさ
れ、半導体集積回路装置の試験時に参照電圧VREFを
測定する場合にONされる。
【0024】このようなスイッチ10を入力バッファ回
路に有することで、半導体集積回路装置の試験時にスイ
ッチ10をONさせれば、入力信号が入力される外部端
子からその入力バッファ回路に供給される参照電圧VR
EFを測定することができる。
【0025】上述したように、半導体集積回路装置は、
通常、多数の入力バッファ回路を備えている。これらの
入力バッファ回路にはインタフェースの種類に応じて異
なる参照電圧が供給される。また、同じ参照電圧が供給
される入力バッファ回路が多数存在する場合は、同一の
参照電圧を発生する回路を複数備え、各参照電圧発生回
路から所定数の入力バッファ回路にそれぞれ参照電圧が
供給される。
【0026】本発明の半導体集積回路装置では、各入力
バッファ回路が備えるスイッチ10のON/OFFを制
御するための制御信号CNTを複数の入力バッファ回路
で共通に使用することで、制御信号CNTを入力するた
めの外部端子を1つの半導体集積回路装置あたり少なく
とも1つ設ける構成とする。したがって、外部端子の増
加を必要最小限に抑制しつつ、半導体集積回路装置の試
験時に、全ての入力バッファ回路の入力に繋がる外部端
子から、各入力バッファ回路に供給される参照電圧VR
EFをそれぞれ測定することができる。
【0027】なお、制御信号CNTを入力するための外
部端子は、入力バッファ回路の数や試験の都合に応じて
1つ以上であればいくつでもよいが、可能な限り共通に
使用することが望ましい。
【0028】また、スイッチ10のON/OFFを制御
するための制御信号CNTは必ずしも外部端子から供給
する構成にする必要はない。例えば、半導体集積回路装
置の内部に外部からデータの書き換え可能なレジスタを
備えている場合は、参照電圧VREFの測定時に該レジ
スタのデータを書き換え、レジスタの出力を制御信号と
して使用することで、各入力バッファ回路が有するスイ
ッチ10のON/OFFを切り換えるようにしてもよ
い。
【0029】次に、図1に示した入力バッファ回路が有
するスイッチ10の具体的な構成について図2を用いて
説明する。
【0030】図2(a)〜(c)は図1に示したスイッ
チの具体的な構成を示す回路図である。
【0031】図1に示したスイッチ10は、例えば、図
2(a)に示すようにNチャネルMOSトランジスタQ
11のソース−ドレインが差動増幅回路の2つの入力端
子間に挿入され、ゲートから制御信号CNTを供給され
る構成、または図2(b)に示すようにPチャネルMO
SトランジスタQ12のソース−ドレインが差動増幅回
路の2つの入力端子間に挿入され、ゲートから制御信号
CNTを供給される構成、または図2(c)に示すよう
にNチャネルMOSトランジスタとPチャネルMOSト
ランジスタとを組み合わせたトランスファーゲート11
を用いる構成が考えられる。なお、図2(c)に示した
トランスファーゲート11では、トランジスタのソース
−ドレインが差動増幅回路の2つの入力端子間に挿入さ
れ、一方のゲートに制御信号CNTがそのまま供給さ
れ、他方のゲートに反転させた制御信号CNTBが供給
される。
【0032】図2(a)に示したNチャネルMOSトラ
ンジスタQ11を用いる構成、及び図2(b)に示した
PチャネルMOSトランジスタQ12を用いる構成で
は、1つのトランジスタでスイッチを実現するためレイ
アウト面積が少なくて済むが、測定できる参照電圧VR
EFの範囲が制約される問題がある。具体的には、ON
/OFF制御が可能な参照電圧VREFの範囲が制御信
号CNTの電圧で制限されてしまう。一方、図2(c)
に示したトランスファーゲート11を用いる構成では、
測定できる参照電圧VREFの範囲が制約されないが、
2つのトランジスタでスイッチを実現するためレイアウ
ト面積が増大する問題がある。したがって、図2(a)
〜(c)に示した構成のスイッチ10は、参照電圧VR
EFの値や半導体集積回路装置の実装密度に応じて適宜
選択すればよい。
【0033】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【0034】入力バッファ回路に信号が入力される第1
の入力端子と参照電圧が供給される第2の入力端子間を
接続または切断するためのスイッチを有することで、試
験時に該スイッチをONさせれば、信号が入力される外
部端子からその入力バッファ回路に供給される参照電圧
を測定することができる。
【0035】また、半導体集積回路装置に上記スイッチ
を有する複数の入力バッファ回路と、スイッチをONま
たはOFFさせるための制御信号を各入力バッファ回路
へ共通に供給するための外部端子とを有する構成、また
は、スイッチをONまたはOFFさせるための制御信号
を各入力バッファ回路へ供給するためのデータが外部か
ら書き換え可能に記録されるレジスタとを有すること
で、外部端子の増加を最小限に抑制しつつ、半導体集積
回路装置の試験時に、全ての入力バッファ回路の入力に
繋がる外部端子から各入力バッファ回路に供給される参
照電圧をそれぞれ測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の入力バッファ回路の一構成例を示す回
路図である。
【図2】図1に示したスイッチの具体的な構成を示す回
路図である。
【図3】従来の入力バッファ回路の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
10 スイッチ 11 トランスファーゲート Q11 NチャネルMOSトランジスタ Q12 PチャネルMOSトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J056 AA01 BB52 BB60 CC01 CC02 DD13 DD29 FF06 FF08 5J066 AA01 AA12 AA45 CA92 FA18 HA10 HA17 HA39 KA05 KA09 MA21 ND01 ND14 ND22 ND23 PD01 SA15 5J500 AA01 AA12 AA45 AC92 AF18 AH10 AH17 AH39 AK05 AK09 AM21 AS15 DN01 DN14 DN22 DN23 DP01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から入力される信号のレベルを判定
    するための参照電圧が供給される入力バッファ回路であ
    って、 前記信号が入力される第1の入力端子と前記参照電圧が
    供給される第2の入力端子間を接続または切断するため
    のスイッチを有する入力バッファ回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチは、 NチャネルMOSトランジスタである請求項1記載の入
    力バッファ回路。
  3. 【請求項3】 前記スイッチは、 PチャネルMOSトランジスタである請求項1記載の入
    力バッファ回路。
  4. 【請求項4】 前記スイッチは、 トランスファーゲートである請求項1記載の入力バッフ
    ァ回路。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載さ
    れた複数の入力バッファ回路と、 前記スイッチをONまたはOFFさせるための制御信号
    を前記複数の入力バッファ回路へ共通に供給するための
    外部端子と、を有する半導体集積回路装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載さ
    れた複数の入力バッファ回路と、 前記スイッチをONまたはOFFさせるための制御信号
    を前記複数の入力バッファ回路へ供給するためのデータ
    が外部から書き換え可能に記録されるレジスタと、を有
    する半導体集積回路装置。
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