JPH02223219A - Electronic system - Google Patents

Electronic system

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JPH02223219A
JPH02223219A JP2016012A JP1601290A JPH02223219A JP H02223219 A JPH02223219 A JP H02223219A JP 2016012 A JP2016012 A JP 2016012A JP 1601290 A JP1601290 A JP 1601290A JP H02223219 A JPH02223219 A JP H02223219A
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JP
Japan
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output
transistor
input
level
level converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016012A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukiro Suzuki
鈴木 幸郎
Ikuro Masuda
郁朗 増田
Masahiro Iwamura
将弘 岩村
Shinji Katono
上遠野 臣司
Ken Uragami
浦上 憲
Masayoshi Yoshimura
吉邑 昌義
Toshiaki Matsubara
松原 俊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH02223219A publication Critical patent/JPH02223219A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、半導体集積回路装置、たとえば入出力レベル
がTTLレベル、 内smmレベルカCMOSレベルの
論理用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。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a technology that is effective when used in semiconductor integrated circuit devices, for example, logic semiconductor integrated circuit devices whose input/output levels are TTL level, SMM level, and CMOS level. be.

〔背景技術〕[Background technology]

第1図は本発明に先立って本願発明者によって検討され
たところの入出力レベルがTTLレベル。
In FIG. 1, the input/output level studied by the inventor of the present invention prior to the present invention is the TTL level.

内部論理レベルがCMOSレベルの論理用半導体集積回
路装置ICのブロック図を示す。
1 shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device IC whose internal logic level is CMOS level.

かかる回路装置ICはTTLレベルの入力信号IN、、
INK ”4NnをCMOSvベルノ信号にレベル変換
するための入力バッ7710.CMOSレベルで論理演
算動作を実行するための内部論理ブロック11.この内
部論理ブロック11の0MO8レベルの出力信号なTT
Lレベルの出力信号にレベル変換するための出力バッフ
ァ12を含み、各回路10.11.12は5ボルトの電
源電圧Vccが供給されるとともに、適正に接地され【
いる。
Such a circuit device IC receives TTL level input signals IN, .
Input buffer 7710 for converting the level of INK "4Nn to CMOSv Verno signal. Internal logic block 11 for executing logic operation at CMOS level. 0MO8 level output signal of this internal logic block 11. TT
Each circuit 10, 11, and 12 includes an output buffer 12 for level conversion to an L level output signal, and each circuit 10, 11, and 12 is supplied with a 5 volt power supply voltage Vcc and is properly grounded.
There is.

入力バッファ10の入力端子IN、、INt・・・IN
nに供給されるハイレベル入力電圧Vi旧〇は2.0ボ
ルト以上またこのローレベル入力電圧Vit1oは0.
3ボルト以下に設定される。従って、入力バッファlO
の入力端子IN、、IN、・・・INnに関する入力ス
レッシュホールド電圧V!th1oは0.8ボルトと2
.0ボルトとの間の1.3〜1.5ボルトに設定される
Input terminals IN, INt...IN of the input buffer 10
The high level input voltage Vi old ○ supplied to n is 2.0 volts or more, and this low level input voltage Vit1o is 0.
Set to 3 volts or less. Therefore, the input buffer lO
Input threshold voltage V for the input terminals IN, , IN, . . . INn! th1o is 0.8 volts and 2
.. It is set at 1.3 to 1.5 volts between 0 volts.

一方、入力バッファ10の出力から得られるハイレベル
出力電圧VOHIOは内部論理ブロック11のハイレベ
ル入力電圧Vinxtと等しく設定され、入力バッファ
10の出力から得られるローレベル入力電圧VOLIG
は内部Mllツブロック1のローレベル入力電圧ViL
ttと等しく設定される。従って、内部論理ブロック1
1内のCMOSインバータを構成するPチャンネルMO
8PETのスレッシュホールド電圧なVTPtNチャン
ネルM08  FETのスレッシ1ホールド電圧VTN
+電源電圧をVccとすると、上記電圧VOHIO* 
V 1)it l *VOLIO* ViLllはそれ
ぞれ次のように設定される。
On the other hand, the high level output voltage VOHIO obtained from the output of the input buffer 10 is set equal to the high level input voltage Vinxt of the internal logic block 11, and the low level input voltage VOLIG obtained from the output of the input buffer 10 is set equal to the high level input voltage Vinxt of the internal logic block 11.
is the low level input voltage ViL of the internal Mll block 1
Set equal to tt. Therefore, internal logical block 1
P-channel MO constituting the CMOS inverter in 1
8PET threshold voltage VTPtN channel M08 FET threshold 1 hold voltage VTN
+If the power supply voltage is Vcc, the above voltage VOHIO*
V1) it l *VOLIO* ViLll are each set as follows.

Vouto=Vintt>VCC−IVTPI  ”(
1)VOLIO=ViLtx <VTN       
 ”(2)Vccを5 ホにトn IVTP I ヲ0
.6ホ#) 、V7Hを0.6ボルトに設定すれば、V
OHIOとV int lとは4.4ボルト以下に、v
ot、toとVitxtとは0.6ボルト以上に設定さ
れる。
Vouto=Vintt>VCC-IVTPI” (
1) VOLIO=ViLtx<VTN
”(2) Set Vcc to 5 to IVTP I to 0
.. 6H #), if V7H is set to 0.6 volts, V
OHIO and V int l are below 4.4 volts, v
ot, to and Vitxt are set to 0.6 volts or more.

従って、内部論理ブロック11内のCMOSインバータ
の入力ロジック・スレッシュホールド電圧vtth口は
0.6ボルトと4.4ボルトとの間の約2.5ボルトに
設定される。
Therefore, the input logic threshold voltage vtth of the CMOS inverter within internal logic block 11 is set to approximately 2.5 volts between 0.6 volts and 4.4 volts.

同様に、内部論理ブロック11のハイレベル出力電圧V
OHIIと出力バッファ12のハイレベル入力電圧vl
H12とは4.4ボルト以上に設定され、内部論理ブロ
ック11のローレベル出力電圧VOL11と出力バッフ
ァ12のローレベル入力電圧ViL1gとは0.6ボル
ト以下に設定され、出力バッファ120入力ロジツク・
スレッシュホールドVitht*は0.6ボルトと4.
4ボルトとの間の約2.5ボルトに設定されている。
Similarly, the high level output voltage V of the internal logic block 11
High level input voltage vl of OHII and output buffer 12
H12 is set to 4.4 volts or more, the low level output voltage VOL11 of the internal logic block 11 and the low level input voltage ViL1g of the output buffer 12 are set to 0.6 volts or less, and the output buffer 120 input logic
Threshold Vith* is 0.6 volts and 4.
It is set at about 2.5 volts between 4 volts and 4 volts.

出力バッ7ア12がTTLレベルの出力信号を発生する
よ5に、出力バッ7ア12のハイレベル出力電圧VOH
IIは2.7ボルト以上に、そのローレベル出力電圧V
OLI!は0.5ボルト以下に設定されている。
5. The high level output voltage VOH of the output buffer 12 is set so that the output buffer 7 12 generates a TTL level output signal.
II is 2.7 volts or more, its low level output voltage V
OLI! is set to 0.5 volt or less.

第2図は本発明に先立って本願発明者によって検討され
た入力バッファ10のひとつを示す回路図であり、Pチ
ャネルM 08  F B T M 912M pt 
FIG. 2 is a circuit diagram showing one of the input buffers 10 studied by the inventor of the present invention prior to the present invention.
.

NチャネルMO8FETMn、TMn* + Mns+
抵抗RpKよって構成されている。各MO8FETのゲ
ート、ソース、ドレインはそれぞれ記号g、s、dによ
りて示されている。
N-channel MO8FETMn, TMn* + Mns+
It is composed of a resistor RpK. The gate, source, and drain of each MO8FET are designated by symbols g, s, and d, respectively.

MP I とMn、とくより構成された1段目CMOS
インバータと、M pt とMn、とにより構成された
2段目CMOSインバータとはカスケード接続され、R
pとMn1 とは、M pt とMn、のゲート絶線膜
を保護するためのゲート保護回路を構成する。2段目C
MOSインバータのMp、とMn、のドレインに接続さ
れた出力容量C3は実際には、Mp、とMn、のドレイ
ン容量、入力バク7ア10の出力と内部論理ブロック1
10入力との間の配線浮遊容量、内部論理ブロック11
の入力容量によってその値が決定される。
First stage CMOS consisting of MP I and Mn, especially
The inverter and the second stage CMOS inverter constituted by M pt and Mn are connected in cascade, and R
p and Mn1 constitute a gate protection circuit for protecting the gate insulating film of M pt and Mn. 2nd row C
The output capacitance C3 connected to the drains of Mp and Mn of the MOS inverter is actually the drain capacitance of Mp and Mn, the output of the input buffer 10, and the internal logic block 1.
10 Wiring stray capacitance between input and internal logic block 11
Its value is determined by the input capacitance of .

各MO8F ETMpt  l Mpm  I Mll
t  r  Mnt −Mn、のチャンネル@Wとチャ
ンネル長りとの比W/Lはそれぞれ27/3.5 、4
2/3 、126/3.5 、42/3 、15/3に
設定され、抵抗Rpは2キロオームの傭に設定されてい
る。
Each MO8F ETMpt l Mpm I Mll
The ratio W/L of channel @W and channel length of t r Mnt −Mn is 27/3.5 and 4, respectively.
2/3, 126/3.5, 42/3, and 15/3, and the resistance Rp is set to 2 kilohms.

第3図は第2図の入力バッ7ア10の伝播遅延時間! 
PHL e j PLHの上記出力容量C3の依存性を
示し、たて軸は伝播遅延時間、横軸は出力容量Csを示
している。
Figure 3 shows the propagation delay time of the input buffer 7 in Figure 2!
The dependence of the output capacitance C3 of PHL e j PLH is shown, the vertical axis shows the propagation delay time, and the horizontal axis shows the output capacitance Cs.

第35図に示したよ5に、第1の伝播遅延時間t PH
Lは入力INPUTが50%値を境として変化してから
出力0UTPUTがハイレベルからローレベルに変化す
るに際しその50%値を境として変化するまでの時間と
して定義され、第2の伝播遅延時間t PLHは入力I
NPUTが50%値を塊として変化してから出力0UT
PUTがローレベルからハイレベルへ変化するにその5
0%値を境として変化するまでの時間として定義される
As shown in FIG. 35, the first propagation delay time t PH
L is defined as the time from when the input INPUT changes with the 50% value as the border until the output 0UTPUT changes from the high level to the low level with the 50% value as the border, and is the second propagation delay time t. PLH is input I
Output 0UT after NPUT changes 50% value as a block
Part 5 when PUT changes from low level to high level
It is defined as the time until it changes from the 0% value.

尚、第35図において、tfは立下り時間、trは立上
り時間として定義される。
Note that in FIG. 35, tf is defined as falling time, and tr is defined as rising time.

このように、菖3図から理解できるように、第2図の入
力バラ7710の第1伝播遅延時間t PHLの出力容
量依存性KHL(=へtpHh/△Cs)は約0.8n
aec/pF、第2伝播遅延時間t PLHの出力容量
依存性K LH(=x△t PLH/ΔOs)は約1.
4nsec / p Fと、ともに大きなものとなる。
In this way, as can be understood from Diagram 3, the output capacitance dependence KHL (=tpHh/ΔCs) of the first propagation delay time tPHL of the input rose 7710 in FIG. 2 is approximately 0.8n.
aec/pF, second propagation delay time t PLH output capacitance dependence K LH (=xΔt PLH/ΔOs) is approximately 1.
4nsec/pF, both of which are large.

第2図の入力バッ7ア10においては、その人力スレッ
シュホールド電圧Vith1oを約1.3〜1.5ボル
トに設定するために1段目CMOSインバータのM p
r  とMn、のチャンネル幅とチャンネル長との比W
/Lを大きく^ならせており、伝播遅延時間t PHL
・tPLHの出力容量依存性KkiL*KLHを小さく
するため2段目のCM OSインバータのMp、とMn
lの比W/Lをともに42/3と大きな値としてMpl
とMrl、のチャンネル・コンダクタンスを大きくして
いる。
In the input buffer 10 of FIG. 2, in order to set the manual threshold voltage Vith1o to approximately 1.3 to 1.5 volts, the first stage CMOS inverter M p
Ratio W of channel width and channel length of r and Mn
/L is made large^^, and the propagation delay time t PHL
・In order to reduce the output capacitance dependence of tPLH, KkiL*KLH, Mp and Mn of the second stage CMOS inverter are
Assuming that the ratio W/L of l is both a large value of 42/3, Mpl
The channel conductance of and Mrl is increased.

両出力容量依存性KHL * KLHを小さくするため
には、2段目CMOSインバータのM ptとMntの
比W/Lをどんどん大きくすれば良いが、これは下記の
理由により集積回路チップ表面上での入力バク7ア10
の占有面積の著しい増大をもたらし、集積密度向上に対
しての阻害となる。
In order to reduce the double output capacitance dependence KHL input bug 7a 10
This results in a significant increase in the area occupied by the device, which hinders the improvement of integration density.

すなわち、集積回路の製造技術において現在微細化が精
力的に進められているが、現在の紫外線露光によるホト
リングラフイーではMOS  FETのチャンネル長り
は3μmが下限値であり、MOS  FETの比W/L
を極めて大きな値とするためにはそのチャンネル幅Wを
極めて大きな値としなければならず、最終的にはそのM
OS  FETの素子領域の面積の著しい増大をもたら
すためである。
In other words, although miniaturization is currently being actively promoted in the manufacturing technology of integrated circuits, the lower limit of the channel length of MOS FET is 3 μm in the current photolithography using ultraviolet light exposure, and the ratio W of MOS FET is /L
In order to make the channel width W a very large value, the channel width W must be made a very large value, and ultimately the M
This is because the area of the element region of the OS FET is significantly increased.

一方、第4図は本発明に先立って本願発明者によって検
討された出力バッファ12のひとつを示す回路図であり
、PチャンネルMO8FETM P 41 N + +
 7 ネルM 08  F B ’l’  M 114
 Kよって構成されている。各MO8FETのゲート、
ソース、ドレインはそれぞれ記号g r ’ * dK
よって示されている。
On the other hand, FIG. 4 is a circuit diagram showing one of the output buffers 12 studied by the inventor of the present invention prior to the present invention, and is a P-channel MO8FETM P 41 N + +
7 Nell M 08 F B 'l' M 114
It is composed of K. Gate of each MO8FET,
The source and drain are each symbol gr' * dK
Therefore, it is shown.

集積回路装置IC内で内部論理ブロック11の0MO8
レベルの出力信号は出力バッ7ア12のMp4 とMn
、のゲートに印加され【いる、30番端子には5ボルト
の電源電圧Vccが供給されている。従って、出力バッ
7ア12の入力ロジック・スレッシュホールド電圧Vl
th12を約2.5ボルトに設定するためには、Mp4
 とM n 4の比W/Lは互いに等しい値に設定され
る。
0MO8 of internal logic block 11 in integrated circuit device IC
The level output signals are Mp4 and Mn of the output buffer 12.
A power supply voltage Vcc of 5 volts is supplied to the terminal No. 30, which is applied to the gate of . Therefore, the input logic threshold voltage Vl of the output buffer 12
To set th12 to about 2.5 volts, use Mp4
The ratio W/L of and M n 4 is set to be equal to each other.

第4図には同様にTTLN路14が表示されており、こ
の回路14には35番端子を介して5ボルトの電源電圧
Vccが供給されている。20番端子よりTTLレベル
の出力バッファ12の出力信号が得られ、32・置端子
を介してTTL回路14のマルチエミッタトランジスタ
Q、のびとつのエミッタに供給されている。
Similarly, a TTLN path 14 is shown in FIG. 4, and this circuit 14 is supplied with a power supply voltage Vcc of 5 volts through terminal No. 35. The output signal of the output buffer 12 at the TTL level is obtained from the terminal No. 20, and is supplied to the multi-emitter transistor Q of the TTL circuit 14 and the wide emitters through the terminal 32.

一方、TTL回路としては標準形TTL回路。On the other hand, as a TTL circuit, it is a standard type TTL circuit.

シ璽ットキTTL回路、ロー・パワー・シ賃ットキT 
’r L回路、アドバンスト・ロー・パワー・シ11、
トキTTL回路が発表されており、これらの特性は、当
然のことながら互いに多小異なっている。
Switch TTL circuit, low power switch TTL circuit
'r L circuit, advanced low power switch 11,
Toki TTL circuits have been announced, and their characteristics are naturally somewhat different from each other.

また、出力バッファ12の出力は多数のTTL回路14
0入力を同時かつ並列に駆動する必要がある。この駆動
能力のひとつのめやすとしては、ロー・パワー・シ胃ッ
トキTTL回路の20個の入力を並列駆動可能な事であ
る。
Further, the output of the output buffer 12 is transmitted to a large number of TTL circuits 14.
It is necessary to drive the 0 inputs simultaneously and in parallel. One measure of this driving capability is that it is possible to drive 20 inputs of the low power Shigeru TTL circuit in parallel.

出力バッファ12の出力がローレベルの時には、ロー・
パワー・シ曹ットキTTL回路のひとつの入力から0.
4mAのローレベル入力電流IILが出力バッ7ア12
ONチャンネルMO8FETMn4のドレイン・ソース
径路に流れ込む。従って、上述の如く20個の入力を出
力バッファ12がローレベルに駆動するためKは、Mn
4は合計8mAを流す必要がある。
When the output of the output buffer 12 is low level, the low level
0.0 from one input of the power switch TTL circuit.
The low level input current IIL of 4mA is output from the output buffer 7.
It flows into the drain-source path of ON channel MO8FETMn4. Therefore, since the output buffer 12 drives the 20 inputs to low level as described above, K is Mn
4 requires a total of 8 mA to flow.

一方、出力バッファ12のローレベル出力電圧VOL1
mはすでに説明した様に0.5ボルト以下でなければな
らないので、出力バッフアト2のNチャンネ# M 0
8  F E T  M n 4のオン抵抗ROMは0
.5ボルト/8ミリアンペアコロ2.5オ一ム震度の小
さな値に設定しなければならない。
On the other hand, the low level output voltage VOL1 of the output buffer 12
As already explained, m must be less than 0.5 volts, so N channel of output buffer at 2 # M 0
8 F E T M n 4 on-resistance ROM is 0
.. It must be set to a small value of 5 volts/8 milliamps and 2.5 ohm seismic intensity.

このように、Mn、のオン抵抗RONを小さな値とする
ためには、Mfl、の比W/Lを700/3乃至100
0/3という極めて大きな儂としなければならない。一
方、上述したよ5に出力バッファ120入力ロジックス
レッシ1ホールド電圧Vithx禽を約2.5ボルトに
設定するためにはMl)4とMfl、の比W/Lはとも
に等しい値とする必要があるため、出力バッファ12の
Pチャ/ネル間O8PET  Mp+の比W/Lも70
0/3乃至1000/3という極めて大きな直としなけ
ればならない。
In this way, in order to make the on-resistance RON of Mn a small value, the ratio W/L of Mfl is set to 700/3 to 100.
We have to make it extremely large, 0/3. On the other hand, in order to set the output buffer 120 input logic threshold 1 hold voltage Vithx to approximately 2.5 volts as described above, the ratio W/L of Ml)4 and Mfl must both be equal values. Therefore, the ratio W/L of O8PET Mp+ between P channels and channels of the output buffer 12 is also 70.
It must be made extremely large, from 0/3 to 1000/3.

これは同様に、集積回路チップ表面上での出力バッファ
12の占有面積の著しい増大をもたらし、集積密度向上
に対しての阻害となるばかりか、下記の理由により内部
論理ブロック11のスイッチング速度の着しい低下を引
き起す。
This also results in a significant increase in the area occupied by the output buffer 12 on the surface of the integrated circuit chip, which not only hinders improvements in integration density, but also reduces the switching speed of the internal logic block 11 for the following reasons. cause a new decline.

すなわち、出力バッファ12の両MO3FETM pa
 # Mn4の比W/Lをともに大きな値とすると、両
MO8FET  Mp4 、Mn4 f)ゲート容量も
比例して大きな値となる。これらMp4゜Mn、のゲー
ト容量は内部論理ブロック11の出力負荷容量となるの
で、内部論理ブロック11の出力抵抗とこれらゲート容
量とが内部論理ブロック11のスイッチング速度の低下
を引き起す。
That is, both MO3FETM pa of the output buffer 12
#If the ratio W/L of Mn4 is both set to a large value, the gate capacitance of both MO8FETs Mp4 and Mn4f) also becomes a proportionally large value. These gate capacitances Mp4°Mn, become the output load capacitance of the internal logic block 11, so the output resistance of the internal logic block 11 and these gate capacitances cause a reduction in the switching speed of the internal logic block 11.

一方、出力バッファ12の出力は集積回路装置ICの外
部出力端子(20番端子)として導出されるばかりでな
く外部配線を介して多数のTTL回路14の入力端子に
接続されるため、出力バッ7ア12の出力負荷容量Cx
は極めて大きな値となる場合もしばしばある。
On the other hand, the output of the output buffer 12 is not only led out as an external output terminal (terminal 20) of the integrated circuit device IC, but also connected to the input terminals of a large number of TTL circuits 14 via external wiring. A12 output load capacity Cx
is often an extremely large value.

tg5図は第4図の出力バッファ12の出力負荷容量C
xに対する伝播遅延時間jPHL + !PLHの依存
性を示し、たて軸は伝播遅延時間、横軸は出力負荷容量
を示している。
Figure tg5 shows the output load capacitance C of the output buffer 12 in Figure 4.
Propagation delay time jPHL + for x! PLH dependence is shown, the vertical axis shows propagation delay time, and the horizontal axis shows output load capacity.

このよ〉に、第5図から理解できるように、第4図の出
力バッ7ア12の第1伝播遅延時間t FILの容量依
存性KHL(=ΔtpuL/ΔOx)は約0.3ns 
e c / p F * M 2伝播遅延時間tPLH
の容量依存性K 1,1((x=Δtpta/△Cx)
は約0.17 n5ec /pFと、ともに大きなもの
となる。
Thus, as can be understood from FIG. 5, the capacitance dependence KHL (=ΔtpuL/ΔOx) of the first propagation delay time t FIL of the output buffer 12 in FIG. 4 is approximately 0.3 ns.
e c / p F * M 2 propagation delay time tPLH
Capacity dependence K 1,1 ((x=Δtpta/ΔCx)
Both are large, approximately 0.17 n5ec/pF.

従って、本発明の背景技術となった第2図の入力バッフ
ァ100問題点を要約すると、下記の如くとなる。
Therefore, the problems of the input buffer 100 shown in FIG. 2, which are the background art of the present invention, can be summarized as follows.

(1)入力バッファ10の伝播遅延時間の出力容量依存
性を小さくするためKは、入力2フフフ1002段目C
MOSインバータの両MO8PETMP* l Mn、
の比W/Lを大きくしなければならず、集積密度向上に
対しての阻害となる。特に、集積回路装置ICがマスタ
ースライス方式もしくはセミカスタムのゲートアレイ方
式である場合は。
(1) In order to reduce the dependence of the propagation delay time of the input buffer 10 on the output capacitance, K is set to
Both MO8PETMP* l Mn of MOS inverter,
The ratio W/L must be increased, which hinders the improvement of the integration density. Especially when the integrated circuit device IC is a master slice type or a semi-custom gate array type.

入力バッファ10の出力に内部論理ブロック11内の極
めて多数のゲーデ入力端子が接続される可能性があり、
入力バッファ10の出力容量C8が極めて大きくなる場
合は、上記の間昭点は極めて重大となる。
There is a possibility that a very large number of gate input terminals in the internal logic block 11 are connected to the output of the input buffer 10,
If the output capacitance C8 of the input buffer 10 becomes extremely large, the above-mentioned intermediate point becomes extremely important.

(2)さらに入力バッファ1001段目はCMOSイン
バータMp、、Mfl、で構成されているため、Rpと
Mn真とによっcs成されたゲート保護回路を接続して
も、入力端子IN、に印加されるサージ電圧に対する両
MO8FETのゲート絶縁膜の破壊強度は十分ではない
(2) Furthermore, since the first stage of the input buffer 100 is composed of CMOS inverters Mp, , Mfl, even if a gate protection circuit formed by Rp and Mn is connected, no voltage is applied to the input terminal IN. The breakdown strength of the gate insulating films of both MO8FETs against the applied surge voltage is not sufficient.

また、本発明の背景技術となった第4図の出力バッ7ア
12の問題点を要約すると、下記の如くとなる。
Further, the problems of the output buffer 12 shown in FIG. 4, which are the background art of the present invention, can be summarized as follows.

(3)出力バッファ120入カロジック・スレッシ為ホ
ールド電圧Vithxsを約2.5ボルトに設定すると
ともに出力バッファ12のq−レベル出力時の電流吸込
能力を高めるためには、両MO8FE T  M p4
 * M naの比W/Lをともに互いに等しくかつ大
きな値としなければならず、集積密度向上に対しての阻
害となる。
(3) In order to set the hold voltage Vithxs for the input logic threshold of the output buffer 120 to approximately 2.5 volts and to increase the current sinking ability of the output buffer 12 at the time of q-level output, both MO8FE T M p4
*The ratio W/L of Mna must be both equal and large, which hinders the improvement of the integration density.

(4)出力バッファ12の両MO8FET  Mpa−
Mn4の比W/Lを大きくするとこの両Mp4゜Mn、
のゲート容量も大きくなる。従って、内部論理ブロック
の出力抵抗とこれらゲート容量とが内部論理ブロック1
1のスイッチング速度の低下をもたらす。特に、内部論
理ブロック11の出力段が出力抵抗の大きなMOS  
PETより構成されている場合は、このスイッチング速
度の低下は著しい問題となる。
(4) Both MO8FETs Mpa- of output buffer 12
When the ratio W/L of Mn4 is increased, both Mp4゜Mn,
The gate capacitance of is also increased. Therefore, the output resistance of the internal logic block and the gate capacitance of the internal logic block 1
This results in a reduction in switching speed of 1. In particular, the output stage of the internal logic block 11 is a MOS with a large output resistance.
When constructed from PET, this reduction in switching speed becomes a significant problem.

(5)出力バッ7ア12がM O8F E T  M 
P 4−Mn4 Kより構成されているため、伝播遅延
時間の出力負荷容量Cxに対する依存性が大きい。特に
、出力バッファ12の出力に多数のTTL回路14の入
力端子に接続される場合は、この問題点は重要となる。
(5) Output buffer 12 is M O8F E T M
Since it is composed of P4-Mn4K, the dependence of the propagation delay time on the output load capacitance Cx is large. This problem becomes particularly important when the output of the output buffer 12 is connected to the input terminals of a large number of TTL circuits 14.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的とするところは、0MO8レベルの入力信
号が印加されることにより0M08レベルの出力信号を
発生する内部論理ブロックと、この内部論理ブロックの
ためのTTL−0M08レベル変換の如きレベル変換用
人カパッ7アおよび/または0MO8−TTLレベル変
換の如キレベル変換用出力バッ7アとを有する半導体集
積回路装置において、集積密度の向上を可能とするとと
もに、上記入力バッファおよび/または上記出力バッ7
アの動作速度の出力容量依存性を小さくし、またかかる
動作速度を向上することにある。
The object of the present invention is to provide an internal logic block that generates an output signal of 0M08 level when an input signal of 0MO8 level is applied, and a level converter such as TTL-0M08 level conversion for this internal logic block. In a semiconductor integrated circuit device having a capacitor 7a and/or an output buffer 7a for level conversion such as 0MO8-TTL level conversion, the integration density can be improved, and the input buffer and/or the output buffer 7a can be improved.
The object of the present invention is to reduce the dependence of the operating speed of the motor on the output capacitance and to improve the operating speed.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本発明細書の記述および添付図面から明らかとなるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of the invention and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

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、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、0M08レベルで動作する内部論理ブロック
のためのTTL−CMOTレベル変換用変換用ツカバッ
ファル変換器においては、そのレベル変換器の出力容量
の充電もしくは放電を実行する出力トランジスタをバイ
ポーラ・トランジスタによって構成することにより、M
OS  FETと比較してバイポーラ・トランジスタは
小さな素子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅
率が大きく、大きな充電電流もしくは放電電流が得られ
るという作用により、入力バッファの伝播遅延時間およ
びその容量依存性を小さくするという目的を達成するこ
とができる。
That is, in a converting buffer converter for TTL-CMOT level conversion for an internal logic block that operates at the 0M08 level, the output transistor that charges or discharges the output capacitance of the level converter is configured with a bipolar transistor. By this, M
Compared to an OS FET, a bipolar transistor has a small output resistance and a large current amplification factor even with a small element size, and a large charging or discharging current can be obtained, which reduces the propagation delay time of the input buffer and its capacitance dependence It is possible to achieve the purpose of reducing the

また、0M08レベルで動作する内部論理ブロックのた
めの0MO8−’I’TLレベル変換用出力パッファの
レベル変換器においては、そのレベル変換器の出力負荷
容量の充電もしくは放電を実行する出カド2ンジスタを
バイポーラ・トランジスタによりて構成することにより
、MOS  FETと比較してバイポー2・トランジス
タは小さな素子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流
増幅率が大きく、大赦な充電電流もしくは放電電流が得
られるという作用により、入力バッファの伝播遅延時間
およびその容量依存性を小さくするという目的を達成す
ることができる。
In addition, in the level converter of the output buffer for converting the 0MO8-'I'TL level for the internal logic block that operates at the 0M08 level, an output 2 transistor is used to charge or discharge the output load capacitance of the level converter. By configuring the transistor with a bipolar transistor, the bipolar transistor has a small output resistance and a large current amplification factor even though the element size is small compared to a MOS FET, and a generous charging current or discharging current can be obtained. Accordingly, the purpose of reducing the propagation delay time of the input buffer and its capacity dependence can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例を図面に沿りて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第6IiAは本発明の実施例による論理用半導体集積回
路装置ICのブロック図を示し、第1図の入力バッファ
lOの動作と同様の動作を実行するTTL−CM08レ
ベル変換用人カパッファ20゜第1図の内部論理ブロッ
ク11と同様に0M08レベルで動作する内部論理ブロ
ック21.第1図の出力バッファの動作と同様の動作を
実行するC謝 MO8−T’I’Lレベル変換用出変換用出力クツ7ア
22各回路20,21.22は30番端子を介して5ボ
ルトの電源電圧Vccが供給されるとともに31番端子
を介して適正に接地されている。
6IiA shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device IC according to an embodiment of the present invention, in which a TTL-CM08 level converter buffer 20° that performs the same operation as the input buffer IO of FIG. 1 is shown. Internal logic block 21. which operates at the 0M08 level similarly to internal logic block 11 of . The circuits 20, 21, and 22 are connected to the output terminal 7A 22 for output conversion for the MO8-T'I'L level, which performs the same operation as the output buffer shown in FIG. It is supplied with a power supply voltage Vcc of volts and is properly grounded via terminal No. 31.

入カパッツア20は複数のTTL−0MO8レベル変換
器201.202・・・20nを有し、各入力は1番端
子、2番端子・・・19番端子にそれぞれ接続され、各
出力は内部論理ブロック21と回路装置IC内部でアル
ミ+クム配線層により接続されている。
The input capazza 20 has a plurality of TTL-0MO8 level converters 201, 202...20n, each input is connected to the 1st terminal, 2nd terminal...19th terminal, and each output is connected to an internal logic block. 21 and is connected by an aluminum + cum wiring layer inside the circuit device IC.

内部論理ブロック21は0MO8・NANDゲー)21
1,212,213,214さらに0M08− No几
ゲート21(’−1)、211さらに必要に応じて0M
O8・エクスクル−スズORゲート、0MO8・トラン
スミッション・ゲート。
Internal logic block 21 is 0MO8/NAND game) 21
1,212,213,214 further 0M08- No. gate 21('-1), 211 further 0M as necessary
O8 exclusive tin OR gate, 0MO8 transmission gate.

0MO8インバータなどを含んでいる。Includes 0MO8 inverter, etc.

0MO8−NANDゲート211は例えば第7図に示す
ように、PチャンネルM08  FETM、、M鵞とN
チャンネルM08  PET  M、。
The 0MO8-NAND gate 211 is, for example, as shown in FIG.
Channel M08 PET M,.

M4とを含む純CM08回路により構成されている。ま
た、0MO8−NANDゲート211の他の例としては
第8図に示すように、NPNトランジスタQ4.Q!、
抵抗孔、、R,をさらに含む準CM08回路により構成
されることもでき、かかる準CMOS回路はその出力段
がバイポーラ・トランジスタQ、、Q、により構成され
ているため、出力駆動能力が向上され、伝播遅延時間の
出力負荷容量依存性を小さくすることができる。
It is composed of a pure CM08 circuit including M4. Further, as another example of the 0MO8-NAND gate 211, as shown in FIG. 8, an NPN transistor Q4. Q! ,
It can also be constructed by a quasi-CM08 circuit that further includes resistor holes, ,R, and the output stage of such a quasi-CMOS circuit is composed of bipolar transistors Q, ,Q, so that the output drive capability is improved. , the dependence of the propagation delay time on the output load capacitance can be reduced.

また0MO8−NORゲート211は例えば第9図に示
すように、PチャンネルMO8FETM、、M、とNチ
ャンネルMO8FET  M、。
Further, the 0MO8-NOR gate 211 includes, for example, a P-channel MO8FETM, ,M, and an N-channel MO8FETM, as shown in FIG.

M、とを含む純CMOS回路により構成されている。ま
た0MO8−NORゲート21ノの他の例としては第1
0図に示すように、NPN)ランジスタQ+ + Qh
 抵抗R,、R,をさらに含む準CM08回路により構
成されることもでき、かかる準CMOS回路はその出力
段がバイポーラ・トランジスタQ+ 、Qt Kより構
成され【いるため、出力駆動能力が向上され、伝播i4
延時間の出力負荷容量依存性を小さくすることができる
It is composed of a pure CMOS circuit including M. Also, as another example of the 0MO8-NOR gate 21, the first
As shown in figure 0, NPN) transistor Q+ + Qh
It can also be configured by a quasi-CM08 circuit that further includes resistors R, , R, and the output stage of such a quasi-CMOS circuit is composed of bipolar transistors Q+ and QtK, so that the output driving capability is improved. propagation i4
The dependence of the elapsed time on the output load capacity can be reduced.

内部論理ブロック21において、これらの0M08、N
ANDゲート、0MO8−NORゲートはマスタースラ
イス方式もしくはセミカスタムのゲートアレイ方式に従
って、種々の形aK接続される。
In the internal logic block 21, these 0M08, N
AND gates, 0MO8-NOR gates are connected in various forms aK according to the master slice method or semi-custom gate array method.

例えば、第11図に示すように2つの0MO8・NAN
Dゲートを組合せることにより又は第12図に示すよう
に2つの0MO8−NORゲートを組合せることにより
R−8フリ、プ・フロ、プが構成され、第13図に示す
ように4つの0MO8・NORゲートを組合せることK
よりクロック信号Cにより制御されるゲーテイドR−8
7リツプ・70ツブが構成される。
For example, as shown in Figure 11, two 0MO8 NAN
By combining D gates or by combining two 0MO8-NOR gates as shown in FIG. - Combining NOR gates
Gated R-8 controlled by clock signal C
It consists of 7 lips and 70 tubes.

このように、顧客のニーズに対応するマスタースライス
方式もしくはゲートアレイ方式の論理用半導体集積回路
装置ICにおいては、その配線パターンのみを変更する
ことにより入力バッ7ア20のレベル変換器201.2
02・・・20nの出力と内部論理ブロック21の種々
のゲート又はインバータの入力との間は種々の形態で接
続され、同様に内部論理ブロック21の種Aのゲート又
はインバータの出力と出力バッ7ア220レベル変換器
221.222・・・22mの入力との間は種々の形態
で接続される。
In this way, in the master slice type or gate array type logic semiconductor integrated circuit device IC that meets customer needs, the level converter 201.2 of the input buffer 70 can be changed by changing only the wiring pattern.
02...20n and the inputs of various gates or inverters of the internal logic block 21 are connected in various ways, and similarly, the outputs of the type A gates or inverters of the internal logic block 21 and the output buffer 7 are connected in various ways. The inputs of the level converters 221, 222, . . . , 22m are connected in various ways.

出力バッファ22は複数の0MO8−TTIレベル変換
器221.222・・・22mを有し、各出力は20番
端子、21番端子・・・29番端子に接続され【いる。
The output buffer 22 has a plurality of 0MO8-TTI level converters 221, 222, .

入カパッファ200レベル変換器201,202・・・
20nの本質的特徴は、下記の通りである。
Input buffer 200 level converter 201, 202...
The essential features of 20n are as follows.

(1)  各レベル変換器201.202”10nの入
カスレッジ凰ホールド電圧V1th )t’r ’I’
 L ロー vベル入力電圧0.8ボルトとTTL、・
イレベル入力電圧2.0ボルトとの間に設定されている
(1) Input voltage hold voltage V1th of each level converter 201.202"10n)t'r 'I'
L Low vbell input voltage 0.8 volts and TTL,・
The level input voltage is set between 2.0 volts and 2.0 volts.

(2)その入力端子に供給される入力信号に応答して各
レベル変換器201.202・・・20nの出力容量C
sの充電又は放電を実行する出力トランジスタはバイポ
ーラ・トランジスタにより構成されている。
(2) The output capacitance C of each level converter 201, 202...20n in response to the input signal supplied to its input terminal
The output transistor that performs charging or discharging of s is constituted by a bipolar transistor.

さらに、入力バッファ200レベル変換器201゜20
2・・・20flの好しい実施形態上の好適な特徴は下
記の通りである。
Furthermore, an input buffer 200 and a level converter 201゜20
Preferred features of the preferred embodiment of 2...20fl are as follows.

(3)上記(2)の出力容量Csの放電を実行するバイ
ポーラ出力トランジスタQ、のペースとコレクタとの間
にシ璽ットキー・バリア・ダイオードが接続されている
(3) A Schottky barrier diode is connected between the base and collector of the bipolar output transistor Q, which discharges the output capacitance Cs in (2) above.

(4)  各レベル変換器201,202・ 201m
の入力端子に供給される入力信号に応答してその出力に
よりバイポーラ出力トランジスタQ、のペースを駆動す
るための駆動トランジスタQ、のペースとコレクタとの
間に第2のシ璽ットキー・バリア・ダイオードが接続さ
れている。
(4) Each level converter 201, 202, 201m
a second shutter-key barrier diode between the pace and the collector of the drive transistor Q, for driving the pace of the bipolar output transistor Q, with its output in response to an input signal applied to the input terminal of the drive transistor Q; is connected.

(5)各レベル変換器201.202”lOnの出力容
量Csの充電を実行する出力トランジスタもバイポーラ
・トランジスタQ島により構成されている。
(5) The output transistor that performs charging of the output capacitance Cs of each level converter 201.202''lOn is also constituted by a bipolar transistor Q island.

(6)高入力インピーダンスおよび増幅作用とを有する
MOS、<ッファを介して駆動トランジスタQ。
(6) Drive transistor Q via a MOS with high input impedance and amplification effect.

のペース信号又はコレクタ信号が充電用バイポーラ出力
トランジスタQsのペースに伝達される。
The pace signal or collector signal of is transmitted to the pace of the charging bipolar output transistor Qs.

(7)各レベル変換器201,202・・・20nの入
力端子と駆動トランジスタQ、のペースとの間にはレベ
ルシフト用のシ冒ットキー・バリア・ダイオードDIが
接続されている。
(7) A Schottky barrier diode DI for level shifting is connected between the input terminal of each level converter 201, 202, . . . 20n and the gate of the drive transistor Q.

(8)各レベル変換器201.202・・・20.nの
入力端子と駆動トランジスタQ、のペースとの間にはP
NPエミッタ・7オロワ・トランジスタQ。
(8) Each level converter 201.202...20. There is a distance P between the input terminal of n and the pace of the drive transistor Q.
NP emitter 7-lower transistor Q.

とレベルシフト用のPN接合ダイオードD!とが接続さ
れている。
and PN junction diode D for level shift! are connected.

第に4図乃至第31図は、本発明の実施例による入力バ
ッファ200レベル変換器2010種々の回路図を示し
、これら全てのレベル変換器は上記(1)および(2)
の本質的特徴を有している。さらK、これらのレベル変
換器は上記(3)乃至(8)の好適な特徴のうち少なく
とも一個を有している。
4 to 31 show various circuit diagrams of the input buffer 200 and the level converter 2010 according to embodiments of the present invention, all of which are implemented in accordance with (1) and (2) above.
It has the essential characteristics of Furthermore, these level converters have at least one of the preferred features (3) to (8) above.

第14図のレベル変換器201においては、入力端子I
 N、はレベルシフト用のシ曹ットキ・バリア・ダイオ
ードD、のカンードに接続され、その7ノードは駆動ト
ランジスタQ、のペースに接続されている。このダイオ
ードD、の頭方向電圧Vrは0.35ボルト乃至0.4
1ボルトに設定される様に、そのバリア金属の種類およ
びバリア面積が定められる。第15図乃至第31図のレ
ベル変換器シ萱ットキ・バリア・ダイオードD、の順方
向電圧V、も同様に0.35ボルト乃至0.41ボルト
に設定されている。
In the level converter 201 of FIG. 14, the input terminal I
N is connected to the cand of a level-shifting barrier diode D, whose 7th node is connected to the pace of the drive transistor Q. The head voltage Vr of this diode D is 0.35 volts to 0.4 volts.
The type of barrier metal and barrier area are determined so that the voltage is set to 1 volt. The forward voltage V of the switch barrier diode D of the level converter shown in FIGS. 15 to 31 is similarly set to 0.35 volt to 0.41 volt.

さらにm14図においては、駆動トランジスタQ、と放
電用出力トランジスタQ、とはそのカギ形のベース#L
極信号に示されるように、そのペースとコレクタとの間
にはシ1ットキ・バリア・ダイオードDが接続されてい
る。このようにシ117トキ・バリア・ダイオード付き
のクランプド・トランジスタは良く知られているように
、極めて小さい蓄積時間を有する。以下の実施例におい
て、カギ形のベース電他信号を有するトランジスタは、
かかるクランプド・トランジスタであることを示してい
る。尚、放電用出力トランジスタQ、のペースは、その
ペース電荷放電用の5キロオームの抵抗用0を介して接
地電位点に接続されている。
Furthermore, in the m14 diagram, the drive transistor Q and the discharge output transistor Q are connected to their key-shaped base #L.
As shown in the polar signal, a Schittke barrier diode D is connected between the pace and the collector. Clamped transistors with barrier diodes 117 thus have a very small storage time, as is well known. In the following example, a transistor with a key-shaped base electric signal is
This shows that it is such a clamped transistor. Note that the pace of the output transistor Q for discharging is connected to the ground potential point via a 5 kilohm resistor 0 for discharging the pace charge.

また、第14図において、電源電圧Vccとシ冒ットキ
・バリア・ダイオードD、のアノードとの間には18キ
ロオームの抵抗R21と2キロオームの抵抗R11とが
直列接続されている。両抵抗凡、、 、 R,、の共通
接続点は位相反転器としてのPチャンネルMO8FET
  Mp+。のゲートに接続され、そのドレインは充電
用出力トランジスタQ3のペースに接続されている。
Further, in FIG. 14, a resistor R21 of 18 kilohms and a resistor R11 of 2 kilohms are connected in series between the power supply voltage Vcc and the anode of the Schottky barrier diode D. The common connection point of both resistors, , , R, is a P-channel MO8FET as a phase inverter.
Mp+. Its drain is connected to the pace of charging output transistor Q3.

さらに、レベル変換器201がローレベル出力を発生す
る際に、)ランジスタQ、を確実にオフさせるため、ダ
イオードD、が接続されている。
Further, a diode D is connected to ensure that the transistor Q is turned off when the level converter 201 generates a low level output.

充電用出力トランジスタQ、のエミッタにおけるレベル
変換器201の出力は出力容量Csに接続されるととも
に内部論理ブロック21のCMOS・NANDゲート2
11の入力に接続されている。
The output of the level converter 201 at the emitter of the charging output transistor Q is connected to the output capacitor Cs and the CMOS NAND gate 2 of the internal logic block 21.
11 inputs.

また、バイポーラ・トランジスタQ、、Q。Also, bipolar transistors Q,,Q.

Q、の各エミッタ面積は100μ扉乃至144μMに設
定され、さらにこれより小さな面積とすることも可能で
ある。さらに、八408  PETの比W/Lは32/
3乃至64/3の値とされている。
The area of each emitter Q is set to 100 μM to 144 μM, and it is also possible to set the area smaller than this. Furthermore, the ratio W/L of 8408 PET is 32/
The value is 3 to 64/3.

以上の構成を有する914図の実施例においては、下記
の伝播遅延時間およびその出力容量依存性を有すること
が、本発明者により確認された。
The inventor has confirmed that the embodiment shown in FIG. 914 having the above configuration has the following propagation delay time and its output capacitance dependence.

t tHも(ただしC5=QpFの時)−・1.6 n
@ect IILH(ただしC5=OpFの時)・・・
5.7nsecKHL             II
IIjO,4n5ec/pFKLH= 0.4 n5e
c/pF 上記の伝播遅延時間1 FIL r j PLHおよび
出力容量依存性KHL * KLMは、第2図の入力バ
ツ7ア10の特性と比較し、優れたものであることが理
解できる。
t tH also (when C5=QpF) -・1.6 n
@ect IILH (when C5=OpF)...
5.7nsecKHL II
IIjO,4n5ec/pFKLH=0.4 n5e
c/pF It can be seen that the propagation delay time 1 FIL r j PLH and the output capacitance dependence KHL * KLM described above are excellent compared with the characteristics of the input terminal 7a 10 in FIG.

さらに、第14図のレベル変換器201は、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
Furthermore, the level converter 201 in FIG. 14 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)  シ冒ットキ・バリア・ダイオードD、の頭方
向電圧VFは0.35乃至0.41ボルトに設定されト
ランジスタQ+ −Q−のベース・エミッタ間電圧vB
lllVBl!は約0.75ボルトであるため、レベル
変換器2010入カスレツシエホールド電圧Vithは
下記のよ5に設定される。
(1) The head voltage VF of the shield barrier diode D is set to 0.35 to 0.41 volts, and the base-emitter voltage vB of the transistor Q+ -Q-
lllVBl! is about 0.75 volts, so the voltage filter input to the level converter 2010, Vith, is set to 5 as shown below.

Vlth z−V y + VIIll  +Vast
=1.09乃至1.15ボルト (2)レベル変換器201の出力容量Cmの放電もしく
は充電を実行する出力トランジスタQ、 、 Q。
Vlth z−V y + VIIll +Vast
=1.09 to 1.15 volts (2) Output transistors Q, , Q for discharging or charging the output capacitance Cm of the level converter 201.

は出力抵抗が小さなバイポーラ・トランジスタにより構
成されているため、スイッチング動作速度もしくは伝播
遅延時間およびその出力容量依存性を小さくすることが
できる。
Since it is constituted by a bipolar transistor with a small output resistance, the switching operation speed or propagation delay time and its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)飽和領域に駆動されるトランジスタQ、、Q。(3) Transistors Q, ,Q driven into the saturation region.

の各ベースと各コレクタとの間にはそれぞれシ璽ットキ
・バリア・ダイオードが接続されているため、両ト2ン
ジスタQ、、Q、かオンからオフにスイッチ動作するに
際し、その蓄積時間を小さくすることができる。
Since a switch barrier diode is connected between each base and each collector of the transistors, the accumulation time is reduced when both transistors Q, Q, switch from on to off. can do.

(4)抵抗几11 + ’11の共通接続点の電位が上
昇して位相反転用MO8F ET  Mpto 、充電
用出力トランジスタQ1がオフするに際して、MOSF
ET  Mp、、のゲートの入力インピーダンスは非常
に高いため、上記共通接続点からMptoのゲートに流
入する電流は非常に小さくなる。従りて、MO8FET
  Mptoではなくバイポー2・トランジスタにより
て位相反転器を構成する場合と比較すれば、充電用出力
トランジスタQaをオフからオンヘスイッチするための
動作速度が向上される。
(4) When the potential at the common connection point of resistor 11 + '11 rises and the phase inversion MO8FET Mpto and the charging output transistor Q1 turn off, the MOSF
Since the input impedance of the gate of ET Mp, , is very high, the current flowing into the gate of Mpto from the common connection point is very small. Therefore, MO8FET
Compared to the case where the phase inverter is configured with a bipolar transistor instead of Mpto, the operating speed for switching the charging output transistor Qa from off to on is improved.

第15図のレベル変換器201は他のPN接合ダイオー
ドD、が追加されている点のみが第14図のものと相違
し、かかるD4の追加によりレベル変換器のローレベル
出力電圧をさらに低下することができる。
The level converter 201 in FIG. 15 differs from the one in FIG. 14 only in that another PN junction diode D is added, and the addition of this D4 further reduces the low level output voltage of the level converter. be able to.

第15図のレベル変換器201については、その伝播遅
延時間およびその出力容量依存性が、本発明者により下
記の通りli紹された。
Regarding the level converter 201 shown in FIG. 15, its propagation delay time and its output capacitance dependence were introduced by the inventor as follows.

t P)IL (ただしC5=OpFの時)”1.89
nsectset、u(ただしCs−0pFの時)”6
.37nsecKHL             …0
.4 n5ac/pFKLH・・・0.4 n5ec/
pF さらに、第15図のレベル変換器201におい【も、第
14図の場合と同じ理由から希望の特性を得ることがで
きる。
t P)IL (However, when C5=OpF)"1.89
nsectset, u (when Cs-0pF)”6
.. 37nsecKHL…0
.. 4 n5ac/pFKLH...0.4 n5ec/
pF Further, the level converter 201 in FIG. 15 can also obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 14.

第16図のレベル変換器201は駆動トランジスタQ、
のコレクタ接続方法のみが第14図のものと相違し、か
かる第16図のレベル変換器ノ伝播遅延時間およびその
出力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 16 includes a drive transistor Q,
Only the collector connection method in FIG. 14 is different from that in FIG. 14, and the propagation delay time and output capacitance dependence of the level converter in FIG. 16 were confirmed as follows.

tpiu、(ただしC3士OpP′の時)・・・1.8
1nsectpLn(ただしC5=OpFの時戸・・5
.08naecKHL             1j
I0.4 n5ec/pFKLHロー0.4 n5ec
/pF また、第16図のレベル変換器201においても、第1
4図の場合と同じ理由から希望の特性を得ることができ
る。
tpiu (however, when using C3 OpP')...1.8
1nsectpLn (However, when C5=OpF...5
.. 08naecKHL 1j
I0.4 n5ec/pFKLH low 0.4 n5ec
/pF Also, in the level converter 201 of FIG.
Desired characteristics can be obtained for the same reason as in the case of Figure 4.

第17図の各レベル変換器201は位相反転用MO8F
ET  Mp、。のドレインと充電用出カド2ンジスタ
Q、のベースとの間に他のNPNトランジスタQ、が接
続されている点のみが815図のものと相違し、かかる
第17図のレベル変換器の伝播遅延時間およびその出力
容量依存性が下記の通り確認された。
Each level converter 201 in FIG. 17 is a MO8F for phase inversion.
ET Mp,. The only difference from the one in Fig. 815 is that another NPN transistor Q is connected between the drain of the charging output transistor Q and the base of the charging output transistor Q, and the propagation delay of the level converter shown in Fig. 17 is Time and its output capacity dependence were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5==Qppの時)・・・2.
01nsecLpLH(ただしC5w0pFの時) ・
・4.30 naecに、1Lo1o、4nsec/p
F KLI(・=0.4nsec/pF 第18図のレベル変換器201においては、トランジス
タQ、、Q、はシ嘗ットキ・バリア・ダイオード付きの
クランプド・トランジスタであり、放電用出力トランジ
スタQ1 のベースはさ−スミ荷放電用の5キロオーム
の抵抗RI0を介して接地電位点に接続されている。ま
た、トランジスタQ。
t PHL (However, when C5==Qpp)...2.
01nsecLpLH (when C5w0pF) ・
・4.30 naec, 1Lo1o, 4nsec/p
F KLI (.=0.4 nsec/pF In the level converter 201 in FIG. The transistor Q is connected to the ground potential point via a 5 kilohm resistor RI0 for discharging the electric charge.

のコレクタにはコレクタ電流制限用の20キロオームの
抵抗R11が接続されている。
A 20 kilohm resistor R11 for collector current limitation is connected to the collector.

電源電圧Vccとシ■ットキ・バリア・ダイオードD、
のアノードとの間には18キロオームの抵抗R1,と2
キロオームの抵抗几、tとが直列に接続されている。両
抵抗几、1.几9.の共通接続点は充電用出力トランジ
スタとしてのPチャンネル間O8FET  MP++の
ゲートに接続されている。
Power supply voltage Vcc and shuttling barrier diode D,
18 kilohm resistors R1 and 2 are connected between the anode and the anode.
A kilo-ohm resistor, t, is connected in series. Both resistances, 1.几9. The common connection point of is connected to the gate of a P-channel O8FET MP++ as a charging output transistor.

また、このMP++の比W/Lは64/3である、。Further, the ratio W/L of this MP++ is 64/3.

かかる第18図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下肥の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 18 and its output capacitance dependence were clearly confirmed.

tpuL(ただしC5=OpFO時) ・・・1.9 
n5ectpLH(ただしC5=OpFの時) −・・
2,9 n5ecKILL             
  j−0,4n5ec/pFKLH…1.3nsec
/pF さらに、第18図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
tpuL (when C5=OpFO)...1.9
n5ectpLH (when C5=OpF) -...
2,9 n5ecKILL
j-0,4n5ec/pFKLH...1.3nsec
/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 18 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)第14図の場合と同様に、レベル変換器2010
入カスレツジ1ホールド電圧v+ thを1.09乃至
1.15ボルトに設定することができる。
(1) As in the case of FIG. 14, the level converter 2010
The input voltage 1 hold voltage v+th can be set between 1.09 and 1.15 volts.

(2)レベル変換器201の出力容量CSの放電を実行
する出力トランジスタQ、は出力抵抗の小さなバイポー
ラ・トランジスタにより構成されているため、出力容量
放電時のスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性を小さくすることができる8 (3)  第14図の場合と同様に、トランジスタQ+
+Q1.の蓄積時間を小さくすることができる。
(2) Since the output transistor Q that discharges the output capacitance CS of the level converter 201 is composed of a bipolar transistor with small output resistance, the switching operation speed or propagation delay time when discharging the output capacitance and its output Capacitance dependence can be reduced8 (3) As in the case of Fig. 14, the transistor Q+
+Q1. The accumulation time can be reduced.

第19図のレベル変換器201においては、トランジス
タQI、Q!はシ曹ットキ・バリア・ダイオード付きの
クラ/ブト・トランジスタであり、放電用出力トランジ
スタQ、のベースはベース電荷放電用の5キロオームの
抵抗几、。を介して接地電位点に接続されている。トラ
ンジスタQ、のコレクタには8キロオームの負荷抵抗R
7,が接続され、電源電圧Vccとシ1ットキ・バリア
・ダイオードD、のアノードとの間には20キロオーム
の抵抗几、4が接続されている。駆動トランジスタQ、
のコレクタ信号は充電用出力トランジスタとしてのNチ
ャンネルMO8FET  Mnuのゲートに接続されて
いる1、また、このMnHの比W/Lは64/3に設定
されている。
In the level converter 201 of FIG. 19, transistors QI, Q! is a club/button transistor with a barrier diode, and the base of the discharge output transistor Q is a 5 kilohm resistor for discharging the base charge. is connected to the ground potential point via. A load resistance R of 8 kilohms is placed on the collector of the transistor Q.
7, is connected, and a 20 kilohm resistor 4 is connected between the power supply voltage Vcc and the anode of the Schittke barrier diode D. drive transistor Q,
The collector signal of 1 is connected to the gate of an N-channel MO8FET Mnu as a charging output transistor, and the ratio W/L of this MnH is set to 64/3.

かかる第19図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 19 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tpsu、(ただしC5=QpFの時) …1.1 n
aectpLH(ただしC5=OpF”の時) ”4.
8nsecKHL             …0.3
nsec/pFKt、+i             
1嘩#2.0nsec/p?さらに、第19図のレベル
変換器201は、第18図の場合と同様な理由により希
望の特性な得ることかできる。
tpsu, (when C5=QpF)...1.1 n
aectpLH (when C5=OpF") "4.
8nsecKHL...0.3
nsec/pFKt, +i
1 fight #2.0nsec/p? Furthermore, the level converter 201 in FIG. 19 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 18.

第20図のレベル変換器201においては、トランジス
タQ、、Q、は同様にクラ/ブト・トランジスタであり
、放電用出力トランジスタQ1のベースにはベース電荷
放電用の5キロオームの抵抗几、。を介して接地電位点
に接続されている。トランジスタQ、のコレクタには1
0キロオームの負荷抵抗R0゜が接続され、電源電圧V
ccとシ■ットキ・バリア・ダイオードD、のアノード
との間には20キロオームの抵抗几、4が接続されてい
る。駆動トランジスタQ、のコレクタ信号は増幅用トラ
ンジスタとしてのNチャンネルMOI  FE jr 
 M n Isのゲートに印加され、Mn+s(’)比
W/Lは32/3に設定され、Mn+sのドレインには
20キロオームの負荷抵抗R8,が接続されている。M
n+sのドレイン信号は増幅用トランジスタと1.ての
Pチャンネル間O8k”ET  Mp+sのゲートに印
加され、Mp、、の比W/Lは64/3に設定され、M
p、、のドレインには10キロオームの負荷抵抗かつ充
電用バイポーラ出力トランジスタQ、のベース電荷放電
用抵抗としての几3.が接続されている。
In the level converter 201 of FIG. 20, the transistors Q, , Q, are likewise club/button transistors, and the base of the discharging output transistor Q1 has a 5 kilohm resistor for discharging the base charge. is connected to the ground potential point via. 1 at the collector of transistor Q.
A load resistance R0° of 0 kilohm is connected, and the power supply voltage V
A 20 kilohm resistor 4 is connected between cc and the anode of the Schottky barrier diode D. The collector signal of the drive transistor Q is an N-channel MOI FE jr as an amplification transistor.
It is applied to the gate of MnIs, the Mn+s(') ratio W/L is set to 32/3, and a 20 kilohm load resistor R8 is connected to the drain of Mn+s. M
The drain signal of n+s is connected to the amplification transistor and 1. O8k”ET between all P channels is applied to the gate of Mp+s, the ratio W/L of Mp, , is set to 64/3, and M
3. A load resistor of 10 kilohms is installed at the drain of p, , and a resistor for discharging the base charge of the bipolar output transistor Q for charging. is connected.

かかる第20図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 20 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=OpFの時ル”2.2ns
ectpLn(ただしC5=OpFの時戸゛7.5 n
aecKl(L             =0.4 
naec/pFKL)I             ・
・・0.4naec/pFさらに、第20図のレベル変
換器201は、下記理由により希望の特性を得ることが
できる。
t PHL (However, when C5=OpF
ectpLn (However, when C5=OpF, 7.5 n
aecKl(L = 0.4
naec/pFKL)I ・
...0.4 naec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 20 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)第14図の場合と同様に、レベル変換器2010
入カスレツジ、ホールド電圧Vithを1.09乃至1
.15ボルトに設定することができる。
(1) As in the case of FIG. 14, the level converter 2010
Input voltage and hold voltage Vith from 1.09 to 1
.. It can be set to 15 volts.

(2)第14図の場合と同様に、出力容jlCmの充放
電におけるスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時間
およびその出力容量依存性を小さくすることができる。
(2) As in the case of FIG. 14, the switching operation speed or propagation delay time during charging and discharging of the output capacitor jlCm and its dependence on the output capacitance can be reduced.

(3)第14図の場合と同様に、トランジスタQt+Q
、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of Fig. 14, transistor Qt+Q
, the accumulation time can be reduced.

(4)駆動トランジスタQ、のコレクタ電位が上昇して
充電用出力トランジスタQ、がオフからオンにスイッチ
動作するに際し、増幅用MO8FETであるMntsと
Mp、、とはQ、のコレクタ電位変化を増幅してQ、の
ベースに伝達するばかりでハナク、M2S  FET 
 Mntsのグーh人力インピーダンスが極めて大きい
ことによりQ!のコレクタからQ、のベースへの大きな
ベース電流の直接流入を禁止するため、出力トランジス
タQ。
(4) When the collector potential of the drive transistor Q rises and the charging output transistor Q switches from off to on, the amplifying MO8FETs Mnts and Mp amplify the change in the collector potential of Q. Just transmit it to the base of Q, Hanak, M2S FET
Due to the extremely large human power impedance of Mnts, Q! output transistor Q, to prohibit direct inflow of large base current from the collector of Q to the base of Q.

のスイッチング速度を向上することができる。switching speed can be improved.

第21図のレベル変換器201においては、Q、。In the level converter 201 of FIG. 21, Q.

Q、はクランプド・トランジスタ、D、はレベルシフト
用のシ鱈ット−r・バリア・ダイオードであり、抵抗垢
@、現、 、 R,、はそれぞれ5キロオーA、20キ
ロオーム、8キロオームに設定されてイル。駆動トラン
ジスタQ、のコレクタ信号は電圧増帳器としての0MO
8インバータを構成するPチャンネルM08  FET
  Mp+aとNチャンネルMOB  FET  Mn
+4の両ゲートニ印加され、pfjMo 8  F E
 T  M p141 M nuのドレイン信号は充電
用出力トランジスタとしてのPチャンネルM08  F
ET  Mp++のゲートに印加される。Mp、4.M
n+4+M p+tの各地W/Lはそれぞれ24/3.
22/3.64/3に設定され【いる。
Q, is a clamped transistor, D, is a barrier diode for level shifting, and the resistors are set to 5 kOhm, 20 kohm, and 8 kohm, respectively. It's been done. The collector signal of the drive transistor Q is 0MO as a voltage multiplier.
P-channel M08 FETs forming 8 inverters
Mp+a and N channel MOB FET Mn
+4 is applied to both gates, pfjMo 8 F E
The drain signal of T M p141 M nu is a P channel M08 F as a charging output transistor.
Applied to the gate of ET Mp++. Mp, 4. M
The local W/L for n+4+M p+t is 24/3.
It is set to 22/3.64/3.

かかる、第21図のレベル変換器201の伝播遅延時間
およびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 21 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tpuL(ただしC5=OpFの時)・・・2.02n
sectphu(ただしCs = Op F”の時)”
4.27naecKHL            −−
・0.42nsec/pFKLH・・・1.32nse
c/pF さらに%第21図の各レベル変換器201は、下記の理
由により希望の特性を得ることができる。
tpuL (when C5=OpF)...2.02n
sectphu (when Cs = Op F")"
4.27naecKHL --
・0.42nsec/pFKLH...1.32nsec
c/pF Furthermore, each level converter 201 in FIG. 21 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)第14図の場合と同様に、レベル変換器201の
入力スレッジ、・ホールド電圧Vithを1.09乃至
1.15ボルトIc設定することができる。
(1) As in the case of FIG. 14, the input threshold and hold voltage Vith of the level converter 201 can be set to 1.09 to 1.15 volts Ic.

(2)  レベル変換器201の出力容量C3の放電を
実行する出力トランジスタQ1は出力抵抗の小さなバイ
ポー2・トランジスタにより構成されているため、出力
容量放電時のスイッチング動作速度もしくは伝播遅延時
間およびその出力容量依存性を小さくすることができる
(2) Since the output transistor Q1 that discharges the output capacitance C3 of the level converter 201 is composed of a bipolar 2 transistor with small output resistance, the switching operation speed or propagation delay time when discharging the output capacitance and its output Capacity dependence can be reduced.

(3)第14図の場合と同様に、トランジスタQ++Q
、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of Fig. 14, transistor Q++Q
, the accumulation time can be reduced.

第22図のレベル変換器201において):、Q。In the level converter 201 of FIG. 22):,Q.

は放電用出力トランジスタとしてのクランプド・トラン
ジスタであり、入力端子IN、にはレベルシフト用のシ
w+yトキ・バリア・ダイオードD。
is a clamped transistor as an output transistor for discharging, and the input terminal IN is connected to a barrier diode D for level shifting.

のカソードが接続されている。D、のアノードとQ。The cathode of is connected. Anode of D and Q.

のベースとの間にはレベルシフト用のPN接合ダイオー
ドD、が接続され、電源電圧VccとDI。
A PN junction diode D for level shifting is connected between the base of the power supply voltage Vcc and DI.

D、の両アノードとの間には10キロオームと等しい抵
抗値に定められた抵抗1(+16 、R’toが直列接
続され、入力端子IN、とQ、のベースとの間には、ベ
ース電荷放電用のシ讐ットキ・バリア・ダイオードD、
が接続されている。
A resistor 1 (+16, R'to) with a resistance value equal to 10 kilohms is connected in series between both anodes of D, and a base charge is connected between the input terminal IN and the base of Q. Discharge barrier diode D,
is connected.

抵抗几、、 、 R,。の共通接続点は充電用出力トラ
ンジスタとしてのPチャンネルMO8FETM p、、
のゲートに接続され、M p、、の比W/Lは64/3
に設定されている。
Resistance 几, , R,. The common connection point is a P-channel MO8FETM p, , as a charging output transistor.
The ratio W/L of M p, , is 64/3.
is set to .

かかる、第22図のレベル変換器の伝播遅延時間および
その出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter shown in FIG. 22 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=QpFO時)−2,44n
sectpt、u(ただしCa=OpFの時) −・−
5,41n5ecKHL             …
1.0nsec/pFKLH−5,3nsec/pF さらに、第22図のレベル変換器201は、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
t PHL (when C5=QpFO) -2,44n
sectpt, u (when Ca=OpF) −・−
5,41n5ecKHL...
1.0 nsec/pFKLH-5,3 nsec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 22 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)シ震ットキ・バリア・ダイオードD1の順方向電
圧VFは0.35乃至0741ボルトに設定され、PN
接合ダイオードD、の順方向電圧V、は0.75ボルト
に、トランジスタQ、のベース・エミッタ間電圧VBg
lは0.75ボルトであるため、トランジスタQ、がオ
ンとなるためのレベル変換器2010入カスレツシユホ
ールド電圧■目りは下記のように設定される。
(1) The forward voltage VF of the barrier diode D1 is set to 0.35 to 0741 volts, and PN
The forward voltage V, of the junction diode D, is 0.75 volts, and the base-emitter voltage VBg of the transistor Q,
Since l is 0.75 volts, the threshold voltage input to the level converter 2010 for turning on the transistor Q is set as follows.

Vith=−Vpl+Lrs+Vaax=1.09乃至
1.15ボルト (2)出力容量C3の放電を実行する出力トランジスタ
Q、は出力抵抗の小さなバイポーラ・トランジスタによ
り構成されているため、スイッチング時間もしくは伝播
遅延時間およびその出力容量依存性を小さくすることが
できる。
Vith=-Vpl+Lrs+Vaax=1.09 to 1.15 volts (2) Since the output transistor Q, which discharges the output capacitance C3, is composed of a bipolar transistor with small output resistance, the switching time or propagation delay time and Its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)トランジスタQ1はり2ンプド・トランジスタで
あるため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Since the transistor Q1 is a double-amplified transistor, its storage time can be reduced.

第23図のレベル変換器201においては、Q++Q、
はクランプド・トランジスタ、D、はレベルシフト用の
シ璽ットキ・バリア・ダイオードであり、抵抗几、。、
 R14,R,、はそれぞれ5キロオーム、20キロオ
ーム、8キロオームに設定されている。駆動トランジス
タQ、のコレクタ信号は電圧増幅器としてのCMOSイ
ンバータを構成するPチャンネルMO8FET  Mp
r4とNチャンネ、xl(C8FET  Mntiの両
ゲートに印加され、両MO8FETのドレイン出力はス
イッチ用のPチャンネルMO8FET  Mp、、のゲ
ートに印加される。M R14t M n+4# M 
pII+の各地W/Lはそれぞれ24/3.32/3.
64/3に設定されている。
In the level converter 201 of FIG. 23, Q++Q,
is a clamped transistor, D is a shuttling barrier diode for level shifting, and is a resistor. ,
R14, R, are set to 5 kilohms, 20 kilohms, and 8 kilohms, respectively. The collector signal of the drive transistor Q is a P-channel MO8FET Mp that constitutes a CMOS inverter as a voltage amplifier.
r4 and N-channel, xl (applied to both gates of C8FET Mnti, and the drain outputs of both MO8FETs are applied to the gate of P-channel MO8FET Mp, for switching. M R14t M n+4# M
pII+ local W/L is 24/3.32/3.
It is set to 64/3.

M OS  F E T  M p+ sのドレイン出
力は充電用出力トランジスタとしてのバイポーラ・トラ
ンジスタQ、のベースに印加されている。
The drain output of MOSFETMp+s is applied to the base of a bipolar transistor Q, which serves as a charging output transistor.

かかる、第23図のレベル変換器の伝播遅延時間および
その出力容量依存性が下記の通り硝關された。
The propagation delay time of the level converter shown in FIG. 23 and its output capacitance dependence were examined as follows.

t PHL (ただしC5=QpFO時)−5,07n
5ectpL)+(ただしC5=OpFO時)−5,Q
 9 n5ecKHL             =0
.4 n5ec/pFKLHl−0,4n5ec/pF さらに、第23図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
t PHL (when C5=QpFO) -5,07n
5ectpL) + (when C5=OpFO) -5,Q
9 n5ecKHL =0
.. 4 n5ec/pFKLHl-0, 4n5ec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 23 can obtain desired characteristics for the following reason.

(])第14図の場合と同様に、レベル変換器2010
入カスレツシユホールド電圧vithを1.09乃至1
.15ボルトに設定することができる。
(]) As in the case of Fig. 14, the level converter 2010
Set the input threshold voltage between 1.09 and 1.
.. It can be set to 15 volts.

(2)第14図の場合と同様に、出力容1kCsの充放
電におけるスイッチング動作速度もしくは伝播)!!延
時間およびその出力容量依存性を小さくすることができ
る。
(2) As in the case of Fig. 14, the switching operation speed or propagation during charging and discharging with an output capacity of 1 kCs)! ! The elongated time and its dependence on output capacity can be reduced.

(3)第14図の場合と同様に、トランジスタQ++Q
、の蓄積時間を小さくすることができる。
(3) As in the case of Fig. 14, transistor Q++Q
, the accumulation time can be reduced.

(41駆動トランジスタQ、のコレクタ電位が上昇して
充電用出カド2/ジスタQ3がオフからオンにスイッチ
動作するに際し、CMOSインバータM p、、 、 
M n+4はQ、のコレクタ電位変化を増幅してQ、の
ベースに伝達するばかりではなく、MOS  F’ E
 T  M l)+4 、M n+4のゲート入力イン
ピーダンスが極めて大きいことによりQ、のコレクタか
らQ、のベースへの大きなベース電流の直接流入を禁止
するため、出力トランジスタQ、のスイッチング速度を
向上することができる。
(When the collector potential of the 41 drive transistor Q rises and the charging output 2/transistor Q3 switches from off to on, the CMOS inverter Mp, ,
M n+4 not only amplifies the collector potential change of Q and transmits it to the base of Q, but also MOS F' E
To improve the switching speed of the output transistor Q, since the gate input impedance of T M l)+4 and M n+4 is extremely large, which prohibits a large base current from flowing directly from the collector of Q to the base of Q. Can be done.

第24因のレベル変換器201は充電用出力トランジス
タQ、のベース電荷放電用の10キロオームの抵抗R1
6がQ、のベース・エミッタ間に接続されている点のみ
が第23図のものと相違し、かかる第24図のレベル変
換器201についても、その伝播遅延時間およびその出
力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 of the 24th factor is a 10 kilohm resistor R1 for discharging the base charge of the charging output transistor Q.
The only difference from the level converter 201 in FIG. 23 is that 6 is connected between the base and emitter of Q, and the propagation delay time and output capacitance dependence of the level converter 201 in FIG. 24 are as follows. It was confirmed as follows.

tpHh(ただしC5=QpFの時)・・−6,2ns
ectpLn(ただしC5=QpFO時)・−4,9n
aecKHL                Ijj
o、4nsec/pFKLH・・・0.4nsec/p
F さらに、第24図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
tpHh (when C5=QpF)...-6,2ns
ectpLn (when C5=QpFO) -4,9n
aecKHL Ijj
o, 4nsec/pFKLH...0.4nsec/p
F Furthermore, the level converter 201 in FIG. 24 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

8g25図のレベル変換器201は、放電用出力トラン
ジスタQ、のベース電荷放電回路の抵抗R3゜が1.5
キロオームの抵抗R11+ 、3キロオームの抵抗R1
,、クランプド・トランジスタQ6により構成されたア
クティブ・プルダウン回路によりm換され、充電用臼カ
ド2ンジスタQ、のペース電荷を放電するためのシ璽ッ
トキ・バリア・ダイオードがQ、のベースとQ、のコレ
クタとの間に接続されている点のみが第24図のものと
相違し、かかる第25図についても、その伝播遅延時間
およびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
In the level converter 201 shown in Figure 8g25, the resistance R3 of the base charge discharging circuit of the discharging output transistor Q is 1.5.
kohm resistor R11+, 3 kohm resistor R1
, , is switched by an active pull-down circuit constituted by a clamped transistor Q6, and a shut-off barrier diode for discharging the pace charge of the charging transistor Q is connected to the base of Q and Q, The only difference from the one shown in FIG. 24 is that it is connected to the collector of FIG.

tPHL(ただしCs=OpF f)R) ・・・6.
6 n5ectpLu(ただしC5=OpFの時) ・
・・5.3 n5ecKHL            
  …0.4 n5ac/pFKLH…0.4 n5e
c/pF さらに、第25図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
tPHL (Cs=OpF f)R)...6.
6 n5ectpLu (when C5=OpF) ・
・・5.3 n5ecKHL
…0.4 n5ac/pFKLH…0.4 n5e
c/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 25 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第26図のレベル変換器201は、第25図のアクティ
ブ・プルダウン回路R,,,几、。+Qa と同じアク
ティブ・プルダウン回路によって放電抵抗R1゜が置換
されている点のみが第24図のものと相違し、かかる第
26図についても、その伝播遅延時間およびその出力容
量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 26 is the active pull-down circuit R, , , , in FIG. 25. The only difference from the one in Fig. 24 is that the discharge resistor R1° is replaced by the same active pull-down circuit as +Qa, and the propagation delay time and its output capacitance dependence in Fig. 26 are as follows. confirmed.

t FIL (ただしC5=OpFの時)−8,62n
sectPLH(ただしC5=OpFの時)・−・4,
7nsecKHL             …0.4
 n5ec/pFKLH…0.4 n5ec/pF さらに、第26図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
t FIL (when C5=OpF) -8,62n
sectPLH (when C5=OpF) ---4,
7nsecKHL…0.4
n5ec/pFKLH...0.4 n5ec/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 26 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第27図のレベル変換器201においては、ノ(イボ−
2・トランジスタQ1.Q!、Q、はそれぞれ放電用出
力トランジスタ、駆動トランジスタ。
In the level converter 201 of FIG.
2.Transistor Q1. Q! , Q are a discharge output transistor and a drive transistor, respectively.

充電用量カド2/ジスタであり、D、、D、はそれぞれ
レベルシフト用のシ冒ット争・バリア・ダイオード、P
N接合ダイオードであり、”14 + ”16 *R□
、R□はそれぞれ20キロオーム、8キロオーム、10
キロオーム、10キロオームの抵抗であり、M pis
 、 M n+6はそれぞれPチャンネルM08  F
ET、NチャンネルMO8FE’rであり、両” pi
s + M n 16の比W/Lはともに32/3と等
しい値に設定されている。
The charging capacity is Cado 2/Dista, and D, D, and D are the barrier diodes and barrier diodes for level shifting, respectively.
It is an N-junction diode, “14 +”16 *R□
, R□ are 20 kilohms, 8 kilohms, and 10 kilohms, respectively.
kilo ohm, 10 kilo ohm resistance, M pis
, M n+6 are each P channel M08 F
ET, N channel MO8FE'r, both "pi"
The ratio W/L of s + M n 16 is both set to a value equal to 32/3.

特に、 M pH@ 、 M n、11 、 Q、 、
 QBが低出力抵抗の準CMOSインバータ型の増幅器
である点に特徴がある。
In particular, M pH@ , M n,11 , Q, ,
The QB is characterized in that it is a quasi-CMOS inverter type amplifier with low output resistance.

かかる第27図のレベル変換器201の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The propagation delay time of the level converter 201 shown in FIG. 27 and its output capacitance dependence were confirmed as follows.

tp+u、(ただしC5=OpFの時)”5.48ns
ectpx、n(ただしC5=OpFの時)−・・5.
23nsecKHL              ・・
・0.37nsec/pFKLH・・・0.38nse
c/pF さらに、第27図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
tp+u, (when C5=OpF)"5.48ns
ectpx, n (when C5=OpF) --- 5.
23nsecKHL...
・0.37nsec/pFKLH...0.38nsec
c/pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 27 can obtain desired characteristics for the following reason.

(1)シ田ットキ・バリア・ダイオードD、の順方向電
圧vFは0.35乃至0.41ボルト、トランジスpQ
tのペース・エミッタ関電圧Vagz ハ0.75ボル
ト、PN接合ダイオードD、の順方向電圧VF8は0.
75ボルトに設定されているため、トランジスタQtの
オン・オフ動作に関するレベル変換器2010入カスレ
ツシユホールド電圧Vlthは下記のように設定される
(1) The forward voltage vF of the barrier diode D is 0.35 to 0.41 volts, and the transistor pQ
The pace-emitter voltage Vagz of t is 0.75 volts, and the forward voltage VF8 of the PN junction diode D is 0.75 volts.
Since it is set to 75 volts, the threshold voltage Vlth input to the level converter 2010 regarding the on/off operation of the transistor Qt is set as follows.

Vith=Vrt+Vazz+Vra =1.09乃至1.15ボルト (2)出力容量Csの放電もしくは充電を実行する出力
トランジスタQ、、Q、は出力抵抗の小さなバイポーラ
・トランジスタにより構成されているため、スイッチン
グ動作速度もしくは伝播遅延時間およびその出力容量依
存性を小さくすることかできる。
Vith = Vrt + Vazz + Vra = 1.09 to 1.15 volts (2) The output transistors Q, Q, which discharge or charge the output capacitance Cs, are composed of bipolar transistors with small output resistance, so the switching operation speed is low. Alternatively, the propagation delay time and its output capacitance dependence can be reduced.

(3)Q+ lQtはクランプド・トランジスタである
ため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Since Q+lQt is a clamped transistor, its accumulation time can be reduced.

(4)ffi動トランジスタQt’のコレクタ電位変化
は準CMOSインバータMP+s + Mn+e p 
Qm * Q+により増幅されて出力に伝達されている
ため、出力波形変化速度を向上することができる。
(4) The collector potential change of the ffi dynamic transistor Qt' is the quasi-CMOS inverter MP+s + Mn+e p
Since it is amplified by Qm*Q+ and transmitted to the output, the output waveform change speed can be improved.

第28図のレベル変換器201は、トランジスタQtの
コレクタ負荷が抵抗現。ではなく、PN接合ダイオード
D、 、 D、。と5キロオームの抵抗R2婁により構
成されている点のみが第27図のものと相違し、かかる
第28図のレベル変換器の伝播遅延時間およびその出力
容量依存性が下記の通り確認された。
In the level converter 201 of FIG. 28, the collector load of the transistor Qt is a resistance. rather than PN junction diodes D, , D,. It differs from the one shown in FIG. 27 only in that it is constituted by a resistor R2 of 5 kilohms, and the propagation delay time of the level converter shown in FIG.

tpnL(ただしC5=OpFの時)・−・6.66n
sectpt、n(ただしC5==opF’の時)・・
4.16nsecKHL             =
0.42nsec/pF’KLH…0.37nsec/
pF さらに、第28図のレベル変換器201は、第27図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
tpnL (when C5=OpF) --- 6.66n
sectpt, n (when C5==opF')...
4.16nsecKHL=
0.42nsec/pF'KLH...0.37nsec/
pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 28 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 27.

第29図のレベル変換器201は、トランジスタQsを
確実にオフさせるためのPN接合ダイオードD、が接続
され、トランジスタQ、のベース電荷を放電させるため
のシ嘗ットキ・バリア・ダイオードD?が接続されてい
る点のみが第23図のものと相違し、かかる第29図の
レベル変換器201についても、その伝播遅延時間およ
びその出力容量依存性が下記の通り確認された。
The level converter 201 in FIG. 29 is connected with a PN junction diode D for reliably turning off the transistor Qs, and a switch barrier diode D? for discharging the base charge of the transistor Q. The only difference from the level converter 201 shown in FIG. 23 is that the level converter 201 shown in FIG.

t PHL (ただしC5=OpFの時)・・−1,7
21sectpbu(ただしC5=OpFの時)”5.
44nsecKHL            ・・・0
.32nsec/pFKLH=−0,29nsec/ 
pF さらに、第29図のレベル変換器201は、第23図の
場合と同様な理由により希望の特性を得ることができる
t PHL (However, when C5=OpF)...-1,7
21 sec pbu (when C5=OpF)"5.
44nsecKHL...0
.. 32nsec/pFKLH=-0,29nsec/
pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 29 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第30図のレベル変換器は、第29図において抵抗RI
4が25キロオームの抵抗R1,、と5キロオームの抵
抗凡宜、とによって置換され、抵抗R+s7!l’比W
/Lが24/3に設定されたPチャンネルM08  F
ET  Mpl?によって置換されている点のみが第2
9図のものと相違している。Mp+tはQ、の能動負荷
素子として動作するため、増幅器Q* + M pI?
の電圧利得は極めて大きな値となる。
The level converter of FIG. 30 has a resistor RI in FIG.
4 is replaced by a resistor R1 of 25 kilohms, and a resistor R1 of 5 kilohms, and a resistor R+s7! l' ratio W
P channel M08 F with /L set to 24/3
ET Mpl? Only the points replaced by
This is different from the one in Figure 9. Since Mp+t acts as an active load element of Q, the amplifier Q* + M pI?
The voltage gain of is extremely large.

かかる第30図についても、伝播遅延時間およびその出
力容量依存性が下記の通り確認された。
Regarding FIG. 30 as well, the propagation delay time and its dependence on output capacitance were confirmed as follows.

t PHL (ただしC5=OpFO時)・・・2.2
nsectpLu(ただしC5=OpFの時戸・・5.
2 n5ecKHL            ・・・0
.4 n5ec/pFKLH,−=0.3 n5ec/
pF さらに、第30図のレベル変換器201は、第23図の
場合と−1様な理由により希望の特性を得ることができ
る。
t PHL (However, when C5=OpFO)...2.2
nsectpLu (however, when C5=OpF...5.
2 n5ecKHL...0
.. 4 n5ec/pFKLH, -=0.3 n5ec/
pF Furthermore, the level converter 201 in FIG. 30 can obtain desired characteristics for the same reason as in the case of FIG. 23.

第31図のレベル変換器201においては、トランジス
タQ、、Q、はクランプド・トランジスタ+Qsは充電
用出力トランジスタ、Q4はPNPエミッタ・7オ胃ワ
・トランジスタ、D、はレベルシフト用のシ替ットキ・
バリア・ダイオード。
In the level converter 201 shown in FIG. 31, transistors Q, , Q, are clamped transistors, Qs is a charging output transistor, Q4 is a PNP emitter/7-hole transistor, and D is a switch kit for level shifting.・
barrier diode.

D、はレベルシフト用のPN接合ダイオード、D。D is a PN junction diode for level shifting.

はトランジスタQ、を確実にオフさせるためのPN接合
ダイオード、Daは入力端子の負のノイズをり2ンプす
るためのシ田ットキ・バリア・ダイオードである。抵抗
R8゜、 R,、、R,、はそれぞれ5キロオーム、8
−+ロオーム、20キロオームに設定されている。駆動
トランジスタQ、のコレクタ信号は電圧増幅器としての
CMOSインバータを構成するPチャンネルMO8FE
T  Mp+4とNfヤyネルM 08  F E ′
rM n l 4の両ゲートに印加され、両MO8FE
Tのドレイン出力はスイッチ用のPチャンネルM OS
  F E T  M p+ sのゲートニ印加される
。 M pI4 、 M nu + M pusの各地
W/Lはそれぞれ24/3.32/3.64/3に設定
されティ口。rvios  FET  Mp+sのドレ
イン出力は充電用出力トランジスタとしてのバイポーラ
・トランジスタQ、のペースに印加されている。
is a PN junction diode to ensure that the transistor Q is turned off, and Da is a Shitakki barrier diode to dampen negative noise at the input terminal. Resistors R8゜, R, , R, are 5 kilohms and 8, respectively.
-+Rohm, set to 20KOhm. The collector signal of the drive transistor Q is a P-channel MO8FE that constitutes a CMOS inverter as a voltage amplifier.
T Mp+4 and Nf Yanel M 08 F E '
rM n l applied to both gates of 4, both MO8FE
The drain output of T is P channel MOS for switch.
The gate voltage of FET Mp+s is applied. The local W/Ls of M pI4 and M nu + M pus were set at 24/3.32/3.64/3, respectively. The drain output of the rvios FET Mp+s is applied to the pace of a bipolar transistor Q, which serves as a charging output transistor.

かかる、第31図のレベル変換器201の伝播遅延時間
およびその出力容量依存性が下記の通り6111F#M
された。
The propagation delay time of the level converter 201 in FIG. 31 and its output capacitance dependence are as follows: 6111F#M
It was done.

tpoL(ただしC5=OpFの時) ・・・1.94
〜3.84 n5ectpLo(ただしC5=OpFの
時) ・・・4.64〜5.44 n5ecKHL・・
・0.38 n5ec/pFKLH−0,30nsec
/pF さらに、第31図のレベル変換器201は、下記理由に
より希望の特性を得ることができる。
tpoL (when C5=OpF)...1.94
~3.84 n5ectpLo (when C5=OpF)...4.64~5.44 n5ecKHL...
・0.38 n5ec/pFKLH-0,30nsec
/pF Furthermore, the level converter 201 shown in FIG. 31 can obtain desired characteristics for the following reasons.

(1)シ盲ットキ・バリア・ダイオードD、の順方向電
圧VFI0.35乃至0.41ボルト、PN接合ダイオ
ードD、の順方向電圧vrzは約0.75ボルト、トラ
ンジスタQI 、Qt 、Q40ベース・エミッタ間1
1E圧V BEI I VBE2 * Vag4ハ約0
.75ボルトであるため、トランジスタQ、、Q、がオ
ンとなる入力スレッシェホールド電圧Vithは下記の
ようになる。
(1) The forward voltage VFI of the blind barrier diode D is 0.35 to 0.41 volts, the forward voltage vrz of the PN junction diode D is about 0.75 volts, and the transistors QI, Qt, Q40 base Between emitters 1
1E pressure V BEI I VBE2 * Vag4ha approx. 0
.. Since the voltage is 75 volts, the input threshold voltage Vith at which transistors Q, , Q, turn on is as follows.

V ith =−VBxa + Vpz + VBE2
 + VBEI=1.5ボルト (2)出力容量Csの放電もしくは充電を実行する出力
トランジスタQ、、Q、は出力抵抗の小さなバイポーラ
・トランジスタにより構成されているため、スイッチン
グ動作速度もしくは伝播遅延時間およびその出力容量依
存性を小さくすることができる。
V ith =-VBxa + Vpz + VBE2
+ VBEI = 1.5 volts (2) The output transistors Q, , Q, which discharge or charge the output capacitance Cs, are composed of bipolar transistors with small output resistance, so the switching operation speed or propagation delay time and Its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)  ’J+  、Qtはり2/ブト・トランジス
タであるため、その蓄積時間を小さくすることができる
(3) Since 'J+ and Qt are 2/but transistors, their storage time can be reduced.

(4)  駆動トランジスタQ!のコレクタ電位が上昇
して充電用バイポーラ出力トランジスタQaがオフから
オンにスイッチ動作するに際し、CMOSインバータM
p!4 + Mrt14はQ、のコレクタ電位変化を増
幅してQ、のペースに伝達するばかりではなく、MO8
F E T  M p149M n+iのゲート入力イ
ンピーダンスが極めて大きいことによりQ、のコレクタ
からQ、のペースへの大キナペース電流の直接流入を禁
止するとともに、MP+sの小さなオン抵抗を介してQ
、のペースにベース電流が供給されるため、出力トラン
ジスタQ、のスイッチング速度を向上することができる
。第3図には、第14図、第19図、第22図、第33
図のレベル変換器の伝播遅延時間の出力容量依存性が一
点鎖線により示されており、第1図と第2図の伝播遅延
時間のいずれか一方の出力容量依存性が改善されている
ことが理解できる。
(4) Drive transistor Q! When the collector potential of the CMOS inverter M rises and the charging bipolar output transistor Qa switches from off to on, the CMOS inverter M
p! 4 + Mrt14 not only amplifies the collector potential change of Q and transmits it to the pace of Q, but also MO8
F E T M p149M The extremely large gate input impedance of n+i prohibits a large kina pace current from flowing directly from the collector of Q to the pace of Q, and also increases the
Since the base current is supplied at the pace of , the switching speed of the output transistor Q can be improved. Figure 3 includes Figures 14, 19, 22, and 33.
The output capacitance dependence of the propagation delay time of the level converter in the figure is shown by the dashed line, and it can be seen that the output capacitance dependence of either the propagation delay time in Figs. 1 or 2 has been improved. It can be understood.

次に1第6図の出力バッファ22の複数の0MO8−T
TLレベル変換器221,222”・22mについて説
明する。これらのレベル変換器221゜222・・・2
2mの本質的%徴は下記の通りである。
Next, a plurality of 0MO8-T of the output buffer 22 in FIG.
The TL level converters 221, 222" and 22m will be explained. These level converters 221, 222...2
The essential percentage characteristics of 2m are as follows.

以下余白 (1)  各レベル変換器221.222・・・・・・
22mの入力スレッシュホールド電圧VitbitCM
U8゜−レベル出力電圧0.6ボルトのハイレベル出力
電圧4.4ボルトとの間に設足されている。
Margin below (1) Each level converter 221.222...
22m input threshold voltage VitbitCM
It is established between U8°-level output voltage 0.6 volts and high level output voltage 4.4 volts.

(2)その入力端子に供給される入力信号に応答(7て
各レベル変換器221.222・・・・・・22mの出
力負荷谷77 Cxの放電を実行する出力トランジスタ
はバイポーラ・トランジスタにより構成されている。
(2) In response to the input signal supplied to its input terminal (7) each level converter 221. has been done.

さらに、出力バッファ220レベル変換0221.22
2・・・・・・22mの好ましい実施形態上の好適な特
徴は下記の通りである。
Additionally, the output buffer 220 level conversion 0221.22
The preferred features of the preferred embodiment of 2...22m are as follows.

(3)放電用出力トランジスタQ、。のペースを駆動す
る。駆動トランジスタQIIのペースと内部bmブロッ
ク21の出力との間には高入力インピーダンス回路が接
続されている。
(3) Discharge output transistor Q. Drive the pace of. A high input impedance circuit is connected between the pace of drive transistor QII and the output of internal bm block 21.

(4)  上記(3)の高入カインービーダンス回Mは
内部論理ブロック21の複数の出力信号を論理処理する
機能を有する・ (5)放電用出力トランジスタQ+oと駆動トランジス
タQ+tとは、シ璽ットキ・バリア・ダイオード付きの
クランプド・トランジスタにより構成されている。
(4) The high-input signal bias circuit M in (3) above has a function of logically processing a plurality of output signals of the internal logic block 21. (5) The discharge output transistor Q+o and the drive transistor Q+t are It consists of a clamped transistor with a transparent barrier diode.

(6)  出力負荷容1icxを充電する出力トランジ
スタQ11はバイポーラ・トランジスタにより構成され
ている。
(6) The output transistor Q11 that charges the output load capacitor 1icx is composed of a bipolar transistor.

(7)制(1i41倍号に応答して放電用出力トランジ
スタQ+oと充電用出力トランジスタQ’Hとを同時に
オフすることにより出力端子(JLIT、をフローティ
yり状flicm コントロールする機能を有する。
(7) It has a function of controlling the output terminal (JLIT) in a floating manner by simultaneously turning off the discharging output transistor Q+O and the charging output transistor Q'H in response to the 1i41 times signal.

(8)  レベルに換5221 、222−”22mは
、オープン・コレクタ出力形式となっている。
(8) The level converters 5221 and 222-"22m have an open collector output format.

第32図乃至第34図および第36図は、本発明の実施
例による出力バッファ20のレベル変換器221の種々
の回路例を示し、これら全てのレベル変換器は上記(1
)および(2)の本質的特徴を有している。さらに、こ
れらのレベル変換器は上記(3)乃至(8)の好適な特
徴のうち少なくとも一個を有している。
32 to 34 and 36 show various circuit examples of the level converter 221 of the output buffer 20 according to embodiments of the present invention, and all of these level converters are shown in (1) above.
) and (2). Furthermore, these level converters have at least one of the preferred features (3) to (8) above.

第32図のレベル変換器221において%QI。%QI in level converter 221 of FIG.

は出力負荷容11 Cx ’に放電する几めの出力トラ
ンジスタ、QutiQ+。を駆動するための駆動トラン
ジスタ、Qllは出力負荷容iCxを充電するための出
力トランジスタ、Q□はQCsのコレクタ信号変化をQ
 + tのベースに伝達するための電流増幅トランジス
タ、凡so e Rai s Q10はQioのべ、−
スミ荷を放電するためのアクティブ・プルダウン回路。
is a refined output transistor, QutiQ+, which discharges to an output load capacity of 11 Cx'. Qll is the output transistor for charging the output load capacitance iCx, and Q□ is the collector signal change of QCs.
+ Current amplification transistor for transmitting to the base of t, approximately so e Rais Q10 is the total of Qio, -
Active pull-down circuit for discharging SMI charges.

Q4はマルチ・エミッタ・トランジスタ、 R,tはQ
 1.のコレクタ抵抗、R83はQCsのベース電荷を
放電させるための抵抗、D、。はQllのベース電荷を
放電させるためのシ曽ットキ・バリア・ダイオード、几
5aIriQ+t * Qtsのコレクタ電流を制限す
るための抵抗、R□ViQ + aのベース抵抗である
Q4 is a multi-emitter transistor, R and t are Q
1. The collector resistor R83 is a resistor D for discharging the base charge of QCs. is a Schottky barrier diode for discharging the base charge of Qll, a resistor for limiting the collector current of IriQ+t*Qts, and a base resistor of R□ViQ + a.

さらに、内部論理ブロック21のPチャンネルMO8F
ET M、、M、とNチャンネルMUSFE’l’M、
、M4とにより#4成された0MO8・NANDゲート
211の出力はマルチ・エミッタ・トランジスタQ r
 sの第1エミツタに印加され、0MO8−NANDゲ
ート212の出力はQCsの第2エミツタに印加され、
0MO8−NANDゲート213の出力はQ s aの
第3エミツタに印加されている。従って、レベル変換器
221はレベル変換機能を有するだけでなく、3人力N
ANDゲートとしての論理処理機能を有する。
Furthermore, P channel MO8F of internal logic block 21
ET M,,M, and N-channel MUSFE'l'M,
, M4 and the output of the 0MO8 NAND gate 211 is the multi-emitter transistor Q r
the output of the 0MO8-NAND gate 212 is applied to the second emitter of QCs;
The output of the 0MO8-NAND gate 213 is applied to the third emitter of Qsa. Therefore, the level converter 221 not only has a level conversion function, but also has a three-manpower N
It has a logic processing function as an AND gate.

さらに、第32図のレベル変換器221は、下記の理由
により希望の特性を祷ることができる。
Furthermore, the level converter 221 in FIG. 32 can have desired characteristics for the following reasons.

(1)トランジスタQ1.のベース・エミ、り間を圧V
Bg15は約0,75ボルト、Q4のベース・コレクタ
間の電圧V8Cは約0.55ボルト、トランジスタQ、
。、Qllのベース・エミッタ間電圧VBglOVBE
IIはそれぞれ約0.75ボルトである几め、レベル変
換器221の入力スレッジ、ホールド電圧■目hij下
記のように設定される。
(1) Transistor Q1. The base of Emi, the pressure V
Bg15 is about 0.75 volts, the voltage V8C between the base and collector of Q4 is about 0.55 volts, transistor Q,
. , Qll base-emitter voltage VBglOVBE
II is approximately 0.75 volts, respectively, and the input threshold and hold voltage of the level converter 221 are set as follows.

Vi th=−Vagts +Vncls +V8E1
1 +VBIC10=−0,75+0.55+0.75
+0.75=1.3ボルト (2)レベル変換器221の出力負荷容量aXの放電も
しくは充電を実行する出力トランジスタQ、。。
Vi th=-Vagts +Vncls +V8E1
1 +VBIC10=-0,75+0.55+0.75
+0.75=1.3 volts (2) Output transistor Q, which discharges or charges the output load capacitance aX of the level converter 221. .

QCsは出力抵抗の小さなバイポーラ・トランジスタに
より構成されている比め、スイッチング動作速度もしく
は伝播遅延時間およびその出力容量依存性を小さくする
ことができる。
QCs can reduce the switching operation speed or propagation delay time and their dependence on output capacitance compared to the QCs which are composed of bipolar transistors with small output resistance.

(3)トランジスタQ+o * Qu + Qtm +
 Q10 e QCsはクランプド・トランジスタであ
るため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(3) Transistor Q+o * Qu + Qtm +
Since Q10e QCs is a clamped transistor, its storage time can be reduced.

(4)  マルチ・エミッタ・トランジスタQ1.は論
理処理機能を有しているので、マスタースライス方式又
はゲートアレイ方式の論理用半導体集積回路装置1cの
設計自由1度が向上する。
(4) Multi-emitter transistor Q1. Since it has a logic processing function, the degree of freedom in designing the master slice type or gate array type logic semiconductor integrated circuit device 1c is improved.

しかしながら、かかる!32図のレベル変換器221に
おいては、CMUS−NANDゲート211の出力がロ
ーレベルの場合には抵抗几so * QCsのベース・
エミッタ接合を介して電源電圧Vccから0MO8−N
ANDゲート211の出力に0.4ミリアンペアという
大きな電流が常に流れこむため、0MO8・NANDゲ
ート211のNチャンネルMO8FBTM、、M、(D
比W/Ll 100/3と大きな値としてオン抵抗RO
Mを小さな値としなけれはならない。これは集積回路装
置ICの集積密度の低下をも念らすげかりでなく、両M
CJ8FE’l[’M、、M、のゲート容量も増大する
念め、0MO8・NANDゲート211のスイッチング
速度が低下するという問題が本発明者の検討により明ら
かとされた。
However, it takes! In the level converter 221 shown in Fig. 32, when the output of the CMUS-NAND gate 211 is at a low level, the base of the resistance
0MO8-N from power supply voltage Vcc via emitter junction
Since a large current of 0.4 milliampere always flows into the output of the AND gate 211, the N-channel MO8FBTM, , M, (D
The on-resistance RO is as large as the ratio W/Ll 100/3.
M must be a small value. This is not only to prevent a decrease in the integration density of integrated circuit devices IC, but also to
The inventor's studies have revealed that the switching speed of the 0MO8 NAND gate 211 decreases because the gate capacitance of CJ8FE'l['M,,M, also increases.

Ng33図は、上記間′IAを解決するため九開始され
たレベル変換器221の回路図を示し、第32図のマル
チ・エミッタ・トランジスタQ4は下記に説明する高入
力インピータンス(ロ)路によって置換されている。
Figure Ng33 shows a circuit diagram of a level converter 221 that has been implemented to solve the above-mentioned problem, and the multi-emitter transistor Q4 of Figure 32 is connected by a high input impedance path as described below. has been replaced.

すなわち、第33図においてかかる晶入力インピータン
ス回路はPNP入力入力トランジスタワ3Q、、、NP
Nエミッタ・フォロワ・トランジスタQ16*シ、ット
キ・バリア・ダイオードL)、、、L)、!。
That is, in FIG. 33, such a crystal input impedance circuit has PNP input input transistors 3Q, .
N emitter follower transistor Q16*shi, barrier diode L),,,L),! .

抵抗孔、。、Ro、几、s’lcよって溝底されている
Resistance hole. , Ro, 几, and s'lc.

さらにレベル変換器221は、PNP)ランジスタQ、
。、NPN トランジスタQ16.PN接合ダイオード
D、4.抵抗R1VCよって構成されるとともに出力端
子OU ’l’ 、をフローティング状態に制御する九
めの制御回路を含む。
Further, the level converter 221 includes a PNP) transistor Q,
. , NPN transistor Q16. PN junction diode D, 4. It includes a ninth control circuit constituted by a resistor R1VC and controlling the output terminal OU 'l' to a floating state.

この制御回路のPNPトランジスタQ、。のベースは、
内部′fm埋ブロブロック21内チャンネルM(JSl
i”ETM、とNチャンネルMO8FE’l’M。
PNP transistor Q of this control circuit. The base of
Internal 'fm buried block 21 channel M (JSl
i”ETM, and N-channel MO8FE'l'M.

とKよって構成されたCM(J8−NANI)ゲート2
11のイネーブル信号ENVcよって駆動される。
CM (J8-NANI) gate 2 configured by and K
It is driven by the No. 11 enable signal ENVc.

面、かかる0MO8−NANI)ゲート211の入力に
は反転イネーブル信号ENが印加されている。
An inverted enable signal EN is applied to the input of the gate 211 (0MO8-NANI).

さらに、この制御回路がレベル変!2!器221に付加
されたために、上述の高入力インピーダンス回路にさら
KPN)’入力トランジスタQ1.とショットキ・バリ
ア・ダイオードDI3とが付加されている。
Furthermore, this control circuit has changed its level! 2! 221, the input transistor Q1. and a Schottky barrier diode DI3 are added.

従って、イネーブル信号ENがローレベルトするとレベ
ル変換器221のトランジスタQ+o * Q、+t 
Therefore, when the enable signal EN goes low level, the transistor Q+o*Q,+t of the level converter 221
.

Q+! + QCsが同時にオフになるため、その出力
端子OUT、iフローティング状態となる。
Q+! +QCs are turned off at the same time, so their output terminals OUT and i are in a floating state.

一方、イネーブル信号ENがハイレベルとなると、レベ
ル変換器221は2人力NANDゲートと[2ては論理
処理機能も同様に有しているため、集積回路装置ICの
設計自由度が同上する。
On the other hand, when the enable signal EN becomes high level, the level converter 221 has a two-manual NAND gate and a logic processing function as well, so that the degree of freedom in designing the integrated circuit device IC is increased.

さらに1シ璽ツトキ・バリア・ダイオードDIl #D
I!+DI3の順方同電圧vFil + ■FIZ *
 v713  は0.35乃至0.41ボルト、PNP
入力トランジスタQl? + QCs + QCsのベ
ース・エミッタ間電圧Vszlr r VIIIgxs
 + VBEIII tri約0.75 ホh ト、 
N PNトランジスタQ+o * Q++ r QCs
のベース・エミッタ間電圧Vagxo * V@go 
p Vsgtat’!約0.75 Mルトであるため、
例えばPNP トランジスタQl?のベースに印加され
る0MO8−NANI)ゲート211の出力電圧に関し
てトランジスタQ、。、Q、。
In addition, one block barrier diode DIl #D
I! +Forward same voltage of DI3 vFil + ■FIZ *
v713 is 0.35 to 0.41 volts, PNP
Input transistor Ql? + QCs + Base-emitter voltage of QCs Vszlr r VIIIgxs
+ VBEIII tri approx. 0.75
N PN transistor Q+o * Q++ r QCs
Base-emitter voltage Vagxo * V@go
p Vsgtat'! Since it is approximately 0.75 M rut,
For example, PNP transistor Ql? 0MO8-NANI) applied to the base of the transistor Q, with respect to the output voltage of the gate 211. ,Q.

がオンとなる入力スレッシュホールド電圧vithは下
記のようになる。
The input threshold voltage at which V is turned on is as follows.

Vith= −VBEI? +Vagta +VBE1
1 +Vagl。
Vith=-VBEI? +Vagta +VBE1
1 +Vagl.

=1.5ボルト さらに、出力負荷″”8量Cxの放電もしくは充電を実
行する出力トランジスタQ、。、Q、tは出力抵抗の小
さなバイポーラ・トランジスタにより構成されているた
め、スイッチング速度も【7くは伝播遅延時間およびそ
の出力容量依存性を小さくすることができる。ま次、ト
ランジスタQ、。+’Qo*Qss + Q10 + 
Q+atiクランプド・トランジスタであるため、その
遅延時間を小さくすることができる。
= 1.5 volts and an output transistor Q, which performs discharging or charging of the output load ""8 amount Cx. , Q, and t are constructed of bipolar transistors with small output resistance, the switching speed can be reduced, and the propagation delay time and its dependence on output capacitance can be reduced. Next, transistor Q. +'Qo*Qss + Q10 +
Since it is a Q+ati clamped transistor, its delay time can be reduced.

しかしながら、第33図のレベル変換器221において
も同様に%CMOS・NANDゲート211の出力がロ
ーレベルの場合に、PNP入力トランジスタQl?のベ
ースから無視できない電流がこのゲート211の出力に
流れ込むため、上述の問題が完全には解決できないこと
が本発明者の検討により明らかとさオした。
However, in the level converter 221 of FIG. 33 as well, when the output of the %CMOS NAND gate 211 is at a low level, the PNP input transistor Ql? The inventor's studies have revealed that the above-mentioned problem cannot be completely solved because a non-negligible current flows from the base of the gate 211 into the output of the gate 211.

第34図はかかる問題をほぼ完全に解決するなめに最終
的に解決されたレベル変換器211を示し、第32図の
マルチ・エミッタ・トランジスタQ + s Fi下記
に説明するようicMO8FETI/Cよって構成され
次高入力インピーダンス回路によって置換されている。
FIG. 34 shows the level converter 211 finally solved to almost completely solve such problems, and is constructed by the multi-emitter transistor Q + s Fi of FIG. The second one is replaced by a high input impedance circuit.

す々わら、m34図においてかかる高入力インピーダン
ス回路はNチャンネルMO8FETM、。
In the m34 diagram, such a high input impedance circuit is an N-channel MO8FETM.

M、、、M、、、PN接合ダイオードD1.にょって構
成されている。M、1. MB、M、3のドレイ゛ン・
ソース径路は並列接続され、各ゲートは内部論理ブロッ
ク21のCMOS−NANDゲート211,212゜2
13にそれぞれ接続され、塘たこれらのドレイン・ソー
ス径路にはPN接合タ゛イオードDI4が直列に接続さ
れている。
M,,,M,,,PN junction diode D1. It is composed of Nyoto. M, 1. MB, M, 3's drain
The source paths are connected in parallel, and each gate is a CMOS-NAND gate 211, 212°2 of the internal logic block 21.
A PN junction diode DI4 is connected in series to these drain-source paths.

1札抵抗R36、R11e几1! + RII + ’
LH* Rrmsは、それぞれ2キロオーム、4キロオ
ーム、10キロオーム、4キロオーム、50〜75オー
ム、16キロオームに設定されている。トランジスタQ
、。。
1 bill resistance R36, R11e 几1! +RII+'
LH*Rrms are set to 2 kilo ohms, 4 kilo ohms, 10 kilo ohms, 4 kilo ohms, 50 to 75 ohms, and 16 kilo ohms, respectively. transistor Q
,. .

Qu + Qts + Q10の各エミッタ面積は、そ
れぞれ、672 μrrf、 132 μrrf、 3
63μm’、 187.urn”。
The emitter areas of Qu + Qts + Q10 are 672 μrrf, 132 μrrf, and 3, respectively.
63 μm', 187. urn”.

242 μrn”lc役足すれテイル。242 μrn”lc role addition tail.

さらに、かかるレベル変換器221においてはその論理
処理機能をさらに同上するため、駆動トランジスタQl
lと同一エミツタ面績を有する第2駆動トランジスタQ
、oがQllと並列に接続され、上記高入力インピーダ
ンス回路と同様KNチャンネルMO8FETM、、、M
、、、M、、、PN接合ダイオードLl、、、抵抗R1
,により構成された第2高入力インピーダンス回路を構
成し、このレベル変換器221を6人カコンプレックス
・ゲート回路としての論理処理機能を有している。
Furthermore, in order to further improve the logic processing function of the level converter 221, the drive transistor Ql
A second drive transistor Q having the same emitter performance as l
, o are connected in parallel with Qll, and KN channel MO8FETM, , M
, ,M, ,PN junction diode Ll, ,resistance R1
, constitutes a second high input impedance circuit, and this level converter 221 has a logic processing function as a six-person complex gate circuit.

さらに、このレベル変換器221には、内部論理ブロッ
ク21からローレベルのイネーブル儒号ENが供給され
7?:場合に、その出力端子0υTlを70−ティング
状態に制御する九めの制御回路が同様に付加されている
。この制御回路は、NチャンネルM08FETMlテ、
トランジスタQ□。
Further, this level converter 221 is supplied with a low level enable signal EN from the internal logic block 21. :, a ninth control circuit for controlling the output terminal 0υTl to the 70-ting state is similarly added. This control circuit consists of an N-channel M08FET Mlte,
Transistor Q□.

Qts + Qts *抵抗R,o、 R4,、几41
 * R41eシロットキ・バリア・ダイオードD、・
e DI? e D18 *D、、Icよって構成され
ている。
Qts + Qts *Resistance R, o, R4,, 几41
* R41e Shirotki barrier diode D,・
e DI? It is composed of e D18 *D,, Ic.

さらに、R34図のレベル変換器221においては、6
つのMO8FETM、、・・・・・・M、6の各ゲート
における入力スレッジ1ホールド電圧をCMOSローレ
ヘル出力電圧0.6ボルトと0M08ハイレベル出力電
圧4.4ボルトとの間の中間値2.5ボルトに設定する
九め、Mo・・・・・・M、。の比W/Lは下記の如く
設定されている。尚、この時、Mlm・・・・・・M3
.のしきい値電圧VTHは約0.75ボルトに設定され
、PN接合ダ、イオードDI4の順方向電圧VF14は
0.75ボルトに設定され、またMll・・・・・・M
I、のチャンネル・コンダクタンスβ。Hsoxlo−
’[1/オーム]に設定されている。
Furthermore, in the level converter 221 in diagram R34, 6
Set the input threshold 1 hold voltage at each gate of the MO8FETM, . The ninth setting on the bolt, Mo...M,. The ratio W/L is set as follows. Furthermore, at this time, Mlm...M3
.. The threshold voltage VTH of the PN junction DA and the diode DI4 is set to 0.75 volts, and the forward voltage VF14 of the PN junction diode DI4 is set to 0.75 volts.
The channel conductance β of I. Hsoxlo-
'It is set to [1/ohm].

MO8FIETM11のみがオンしている場合t−考え
、そのゲート電圧VX、ゲート・ソース間電圧■G8#
ドレイン電流IDe  ドレイン電圧Vy等について計
算する。尚、この時M、は飽和領域にバイアスされてい
るものと考える。
When only MO8FIETM11 is on, its gate voltage VX, gate-source voltage ■G8#
Drain current IDe, drain voltage Vy, etc. are calculated. It is assumed that M is biased in the saturated region at this time.

Vx=Vos + VF14            
・・・(1)vy”’vcc−凡as’Iり (1)式と(2)式より、 ・・・(3) Vy=Vagll+Vagt。
Vx=Vos+VF14
...(1) vy"'vcc-as'I From equations (1) and (2), ...(3) Vy=Vagll+Vagt.

(3)式と(5)式とから、 ・・・(5) (4)式と(6)式より、 L       Rss      In (VX−V
F14−VTH)”・・・(7) Vccが5ボルト+vflE11とVl)EIOとが0
.75ボルト、R8,が16キロオーム、β0が60 
X 10−”[1/オームコ、VXが2.5ボルト* 
VF14が0.75ポル)’+VTRが0.75ボルト
の条件を上記(7)弐に入れると、 ところで、Vxが上昇することによりVyが低下し、ト
ランジスタQ+o * Qllがオフとなることに対応
するVXが入カスレ、シ、ホールド電圧として考えられ
る。
From equations (3) and (5), ...(5) From equations (4) and (6), L Rss In (VX-V
F14-VTH)”...(7) Vcc is 5 volts + vflE11 and Vl)EIO are 0
.. 75 volts, R8, 16 kohm, β0 60
X 10-” [1/Ohmco, VX is 2.5 volts*
By the way, if we put the condition that VF14 is 0.75 volts)' + VTR is 0.75 volts into the above (7) 2, then as Vx increases, Vy decreases, and transistor Q+o*Qll turns off. VX can be considered as the input voltage.

トランジスタQ1゜、Q、がオフとなるドレイン電圧V
Yは、下記のように求められる。
Drain voltage V at which transistor Q1゜, Q, turns off
Y is determined as follows.

L    16X10”     60   (25−
0,75−0,75)”1重 =−XIO” =7.29−− かくして、Ml、・・・・・・M2.の比W/Lは22
/3に設定することにより、レベル変換器221の入力
スレッシュホールド電圧を2.5ボルトに設定できる。
L 16X10" 60 (25-
0,75-0,75)"1 fold=-XIO"=7.29-- Thus, Ml,...M2. The ratio W/L is 22
/3, the input threshold voltage of level converter 221 can be set to 2.5 volts.

以上の構成を有する第34図の実施例においては、下記
の伝播、!姑時間およびその出力′4盪依存性を有する
ことが本発明者により確認された。
In the embodiment of FIG. 34 having the above configuration, the following propagation, ! The present inventor has confirmed that there is a dependence on time and its output.

trHb (ただしC5==OpFの時) = 8.8
nsec@pxu (pだしC5==pFO時) =−
・・・7.8 n5ecKHL          =
 0; 11 n5ee / pFK LH−=・0;
 01 n5ec / p F第5図には、第34図の
実施例のレベル変換器の伝播遅延時間の出力負荷容量依
存性が一点鎖線により示されており、第1と第2の伝播
遅延時間1PHL 、 1PLHのそれぞれの出力容量
依存性KHLKLHが改善されていることが理解できる
trHb (when C5==OpF) = 8.8
nsec@pxu (when p and C5==pFO) =-
...7.8 n5ecKHL =
0; 11 n5ee/pFK LH-=・0;
01 n5ec/p F In FIG. 5, the output load capacitance dependence of the propagation delay time of the level converter of the embodiment shown in FIG. It can be seen that the output capacitance dependence KHLKLH of each of , 1PLH has been improved.

首穴、第34図のレベル変換器221Fi、下記の理由
により希望の特性を得ることができる。
With the neck hole, the level converter 221Fi shown in FIG. 34 can obtain the desired characteristics for the following reasons.

(1)  上述し念如<、トランジスタQ、。+(J+
+のペース・エミッタ間電圧vaglo慶VBIIIK
関し1電源電圧Vcc+抵抗it、、、MLJ8FE’
lゝM、1−・MBのチャンネル・コンダクタンスβ。
(1) As mentioned above, the transistor Q. +(J+
+ pace emitter voltage vaglokei VBIIIK
Regarding 1 power supply voltage Vcc + resistance it, MLJ8FE'
Channel conductance β of lゝM, 1−·MB.

およびしきい値電圧■THeタイオードD14の順方向
電圧VF14に対応り、テ、Mo 8 F E ’I’
M、、 ・M、、O比、W/Lを設定することにより、
レベル変換器221の入力スレッジ、ホールド電圧を0
.6ボルトと4.4ホルトの間の2.5ポル)K設定す
ることができる。
and threshold voltage ■ Corresponding to forward voltage VF14 of THe diode D14, Te, Mo 8 F E 'I'
By setting M,, ・M,, O ratio, and W/L,
Input threshold and hold voltage of level converter 221 to 0
.. 2.5 pol) K can be set between 6 volts and 4.4 volts.

(2)出力負荷容量Cxを放電と充1!を実行する出力
トランジスタQ+otQ++は出力抵抗の小さなバイポ
ーラ・トランジスタにより構成されているため、スイッ
チング動作速度もしくは伝播遅延時間およびその出力容
量依存性を小さくすることができる。
(2) Discharging and charging the output load capacitance Cx 1! Since the output transistor Q+otQ++ that performs this is formed of a bipolar transistor with a small output resistance, the switching operation speed or propagation delay time and its dependence on output capacitance can be reduced.

(3)[動トランジスタQIlのベースと内部論理ブロ
ック21の出力との間べはM(J8FETM、、によ1
゛す+#*された高入力インピーダンス回路が接続され
ているため、M08FETM、、のゲートから内部論理
ブロック21の0MO8・NANDゲート211の出力
に流入する電流を無視できるレベルまで低減することが
でき、0MO8−NANIJゲート211のNチャンネ
ルM08FETの比W/Lの著しい増大を防止すること
ができる。
(3) [The distance between the base of the dynamic transistor QIl and the output of the internal logic block 21 is M (J8FETM, 1
Since a high input impedance circuit with a , 0MO8-NANIJ gate 211's N-channel M08FET ratio W/L can be prevented from increasing significantly.

(4)高入力インピーダンス回路のMOSFE’rM、
、。
(4) MOSFE'rM of high input impedance circuit,
,.

M、、、M、、は3人力Oル論理t−裏行するため、レ
ベル変換器221のMl理処理機能が向上する。
Since M, .

(5)2つの駆動トランジスタQ11 + Q*。もA
ND論理を実行する念め、レベル変換器221のM理処
理機能がさらに同上する。
(5) Two drive transistors Q11 + Q*. Also A
In order to execute the ND logic, the M processing function of the level converter 221 is also included.

(6)トランジスタQ+o + (J+s + Qu 
+ Q10 * Q*。
(6) Transistor Q+o + (J+s + Qu
+ Q10 * Q*.

はクランプド・トランジスタであるため、その蓄積時間
を小さくすることができる。
Since it is a clamped transistor, its storage time can be reduced.

(7)イネーブル信号ENをローレベルとすることによ
pレベル変換器221の出力トランジスタQ+oeQ 
s tが同時にオフとなって出力端子OUT、が70−
テインク状態となり、この出力端子OLl’lr。
(7) By setting the enable signal EN to low level, the output transistor Q+oeQ of the p-level converter 221
s and t are turned off at the same time, and the output terminal OUT becomes 70-
This output terminal OLl'lr enters the take state.

と他の火水しない論理回路の出力端子とを接続した並列
運転に際し、この出力端子OUT、の信号レベルを内4
mmズブロック1の出力と無関係とすることができる。
When running in parallel with the output terminal of another logic circuit that does not cause fire or water, the signal level of this output terminal OUT should be set to 4.
It can be made unrelated to the output of mm's block 1.

第36図は本発明の他の実施例によるレベル変換器22
1の回路例を示し、その出力端子au’r。
FIG. 36 shows a level converter 22 according to another embodiment of the invention.
1 is shown, and its output terminal au'r.

はオープン・コレクタ出力形の他のTTLレベル論理用
半導体集積回路装置Ie/の出力端子と共通接続され、
この共通接続点は2キロオームの負荷抵抗R1゜0を介
して5ボルトの電源電圧Vccに接続されている。
is commonly connected to the output terminal of another TTL level logic semiconductor integrated circuit device Ie/ of open collector output type,
This common connection point is connected to the 5 volt supply voltage Vcc through a 2 kilohm load resistor R1.0.

オープン・コレクタ出力形のT ’1’ Lレベル回路
装置IC’は、特に駆足されないが、シwyトキ・バリ
ア・ダイオードDI + Dt *  ps、マルチ・
エミッタ・トランジスタQ401クランプド・トランジ
スタQ4s乃至Q44.抵抗R4゜乃至几、4.PN接
合ダイオードD4によりpI成されている。し、かじ、
出力トランジスタQ 4mのコレクタはオープン・コレ
クタ出力として出力端子としての43番端子に接続され
る一方、回路装置IC/の内部においてはいかなる回路
素子も電#電圧Vccと出力トランジスタQ4mのコレ
クタとの間に接続゛されていない。
The open collector output type T '1' L level circuit device IC' is not particularly driven, but it is equipped with a switching barrier diode DI + Dt * ps, a multi-channel
Emitter transistor Q401 Clamped transistor Q4s to Q44. Resistance R4゜~㇠, 4. The pI is formed by the PN junction diode D4. Shi, rudder,
The collector of the output transistor Q4m is connected as an open collector output to the output terminal No. 43, while inside the circuit device IC/ there is no connection between the voltage Vcc and the collector of the output transistor Q4m. Not connected to.

第36図のレベル変換器221においても1回路装置I
Cの内部においていかなる回路素子も電61[圧Vcc
と出力トランジスタQ1゜のコレクタトの間に@続され
ていない点を除けば、第34図のレベル変換器221と
全く同様に形成されている。
In the level converter 221 of FIG. 36, one circuit device I is also used.
Any circuit element inside the voltage Vcc
The level converter 221 is formed exactly the same as the level converter 221 shown in FIG. 34, except that it is not connected between the collector and the collector of the output transistor Q1.

かくして、(ロ)略装置11Cの出力端子と回路装置I
C’の出力端子とは、いわゆるワイヤード・OB回路の
形態に接続されている。また、イネーブル信号ENをロ
ーレベルとすることによシレベル賢換器221の出力ト
ランジスタQ+oを強制的九オフせしめ、出力端子OU
T、のレベルを内部論理ブロック21の出力と無関係に
することができる。
Thus, (b) the output terminal of the device 11C and the circuit device I
The output terminal of C' is connected in the form of a so-called wired OB circuit. Furthermore, by setting the enable signal EN to a low level, the output transistor Q+o of the level switching device 221 is forcibly turned off, and the output terminal OU
The level of T can be made independent of the output of internal logic block 21.

第37図は、本発明の実施例による論理相半4休集M(
ロ)略装置ICの半導体チップ表面における各回路ブロ
ックのレイアウトを示している。
FIG. 37 shows a logical half-four rest collection M (
b) The layout of each circuit block on the surface of the semiconductor chip of the device IC is shown.

半導体チップ300の中央部Cf1L?flll。に囲
まれた領域)には0M08回路(純CMOS回路、又は
準CM08回路)Kよって構成され゛た内部論理ブロッ
ク21が配線され、半導体チップ300の上辺部(破t
ilts によって囲まれt領域)Kは$31図の入力
レベル変換器(内部がfR?sを施された三角形で示す
)が複数個さらに#!34図の出力レベル変換器(内部
が白の三角形で示す)が複数個それぞれ交互に配置され
、同様に半導体チップ300の右辺S(破線!、によっ
て囲ま、れた領域)、下辺部(破線1.によって囲まれ
次領域ル左辺部(破線!4によって囲まれ之領域)Kは
それぞれ第31図の入力レベル変換器が複数個さらに第
34因の出力レベル変換器が複数個交互に配置されてい
る。
Central portion Cf1L of semiconductor chip 300? fllll. An internal logic block 21 composed of a 0M08 circuit (pure CMOS circuit or quasi-CM08 circuit) K is wired in the area surrounded by
ilts (t area surrounded by )K includes multiple input level converters (indicated by triangles with fR?s inside) shown in figure $31 and #! A plurality of output level converters (indicated by triangles with white interior) in FIG. The left side of the next area K (the area surrounded by the broken line !4) has a plurality of input level converters shown in FIG. There is.

上辺部!1の上には入力レベル変換器の個数に対応し念
個数の入力用ポンディングパッド(太い実線の四角形で
示す)と出力レベル変換器の個数に対応した個数の出力
用ポンディングパッド(細い実線の四角形で示す)とが
配置され、各入力レベル変換器の入力部は各入力用ポン
ディングパッドと対面し、各入力レベル変換器の出力部
は内部?IIl理ブロツブロック対面し、各出力レベル
変換器の入力部は内部論理ブロック21と対面し、谷出
カレベル変換器の出力部は各出方用ボンディングバット
と対面している。
Upper part! Above 1 are the number of input bonding pads (indicated by thick solid rectangles) corresponding to the number of input level converters, and the number of output bonding pads (indicated by thin solid lines) corresponding to the number of output level converters. ) are arranged, the input section of each input level converter faces each input bonding pad, and the output section of each input level converter is located inside the terminal. The input section of each output level converter faces the internal logic block 21, and the output section of the output level converter faces each output bonding butt.

右辺[、の右の複数の人力用ボンデインクパッドと複数
の出力用ポンディングパッド、下辺部!、の下の複数の
入力用ポンディングパッドと複数の出力用ポンディング
パッド、左辺部!、の左の複数の人力用ポンディングパ
ッドと複数の出力用ボンデインクパッドは、上辺sl、
の場合と同様に配置されている。
On the right side [, multiple manual bonding pads and multiple output bonding pads on the right, bottom side! , multiple input pads and multiple output pads under the left side! , the plurality of manual bonding pads and the plurality of output bonding pads on the left side are the upper side sl,
are arranged in the same way as in .

右辺部り、下辺部1sp  左辺s14内の入力レベル
変換器の人・出力部の方位と出力レベル変換器の入・出
力部の方位とはそれぞれ、上辺sl。
Right side, bottom side 1sp The direction of the input/output part of the input level converter and the direction of the input/output part of the output level converter on the left side s14 are the top side sl, respectively.

の場合と同様である。The same is true for .

[源電圧Vccを供給するtめの電源用ボンデインクパ
ッド31j半導体チクプ300の四つのエッチ部のうち
少なくともひとっに配置され、接地電位点に接続するた
めの接地用ポンディングパッド31t:l上記四つのエ
ッチ部のうち少なくともひとつに/!c!置されている
[The tth power supply bonding pad 31j that supplies the source voltage Vcc is placed on at least one of the four etched portions of the semiconductor chip 300, and the grounding bonding pad 31t for connecting to the ground potential point: l The above At least one of the four erotic parts/! c! It is placed.

かかる第37図に示し念レイアウトの半導体チップ30
0の裏面は、第38図の金属リードフレームL、のタブ
リードLTの表面に物理的かつ電気的に密着して接続さ
れる。
The semiconductor chip 30 having the layout shown in FIG.
The back surface of 0 is physically and electrically closely connected to the surface of the tab lead LT of the metal lead frame L shown in FIG. 38.

第38図のリードフレームLFにおいては、このリード
フレームL、は半導体チップ300の右上部に対応した
リード部分LI−7−L16.わく部分Lo。
In the lead frame LF shown in FIG. 38, this lead frame L has lead portions LI-7-L16. Waku part Lo.

斜線を付し念ダム部分LDを有している。しかし、実際
は半導体チップの右下部、左下部、左上部に対応した部
分についてもこれと同様であるため、リードフレームL
Fは斜lfMを付したダム部分によってわく部分LOI
  リード部分り、〜L64.タブリードLTが互いに
連結された構造の金属被加工薄板である。
A hatched portion LD is provided. However, in reality, the same applies to the parts corresponding to the lower right, lower left, and upper left of the semiconductor chip, so the lead frame L
F is the part LOI defined by the dam part with diagonal lfM
Lead part, ~L64. This is a thin metal plate having a structure in which tab leads LT are connected to each other.

半導体チップ300の裏面がタブリードLTの表面に接
続された後忙、下記のボンディングワイヤ(例えば金線
又はアルミニウム線など)の配線が行なわれる。
After the back surface of the semiconductor chip 300 is connected to the front surface of the tab lead LT, wiring of bonding wires (for example, gold wire or aluminum wire) as described below is performed.

市販゛のワイヤボンデイン装置el?用いる仁とKより
、ワイ・アノ口により電源用ポンディングパッド30と
リード部分L14とが電気的に接続され、さらに順次し
て、ワイア1.により入力用パッドとリード部り、とが
、ワイアノ、により出力用バ。
Commercially available wire bonding device el? The power supply bonding pad 30 and the lead portion L14 are electrically connected by the wires 1 and 14 to be used, and then the wires 1. The input pad and lead part are connected by the input pad, and the wire is connected by the output bar.

ドとリード部分り、とが、ワイアla により入力パッ
ドとリード部分り、とか、ワイアJ*により出力用パッ
ドとリード部分16とが、ワイアlI。
The wire Ia connects the input pad to the lead portion, and the wire J* connects the output pad to the lead portion 16.

によp入力用パッドとリード部分り、とが、ワイア1.
tにより接地用ポンディングパッドとタブリードLTと
の間がそれぞれ電気的に接続される。
The p input pad and lead part are connected to wire 1.
t electrically connects the grounding pad and tab lead LT.

上述のワイアの配縁が完了しt後のリードフレームL、
と半導体チップ300とは樹脂封止用の金型に納入され
、リードフレームL、のタ°ム部LDの内側に液状の樹
脂が注入される。かかるダム部り。
The lead frame L after the above-mentioned wire arrangement is completed,
The semiconductor chip 300 and the semiconductor chip 300 are delivered to a mold for resin sealing, and liquid resin is injected into the inside of the tom portion LD of the lead frame L. Dam section.

はその外部に樹脂が流出することをさ筐たげる。prevents resin from flowing out.

かかる樹脂が固化し次後、一体の構造となったリードフ
レームL、と半導体チップ300と樹脂とは金型から取
p出され、さらに7レス機械婢によってダム部LDを除
去することにより各リード部分り、〜L114の間が電
気的に分離されることができるO 同化樹脂の外部に突出した各リードL、〜L64は必要
に応じて下側に1けられ、第39図の完成図に示すよう
に樹脂301によりて封止された論理用半導体集積回路
装置ICが完成する。同因に示すように、かかる回路装
置IC#′i半導体チッグ3チッより発生する熱を封止
構造外部に積極的に逃がすための特別な放熱フィンを具
備していない。
After the resin has solidified, the lead frame L, the semiconductor chip 300, and the resin, which have an integrated structure, are taken out of the mold, and each lead is removed by removing the dam part LD using a 7less machine. The leads L and L114 can be electrically isolated from each other. Each lead L and L64 protruding to the outside of the anabolic resin can be cut downward as necessary, as shown in the completed diagram in Figure 39. As shown, a logic semiconductor integrated circuit device IC sealed with resin 301 is completed. As shown in the same example, no special radiation fins are provided for actively dissipating the heat generated by the three semiconductor chips of the circuit device IC#'i to the outside of the sealing structure.

もし、かかる放熱フィンを取りつけると、回路装置1c
のコストが不所望に増大する。
If such a radiation fin is installed, the circuit device 1c
costs increase undesirably.

また、半導体チップの封止方法としては、上述の樹脂封
止方法のほかに、セラミック封正方法と金属ケースを用
いる方法が考えられるが、回路装fitICのコストの
点から考えると、上述の樹脂封止方法が最も有利である
In addition to the above-mentioned resin encapsulation method, there are also ceramic encapsulation methods and methods using a metal case as a method for encapsulating a semiconductor chip, but from the viewpoint of the cost of the circuit FITIC, The sealing method is the most advantageous.

第37図乃至第39図の図面を用いた実施例による論理
用半導体iA積回路装置ICにおいては、入力バッファ
20としての入力レベル変換器201゜202・・・・
・・20nの総数が18〜50.内部論理ブロック21
としてのCMOSゲート211゜212・・・・・・2
11!の総数が200−1530.出力バッファ30と
しての出力レベル変換器221゜222・・・・・・2
2mのm数が18〜50と半導体チップ300が大規模
半導体集積回路装置となっているKもかかわらず、下記
の理由によV回MI装置Icを放熱フィン・レス構造と
することができた。
In the logic semiconductor iA product circuit device IC according to the embodiment using the drawings of FIGS. 37 to 39, input level converters 201, 202, . . .
...The total number of 20n is 18 to 50. Internal logic block 21
CMOS gate 211゜212...2
11! The total number of is 200-1530. Output level converter 221゜222...2 as output buffer 30
Despite the fact that the number of 2 m is 18 to 50 and the semiconductor chip 300 is a large-scale semiconductor integrated circuit device, the V-time MI device Ic was able to have a structure without heat dissipation fins for the following reason. .

すなわち、内部論理ブロック21としての各0M08ゲ
ート211.212・・・・・・211のゲート当たり
の消費電力は0.039ミリワツトと也めて小さいなめ
、ゲート数200〜1530の内S論理ブロック21全
体の消費電力は7.8〜59.67ミリワツトと極めて
小さい。第31図の実施例による入力バッファ20とし
てのも入力レベル変換器201.202・・・・・・2
Onは多くのバイポーラ・トランジスタを含んでいるの
で、各変換01個当りの消費電力は2.6ξリワツトと
大きく、変換器数18〜50の入力バッファ20全体の
消費電力#Pi46.8〜130ミリワットと大きい。
In other words, the power consumption per gate of each 0M08 gate 211, 212, . The total power consumption is extremely low at 7.8 to 59.67 milliwatts. Input level converters 201, 202, . . . 2 also as input buffers 20 according to the embodiment of FIG.
Since On contains many bipolar transistors, the power consumption per each conversion is as large as 2.6ξW, and the total power consumption #Pi of the input buffer 20 with 18 to 50 converters is 46.8 to 130 milliwatts. It's big.

第34図の実施例による出力バッファ20としての各出
力レベル変換器221.222・・・・・・22mも多
くのバイポーラ・トランジスタを含んでいるので、各変
換器1個当りの消費電力は3.8ミリワツトと大きく、
変換器数18〜50の出力バッファ22全体の消費電力
は68.4〜190 ミIJワットと大きい。
Since each output level converter 221, 222, . . . 22m as output buffer 20 according to the embodiment of FIG. As large as .8 milliwatts,
The total power consumption of the output buffer 22 with 18 to 50 converters is as large as 68.4 to 190 milliJ watts.

上述のデータから、変換器数18の人力バッファ20.
ゲート数200の内部論理ブロック21゜変換器数18
の出力バッファ220回路装置ICにおいては、第37
図の半導体チップ表面の中央部1oでは全体の6.4パ
ーセントの熱が発生されるのに対し、較辺部1r、l*
−/s、A!4合計で93.6パーセントの熱が発生さ
れる。
From the above data, the number of converters is 18 and the manual buffer is 20.
21° internal logic block with 200 gates and 18 converters
In the output buffer 220 circuit device IC, the 37th
In the central part 1o of the semiconductor chip surface in the figure, 6.4% of the heat is generated, while in the comparative parts 1r, l*
-/s, A! 4 A total of 93.6 percent of the heat is generated.

また、変換器50の入力バッファ20.ゲート数153
0の内部論理ブロック21.変換器数50の出力バッフ
ァ22の回路装置ICにおいては、MB2図の半導体チ
ップ表面の中央部1oでは全体の15.8パーセントの
熱が発生され、各辺部It −A’t −1m−14合
計で84.2パーセントの熱が発生される。
Also, the input buffer 20 . of the converter 50 . Number of gates: 153
0 internal logic block 21. In a circuit device IC with an output buffer 22 having 50 converters, 15.8% of the total heat is generated at the central portion 1o of the semiconductor chip surface in Fig. MB2, and each side portion It -A't -1m-14 A total of 84.2 percent heat is generated.

ところで、第37図に示すようKわずかの熱を発生する
内部論理ブロック21はテラ1の中央部to に配置さ
れ大量の熱を発生する入カバッフア20と出力バッファ
22とはチップの各辺部石。
By the way, as shown in FIG. 37, the internal logic block 21, which generates a small amount of heat, is placed in the center of the Tera 1, and the input buffer 20 and output buffer 22, which generate a large amount of heat, are located at each side of the chip. .

1*elsm ノ4に配置される比め、第38図から各
辺部ノHrlte1mm14の大量の熱はタブリードL
Tと接地用リードとしてのリード部分Liを介して回路
装#、、lCの外部(11!に1リント基板KICが実
装され次場合、プリント基板のアースライン)に取り出
されるばかりではなく、多数のボンゲインクワイアと各
リード部分り、・・・・・・L64とを介して回路装置
ICの外部(特にプリント基板KICが実装された場合
、プリント基板の信号ラインとtOIAライン)K堰り
出されることができる。
1*elsm Compared to the case where it is placed in No. 4, as shown in Fig. 38, a large amount of heat on each side Hrlte 1 mm 14 is generated by the tab lead L.
Not only is it taken out to the outside of the circuit device #, , IC (in the case where one lint board KIC is mounted on 11!, then the ground line of the printed circuit board) via the T and the lead part Li as a grounding lead, but also a large number of The outside of the circuit device IC (particularly when the printed circuit board KIC is mounted, the signal line and tOIA line of the printed circuit board) is exposed through the bond wire and each lead part...L64. be able to.

上記実施例とけ反対にチップの中央部lf、TIC大譬
の熱を発生する入力バッファ20と出力バッ7ア22を
配置し、中央部!。の周辺に内部論理ブロック21を配
置し次場合は、中央部10の大量の熱が回路装置ICの
外部に容易に取り出されないことが、本発明者による計
算より確認され念。
In contrast to the above embodiment, the input buffer 20 and output buffer 22, which generate the heat of the TIC, are arranged in the central part of the chip lf, and the central part! . It has been confirmed through calculations by the inventor that if the internal logic block 21 is arranged around the circuit device IC, a large amount of heat in the central portion 10 will not be easily extracted to the outside of the circuit device IC.

上記の理由により、上記実施例の回路装置ICを放熱フ
ィン・レス構造とすることができ穴。また、かかる回路
装置10を樹脂封止構造とした穴め、ICのコス)Th
大幅に低減することが可能となった。
For the above reasons, the circuit device IC of the above embodiment can have a structure without heat dissipation fins. In addition, the circuit device 10 has a resin-sealed structure with holes, IC cost) Th
It has become possible to significantly reduce the amount.

第40図は、第37N乃至第39図の図面を用いた実施
例による論理用半導体集積回路装置ICと他のTTLレ
ベルの調理用半導体集積回路装置401 t 402 
・”・40 n 、501乃至505゜600とをプリ
ント基&に実装することにより構成された電子システム
のブロックタ”イアダラムを示(2ている。
FIG. 40 shows a logic semiconductor integrated circuit device IC and another TTL level cooking semiconductor integrated circuit device 401 t 402 according to the embodiment using the drawings of FIGS. 37N to 39.
. . 40 n , 501 to 505° 600 are mounted on a printed circuit board.

同図において、’1’TLレベルの出力を廟する装[4
01,402・・・・・・40nの各出力は回路装置I
Cの入力IN、、IN、・・・・・・INnにそれぞれ
供給され、回路装置11eの出力はTTL入力レベルの
装置501・・・・・・505の入力に供給されている
In the figure, a device [4] that outputs the '1' TL level is shown.
Each output of 01, 402...40n is connected to circuit device I.
The outputs of the circuit device 11e are supplied to the inputs of TTL input level devices 501...505.

さらに、回路装置ICの出力OUT、と装置600の出
力とが共通接続されることにより、固装[IC,600
は並列運転を実行する。
Furthermore, by commonly connecting the output OUT of the circuit device IC and the output of the device 600,
executes parallel operation.

回路装置IflcO入カバッフカバッファ力バッファ2
2とに大fiK発生する熱はプリント基板のアースライ
ン、try?イン、入カイぎ号ライン、出力信号ライン
に放散されることができる。
Circuit device IflcO input buffer power buffer 2
The heat generated by 2 and the large fiK is the ground line of the printed circuit board, try? It can be dissipated to the input signal line, input signal line, and output signal line.

また、出力バッファ22に供給されるイネーブル信号E
Nをローレベルに設定するとその出力OUT、、0[J
’l’□・・・・・・0[JTmtlTm−ティング状
態となり、装置t501.502,503の入力レベル
は装置600の出力レベルに工って設定さハる。
Also, an enable signal E supplied to the output buffer 22
When N is set to low level, its output OUT, 0[J
'l'□...0[JTmtlTm-ting state is reached, and the input levels of devices t501, 502, and 503 are set to the output level of device 600.

また、入力バッファ20と装置40 ] 、402・・
噂・・・4Onとの間のインターフェースで高速度が得
られ、内部Al1fiブロツク21と入カパッフア20
との間のインターフェースで高速度が得られ、出力バッ
ファ22の内部ll#il理ブロッタブロック間のイン
ターフェースで高速度が得られ、装置1501・・・・
・・505と出力バッファ20との間のインターフェー
スでも高速度が得られる。
In addition, the input buffer 20 and the device 40], 402...
Rumor: High speed can be obtained with the interface between the 4On and the internal Al1fi block 21 and input buffer 20.
A high speed is obtained at the interface between the internal blotter blocks of the output buffer 22, and a high speed is obtained at the interface between the internal blotter blocks of the output buffer 22.
... 505 and the output buffer 20 also provides high speed.

[効果コ 以上の実施例によれば、下記の如く理由より、好ましい
効果を得ることができる。
[Effects] According to the above embodiments, favorable effects can be obtained for the following reasons.

(1)入力レベル変換器201の出力容jIkC3の充
電もしくは放tを実行する出力トランジスタをバイポー
ラ・トランジスタによって構成することにより、MOS
FETと比較してバイポーラ・トランジスタは小さな素
子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅率が大き
く、大きな充電電流もしくは放1!!電流が得られると
いう作用により、入力レベル変換器の伝播遅延時114
1およびその出力容量依存性を小さくすることができる
(1) MOS
Compared to a FET, a bipolar transistor has a small device size, a small output resistance, a large current amplification factor, and a large charging current or discharging current. ! Due to the effect that current is available, the propagation delay of the input level converter 114
1 and its output capacitance dependence can be reduced.

(2)入力レベル変換器201においては、唱和領域に
駆動されるバイポーラ・トランジスタのベースとコレク
タとの間には多数キャリア動作を実行するシ冒ットキ・
バリア・ダイオードが接続されているため、コレクタ層
からベース層中への少数キャリアの注入を低減できる念
め、その蓄積時間を小さくすることができる。
(2) In the input level converter 201, a transistor that performs majority carrier operation is connected between the base and collector of the bipolar transistor that is driven into the harmonic region.
Since the barrier diode is connected, the injection of minority carriers from the collector layer into the base layer can be reduced, so that the accumulation time can be reduced.

(3)  好ましい実施例による入力レベル変換器20
1においては、高入力インピーダンスおよび電圧増幅機
能を有するMO8バッファを介して駆動トランジスタQ
、のペース信号又はコレクタ係号が充電相バイポーラ出
力トランジスタQ、のペースに伝達することにより、こ
のMOBバッファの高入力インピーダンスおよび電圧層
@A機能の作用により、出力トランジスタQ、の動作速
度が向上される。
(3) Input level converter 20 according to a preferred embodiment
1, the drive transistor Q is connected via an MO8 buffer with high input impedance and voltage amplification function.
By transmitting the pace signal or collector coefficient of , to the pace of the charging phase bipolar output transistor Q, the operation speed of the output transistor Q, is increased due to the high input impedance and voltage layer @A function of this MOB buffer. be done.

(4)好ましい実施例による入力レベル変換器201に
おいては、入力端子IN、 と駆動トランジスタQ、と
の間VCはPNPエミッタ・フォロワ・トランジスタQ
、とPN接合ダイオードD4 とを接続することにより
、入力レベル変換器2010入カスレツジ、ホールド電
圧を適正に設定できるばかりでなく%PNP)ランジス
タQ、のt光増幅作用によりそのペースにおける入力イ
ンピーダンスが向上するため、入力端子IN、に接続さ
れるTTLレベルの信号源の出力インピーダンスの影響
を低減することができる。
(4) In the input level converter 201 according to the preferred embodiment, VC between the input terminal IN and the drive transistor Q is a PNP emitter follower transistor Q.
By connecting , and the PN junction diode D4, not only can the input voltage and hold voltage of the input level converter 2010 be set appropriately, but also the input impedance at that pace is improved due to the optical amplification effect of the transistor Q. Therefore, the influence of the output impedance of the TTL level signal source connected to the input terminal IN can be reduced.

(5)出力レベル変換器221の出力負荷弁蓋Cxの充
電もしくは放電1に:実行する出力トランジスタをバイ
ポーラ・トランジスタによって構成することにより1八
408FETと比較してバイポー2・トランジスタは小
さな素子寸法でもその出力抵抗が小さくその電流増幅率
が大きく、大きな充電電流もしくは放X電流が得られる
という作用により、出力レベル変換器の伝播遅延時間お
よびその出力容量依存性を小さくすることができる。
(5) For charging or discharging the output load valve cover Cx of the output level converter 221 1: By configuring the output transistor to be executed by a bipolar transistor, the bipolar 2 transistor can be used even if the element size is small compared to the 18408FET. The output resistance is small, the current amplification factor is large, and a large charging current or discharge current can be obtained, so that the propagation delay time of the output level converter and its output capacitance dependence can be reduced.

(6)  出7)レベル変換器221においては1.飽
和領域に駆動されるバイポーラ・トランジスタのペース
とコレクタとの間には多数キャリア動作を実行するシ嘗
ットキ・バリア・ダイオードが接続されているため、コ
レクタ層からベース層中への少数キャリアの注入を低減
できるため、その蓄積時間を小さくすることができる。
(6) Output 7) In the level converter 221, 1. A Schittke barrier diode is connected between the base and the collector of the bipolar transistor driven into the saturation region, which performs majority carrier operation, so that the minority carriers are injected from the collector layer into the base layer. Since the storage time can be reduced, the storage time can be shortened.

(力 好ましい実施例による出力レベル変換器221に
おいては、内部論理ブロック21の出力と駆動トランジ
スタ(+Ltのペースとの間には高入カイ/ビーダンス
MO8回路を接続することKより、このMO8回路のM
 081i’ E ’I’のゲートから内部論理ブロッ
ク21の出力に流入する電流を無視できるレベルまで低
減することができる九め、内部論理ブロック21の出力
は路の集積密度の低下お上びスイッチング速度の低下を
防止することができる。
In the output level converter 221 according to the preferred embodiment, a high input chi/beadance MO8 circuit is connected between the output of the internal logic block 21 and the drive transistor (+Lt). M
081i' E The current flowing from the gate of 'I' to the output of the internal logic block 21 can be reduced to a negligible level. It is possible to prevent a decrease in

(8)好ましい夾角例による出力レベル変換器221に
おいては、高入力インピーダンスMO8回路に内sum
理ブロブロックの複数の出力信号を論理処理する機能を
もたせることにより、マスタースライス方式又はゲート
アレイ方式の、l11il理用牛導体集槓回路!!置I
Cの設計の自由t1i1.を同上することができる。
(8) In the output level converter 221 according to the preferred example of included angles, the internal sum of the high input impedance MO8 circuit is
By providing the function of logically processing multiple output signals of the robot block, it is a master slice type or gate array type l11il physical conductor integrated circuit! ! Place I
Freedom of design of C t1i1. ditto can be done.

(9)  好まし7い実施例による出力レベル変換器2
21においては、イネーブル信号ENKよって出力端子
OLI T、をフローティング状態に制御するtめの制
御回路が配置されている几め、この出力端子(JUT、
  と他のM理回路の出力端子とが共通接続されな場合
に、この共通出力端子のレベルを他の論理回路の出力に
よりて設定することができる。
(9) Output level converter 2 according to preferred embodiment
21, a t-th control circuit is arranged to control the output terminals (JUT,
When the output terminal of the logic circuit and the output terminal of another logic circuit are not commonly connected, the level of this common output terminal can be set by the output of the other logic circuit.

(1(浄  好ましい実施例によれは、純CM08回路
又は40M08回路によりて構成することによりその消
費電力が低減された内部論理ブロック21を#−導体チ
ッグ表面の中央部に配置し、複数のバイポーラ・トラン
ジスタを含みその消費電力の大きな入力レベル変換器2
01・・・・・・と出力レベル変換器221とを半導体
チップ表面の周辺部に配置することにより、熱放散が容
易となり次ため、論理用半導体集積回路装置ICを放電
フィン・レス構造としてのコストを低減することができ
た。
(1) According to a preferred embodiment, an internal logic block 21 whose power consumption is reduced by being composed of a pure CM08 circuit or a 40M08 circuit is arranged in the center of the surface of the #-conductor chip, and a plurality of bipolar・Input level converter 2 that includes transistors and consumes a large amount of power
By arranging the output level converter 221 and the output level converter 221 at the periphery of the semiconductor chip surface, heat dissipation becomes easy. We were able to reduce costs.

aυ 好ましい実施側圧よれば、論理用半導体集積回路
装置ICを樹脂封止構造としたため、そのコストを低減
することができ九。
aυ According to a preferred embodiment, since the logic semiconductor integrated circuit device IC has a resin-sealed structure, its cost can be reduced.

Qの  一方、入力レベル変換¥5201の入力端子I
N、はMOSFETのゲートに印加されるのではなくシ
嘗ットキ・バリア・ダイオードD10カンードもしくは
PNPトランジスタQ4のペースに印加されているため
、入力端子IN、に印加されるサージ電圧九対する破壊
強度を向上することができ念。
On the other hand, input terminal I of input level conversion ¥5201
Since N is not applied to the gate of the MOSFET but to the gate of the switch barrier diode D10 or the pace of the PNP transistor Q4, the breakdown strength against the surge voltage applied to the input terminal IN is Just in case you can improve.

以上本発明者によづて力された発明を実施例にもとづき
具体的に説明し念が、本発明の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。
The invention made by the present inventor has been specifically explained based on examples, but the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that there is.

例えば、第6因においては、人カバ、7720OL/ベ
ル変換器201.202””20nはに′、CL−CM
OSレベル変換を実行し、出力バッファ22のレベル変
換Wip221 、222−・・・・・22mは0MO
8−ECLレベル変換を実行するように濃酸することも
可能である。このためには、入力バッファ20.内部論
理ブロック21.出力バッファ22をグランドレベルと
負のitt源嵯圧−VIEで動作させれば良いことは言
うまでもない。さらに同様に、第6崗においては、入力
バッファ2oのレベル変換器201 、202= 20
n#′iI” L −c Pvt o sレベル変換を
実行し、出力バッ7ア22のレベル変換器221 、2
22=22mViCMOS−i”Lレベル変換を実行す
るように構成することも可能である。
For example, in the sixth cause, the human cover, 7720OL/Bell converter 201.202""20n, CL-CM
Executes OS level conversion and converts the level of output buffer 22 Wip221, 222-...22m is 0MO
It is also possible to use concentrated acids to perform 8-ECL level conversion. For this purpose, an input buffer 20. Internal logic block 21. Needless to say, it is sufficient to operate the output buffer 22 at the ground level and the negative itt source pressure -VIE. Furthermore, in the same way, in the sixth stage, the level converters 201 and 202 of the input buffer 2o=20
n#'iI''L-c Pvt o s level conversion is executed, and the level converters 221 and 2 of the output buffer 22
22=22mViCMOS-i''L level conversion can also be configured.

さらに、第14図乃至第21図、第23図乃至第26図
、第29図乃至第30図の実施例において、第31図の
PNP・エミッタ・フォロワ・トランジスタQ4.PN
接合ダイオードD、を付加しても良い。
Furthermore, in the embodiments of FIGS. 14 to 21, FIGS. 23 to 26, and FIGS. 29 to 30, the PNP emitter follower transistor Q4 of FIG. P.N.
A junction diode D may also be added.

’!ft、M(JSPET(D比W/l、(7)分毎L
t3としているのは、MOSFETのチャンネル長りを
3μmとしている念めであり、現在ホトリソグラフィー
の改良によりこのチャンネル長りは2μm。
'! ft, M (JSPET (D ratio W/l, (7) per minute L
The reason for setting t3 is to make sure that the MOSFET channel length is 3 μm, and with improvements in photolithography, this channel length is now 2 μm.

1.5μmさらに1μm以下に微細化が進めらり。The miniaturization is progressing from 1.5 μm to 1 μm or less.

これに対応して比W/Lの分毎りは小さくなるであろう
Correspondingly, the ratio W/L will be smaller per minute.

才た、この微細化に伴ってバイポーラ・トランジスタの
菓子寸法の縮小化を進められ、回路内の舛抗の抵抗値の
震央も生じるであろう。
However, as this miniaturization continues to drive down the dimensions of bipolar transistors, the epicenter of resistance within the circuit will also occur.

また対土樹脂301よりの多数のリードL、・・・Le
4の取り出し方法も第39図の実施例に限定されない。
In addition, a large number of leads L, . . . Le from the anti-soil resin 301
The method of taking out No. 4 is also not limited to the embodiment shown in FIG. 39.

制止樹脂301の外形を長方形ではなくほば正四角形と
し、全4辺から多数のリードL。
The outer shape of the restraining resin 301 is not rectangular but almost square, and there are many leads L from all four sides.

・・・L64を取り出す方が、リードフレームLTと回
路装置ICの小型化に適切であり、プリント基板上での
実装密度が向上される。
... Taking out L64 is more appropriate for downsizing the lead frame LT and circuit device IC, and improves the mounting density on the printed circuit board.

[利用分野] 以上の説明では主として本発明者によってなされ九発明
を論理用半導体集積回路装置に適用した場合罠ついて説
明し次が、それ、に限定されるものではない。
[Field of Application] The above description mainly describes the case where the invention made by the present inventor is applied to a logic semiconductor integrated circuit device, but is not limited thereto.

例えは、半導体チップ上には入力バッファ20゜内部論
理ブロック21.出力バッファ22だけではなく、必*
に応じてバイポーラ・アナログ回路。
For example, on a semiconductor chip there is an input buffer 20° and an internal logic block 21. Not only the output buffer 22, but also the necessary *
Depending on the bipolar analog circuit.

M U S・アナログ回路、Pチャンネル長+ OS・
ロジック、Nチャンネル八108・ロジック、 i”L
回路、ECL回路のいずれかが半導体チップ上に配置さ
れることも可能であることは言うオでもない。
MUS/Analog circuit, P channel length + OS/
Logic, N channel 8108 Logic, i”L
Needless to say, either the circuit or the ECL circuit can be placed on a semiconductor chip.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

!@1図は本発明に先立って本願発明者によって検討さ
れたところの論理用半導体集積回路装置lCのブロック
図を示し、 第2囚は本発明に先立って本願発明者によりて検討され
た入力バッファの回路図を示し、第3図#−を第2図の
入力バッファの伝播遅延時間の出力容量依存性を示し、 第4図は本発明に先立って本願発明者によって検討され
比出力バッ7アの回路図を示し、第5図は第4図の出力
バッファの伝播遅延時間の出力負荷容量依存性を示し、 第6図は本発明の実施例による論理用半導体集積回路装
置のブロック図を示し、 第7図と第8図とは第6図の回路装置の0MO8,NA
NDゲート211の回路例を示し、第9図と第1O図と
Fi第6図の回路装置CMOS−No)もゲート211
の回路例を示し、第11図と第12図とは第6図の回路
装置の内部wiII理ブロツブロック21内C)S−几
−8フリツプ・フロップの回路例を示し、 第13図は第6図の回路装置の内m論理ブロック21内
の0MO8・ゲーテイド几−Sフリップ・フロップの回
路例を示し、 第14図乃至第31図は本発明の実施例fよる入カハッ
フア20のレベル変換器201の梱々の回路圀を示し。 第32図乃至第34図および第36図は本発明の実施例
による出力バッファ21のレベル変換器221の檀々の
回路図を示し、 第35図は第1と第2の伝播遅延時間1PHL。 i P L IIを足義するための入出力の波形図を示
し、第37図は本発明の実施例による論理用半導体集積
回路装置の半導体テツ1表面における各回路ブロックの
レイアウトを示し、 第38図は不発明の81!施別による論理用半導体集積
回路装置の半導体チップのリードフレームL。 のタブリードLTへの接続およびボンディングワイアの
接続の状態を示す構造図を示し、第39図は本発明の実
施例に、cる回路装置の樹脂封止後の完成図を示し、 第40図は本発明の実施例による回路装置と他の回路装
置とをプリント基板に裏装することにより構成された電
子システムのブロックダイアグラムを示している。 第 図 第 図 第 図 第 ■ 図 第 14図 第 16図 第 図 怪U 第 図 第 図 第 ■ 図 20/ 第 20図 第 図 第22 図 第23 図 第 図 第25 図 第32 図 Z/2 第 図 第 26図 第 27図 第 図 第 図 第30 図 第 図 第 34図 第 図 第 図 第 図 第 39 図 第 40図
! Figure 1 shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device IC that was studied by the inventor of the present invention prior to the present invention, and Figure 2 shows an input buffer that was studied by the inventor of the present invention prior to the present invention. FIG. 3 shows the output capacitance dependence of the propagation delay time of the input buffer in FIG. 2, and FIG. 5 shows the output load capacitance dependence of the propagation delay time of the output buffer in FIG. 4, and FIG. 6 shows a block diagram of a logic semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. , Figures 7 and 8 are 0MO8, NA of the circuit device in Figure 6.
A circuit example of the ND gate 211 is shown, and the circuit device CMOS-No. in FIG. 9, FIG. 1O, and FIG.
11 and 12 show a circuit example of an S-8 flip-flop in the internal wIII logic block 21 of the circuit device shown in FIG. 6, and FIG. A circuit example of an 0MO8 gated S flip-flop in the logic block 21 of the circuit device shown in FIG. 2 shows the complete circuitry of the device 201. 32 to 34 and 36 show circuit diagrams of the level converter 221 of the output buffer 21 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 35 shows the first and second propagation delay times 1PHL. FIG. 37 shows the layout of each circuit block on the surface of the semiconductor chip 1 of the logic semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention; The figure is uninvented 81! A lead frame L of a semiconductor chip of a logic semiconductor integrated circuit device by application. FIG. 39 shows a completed diagram of the circuit device c in the embodiment of the present invention after being sealed with resin, and FIG. 1 shows a block diagram of an electronic system configured by mounting a circuit device according to an embodiment of the present invention and other circuit devices on a printed circuit board. Fig. Fig. Fig. ■ Fig. 14 Fig. 16 Fig. U Fig. Fig. Fig. 20/ Fig. 20 Fig. 22 Fig. 23 Fig. Fig. 25 Fig. 32 Fig. Z/2 Figure 26 Figure 27 Figure 30 Figure 34 Figure 39 Figure 40

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、駆動用半導体集積回路装置と、該駆動用半導体集積
回路装置の外部出力リードにその入力が接続された少な
くとも1つの被駆動用電子回路装置とを具備してなる電
子システムにおいて、上記駆動用半導体集積回路装置は
、少なくともCMOS回路を含む内部論理ブロックと、
上記内部論理ブロックの出力を上記外部出力リードに導
出するバイポーラトランジスタを含む出力回路とを有す
ることを特徴とする電子システム。 2、駆動用電子回路装置と、該駆動用電子回路装置の出
力にその外部入力リードが接続された被駆動用半導体集
積回路装置とを具備してなる電子システムにおいて、上
記駆動用電子回路装置は、その出力に所定の出力論理レ
ベルの出力信号を導出する第1のバイポーラトランジス
タを少なくとも有し、上記被駆動用半導体集積回路装置
は、入力部が上記外部入力リードに接続され、出力部に
上記所定の出力論理レベルとは異なる論理レベルを出力
する第2のバイポーラトランジスタを少なくとも含む入
力レベル変換回路と、少なくともCMOS回路を含み、
上記入力レベル変換回路の出力をその入力に受ける内部
論理ブロックとを有するものであることを特徴とする電
子システム。
[Claims] 1. An electronic device comprising a driving semiconductor integrated circuit device and at least one driven electronic circuit device whose input is connected to an external output lead of the driving semiconductor integrated circuit device. In the system, the driving semiconductor integrated circuit device includes an internal logic block including at least a CMOS circuit;
an output circuit including a bipolar transistor that leads an output of the internal logic block to the external output lead. 2. In an electronic system comprising a driving electronic circuit device and a driven semiconductor integrated circuit device whose external input lead is connected to the output of the driving electronic circuit device, the driving electronic circuit device comprises: , at least a first bipolar transistor for deriving an output signal of a predetermined output logic level to its output, and the driven semiconductor integrated circuit device has an input section connected to the external input lead, and an output section connected to the first bipolar transistor. an input level conversion circuit including at least a second bipolar transistor outputting a logic level different from a predetermined output logic level; and at least a CMOS circuit;
An electronic system comprising: an internal logic block that receives the output of the input level conversion circuit at its input.
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