JPH04153761A - 出力バッファ - Google Patents

出力バッファ

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JPH04153761A
JPH04153761A JP2278267A JP27826790A JPH04153761A JP H04153761 A JPH04153761 A JP H04153761A JP 2278267 A JP2278267 A JP 2278267A JP 27826790 A JP27826790 A JP 27826790A JP H04153761 A JPH04153761 A JP H04153761A
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JP
Japan
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channel mos
output
mos transistor
output buffer
signal transmission
Prior art date
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JP2278267A
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English (en)
Inventor
Yutaka Wabuka
裕 和深
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Priority to US07/777,069 priority patent/US5216300A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はTTLインターフェースを有する半導体集積回
路の出力バッファに関する。
〔従来の技術〕
第4図は、従来の出力バッファを示す回路図である。
第4図において出カバ、ファの出力端子042に接続さ
れるインダクタンスL及び容量Cは特性インピーダンス
z0の信号伝送路とそれにインピーダンス整合がとれた
状態で接続された負荷を等測的に表している。この出力
バッファは、入力信号I41により、インバータ40.
41及びインバータ42.43からなる駆動回路G41
及びG42を介して第1の電源(以下、vl)Dと称す
)と出力端子042との間に接続されたPチャネルMO
SトランジスタP42と第2の電源(以下GNDと称す
)と出力端子042との間に接続されたNチャネルMO
SトランジスタN41とを相補的に切り替え、特性イン
ピーダンスz0の信号伝送路を介して負荷を駆動するも
のとなっている。
また、電源電圧5vのTTLインターフェースを有する
集積回路の出力バッファにおいては、入力信号141が
立ち下がり負荷の接続された出力点041つレベルがG
NDレベルから2vに達するまでの遅延時間と入力信号
I41が立ち上がり出力点041のレベルがVDDから
0.8vに達するまでの遅延時間が仕様を満たすよう最
終段のPチャネルMOSトランジスタ及びNチャネルM
O3)ラノジスタの幾何学的寸法と駆動回路G41及び
G42を構成するMOS)ランジスタの幾何学的寸法を
決定する。
第5図は、データバス等の双方向入出力回路に用いられ
る従来の出力バッファを示す回路図である。前記第4図
の出力バッファとの相違は、出力制御入力信号C51を
有し、この制御入力信号により、出力点052をPチャ
ネルMOSトランジスタP51とNチャネルMOSトラ
ンジスタN51のどちらか一方が導通状態にあるドライ
ブ状態と両方が非導通状態にあるハイ・インピーダンス
状態に切り替えることができる。回路構成上の相違は駆
動回路G51及びG52において、NO’Rゲート51
とNANDゲート53が用いられ、これにより出力点0
52の状態切り替えを実現している。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したように、電源電圧5vのTTLインターフェー
スを持つ集積回路の出力バッファの出力点の電圧変化は
、立ち上がり時0.Ovから2.OVに対し立ち下がり
時には5.Ovから0.8vと約2倍の電圧振幅を変化
させる必要がある。
近年、集積回路を使用したシステムの高速化に伴い、出
力バッファの高速化も要求されており、出力点の立ち下
がりも立ち上がりと同じ遅延時間である必要がある。こ
のため、出力バッファの最終段NチャネルMOSトラン
ジスタの出力抵抗は、最終段PチャネルMOSトランジ
スタの1/2とする必要がある。第6図041−1,0
51−1に示すように、出力バッファ最終段Nチャネル
MOSトランジスタの出力抵抗がPチャネルMOSトラ
ンジスタと同じ、即ち信号伝送路の特性インピーダンス
と同じ場合には、アンダーシュートは発生しないが立ち
下がりの遅延時間が大きくなる。
また、第6図041−2,051−2に示すように、出
力バッファ最終段NチャネルMOSトランジスタの出力
抵抗がPチャネルMOSトランジスタの1/2、即ち信
号伝送路の特性インピーダンスより小さい場合には、ア
ンダーシュートが発生し、これらに起因して誤動作が発
生するという問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係わる出力バッファは、第1の電源と出力端子
との間に接続された第1のPチャネル間O3)ランジス
タと、第2の電源と出力端子との間に接続された第1の
NチャネルMOSトランジスタとを有し、前記第1のP
チャネルMOSトランジスタと前記第1のNチャネルM
OSトランジスタがゲートに与えられる入力信号のレベ
ルに応じて相補的に導通制御されて、出力端子に接続さ
れた信号伝送路を含む出力負荷を駆動する半導体集積回
路の出力バッファにおいて、前記第1のPチャネルMO
Sトランジスタおよび第1のNチャネルMOSトランジ
スタが信号伝送路の特性インピーダンスに等しい出力抵
抗を有し、前記第1のNチャネルMOSトランジスタと
並列に第2の電源と出力端子との間に接続された信号伝
送路の特性インピーダンスに等しい出力抵抗を持つ第2
のNチャネルMOSトランジスタと、前記第2のNチャ
ネルMOSトランジスタのゲートに接続され、第2のN
チャネルMOSトランジスタの導通期間を決定するパル
ス発生回路と駆動回路を含む補助制御部を更に設けてい
る。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を添付の図面に基づ(・て説明す
る。
第1図は本発明の第1の実施例の出力ノクツファの回路
図である。
第1図において、インダクタンスL及び容量Cは、特性
インピーダンスz0の信号伝送路を等測的に表している
電源VDIIと接地GNDとの間には、第1の出力回路
を構成するPチャネルMOSトランジスタ11トN−F
−ヤネルMOSトランジスタNllと力;直列に接続さ
れている。これらのMOS)ランジスタPl 1.Nl
 1は、信号伝送路の特性インピーダンスz0と等しい
出力抵抗を有し、その共通接続されたドレインが前記信
号伝送路に接続されて(する。これらのMOS)ランジ
スタPI 1. Nl 1の各ゲートには、インバータ
11.12の継続回路からなる駆動回路Gll及びイン
ノ(−夕13゜14の継続回路からなる駆動回路G12
をそれぞれ介して入力信号Illが与えられている。
一方、出力端子012と接地GNDとの間には、第2の
出力回路を構成するNチャネルMOS)ランジスタN1
2が前記NチャネルMOSトランジスタNILと並列に
接続されている。このNチャネルMOS)ランジスタN
12の出力抵抗は前記NチャネルMO8I−ランジスタ
11と等しく設定されている。
このNチャネルMOS)ランジスタN12のゲートには
、入力信号111の立ち上がりを変化時のみNチャネル
MOSトランジスタN12を導通状態にさせる補助駆動
回路G13の出力が供給されている。補助駆動回路G1
3は、入力信号工11を反転させるインバータ15,1
6.17の継続回路と、その出力と前記入力信号Ill
とを入力とするNANDゲー)18と、その出力を反転
させるインバータ19とによって構成されている。
第3図はこの出力バッファの動作を示す波形図である。
入力信号IllがVDDレベルからGNDレベルに変化
すると、駆動回路Gll、G12を介してMOS)ラン
ジスタPI 1.Nl 1のゲート電位がGNDレベル
に変化するのでPチャネルMOSトランジスタpHがオ
ン、NチャネルMOS)ランジスタNilがオフとなる
。PチャネルMOSトランジスタpHにより信号伝送路
が充電され、出力信号は立ち上がるが、PチャネルMO
SトランジスタpHの出力抵抗と信号伝送路のインピー
ダンス整合がとれているため、出力端子011でのオー
バーシュートは生じない。
一方、入力信号IllがG N D V DDレベルに
変化すると、駆動回路Gll、G12を介してMOSト
ランジスタPI 1.Nl 1のゲート電位がVD、)
レベルに変化するのでPチャネルMOSトランジスタp
Hがオフ、NチャネルMOS)ランジスタNILがオン
となる。同時に補助駆動回路G13を介してNチャネル
MOS)ランジスタN12のゲート電位がvつ。レベル
に変化するのでNチャネルMOS)ランジスタN12が
オンとなる。これにより、NチャネルMOS)ランジス
タN11゜N12により信号伝送路が急速に放電され、
出力信号は速やかに立ち下がる。
補助駆動回路G13においては、入力信号Illが立ち
上がってからインバータ15〜17による信号伝達遅延
時間だけ経た後に、インバータ17の出力が立ち下がり
、NANDゲートの出力がvDDレベルに反転し、イン
バータ19の出力はGNDレベルに反転し、Nチャネル
MOS)ランジスタN12がオフする。
このように、入力信号が立ち下がった場合、その過渡状
態においては、NチャネルMOS)ランジスタNl 1
.Nl 2の両方がオンし、続いてNチャネルMOS)
ランジスタN12がオフとなるので、立ち下がり遅延時
間が立ち上がり遅延時間と同じになり、出力信号011
0アンダーシユートが低減できる。
第2図は本発明の第2の実施例の出力バッファの回路図
である。
基本豹な構成は、第1図の回路と同様であるが、この実
施例では、PチャネルMOSトランジスタP21を駆動
する駆動回路G21が、NORゲート21、インバータ
20.22で構成され、NチャネルMOSトランジスタ
を駆動する駆動回路G22がNANDゲート23、イン
バータ24で構成されている。そして、これらの駆動回
路には制御信号C21が与えられている。
また、NチャネルMOSトランジスタN22を駆動する
補助駆動回路G23が3人力NORゲート28、インバ
ータ25〜27,29によって構成され、NANDゲー
ト28に制御信号C21が与えられている。
この実施例によれば、制御信号21がVDDレベルの場
合は前述した第1の実施例と同様の動作をし、制御信号
C21がGNDレベルの場合、MOSトランジスタP2
1.N21.N22は全てオフとなる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、信号出力点の立
ち上がり時には、出力トランジスタと信号伝送路のイン
ピーダンス整合がとれており、立ち下がり時には、1/
2の圧力抵抗で駆動し、立ち下がり後は、信号伝送路と
インピーダンスが等しくなるため、出力点におけるオー
ツく−シュートやアンダーシュートが低減でき、高速動
作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の出力バッファの回路図
、第2図は本発明の第2の実施例の出力バッファの回路
図、第3図は本発明の動作波形図、第4図は従来の出力
バッファの回路図、第5図は従来の双方向入出力回路用
の出力バッファの回路図、第6図は従来の出力バッファ
の動作波形図である。 11〜17,19,20,22,24.25〜27.2
9.40〜43.50,52,54・・・・・・インバ
ータ、21,51・・・・・・NORゲート、18゜2
3.28,53・・・・・・NANDゲート、Pl 1
゜P21.P41.P51・・・・・・PチャネルMO
Sトランジスタ、Nl 1.Nl 2.N21.N22
゜N41.N51・・・・・・NチャネルMOSトラン
ジスタ、Gll、G12.G21.G22.G41゜G
42.G51.G52・・・・・・駆動回路、G13゜
G23・・・・・・補助駆動回路、Ill、I21.I
41゜I51・・・・・・入力信号、011,021,
041゜051・・・・・・出力信号、012,022
,041゜052・・・・・・出力端子、C21,C5
1・・・・・・制御信号。 代理人 弁理士  内 原   晋 第 酊 亭2 図 箒 チ 閃

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の電源と出力端子との間に接続された第1のPチャ
    ネルMOSトランジスタと、第2の電源と出力端子との
    間に接続された第1のNチャネルMOSトランジスタと
    を有し、前記第1のPチャネルMOSトランジスタと前
    記第1のNチャネルMOSトランジスタがゲートに与え
    られる入力信号のレベルに応じて相補的に導通制御され
    て、出力端子に接続された信号伝送路を含む出力付加を
    駆動する半導体集積回路の出力バッファにおいて、前記
    第1のPチャネルMOSトランジスタおよび第1のNチ
    ャネルMOSトランジスタが信号伝送路の特性インピー
    ダンスに等しい出力抵抗を有し、前記第1のNチャネル
    MOSトランジスタと並列に第2の電源と出力端子との
    間に接続された信号伝送路の特性インピーダンスに等し
    い出力抵抗を持つ第2のNチャネルMOSトランジスタ
    と、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート
    に接続され、第2のNチャネルMOSトランジスタの導
    通期間を決定するパルス発生回路と駆動回路を含む補助
    制御部を更に設けたことを特徴とする出力バッファ。
JP2278267A 1990-10-17 1990-10-17 出力バッファ Pending JPH04153761A (ja)

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EP91309499A EP0481737B1 (en) 1990-10-17 1991-10-16 Output buffer for semiconductor integrated circuit
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