JPH0590939A - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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Publication number
JPH0590939A
JPH0590939A JP3251349A JP25134991A JPH0590939A JP H0590939 A JPH0590939 A JP H0590939A JP 3251349 A JP3251349 A JP 3251349A JP 25134991 A JP25134991 A JP 25134991A JP H0590939 A JPH0590939 A JP H0590939A
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JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
digital signal
value
delay
Prior art date
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Pending
Application number
JP3251349A
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English (en)
Inventor
Masaaki Ohashi
雅昭 大橋
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線容量に起因する遅延を低減する。 【構成】 しきい値の異なる2個のインバータ2B及び
2Cを設け、これらに配線3からの電圧VA を入力す
る。さらにVA を遅延させる遅延回路5を設ける。イン
バータ2B及び2Cの出力側にはそれぞれNMOS6及
びPMOS7、NMOS9及びPMOS10から構成さ
れるスイッチを設け、遅延回路5の出力及びその反転値
によりスイッチングする。遅延回路5の遅延時間は、イ
ンバータ2B及び2Cの出力がともに立ち上がり又は立
ち下がった直後に、スイッチングが行われるように設定
する。 【効果】 変化前のVA に近いしきい値を有するインバ
ータの出力が回路から出力され、配線容量に起因する遅
延が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体回路、特にLS
I中の配線による遅延を低減する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体回路、例えばLSIにおいては、
基板上に形成した各素子を接続するためある程度の長さ
の配線が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この配線が長
くなると静電容量が増大し、これが信号の遅延量を大き
くしてしまう。例えば図6に示されるように、同一半導
体基板上に形成された2個のインバータ1及び2を配線
3により接続する場合、この配線3が長いと大きな配線
容量4が発生する。
【0004】この配線容量4は、配線3を伝達する信号
の波形をなだらかにし、遅延を発生させる。例えば図7
(a)に示されるようにインバータ1への入力電圧VIN
が立ち下がると、このインバータ1の出力は配線容量4
を有する配線3を介してインバータ2に入力される。こ
の入力端の電圧VA は配線容量4の作用によりなだらか
に上昇し、インバータ2の判別しきい値Vthをよぎった
時点で当該インバータ2の出力電圧VOUT が立ち下がり
L値となる。従って、出力電圧VOUT は、主に配線容量
4により定まる時間だけ入力電圧VINから遅延すること
となる。
【0005】また、インバータ1への入力電圧VINが立
ち上がった場合も、図7(b)に示されるように同様の
遅延が発生する。
【0006】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、配線容量に起因す
る信号の遅延を低減し、比較的長い配線の使用を可能に
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、配線により伝達されるディジタル
信号の値をそれぞれ異なる所定のしきい値により判別す
る第1及び第2の論理素子と、第1及び第2の論理素子
の出力を選択的に回路から出力させるスイッチと、前記
ディジタル信号の値が変化する際、第1及び第2の論理
素子のうち変化前のディジタル信号の値に近いしきい値
を有する素子の出力が回路出力となり、他方の素子の出
力値が変化した後に当該他方の素子の出力が回路出力と
なるよう、スイッチを制御する制御手段と、を含むこと
を特徴とする。
【0008】請求項2は、制御手段が、配線により伝達
されるディジタル信号を少なくとも当該ディジタル信号
の値の変化に応じて第1及び第2の論理素子の出力値が
変化するまで遅延させ、遅延されたディジタル信号によ
り前記他方の素子の出力が回路出力となるようスイッチ
を切り換える遅延回路を含むことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明においては、配線により伝達されるディ
ジタル信号の値が第1及び第2の論理素子によりそれぞ
れ異なる所定のしきい値により判別される。すなわち、
制御手段は、第1及び第2の論理素子のうち変化前のデ
ィジタル信号の値に近いしきい値を有する素子の出力が
回路出力となるよう、スイッチを制御する。例えば、配
線により伝達されるディジタル信号が立ち上がる場合に
は低いしきい値を有する素子の出力が、立ち下がる場合
には高いしきい値を有する素子の出力が、それぞれ回路
出力となる。従って、立上がりの際と立ち下がりの際と
で異なるしきい値が用いられることとなり、ディジタル
信号の値が変化する際に配線容量によって生じる遅延が
低減される。
【0010】請求項2においては、制御手段が遅延回路
により実現される。すなわち、ディジタル信号の値の変
化があった場合、第1及び第2の論理素子の出力値が共
に変化するまで、当該ディジタル信号が遅延され、この
遅延されたディジタル信号によりスイッチが制御され
る。これにより、簡素な回路構成で基板占有面積を大き
くすること無く、回路出力の切り換えが実現される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図6に示される従来例と同様の
構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0012】図1には、本発明の一実施例に係る半導体
回路の構成が示されている。この図に示される回路は、
配線3から電圧VA を入力するインバータとして2B及
び2Cを備えている。さらに、インバータ2B及び2C
と並列に4個のインバータから構成される遅延回路5が
接続されている。これらインバータ2B及び2C並びに
遅延回路5を構成するインバータの判別しきい値はそれ
ぞれ異なり、インバータ2Bのしきい値をVthb 、遅延
回路5を構成するインバータのしきい値をVth a 、イン
バータ2Cのしきい値をVthc とすると、 Vthb >Vtha >Vthc のように設定されている。例えば電源電圧Vccが+5V
の場合、Vthb は4V、Vtha は2.5V、Vthc は1
Vに設定する。
【0013】さらに、この実施例では、ソース、ドレイ
ン及びサブがそれぞれ接続されたNMOS6及びPMO
S7が用いられている。このNMOS6及びPMOS7
のソースはインバータ2Bの出力側に接続されている。
一方で、遅延回路5の出力側にはインバータ8が設けら
れており、PMOS7のゲートにはインバータ8の出力
端が、NMOS6のゲートには遅延回路5の出力端が、
それぞれ接続されている。後述するように、このNMO
S6及びPMOS7はスイッチを構成する。
【0014】同様に、この実施例では、ソース、ドレイ
ン及びサブがそれぞれ接続されたNMOS9及びPMO
S10が用いられている。このNMOS9及びPMOS
10のソースはインバータ2Cの出力側に接続されてい
る。NMOS9のゲートにはインバータ8の出力端が、
PMOS10のゲートには遅延回路5の出力端が、それ
ぞれ接続されている。このNMOS9及びPMOS10
も後述するようにスイッチを構成する。
【0015】これら、NMOS6及びPMOS7並びに
NMOS9及びPMOS10のドレインが、電圧VOUT
を出力する電極となる。なお、NMOSとPMOSを対
で用いるのは、H,L両値を共に良好に伝達出力させる
ためである。
【0016】図2には、この実施例の動作が示されてい
る。(a)は入力電圧VINの立ち下がり時、(b)は立
上がり時の動作である。以下、この図に基づき本実施例
の動作を説明する。
【0017】まず、図2(a)に示される入力電圧VIN
の立ち下がりの動作においては、配線容量4により破線
のような波形となった電圧VA がインバータ2B、遅延
回路5及びインバータ2Cに入力される。先に述べたよ
うにインバータ2B及び2Cは異なるしきい値を有して
いるため、インバータ2Bの出力電圧VB 及びインバー
タ2Cの出力電圧VC はそれぞれ異なるタイミングで立
ち下がる。すなわち、VC はVA がVthc をよぎる時点
から立ち下がり、VB はVA がVthb をよぎる時点から
立ち下がる。Vthb >Vthc であるので、VC はVB
り早く立ち下がりL値となる。
【0018】ところで、VC が立ち下がるより前の時点
では、遅延回路5の出力電圧はL値であり、インバータ
8の出力はH値となる。従って、NMOS9のゲートは
H値でありオン、PMOS10のゲートはL値でありオ
ンしている。一方、NMOS6のゲートはL値でありオ
フ、PMOS7のゲートはH値でありオフしている(図
3参照)。この状態は、NMOS9及びPMOS10か
ら構成されるスイッチがオンしており、NMOS6及び
PMOS7から構成されるスイッチがオフしている状態
である。すなわち、この時点では、インバータ2Cの出
力電圧VC が、回路の出力電圧VOUT となる。
【0019】また、先に述べたように、Vthb >Vtha
>Vthc に設定されているので、インバータ2Cの出力
がL値となった直後所定時間は電圧VC が回路の出力電
圧VOUT となる状態が続く。この状態は、VA がVtha
をよぎってから遅延回路5の遅延時間を経過するまであ
るいはVA がVthb をよぎるまで継続する。この実施例
の場合、遅延回路5の遅延時間を十分長く設定し、VA
がVthb をよぎってインバータ2Bが反転した後に遅延
回路5の出力が反転するようにしている。
【0020】遅延回路5の出力が反転すると、NMOS
9及びPMOS10並びにNMOS6及びPMOS7の
オンオフ状態は反転し、NMOS9及びPMOS10か
ら構成されるスイッチがオフ、NMOS6及びPMOS
7から構成されるスイッチがオンとなる(図4参照)。
この時点で、インバータ2Bの出力電圧VB が回路の出
力電圧VOUT となる。
【0021】次に、VINが立ち上がった場合、図2
(b)に示される動作となる。この場合、電圧VA は破
線のような波形となり、また、Vthb >Vthc であるの
で、VB はVC より早く立ち上がりH値となる。VB
立ち上がる前の時点では、図2(a)の動作によって、
NMOS9及びPMOS10から構成されるスイッチが
オフ、NMOS6及びPMOS7から構成されるスイッ
チがオンとなっており、VB がVOUT として出力されて
いる。
【0022】こののち、上述の遅延回路5の作用によっ
て、少なくともVAがVthc をよぎるまで、この出力状
態が維持される。遅延回路5の遅延時間はVthc をよぎ
ってインバータ2Cが反転した後にその出力が反転する
よう設定されており、出力反転後はVC がVOUT として
出力される(図5参照)。
【0023】このように、本実施例においては、配線容
量4により発生する遅延が低減される。例えば配線3に
より伝達される信号をしきい値Vtha のインバータ2に
入力した場合に比べ、しきい値の差Vthc −Vtha 又は
tha −Vthb に相当する時間だけ遅延時間を低減でき
る。また、この効果を配線3のレイアウトや本数等を変
更せずに得ることができ、遅延低減のために占有する基
板面積もさほど大きくならない。
【0024】なお、遅延回路5の遅延時間は、先に述べ
たようにVA がVtha をよぎってからVthc 又はVthb
をよぎり、インバータ2B及びインバータ2Cの出力が
等しくなるまでの時間以上に設定する必要があるが、さ
らに、Vthc 又はVthb をよぎったのちは早期に出力が
反転するように設定するのが好ましい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異なるしきい値の論理素子によりディジタル信号の値を
判別し、配線により伝達されるディジタル信号が立ち上
がり又は立ち下がる場合に、この立ち上がり又は立ち下
がり前のディジタル信号の値に近いしきい値を有する素
子の出力を回路出力とするようにしたため、配線容量に
よって生じる遅延が低減される。また、両素子の出力が
共に変化した後に回路出力の選択変更を行うようにした
ため、次にディジタル信号が立ち下がり又は立ち上がっ
た場合に迅速な動作が確保される。
【0026】また、請求項2によれば、制御手段を遅延
回路により構成するようにしたため、簡易な回路構成、
少ない基板占有面積で上記効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体回路の構成を示
す回路図である。
【図2】この実施例の動作を示すタイミングチャートで
あって、(a)はVINの立ち下がり時、(b)は立上が
り時の動作を示す図である。
【図3】VINが立ち下がる前後におけるオンオフ状態を
示す図である。
【図4】VINが立ち下がった後、及び立ち上がる前後に
おけるオンオフ状態を示す図である。
【図5】VINが立ち上がった後におけるオンオフ状態を
示す図である。
【図6】従来の半導体回路における配線容量を示す図で
ある。
【図7】この配線容量による遅延の発生を示すタイミン
グチャートであって、(a)はVINの立ち下がり時、
(b)は立上がり時の動作を示す図である。
【符号の説明】
1,2B,2C,8 インバータ 3 配線 4 配線容量 5 遅延回路 6,9 NMOS 7,10 PMOS VIN インバータ1への入力電圧 VA 配線により伝達された電圧 VB ,VC インバータ2B,2Cの出力電圧 Vtha 遅延回路のしきい値 Vthb ,Vthc インバータ2B,2Cのしきい値 VOUT 回路の出力電圧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成され、複数の素子を
    接続する配線を有する半導体回路において、 配線により伝達されるディジタル信号の値をそれぞれ異
    なる所定のしきい値により判別する第1及び第2の論理
    素子と、 第1及び第2の論理素子の出力を選択的に回路から出力
    させるスイッチと、 前記ディジタル信号の値が変化する際、第1及び第2の
    論理素子のうち変化前のディジタル信号の値に近いしき
    い値を有する素子の出力が回路出力となり、その後他方
    の素子の出力値が変化した後に当該他方の素子の出力が
    回路出力となるよう、スイッチを制御する制御手段と、 を含むことを特徴とする半導体回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体回路において、 制御手段が、 配線により伝達されるディジタル信号を少なくとも当該
    ディジタル信号の値の変化に応じて第1及び第2の論理
    素子の出力値が変化するまで遅延させ、遅延されたディ
    ジタル信号により前記他方の素子の出力が回路出力とな
    るようスイッチを切り換える遅延回路を含むことを特徴
    とする半導体回路。
JP3251349A 1991-09-30 1991-09-30 半導体回路 Pending JPH0590939A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6285208B1 (en) 1998-01-26 2001-09-04 Nec Corporation Activation speed of signal wiring line in semiconductor integrated circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6285208B1 (en) 1998-01-26 2001-09-04 Nec Corporation Activation speed of signal wiring line in semiconductor integrated circuit

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