JPH0636573A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0636573A
JPH0636573A JP4195637A JP19563792A JPH0636573A JP H0636573 A JPH0636573 A JP H0636573A JP 4195637 A JP4195637 A JP 4195637A JP 19563792 A JP19563792 A JP 19563792A JP H0636573 A JPH0636573 A JP H0636573A
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JP
Japan
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terminal
node
circuit
potential
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP4195637A
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English (en)
Inventor
Hirotoshi Mine
浩利 峯
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量の負荷を駆動する遅延時間を速くす
る。 【構成】 コンデンサC1と一方向素子D1、D2とに
よって構成されたレベル変換回路と、P型MOSトラン
ジスタM1とN型MOSトランジスタM2により構成さ
れたレベル変換回路により、電源電圧以上の振幅をもっ
た信号を発生し、次段の回路の駆動能力を上げたり、ま
た出力波形のなまりによる次段の回路の信号伝播時間の
遅れを阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に関
し、特に、大容量負荷を高速に駆動する大容量駆動回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の代表的な半導体集積回路の大容量
負荷駆動回路を図6、図8に示す。
【0003】図6はCMOS回路での大容量負荷駆動回
路であり、図中の数字は各MOSトランジスタのゲート
幅(μm)を示す。
【0004】P型MOSトランジスタ(以下PMOSと
略記する)M31は、ソース端子が電圧源端子T31に
接続され、ゲート端子は入力端子INに、ドレイン端子
はN型MOSトランジスタ(以下NMOSと略記する)
M32のドレイン端子及び次段のインバータのPMOS
M33のゲート端子とNMOS M34のゲート端子
に接続され、NMOS M32のゲート端子は入力端子
INに、ソース端子は電圧源端子T32にそれぞれ接続
されている。
【0005】PMOS M33のソース端子は電圧源端
子T31に、ドレイン端子はNMOS M34のドレイ
ン端子及び次段のインバータのPMOS M35、NM
OSM36のゲート端子に接続されている。NMOS
M34のソース端子は電圧源端子T32に接続され、P
MOS M35のソース端子は電圧源端子T31に、ド
レイン端子は出力端子OUT及びNMOS M36のド
レイン端子に、NMOS M36のソース端子は電圧源
端子T32にそれぞれ接続されている。
【0006】このようにMOSトランジスタで論理回路
を構成した場合には、MOSトランジスタは、その伝達
コンダクタンス(ゲート幅に比例)が通常の論理回路を
構成のゲート幅では、小さいために、電流駆動能力が小
さく、大容量の負荷を高速に動作することが困難になる
ようにトランジスタサイズを次段になるに従って大きく
したインバータ回路をカスケード接続して構成するよう
にしている。
【0007】次にBiCMOS回路での大容量負荷駆動
回路の例を示す。
【0008】図7は、通常の論理回路を構成する中のイ
ンバータ回路である。
【0009】PMOS M41はソース端子が電圧源端
子T41に、ドレイン端子はNMOS M42のドレイ
ン端子及びNPNバイポーラトランジスタ(以下NPN
Trと略記する)のベースに、ゲート端子は入力端子
IN及びNMOS M42のゲート端子、NMOS M
43のゲート端子にそれぞれ接続されている。NMOS
M42のソース端子は電圧源端子T42に、NMOS
M43のドレイン端子は出力端子OUT及びNPN
Tr Q41のエミッタ端子、NPN TrQ42のコ
レクタ端子にそれぞれ接続され、ソース端子は抵抗R4
1を介して電圧源端子T42及びNPN Tr Q42
のベース端子に接続されている。NPN Tr Q41
のコレクタ端子は電圧源端子T41に、NPN Tr
Q42のエミッタ端子は電圧源端子T42にそれぞれ接
続されている。
【0010】上記図7で説明したBiCMOSインバー
タ回路を、図8で示すように、BiCMOSインバータ
回路C51を1段目1個でその入力端子が大容量負荷駆
動回路の入力端子INになり、出力端子は次段のBiC
MOSインバータ3個の入力端子に、次段の3個の出力
端子は3段目のBiCMOSインバータ7個の入力端子
に、3段目の7個の出力端子は大容量負荷駆動回路の出
力端子OUTとなる構成にしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
従来における半導体集積回路の高負荷駆動回路では、C
MOS回路、BiCMOS回路共にインバータ回路を数
段直列に接続するために、入力信号に対する出力信号の
遅延が大きくなる。
【0012】またこのような高負荷駆動回路では、出力
が高負荷でかつその駆動する回路までの配線が長いこと
が多く、このために、出力波形の形状がかなりなまって
きて、このなまりによる次段の回路の遅れ、また次段の
回路の入力スレッシュホールド電位のばらつきにより、
次段の回路の遅延時間もばらついてしまうというような
課題があった。
【0013】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記課題を解決することを可能とした新規な半導体
集積回路を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る半導体集積回路は、コンデンサと一方
向素子とによって構成され電位を押し上げるレベル変換
回路と、P型MOSトランジスタとN型MOSトランジ
スタにより構成され前記レベル変換回路により電位を押
し上げられた信号の低電位側を接地電位にする振幅変換
回路とを備えて構成される。
【0015】
【実施例】次に本発明をその好ましい各実施例について
図面を参照して具体的に説明する。
【0016】図1は本発明による第1の一実施例を示す
回路構成図である。また図2はその波形図である。
【0017】図1を参照するに、参照符号1は本発明の
大容量負荷駆動回路を示し、その回路構成は、入力端子
INがコンデンサC1及びインバータ回路I1、I2の
入力に接続され、コンデンサC1の入力と反対側の端子
は一方向素子であるダイオードD1のカソードとダイオ
ードD2のアノードとPMOS M1のウェル電極に接
続され、ダイオードD1のアノードは例えば+5Vの電
圧源端子T1に接続され、ダイオードD2のカソードは
PMOS M1のソース端子に接続され、PMOS M
1のドレイン端子は出力負荷駆動インバータI3及びN
MOS M2のドレイン端子に、NMOS M2のソー
ス端子は例えば0Vの電圧源端子T2に接続され、ウェ
ル電極も0Vの電圧源端子T2に接続され、PMOS
M1とNMOS M2のゲート端子はそれぞれ大容量負
荷駆動回路1の入力端子INからインバータI1、I2
を介して接続されており、出力負荷駆動インバータI3
の出力は大容量負荷駆動回路1の出力端子OUTとなっ
ている。大容量負荷駆動回路1の出力負荷として、任意
のブロック(BLOCK)2とそのブロックまでの配線
3が接続されている。
【0018】次に回路動作について図2を用いて説明す
る。入力端子INに0Vが与えられている時には、Bの
ノードは電圧源端子T1電位5VからダイオードD1の
Vf1段分下がった約4.8Vになっており、入力端子
INが0Vから5Vに変化すると、ノードBの電位は最
高で+5V押し上げられる。この電位はノードAにつく
容量値で調整可能であり、図2では入力波形がIN、ノ
ードBがBで示されている。
【0019】この時、PMOS M1は入力端子INが
0Vの時“OFF”、5Vの時“ON”、NMOS M
2は入力端子INが0Vの時“ON”、5Vの時“OF
F”することにより、ノードAには入力端子INが0V
のとき0V、入力端子INが5VのときノードBの電位
からダイオードD2のVf1段分だけ下がった電位とな
る。図2ではノードAの値はAで示されている。
【0020】前述したように、ノードAには0Vから
7.0V程度の振幅で信号が出るために、インバータI
3の駆動能力が上がり、遅延時間を高速にすることが可
能である。
【0021】次に本発明による第2の実施例について図
面を参照して説明する。
【0022】図3は本発明による第2の実施例を示す回
路構成図である。
【0023】図3を参照するに、この第2の実施例の回
路構成は、第1の実施例からI3のインバータ回路を抜
いたものである。回路動作は第1の実施例で説明してい
るので省略する。
【0024】図4は、本第2の実施例のチップレイアウ
ト図である。図5は本第2の実施例の波形図である。
【0025】図4において、参照符号41は入出力バッ
ファ部、42はRAM等の内部セルの大部分をしめるマ
クロ、43は本発明の第2の実施例である入力バッフ
ァ、44はマクロ上配線、45は入力バッファ43の信
号を直接受ける内部ロジックをそれぞれ示す。
【0026】近年半導体集積回路では、図4に示すよう
にRAMのような大きなマクロを置くことが多くなって
きているが、入力バッファ43の信号を内部ロジック4
5に伝える為には、マクロ42上を通らなければならな
いので、かなりの配線長を必要とするために、内部ロジ
ック45の手前のノードCではかなり波形がなまってし
まう。
【0027】図5の波形図において、pで示されている
のは入力波形、bは通常の入力バッファ時の図4のノー
ドCの波形、cは本発明による入力バッファ43のノー
ドCの波形である。
【0028】図5で示されるように、ノードCの電位は
かなりなまってしまうために、たとえば内部ロジック4
5の入力スレッショールドが3.0Vであるとすると通
常の入力バッファでは、出力波形が0Vと5Vの間で動
くので、波形のなまりが大きいとこのなまりの影響で内
部ロジック45までの信号伝播に、t1 の時間がかかっ
てしまう。
【0029】しかしながら本発明をもちいれば、出力波
形が0Vと7.0Vで動くために、伝播時間t2 はなま
りの影響をうけにくく、高速に内部ロジックに信号を伝
播することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高負荷駆動回路の出力振幅を電源電圧より大きくなるよ
うにしたので、次段の回路の駆動能力を高め、また出力
波形のなまりによる次段回路への信号伝播時間の遅れを
抑えるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施例を示す回路構成図で
ある。
【図2】第1の実施例の波形図である。
【図3】本発明による第2の実施例を示す回路構成図で
ある。
【図4】第2の実施例のチップレイアウト図である。
【図5】第2の実施例の波形図である。
【図6】従来のCMOS回路図である。
【図7】BiCMOSインバータ回路図である。
【図8】従来のBiCMOS回路図である。
【符号の説明】
D1、D2…ダイオード C1…容量 I1、I2、I3…インバータ M1、M31、M33、M35、M41…P型MOSト
ランジスタ M2、M32、M34、M36、M42、M43…N型
MOSトランジスタ R41…抵抗 Q41、Q42…NPNバイポーラトランジスタ C51…BiCMOSインバータ 41…入出力バッファ部 42…RAMマクロ等の大きいマクロ 43…入力バッファ 44…マクロ上配線 45…内部ロジック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/06 C 9184−5J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンデンサと一方向素子とによって構成
    され電位を押し上げるレベル変換回路と、P型MOSト
    ランジスタとN型MOSトランジスタにより構成され、
    前記レベル変換回路により電位を押し上げられた信号の
    低電位側を接地電位にする振幅変換回路とを備えること
    を特徴とする半導体集積回路。
JP4195637A 1992-07-22 1992-07-22 半導体集積回路 Pending JPH0636573A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4195637A JPH0636573A (ja) 1992-07-22 1992-07-22 半導体集積回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP4195637A JPH0636573A (ja) 1992-07-22 1992-07-22 半導体集積回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0636573A true JPH0636573A (ja) 1994-02-10

Family

ID=16344483

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4195637A Pending JPH0636573A (ja) 1992-07-22 1992-07-22 半導体集積回路

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JP (1) JPH0636573A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816594A (en) * 1985-04-12 1989-03-28 Fujian Teachers University Coupling agent system of aluminium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816594A (en) * 1985-04-12 1989-03-28 Fujian Teachers University Coupling agent system of aluminium

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